專利名稱：取決于壓力的截止閥和帶這種截止閥的液壓系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于液壓系統的滑閥以及這種液壓系統。
背景技術：
在液壓系統中常常根據壓力或流量打開或關閉支路。這例如是為了根據不同的運行狀態而采取不同的緩沖/阻尼措施所需要的。
例如由DE19642837C1已知一種液壓轉向助力系統(伺服轉向裝置)，它用來，一方面給駕駛員對公路的良好感覺，亦即通過作用在車輪上的力給予一在轉向輪上有感覺的反饋，另一方面阻止來自于路面撞擊的大的沖擊傳遞到轉向輪。為此在轉向橫拉桿上設置一液壓缸，其兩個工作腔在直線行駛時通過一控制閥門組和一短接管路相互連接。在短接管路內設置兩個阻尼閥，它們相對于短接管路串聯。它們包含一盤形閥關閉元件，它安裝在一可軸向移動的銷軸上，并被油流環繞沖淋。如果油流增加一定的量，那么它便帶動閥關閉元件，使它壓緊在配設于它的閥座上。一作用在其支承銷上壓力差產生同樣的作用。如果閥關閉元件貼合在其閥座上，僅僅只有比較小的節流流通道開啟，那么便顯著地產生節流效果。
這種閥既對壓力差也對大的流量作出反應。但是也存在這樣的應用場合，在這種場合下閥僅僅應該取決于壓力，而不由增加的流量來進行開關。此外這種閥常常應該無滯后或小滯后地工作，并具有一持續保持良好的響應閾值。
發明內容
由此出發本發明的目的是，創造一種簡單和牢固的根據壓力開關的閥。
這個目的用按權利要求1的滑閥實現。
本發明的滑閥具有一帶一流通通道的閥殼體，橫向于此通道設置一滑閥孔，一滑塊裝在此孔內。滑塊的頭部起滑塊驅動裝置的作用。其相應的作用面平行于與流通通道橫向相交的流動(方向)。在其相對的末端上滑塊具有一封閉段，使得流通通道穿過滑塊的兩個尤其是基本上同樣大小的并例如做成環形的面之間。這兩個面相互平行，因此流過流通通道的液流沒有壓差，因此在滑塊上不會產生向關閉方向作用的合力。其結果是滑塊不會由于流過流通通道的液流而關閉。
頭部和封閉段在滑閥孔內分別分隔出一個腔。被頭部分隔出的腔最好是卸壓的，而被封閉段分隔出的腔最好與流通通道的流體壓力連通。由此使朝向滑塊兩個相反的運動方向施壓的作用面總的來說不一樣大，從而在流通通道受到壓力作用時形成一個合力。由此得到一個完全取決于壓力的滑閥。被封閉段分隔出的腔通過一最好垂直地從流通通道上分叉出來的通道連接在流通通道上。由此使被封閉段分隔出的腔得到隨流通通道流量增加而減小的靜壓力，這導致一沿滑塊開啟方向作用的力。只有在這個力和彈簧力通過流通通道內的壓力而被克服時，滑塊才開始向關閉方向運動。隨著流量的減小抽吸作用減小，被封閉段分隔出的腔內的壓力降低，從而產生向開啟方向作用的力。在這個力消失時滑閥很快關閉。最終造成滑閥開關式的關閉。
這種滑閥在液壓系統中例如用來根據壓力打開或關閉不同的緩沖器。緩沖器最好是諧振器，它們和取決于載荷從而取決于不同的壓力而不同的脈動相匹配。
被滑閥孔內的頭部分隔出的腔最好向外通風。若需要放棄滑閥孔內活塞的油密封支承，該腔也可以還通過一卸荷管道與一例如連接在一液壓泵的抽吸側上的油匯集管連通。這樣便可以不使用特殊的密封措施，滑塊便可以特別靈活地支承。如果閥應該特別快速地響應或者對非常小的壓力作出反應，這樣便特別有利。
滑閥孔最好具有略大于流通通道的直徑。由此滑塊可以完全封閉流通通道。這樣便得到一種通/斷閥。如果僅僅希望流通通道的節流，那么滑塊段可以配備一周向槽，或者滑閥孔的直徑選擇得小于流通通道。
為了將滑塊彈性預緊在閥的開啟位置上最好設置一彈簧，它最好安裝在通風的或者與一回油管連接的被頭部分隔出的腔內。它作為壓簧一端支撐在頭部上，另一端支撐在一支座上，該支座例如可以通過一用來密封有關腔的螺釘構成。在一種變化的實施形式中螺釘用作調整螺釘，以便能夠控制滑閥的起動壓力。彈簧最好是預緊的，以便得到在壓力緩慢增加時長時間設有反應，然后使滑塊突然運動到關閉位置。
封閉段最好具有一略小于滑閥孔的容納頭部的段的直徑，使得滑閥孔和封閉段限定一節流間隙。這減小在壓力下降、亦即當低于開關壓力時閥門關閉時的時間延滯。在某些情況下節流間隙通過穿過封閉段的通道與被封閉段分隔的工作腔連通，以便在流通通道內的壓力下降時，使這個壓力卸壓。但是通道并非必須穿過封閉段不可。它也可以加工在閥殼體上。這樣閥的關閉時間便與節流間隙的大小無關。
本發明的滑閥可以在一液壓系統內設置在液壓泵和負載之間或者在液壓泵和一連接在負載前面的主閥門組之間以用來起動和關閉諧振器。諧振器最好設置在泵和負載之間或泵和主閥門組之間，并用來抑制壓力脈動。例如如果泵通過主閥門組部分或完全與負載相連，那么在負載較大時便出現脈動。這里滑閥可以促使起緩沖作用的諧振器的快速切換。這可以與由泵輸送的物質流量無關地進行，在主閥門組之前的物質流量與負載無關，而最多只取決于泵轉速。
本發明優良實施形式的其它細節由附圖，說明書或從屬權利要求得到。
圖1以示意圖表示一帶有按本發明的滑閥的液壓系統；圖2以在開啟位置的示意縱剖視表示按圖1的滑閥，圖3按圖2的滑閥在關閉位置；圖4以在開啟位置的示意縱剖視表示滑閥的有所改變的實施形式；
圖5按圖4的滑閥在關閉位置。
具體實施例方式
圖1中表示一液壓系統1，它包括一液壓泵2和一例如液壓缸形式的消耗器或負載3。液壓系統1可以是一汽車的轉向助力系統或其它類似的系統。此外屬于液壓系統1的還有例如兩個緩沖器4，5，它們例如做成諧振緩沖器(Resonatordaempfer)。緩沖器4，5在輸出端并聯并與一主閥門組6連接。主閥門組具有一與兩個緩沖器4、5連接的入口、一通向負載3的出口和另一通向回油管7的出口。回油管與液壓泵2的抽吸接頭連接。泵的壓力端接頭分叉，一方面通向緩沖器5，另一方面通向一個連接在緩沖器4的前面的滑閥8。滑閥8在比較低的壓力時切換到流通位置，而在超過一調整好的極限壓力時則關閉。主閥門組6將緩沖器4、5的出口與回油管7直接連接，從而與液壓泵2的抽吸接頭連接，如果滑閥8處于流通位置，那么兩個緩沖器4、5并聯。緩沖器4、5可以在其流動阻力方面是一致的，也可以相互不同。在并聯狀態下它們提供一小的總流動阻力。特別是緩沖器4可以具有一特別低的流動阻力。
如果主閥門組6將緩沖器4、5的出口基本上連接到負載3上，那么負載3和液壓泵2出口之間的壓力便上升。這時如果壓力超過一極限值，滑閥便切斷，由此緩沖器4便不起作用。現在液壓泵2輸送的全部液流必須流過緩沖器5，它可以具有較大的流動阻力并用來盡可能完全抑制在載荷作用下出現的脈動。現在起出現的流動阻力在液壓系統1內的能量損失方面只起次要的作用，因為它僅僅短暫出現。
由圖2和3可以看到滑閥8的結構，現在起參看這兩個附圖。
滑閥8具有一閥殼體9，流通通道11穿過此殼體。此通道例如設計成直圓筒形孔，它在兩個出口處分別配備內螺紋12、13，以便能夠連接管道。滑閥孔14橫向于流通通道11布置，它與流通通道11成直角在中間部分相交。滑閥孔14的直徑最好至少和流通通道11一樣大或更大一些。如果滑閥孔14的直徑小于流通通道11，那么在關閉滑閥8時便不能完全關閉，而只能達到流過液流大的節流。這也是所希望的。
滑閥孔14具有一在圖2和3中流通通道11下方的第一段15和一在圖2和3中流通通道11上方的第二段16。最好是圓柱形的滑閥孔14同樣最好做成盲孔，從而單端封閉。在其開口端它例如通過一調整或封閉螺釘17封閉。
在滑閥孔14內裝一滑塊18，它基本上做成旋轉對稱的，并可橫向于流通通道移動地支承。滑塊18具有一扁平圓柱形從而也是盤狀的頭部19，它裝在滑閥孔14的段15內。頭部19的外徑略小于滑閥孔14的直徑。這里頭部密封地但可移動地裝在滑閥孔內。頭部19在其朝向流通通道11的一側具有一平的環形面，或者如圖2和3所示，具有一鞍形面21。該面可以形成這樣的形狀，使它在滑塊18的在圖2中所示的位置時平滑地連接在流通通道11的圓柱形壁上，以便減少對流過該處的液流的妨礙，從而產生小的流動阻力。
從頭部19中心伸出一銷形段22，它最好與頭部19連接成一體。銷形段22具有大大小于頭部19的直徑，該直徑這樣選擇，使它盡可能少地影響流通通道11的自由流動橫截面，銷形段22的長度最好相當于流通通道11的直徑。在其背向頭部19的一端銷形段22帶一最好一體生成的封閉段23，它基本上做成圓柱形活塞，并以小的間隙可軸向移動地安裝在整體圓柱形的滑閥孔14的段16內，并且其長度大于流通通道11的直徑，因此也比銷形段22長。在其朝向流通通道11的一側封閉段23設有一平的環形面，或如圖2和3所示，配備一鞍形環形面24，它包圍銷形段22，并遵循流通通道11壁的圓柱形輪廓。因此當滑塊18處于圖2中所示位置時，環形面24平滑和無臺階地連接在流通通道11的壁上。
一個、兩個或多個通道25，26縱向穿過封閉段23。因此這里通道從流通通道11通入一個由滑閥孔14的段16內的封閉段23隔開的腔27。封閉段23具有一平的端面作為該腔的邊界。
頭部19在滑閥孔14的段15內隔開一腔28，在該腔內安裝一壓簧29，它以一端支承在頭部19的端面上，并以另一端支承在調整或封閉螺釘17上。腔28可以例如通過調整或封閉螺釘的沒有具體畫出來的中央孔或通過其它通道對外通氣。頭部19最好密封地支承在滑閥孔14內。為此它在其外圓柱形外殼面上有一環形槽，槽內裝一密封元件，例如O型圈20。此外也可以設置唇口形密封件或其它密封元件。為了支承O型圈或其它密封元件可以設一沒有畫出的支承環。但是如果頭部19對于滑閥孔14的壁不流體密封，那么腔28便與一通向液壓泵2的抽吸接頭的導油管連接。
以上所述的滑閥8按以下方式工作如果在流通通道11內存在低壓液體，那么滑塊18便位于在圖2中所示的位置。壓簧29使滑塊保持在其上面的位置，這是一個流通位置。液壓液體占有流通通道11以及通道25，26和腔27，但是由于頭部19的密封支承它不擠入腔28。與壓簧29的力方向相反作用一由流體壓力引起的力，它由流體壓力/強和頭部19所畫出的圓環面積算出。這是因為當作用在面21以及封閉段23的上端面的一部分上時，流體壓力與壓簧29的力反方向作用。上端面的外部環形區通過環形面24平衡，而對應于銷形段22的橫截面積的面積部分則沒有得到平衡，從而有助于形成朝打開方向的力。
如果液流，亦即流通通道11內的流動速度加大，那么既在面21又在環形面24上產生減小的壓力。這也通過通道25，26造成腔27內的壓力減小，因此滑塊18更可靠地保持在開啟位置。因此流量的加大不會導致滑閥8突然的和不希望關閉。
相反如果流通通道11內的靜壓力加大到超過一用作開關界限的壓力極限，那么滑塊便移動到按圖3的位置。如果作用在頭部19圓形橫截面上的壓力產生一超過壓簧29的力的力，便出現這種情況。這個力一直作用到封閉段23的下棱邊到達流通通道11的下邊界為止。這時如圖3所示，封閉段23可以將一包圍銷形段22的環形腔31完全與流通通道11分開。在這種情況下，由腔27和腔31以及通道25，26所接納的液體基本上被卸壓。在這種狀態下不再有力克服壓簧29的力。其結果是使滑塊18退回，使得腔31正好由流通通道11封閉。在封閉段23外圍和滑閥孔14段15的內壁之間形成一節流縫隙32，它在圖3中所示的位置上達到值零，這個位置通過一假想平面找到，它既包含流通通道11的軸線又包含滑閥孔14的軸線。這個平面在流通通道11的壁上和封閉段23的外殼面上作一條直線記號。在這兩條直線相遇時，便正好找到節流縫隙的值為零的這個位置。滑塊18自動調整到這個位置，直要流通通道11內的壓力超過該開關值。一旦出現這種情況，這個壓力通過調整為零的節流縫隙32也傳到腔31上。相反如果壓力下降到低于這個開關壓力，便通過節流縫隙32也使腔31和與它一起的腔27卸荷，由此壓簧29將滑塊18沒有有害的時間延遲地壓回其按圖2的起始位置，現在起流通通道11被重新開啟。
圖4和5表示本發明滑閥8的一種變型實施形式。如果在這兩個圖中采用和上面所述的附圖相同的附圖標記，那么同樣適用在結構和功能方面的說明。下面說明其區別腔28配備一卸荷孔33，它在頭部19密封支承的情況下通入外界，或者通向一集油管。如結合圖2和3已經說明過的那樣，在必要情況下頭部19可通過一密封元件，例如一個O型圈，相對于滑閥孔14密封。但是如果卸荷孔33連接在一集油管上的話，它也可以以較小的泄漏坐放在滑閥孔14內。
此外封閉段23沒有通道25，26。它們由一繞行通道34代替，它從流通通道11出發通入腔27，和在上述實施例中一樣，與液流接觸的面(面21以及環形面24)平行于流過的液流，從而也平行于流通通道11的壁布置，因此直線流過流通通道11的液流對這些面不施加合力，這里面21與環形面24相對于一和銷形段22垂直相交的中心平面對稱設置。因此每個由于液體流通而在面21上產生的力被大小相等方向相反且在環形面24上產生的力平衡。相應地對于上述實施形式也一樣。在這個意義上銷形段22也做成圓柱形。
和通道25，26一樣，繞行通道34從流通通道11橫向分叉，從而將作用在壁上的靜壓力傳送給腔27。
在功能方面則與此不同，在滑閥8的關閉狀態(圖5)腔27不是通過節流縫隙32而是直接通過繞行通道34受靜壓力的作用。因此封閉段23可以無阻礙地向關閉方向運動，直至頭部19受到阻擋為止。止擋可以例如做在調整和封閉螺釘17上。腔27的卸壓同樣通過繞行通道34進行。
和在上述例子中一樣，當流過流通通道11的流量大時，在開啟位置通過繞行通道34在腔27上產生一定的抽吸。但是隨著切斷過程的開始這種抽吸減弱，由此使到此為止將滑塊保持在開啟位置的，從而支持壓簧29的力消失，這種消失導致滑閥8突然的關閉。同樣在開啟時流通通道11的流通同樣促使開啟過程的加速。因此滑閥迅速和精確地開閉。可能造成振動和噪聲現象的中間位置可以得到避免。
本發明的滑閥8具有一滑塊18，它可橫向于流通通道11運動地支承，該滑塊做成非對稱的，從而通過適當的通道25，26，34使流通通道11內的靜壓力到達滑塊18的一側，而另一側則沒有壓力或者只受一較小的恒定壓力作用。一壓簧29與這個壓力反方向作用，它使滑塊18保持在開啟位置上。如果流體壓力超過彈簧壓力，滑塊18便移動到切斷位置，并一直保持在這個位置上，直至壓力重新低于開關極限為止。
權利要求
1.用于液壓系統(1)的滑閥(8)，具有一閥殼體(9)，它具有一流通通道(11)連同一橫向于該流通通道延伸的滑閥孔(14)，具有一滑塊(18)，該滑塊-具有一頭部(19)，該頭部可移動地支承在滑閥孔(14)內，并受到在流通通道(11)內的流體壓力的作用，-具有一封閉段(23)，該封閉段與頭部(19)相連，由此可與頭部一起在一切斷位置和一開啟位置之間移動。
2.按權利要求1的滑閥，其特征為頭部(19)密封地支承在滑閥孔(14)內。
3.按權利要求1的滑閥，其特征為頭部(19)在滑閥孔(14)內隔出一對外通氣的腔(28)。
4.按權利要求1的滑閥，其特征為為了彈性預緊滑塊(18)設置一壓簧(29)，它以一端支承在頭部(19)上，以其另一端支承在一支座(17)上。
5.按權利要求4的滑閥，其特征為支座(17)是可調的。
6.按權利要求3和4的滑閥，其特征為壓簧(29)安裝在腔(28)內。
7.按權利要求1的滑閥，其特征為封閉段通過一銷形段(22)與頭部連接，該銷形段的直徑小于封閉段(23)的直徑。
8.按權利要求1的滑閥，其特征為封閉段(23)小間隙地在滑閥孔(14)內移動。
9.按權利要求1的滑閥，其特征為封閉段(23)在滑閥孔(14)內分隔出一腔(27)，并設置至少一個使該腔(27)與流通通道(11)連通的通道(25，26，34)。
10.按權利要求1的滑閥，其特征為封閉段(23)具有一略小于滑閥孔(14)的容納頭部(19)的段(15)直徑的直徑，使得當封閉段(23)處于關閉位置時滑閥孔(14)的段(15)與封閉段(23)確定一節流縫隙(32)。
11.按權利要求1的滑閥，其特征為滑閥孔(14)的直徑至少和流通通道(11)的直徑一樣大。
12.液壓系統，具有一液壓泵(2)、一負載(3)和至少兩個相互并聯的支路，以及具有至少一個設置在一個支路內的按權利要求1的滑閥(8)。
全文摘要
本發明的滑閥(8)具有一滑塊(18)，它可橫向于流通通道(11)運動地支承。該滑塊做成非對稱的，因此通過合適的通道(25，26)使存在于流通通道(11)內的壓力可到達滑塊(18)的一端，而另一端沒有壓力或只作用一個小的恒定壓力。一壓簧(29)與壓力反方向作用，它使滑塊(18)保持在開啟位置，如果流體壓力超出，滑塊(18)便移動到關閉位置。在這個位置它一直保持到壓力重新低于開關極限為止。
文檔編號F15B11/042GK1802528SQ200480015632
公開日2006年7月12日 申請日期2004年5月27日 優先權日2003年6月4日
發明者M·齊普費爾, A·R·希爾格特 申請人:伊頓流體動力有限公司