流量閥和具有多個流量閥的流量分配器的制作方法

專利名稱：流量閥和具有多個流量閥的流量分配器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于流量分配器的流量閥，根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分，流量分配器用來為若干液壓消耗裝置(hydraulic consumer)提供壓力液，本發(fā)明還涉及包含此種流量閥的流量分配器。
背景技術(shù)：
液壓流量分配器確保給定壓力的液流按照期望的分量(partialquantities)流經(jīng)若干互相并聯(lián)設(shè)置并獨立于負(fù)載壓力的液壓消耗裝置或液壓負(fù)載。如果采用流量分配器的各個獨立的流量閥位于液壓消耗裝置的上游的方式引導(dǎo)壓力液流，稱之為液流分配(dividing)操作狀態(tài)。但是，如果各個獨立的流量閥位于液壓消耗裝置的下游，則稱之為液流積蓄(accumulating)操作狀態(tài)。
流量分配器的每個流量閥都具有一個測流口和一個壓力調(diào)節(jié)器，該壓力調(diào)節(jié)器在液流分配操作狀態(tài)時被設(shè)置于測流口的下游。在液流分配操作狀態(tài)時，各個壓力調(diào)節(jié)器在關(guān)閉方向承受最大負(fù)載壓力并強有力地限制其對應(yīng)的測流口和負(fù)載之間的液流，該限制非常強烈，致使所有測流口之后的壓力等于或稍稍大于最大負(fù)載壓力。對于壓力調(diào)節(jié)器的這種布置方式和壓力應(yīng)用，流量分配器類似于所謂的負(fù)載獨立流量分配(LUDV，load-pressure independent flow distribution，)控制系統(tǒng)，例如，WO 95/32364公開了一種負(fù)載感測控制系統(tǒng)的特例。在這種控制系統(tǒng)中，將最大負(fù)載壓力指示給可變?nèi)莘e泵，并且該可變?nèi)莘e泵受到控制，使泵壓管道中的主導(dǎo)泵壓按預(yù)定壓差A(yù)ep高于負(fù)載壓力。在LUVD控制系統(tǒng)中，即使在泵壓下降時也維持對各個獨立的部分液流的液流分配。因為在這種所謂的供應(yīng)不足的情況下，測流口下游的壓力沒有任何改變。所有測流口的前面都被施加下降后的泵壓，使位于所有測流口的壓差都按相同方式變化。
不論使用可變?nèi)莘e泵還是定量泵作為壓力液供給源，也不論可變?nèi)莘e泵是如何被調(diào)節(jié)的，都可以使用流量分配器。在行程驅(qū)動裝置中使用時，排出量得到調(diào)節(jié)，例如，通過操縱桿或踏板調(diào)節(jié)排出量，流量分配器就會按照期望的容積比將排出量按比例分配給液壓消耗裝置。
WO 95/32364的控制系統(tǒng)不能夠執(zhí)行“壓力液分量的積蓄”。因為，在液流積蓄時必需保證在壓力調(diào)節(jié)器的關(guān)閉方向上壓力調(diào)節(jié)器與液壓消耗裝置之間不再是最大壓力而是最小壓力為主導(dǎo)，這里，在最大負(fù)載液壓消耗裝置處的主導(dǎo)壓力是最低壓力。
用于液流分配和液流積蓄的流量分配器已經(jīng)在DE 195 31 497 A1中公開。在這種控制結(jié)構(gòu)中，分配給液壓消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器被調(diào)心彈簧頂?shù)酱蜷_位置，在“液流分配”操作狀態(tài)中其被施加以最大負(fù)載壓力，而在“液流積蓄”操作狀態(tài)中通過導(dǎo)向閥其被施加以相應(yīng)的最小有效負(fù)載壓力，這樣在這兩種操作狀態(tài)中，能夠?qū)y流口之上的壓力損失保持恒定，而與負(fù)載壓力無關(guān)。
上述現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷在于，必需對應(yīng)操作狀態(tài)對導(dǎo)向閥進行控制，并且需要使用昂貴的裝置將最大和/或最小負(fù)載壓力排出(tap off)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種流量閥和由此種流量閥構(gòu)成的流量分配器，其能夠以最小的成本實現(xiàn)“液流分配”和“液流積蓄”操作狀態(tài)。
上述目的是通過權(quán)利要求1特征部分的流量閥和權(quán)利要求13特征部分的流量分配器實現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的分配到對應(yīng)液壓消耗裝置的流量閥包括測流口和壓力調(diào)節(jié)器，該壓力調(diào)節(jié)器在測流口的一側(cè)調(diào)節(jié)最大或最小負(fù)載壓力。根據(jù)本發(fā)明，壓力調(diào)節(jié)器的壓力調(diào)節(jié)活塞被設(shè)計為具有兩個控制邊緣的結(jié)構(gòu)，其中一個控制邊緣被分配給“液流積蓄”操作狀態(tài)，另一個控制邊緣被分配給“液流分配”操作狀態(tài)。該流量閥還包括一個LS控制邊緣，借助該控制邊緣能夠在壓力調(diào)節(jié)器被完全打開以便向LS管線中指示負(fù)載時控制LS截面打開。當(dāng)控制LS截面打開時，壓力可從測流口和壓力調(diào)節(jié)器入口之間的壓力液流道排出。該壓力首先對應(yīng)于壓力調(diào)節(jié)器被完全打開時在被分配的液壓消耗裝置處的主導(dǎo)負(fù)載壓力。這種情況發(fā)生在液壓消耗裝置引導(dǎo)最大負(fù)載壓力的“液流分配”操作狀態(tài)，這是因為分配給該液壓消耗裝置的流量閥的壓力調(diào)節(jié)器是完全打開的，而分配給較低負(fù)載的液壓消耗裝置的其他流量閥的壓力調(diào)節(jié)器被轉(zhuǎn)換到控制位置，以便將測流口下游處的初始壓力限制在這些液壓消耗裝置的較低負(fù)載壓力。
在“液流積蓄”操作狀態(tài)中，a.m.壓力液流通道中的壓力基本上與最小負(fù)載液壓消耗裝置的壓力對應(yīng)，控制開始時最小量的壓力液流到壓力調(diào)節(jié)器，并且后者被打開或保持打開狀態(tài)，而壓力液流通道中的壓力受到其他高負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器的限制，直到壓力調(diào)節(jié)器活塞上的力達到平衡。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在“液流分配”和“液流積蓄”兩種操作之間自動轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換是通過分別將位于打開的壓力調(diào)節(jié)器與測流口之間的壓力液流通道中的對應(yīng)最大負(fù)載壓力(“液流分配”)和對應(yīng)最小負(fù)載壓力(“液流積累”)的壓力排出實現(xiàn)的。在較高負(fù)載和較低負(fù)載的液壓消耗裝置的流量閥中，分別控制LS截面關(guān)閉，使得相關(guān)壓力調(diào)節(jié)器的控制面在關(guān)閉方向被施加與最大負(fù)載壓力(“液流分配”)相對應(yīng)的壓力，并在打開方向被施加與最小負(fù)載壓力(“液流積蓄”)相對應(yīng)的壓力。
在一優(yōu)選技術(shù)方案中，流量閥的壓力調(diào)節(jié)器在原始位置被打開。
可以通過2/2口方向控制閥對LS截面進行控制，該控制閥具有兩個LS控制邊緣，其中一個用于“液流分配”，另一個用于“液流積蓄”。
在本發(fā)明的一個緊湊結(jié)構(gòu)的特定變化例中，該方向控制閥被結(jié)合到壓力調(diào)節(jié)器活塞中，該活塞是方向控制閥的內(nèi)部活塞，其在壓力調(diào)節(jié)器活塞的導(dǎo)向孔中被引導(dǎo)并且該內(nèi)部活塞包括控制環(huán)，在該控制環(huán)的兩個環(huán)形端面上形成兩個前述的LS控制邊緣。
通過向一個端面施加泵壓并向另一個端面施加LS管線的LS壓力將該內(nèi)部活塞(方向控制閥的轉(zhuǎn)換)啟動。“液流分配”時，該內(nèi)部活塞被高泵壓切換到第一切換位置，“液流積蓄”時，該內(nèi)部活塞受到低泵壓的作用被切換到另一切換位置。在上述兩種位置中，上述LS控制邊緣之起到控制打開LS截面的作用。
在上述技術(shù)方案中，較好的是LS管線與壓力調(diào)節(jié)器的LS彈簧腔室連通，通過控制打開LS截面，使彈簧腔室與一個用來引導(dǎo)與負(fù)載壓力對應(yīng)的壓力的通道之間連通。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選變化例中，壓力調(diào)節(jié)器還包括另一個彈簧腔室，該彈簧腔室經(jīng)由延內(nèi)部活塞外周延伸的連通通道與LS彈簧腔室連通。
更好的流量閥結(jié)構(gòu)是當(dāng)內(nèi)部活塞伸出LS彈簧腔室并且在所述被引出壓力調(diào)節(jié)器端部形成導(dǎo)向環(huán)，該導(dǎo)向環(huán)在流量閥的螺旋塞的壓力腔室中被引導(dǎo)。在該壓力腔室中為內(nèi)部活塞形成一個擋塊，并且向該內(nèi)部活塞施加泵壓。
為了更好地進行引導(dǎo)，內(nèi)部活塞可包括一個徑向環(huán)(radial collar)，該徑向環(huán)沿壓力調(diào)節(jié)器活塞導(dǎo)向孔的內(nèi)周部分與其鄰接。在徑向環(huán)和控制環(huán)的外周和導(dǎo)向孔的內(nèi)周表面都形成有縱向凹口，使壓力液流能夠在兩個彈簧腔室之間流動。
壓力調(diào)節(jié)器活塞較佳的是被設(shè)計為在形成兩個控制邊緣的端面上具有一中央控制槽的結(jié)構(gòu)。壓力調(diào)節(jié)器活塞被兩個調(diào)心彈簧頂入其開放的中央位置。
壓力調(diào)節(jié)器活塞包括一個或多個徑向孔，以便將壓力調(diào)節(jié)器和測流口之間的壓力液流通道之間的壓力排出。
較佳的是第一個流量閥都包括一個壓力進給閥，通過該壓力進給閥保護液壓消耗裝置不會由外部過載，并且如果發(fā)生充注不足時會注入壓力液，以避免發(fā)生空泡并使系統(tǒng)保持封閉。
本發(fā)明的其它優(yōu)點在從屬權(quán)利要求體現(xiàn)。


以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
圖1是處于“液流分配”操作狀態(tài)的流量分配器的功能圖。
圖2是圖1所示流量閥的截面圖。
圖3是圖2所示流量閥的壓力調(diào)節(jié)器的詳圖。
圖4是圖3所示壓力調(diào)節(jié)器的內(nèi)部活塞在“液流分配”時的不同操作位置。
圖5是“液流分配”時較低負(fù)載液壓消耗裝置的流量閥。
圖6是根據(jù)圖1的處于“液流積蓄”操作狀態(tài)的流量分配器的功能圖。
圖7是“液流積蓄”時圖4所示內(nèi)部活塞的位置。
圖8是較低負(fù)載液壓消耗裝置的流量閥的截面圖。
圖9是本發(fā)明的流量閥的回路符號圖。
1流量分配器2可變?nèi)莘e泵4、6、8、10液壓馬達12、14、16、18流量閥20座圈 22LS管線24測流口 26壓力調(diào)節(jié)器28壓力進給閥 30泵32進給通道 34進給管線36供應(yīng)管線 38推進管線40回流管線 43壓力調(diào)節(jié)器活塞44、46螺旋塞 50、52調(diào)心彈簧54、56環(huán)形腔室 57環(huán)形臺58測流口開孔 60螺絲62角孔 64腔室66傾斜通道 68環(huán)形通道70壓力腔室 72連通通道74、76彈簧板 78、80座81控制槽 82液流分配控制邊緣84液流積蓄控制邊緣 86彈簧腔室88LS彈簧腔室 90通道92導(dǎo)向孔 94內(nèi)部活塞96導(dǎo)向環(huán) 98徑向孔100控制環(huán) 102徑向環(huán)
104、106縱向凹口 105徑向延伸部108、110LS控制邊緣 112LS截面114固定在外殼上的控制邊緣116彈簧腔室一側(cè)的控制邊緣具體實施方式
本發(fā)明主要用于具有封閉或開放液壓回路的靜液壓驅(qū)動的機械裝置，并主要應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，例如絞車驅(qū)動、皮帶驅(qū)動或行步驅(qū)動裝置。
圖1所示為用于移動工作裝置的行步驅(qū)動的流量分配器的功能圖?？刂平Y(jié)構(gòu)部分是一個封閉的回路并具有一可變?nèi)莘e泵2。該行步驅(qū)動裝置具有4個由可變?nèi)莘e泵2提供壓力液的液壓馬達4、6、8、10。
在圖中所示實施例中，通過分別分配給消耗裝置4、6、8、10的流量閥12、14、16、18分配壓力液。流量閥12、14、16、18組成一個控制部件。
如圖所示，以流量閥12為例，其包括座圈20，該座圈20上形成有壓力終端P、進給終端S、工作終端A(B、C、D)和LS終端LS?？刂平Y(jié)構(gòu)1的各個負(fù)載壓力終端LS通過LS管路22互相連通。座圈20中提供可變測流口24、壓力調(diào)節(jié)器26和壓力進給閥28。壓力調(diào)節(jié)器26按液流向消耗裝置4流動的方向被設(shè)置于測流口24的下游。如上所述，獨立于負(fù)載壓力的壓力調(diào)節(jié)器26使可變測流口24上方的壓力降保持恒定，這樣流過測流口24的壓力液的體積僅僅取決于測流口24自身的開孔橫截面。
通過壓力進給閥使工作終端A(B、C、D)處的主導(dǎo)壓力被限制在最大值，這樣可保護消耗裝置4(6、8、10)不會發(fā)生過載。而且，當(dāng)發(fā)時充注不足時，例如下坡驅(qū)動時，或是在牽引負(fù)載時，可以通過進給終端S，并且如果合適的話通過泵30由壓力進給閥28以現(xiàn)有的方法重新充注壓力液。這種情況下，壓力液由后者自槽T中吸出并通過進給通道34被送入流量閥12、14、16、18對應(yīng)的進給終端S。
可變?nèi)莘e泵2的壓力終端P通過分支壓力或進入通路與閥的壓力終端P連接。流量閥12、14、16、18對應(yīng)的工作終端A、B、C、D通過推進管線38、40、42、44與消耗裝置4、6、8、10的壓力終端連接。壓力液由消耗裝置經(jīng)由共用回流通路40流到可變?nèi)莘e泵2的吸入終端R。在圖2將圖1中的流量閥12放大顯示。其他流量閥14、16、18的結(jié)構(gòu)與之相同。
如圖2所示，壓力調(diào)節(jié)器開孔42在水平方向上穿透閥盤20，該開孔在兩個端面分別被螺旋塞44、46封閉。在壓力調(diào)節(jié)開孔42中，被中央彈簧50、52頂入中部的壓力調(diào)節(jié)器活塞43能夠在軸向被引導(dǎo)移動。壓力調(diào)節(jié)器開孔在中部延伸形成兩個環(huán)形腔室54、56，環(huán)形腔室54、56之間夾持一環(huán)形臺57。環(huán)形腔室56與工作終端A連接，在圖2中，測流口開孔58垂直延伸并與環(huán)形腔室54連通，并且測流口24插置于所述測流口開孔中。其具體結(jié)構(gòu)設(shè)計在另一應(yīng)用中被展示，并且該結(jié)構(gòu)設(shè)計并非本發(fā)明的重點所在。只是假定測流口24具有可變的橫截面。但是本發(fā)明并不受此種結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制。
在圖2所示實施例中相對于投影平面垂直延伸的壓力終端P與測流口開孔58連通。測流口開孔58的底部被螺絲60封閉(由圖2看)。
在環(huán)形腔室56中，還設(shè)置有一斜角開孔62，該斜角開孔62的一端進入水平延伸的支管，具有彈筒結(jié)構(gòu)的壓力進給閥旋于該支管上。進給終端S通入腔室64，該腔室64通過一條垂直于圖2投影平面延伸的通路構(gòu)成測流口開孔58的徑向延伸。
壓力終端P通過傾斜通路66與環(huán)形通路68連接，環(huán)形通路68包圍著螺旋塞46的外周。在螺旋塞46中形成與壓力調(diào)節(jié)器開孔42同軸延伸的壓力腔室70，該壓力腔室70借由連接通路72與環(huán)形通路68連接，這樣，在壓力腔室70中壓力終端P處的壓力總是占主導(dǎo)，也就是說，總是在施加泵壓。
下面通過放大的視3說明壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)。
相應(yīng)地，壓力調(diào)節(jié)器活塞43的中央彈簧50、52被分被支承于鄰近的螺旋塞46和44上，并且中央彈簧50、52通過杯狀彈簧板74、76作用于壓力調(diào)節(jié)器活塞43上，并且在作用的同時，中央彈簧50、52部分地沒入位于壓力調(diào)節(jié)器活塞43端面的承座78、80中，從而縮短壓力調(diào)節(jié)器在軸向上的長度。
在壓力調(diào)節(jié)器活塞43的中部區(qū)域的周側(cè)設(shè)置有周向控制槽81，該周向控制槽81的環(huán)形端面形成兩個與環(huán)形臺57相互作用的控制邊緣。在下文中，圖3中左側(cè)的控制邊緣被稱為“液流分配”控制邊緣82，該“液流分配”控制邊緣82在進行“液流分配”時起作用，圖3中右側(cè)的控制邊緣稱為“液流積蓄”控制邊緣84，該“液流積蓄”控制邊緣84在進行“液流積蓄”時起作用。圖2中，兩個控制邊緣82、84處于原始位置，與環(huán)形臺57離開一段距離，這樣，從工作終端A(B、C、D)到測流口開孔58并到壓力終端P的壓力液連接是通暢的。
中央彈簧52被布置于彈簧室86中，彈簧室86的端面受到壓力調(diào)節(jié)器活塞43和螺旋塞44限制。壓力調(diào)節(jié)器活塞43的另一端與螺旋塞46共同定義出一個LS彈簧室88，一負(fù)載指示終端LS通過相對于投影平面垂直延伸的通路與LS彈簧室88連通。相應(yīng)地，在所有流量閥12、14、16、18的LS彈簧室88中壓力都相同，在“液流分配”時大致相當(dāng)于消耗裝置的最大負(fù)載壓力，而在“液流積蓄”時大致相當(dāng)于消耗裝置的最小負(fù)載壓力。
參見圖3，導(dǎo)向孔92中的內(nèi)部活塞94被引導(dǎo)，能夠軸向移動并沿軸向穿過壓力調(diào)節(jié)器活塞43。該內(nèi)部活塞左端部穿過LS彈簧腔室88，并在那里具有導(dǎo)向環(huán)96，用來在螺旋塞46的壓力腔室70內(nèi)密封地引導(dǎo)該內(nèi)部活塞。
另一端延伸到彈簧腔室86中，在其露出端位置由螺旋塞44支承。當(dāng)內(nèi)部活塞94向左移動時，其左端部緊靠壓力腔室70的底部，這樣其兩端的位置由于緊靠在相應(yīng)的螺旋塞44或46上而被限制。
壓力調(diào)節(jié)器活塞43中控制槽81以左的位置上至少形成一個徑向孔98，該徑向孔98一方面通入導(dǎo)向孔92，另一方面通入環(huán)形腔室54。在所述徑向孔98的區(qū)域，在內(nèi)部活塞94上形成一個徑向突起的控制環(huán)100。內(nèi)部活塞94向右一段距離提供一徑向環(huán)102，內(nèi)部活塞94經(jīng)由該徑向環(huán)102在導(dǎo)向孔92中得到引導(dǎo)。壓力調(diào)節(jié)器活塞43在與環(huán)100、102相鄰的部位具有較小的直徑并與導(dǎo)向孔92的內(nèi)周表面形成一環(huán)形腔室。如圖3所示，控制環(huán)100和和徑向環(huán)102上具有縱向凹口104、106，使控制油能夠在彈簧腔室86、88之間沿所述環(huán)形縫隙和縱向凹口104、106流動。在徑向孔98以右，導(dǎo)向孔92沿徑向伸入徑向延伸部105，沿控制環(huán)100的外周形成環(huán)形間隙。
在控制環(huán)100的環(huán)形端面上形成LS控制邊緣108、110，控制邊緣110在“液流分配”時作用于最大負(fù)載壓力消耗裝置的流量閥，而分配給最小負(fù)載壓力消耗裝置的流量閥的LS控制邊緣108在“液流積蓄”時起作用。
關(guān)于對功能的進一步詳細說明，首先假定控制結(jié)構(gòu)1在“液流分配”的操作狀態(tài)下工作。參閱圖1，消耗裝置4的負(fù)載壓力將達到400巴，消耗裝置6的負(fù)載壓力將達到600巴，消耗裝置8的負(fù)載壓力將達到200巴，消耗裝置10的負(fù)載壓力將達到100巴，相應(yīng)地通過旋轉(zhuǎn)提供410巴的泵(“10巴計量彈簧”時)將泵壓增加到410巴。所述泵壓(410巴)通過通道66同樣施加到壓力腔室70內(nèi)，使內(nèi)部活塞的左端面負(fù)載該泵壓，而較低壓力作用于內(nèi)部活塞的右端面，以下將該較低壓力稱為壓力腔室54中的主導(dǎo)壓力。在圖中所示的實施例中，流量閥12的測流口24之上的壓力下降10巴，壓力調(diào)節(jié)器26之上的壓降在中部位置可以忽略。測流口24出口的主導(dǎo)壓力作用于內(nèi)部活塞43的右端面。該壓力在壓力調(diào)節(jié)器26的打開位置中對應(yīng)于最大負(fù)載壓力，即工作終端A的主導(dǎo)壓力。由于壓力差(泵壓減去最大負(fù)載壓力)的存在，內(nèi)部活塞94被向右移動，進入圖3所示的活塞中，該活塞中內(nèi)部活塞94的右端部靠近螺旋塞44。在這種位置中，控制環(huán)100的LS控制邊緣110打開LS截面，徑向孔98通過該截面與彈簧腔室88連接，這樣環(huán)形腔室54中的主導(dǎo)壓力也被施加到彈簧腔室88。也就是說，此400巴的壓力(最大負(fù)載壓力)經(jīng)由LS管線22也被指示給了其他流量閥的壓力腔室88中。分配給較低負(fù)載消耗裝置的其他壓力調(diào)節(jié)器26的內(nèi)部活塞94借由高泵壓也同樣地被向右移動進入圖3所示的端部位置。
為了便于理解，在圖4中示出了內(nèi)部活塞94的控制邊緣110區(qū)域和鄰近的壓力調(diào)節(jié)器活塞43區(qū)域。圖4b)為前述的最大負(fù)載消耗裝置4的壓力調(diào)節(jié)器26的負(fù)載指示位置，其中的最大負(fù)載壓力(400巴)被指示到LS管線22中。如前所述，在壓力調(diào)節(jié)器活塞43的中央部位和內(nèi)部活塞94的右端位置，控制環(huán)100的控制邊緣110控制LS截面112打開以便進行負(fù)載指示，這樣彈簧腔室88中被施加相應(yīng)的負(fù)載壓力，更為確切地說就是測流口24的出口外的主導(dǎo)壓力。該壓力經(jīng)由前述的環(huán)形間隙包括徑向延伸部105和縱向凹口106也被指示到右邊的彈簧腔室86中，這樣流量閥12的壓力調(diào)節(jié)器活塞43在端面被壓力補償并保持其中部位置，因此最大負(fù)載壓力消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器26被完全打開，并且不限制壓力液體積流動。
圖5示例性地展示了與對應(yīng)的工作終端B、C、D連接的低負(fù)載消耗裝置6、8、10的流量閥14、16、18將要采用的控制位置。如前文所述，就低負(fù)載消耗裝置的流量閥14、16、18而言，內(nèi)部活塞94的右端也毗鄰螺旋塞44。這樣，流量閥12的壓力調(diào)節(jié)器26的信號被指示到流量閥14、16、18的彈簧腔室88中，這樣使400巴的最大負(fù)載壓力同樣被施加到彈簧腔室88中。在控制初期，在液流分配到較低負(fù)載消耗裝置期間，壓力液最初流向具有最低流體阻力的消耗裝置。接著，流量閥14、16、18的壓力調(diào)節(jié)器活塞43由于受到LS彈簧腔室88中的最大負(fù)載壓力的作用開始頂著調(diào)心彈簧52的壓力由中央位置向右移動，并且，由此壓力調(diào)節(jié)器活塞43與環(huán)形臺57之間的流量截面通過“液流分配”控制邊緣82被控制關(guān)閉，從而使壓力液流受到限制。直到所有壓力調(diào)節(jié)器都實現(xiàn)壓力平衡才解除對壓力液流的限制，并且流到消耗裝置的量與負(fù)載無關(guān)。這意味著在本實例中，中等負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器接近一相對較大的程度，而兩個較高負(fù)載消耗裝置(200巴、300巴)的壓力調(diào)節(jié)器采取的位置為圖4a所示的中性位置和圖5所示的小流量截面的位置的中間位置。通過將壓力調(diào)節(jié)器活塞43相對毗鄰螺旋塞44的內(nèi)部活塞94向右移動，根據(jù)圖4，LS截面112由內(nèi)部活塞94的控制邊緣110和固定到外殼的被分配的控制邊緣114控制關(guān)閉，這樣徑向孔98與LS彈簧腔室88之間的連接被中斷(圖4a中性位置)。在圖4c)中所示的控制位置中，控制環(huán)100大致位于彈簧腔室88和徑向孔98之間形成平臺之間的區(qū)域。隨后，通過徑向孔98、導(dǎo)向孔徑向延伸部105、內(nèi)部活塞94外周面和導(dǎo)向孔92內(nèi)周壁之間連通的的環(huán)形間隙、以及徑向環(huán)102的縱向凹口106，測流口24出口處的主導(dǎo)壓力被指示到彈簧腔室86中，這樣使壓力調(diào)節(jié)器活塞43的左側(cè)承載有最大負(fù)載壓力，并在其右側(cè)承載測流口24下游的壓力。
內(nèi)部活塞的小縱向凹口104和106以及內(nèi)部活塞94與導(dǎo)向孔之間的環(huán)形腔室還具有以下功能控制油能夠在壓力調(diào)節(jié)活塞43的控制運動期間經(jīng)由該控制油流道由縮小的彈簧腔室中排出。在這種情況中控制汕經(jīng)過LS管線22由LS彈簧腔室88的排出并非總是足夠，而且并非總是足夠快，例如在最極端負(fù)載壓力的壓力調(diào)節(jié)器進行交換時。
圖6所示為與應(yīng)圖1對應(yīng)的“液流積蓄”操作狀態(tài)的功能圖。假定最小負(fù)載壓力消耗裝置4的主導(dǎo)負(fù)載壓力為35巴，而其他消耗裝置的負(fù)載壓力分別為50、100和200巴。在可變?nèi)莘e泵2的入口P處積蓄的壓力液體積流動壓力為25巴，而在由終端R引至消耗裝置4、6、8、10的回流管線40(實際上為供給管線)中施加400巴的壓力。
由于供應(yīng)管線36(25巴)中為低壓，內(nèi)部活塞94由其右端面上較高壓力的作用向左移動，直到其左端面與螺旋塞46的壓力腔室70的底部相鄰。由圖6可知，此種變化發(fā)生在所有流量閥12、14、16、18中。
在控制初期，流向消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器的壓力液具有最低流體阻力，在液流積蓄時這此消耗裝置為較高負(fù)載消耗裝置，這樣其壓力調(diào)節(jié)器最先作出反應(yīng)。最小負(fù)載消耗裝置4的壓力調(diào)節(jié)器26保持在或移動到其中央位置?？刂骗h(huán)100的軸向長度經(jīng)選擇，這樣通過相對壓力調(diào)節(jié)活塞43向左移動內(nèi)部活塞94使右LS控制邊緣108起作用。上述內(nèi)容體現(xiàn)在圖7b中。在此種分配給最小負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器26的負(fù)載指示位置(內(nèi)部活塞94左移，壓力調(diào)節(jié)器活塞43基于其中部位置)，LS控制邊緣108打開一LS截面112，該截面在外殼一側(cè)被彈簧腔室一側(cè)的控制邊緣114限制。壓力腔室54和LS彈簧腔室88之間經(jīng)由開放的LS截面112連通，這樣最小負(fù)載壓力(35巴)被指示到LS管線22中，并因此被施加到所有流量閥12、14、16、18的LS彈簧腔室中。該最小負(fù)載壓力還作用到流量閥12的壓力調(diào)節(jié)器活塞43的右端面上，這樣使后者保持在其中央位置。如圖8所示，由于壓力液流向其他較高負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器，其壓力調(diào)節(jié)器活塞43被移向左側(cè)并進入控制活塞(請同時參閱圖7c)。在這種控制位置中，該控制活塞中較高負(fù)載消耗裝置14、16、18的壓力調(diào)節(jié)器26的開放的截面由于“液流積蓄”控制邊緣而變化，并且在達到力平衡前壓力液流受到限制。因此，壓力液能夠由消耗裝置流回，而與負(fù)載無關(guān)，其中壓降恒定保持在相應(yīng)的測流口24之上。在平衡位置上的壓力調(diào)節(jié)器活塞43為一相對于中性位置(圖7a)和顯示控制位置(圖7c)之間的內(nèi)部活塞94的相對位置，這取決于較高負(fù)載壓力處主導(dǎo)的負(fù)載壓力。在圖7a的中性位置中，LS截面被控制邊緣108、114關(guān)閉，在圖中所示的控制位置中，由于壓力調(diào)節(jié)器活塞43由中性位置向左的軸向位移，控制環(huán)94被置于徑向孔98和LS彈簧腔室88之間的平臺區(qū)域中。
圖9中顯示了本發(fā)明的流量閥的回路符號。例如，分配到消耗裝置4的閥由點劃線表示并包括終端P、S、A和LS。在閥中壓力進給閥28、可變測流口24和壓力調(diào)節(jié)器26用2/2口方向控制閥顯示，該方向控制閥在具體技術(shù)方案由導(dǎo)入壓力調(diào)節(jié)器活塞43的內(nèi)部活塞94構(gòu)成。如圖9所示，該內(nèi)部活塞與壓力調(diào)節(jié)器26機械連接。由傾斜通道66排出的泵壓作用于內(nèi)部活塞94的左端面，而徑向孔98排出的在測流口24和壓力調(diào)節(jié)器26之間的壓力液流通道中主導(dǎo)的壓力作用于右端面。在“液流分配”期間，內(nèi)部活塞94被移至固定在外殼上的擋塊，在此處為螺旋塞44，在“液流積累”期間，內(nèi)部活塞94被靠向螺旋塞46形成的擋塊上。
在壓力調(diào)節(jié)器26開放的原始位置中，測流口24和壓力調(diào)節(jié)器26之間的主導(dǎo)壓力經(jīng)由內(nèi)部活塞94和適當(dāng)打開的2/2口方向控制閥被指示到LS彈簧腔室88中并進入LS管線22，并且被施加到所有流量閥的彈簧腔室88。當(dāng)將壓力調(diào)節(jié)器由打開位置移動到控制位置時，內(nèi)部活塞94被機械軸聯(lián)移動到顯示的鎖定位置中，這樣測流口24到壓力調(diào)節(jié)器26之間的壓力液流通道中的主導(dǎo)壓力不再能夠經(jīng)由2/2口方向控制閥(內(nèi)部活塞94)排出。在圖9中，LS管線22中的主導(dǎo)壓力還被施加到右側(cè)的內(nèi)部活塞94的端面。
壓力調(diào)節(jié)器活塞43一方面承載LS通道22中的壓力，另一方面承載經(jīng)由測流口24與壓力調(diào)節(jié)器26之間的縱向凹口106排出的壓力，當(dāng)國平衡時，壓力液流受到壓力調(diào)節(jié)器26的限制，這樣測流口24之上的壓降保持恒定并且與負(fù)載無關(guān)。
如前所述，在控制初期分配給具有最小流體阻力的消耗裝置并在最初受到最大量壓力液的的壓力調(diào)節(jié)器26首先起作用。在“液流分配”時，該壓力調(diào)節(jié)器就是分配給最小負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器，而在“液流積蓄”時，分配給最大負(fù)載消耗裝置的壓力調(diào)節(jié)器首先起作用。
本發(fā)明揭示了流量閥和用于多個消耗裝置壓力液供應(yīng)的液流分配器。每個流量閥包括測流口和壓力調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器的壓力調(diào)節(jié)器活塞上具有兩個控制邊緣，其中一個在壓力液流的“液流積蓄”期間起作用，另一個在壓力液流的“液流分配”期間起作用。所述流量閥還包括至少一個LS控制邊緣，通過該控制邊緣可以在壓力調(diào)節(jié)器打開時控制LS截面打開，與負(fù)載壓力對應(yīng)的壓力經(jīng)由該LS截面被指示到負(fù)載管線中。
權(quán)利要求
1.一種用于流量分配器的流量閥，該流量分配器為多個液壓消耗裝置(4、6、8、10)提供壓力液，該流量閥包括壓力調(diào)節(jié)器(26)和測流口(24)，壓力液流可由該測流口(24)流過，以便在消耗裝置(4、6、8、10)的方向?qū)⒁毫鞣峙?，并且在相反方向上將壓力液流積蓄，其中壓力調(diào)節(jié)器(26)包括被頂入原始位置的壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)，一方面可以向該壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)施加LS管線(22)中的主導(dǎo)壓力，另一方面可以向該壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)施加測流口(24)和壓力調(diào)節(jié)器(26)之間的壓力液流通道中的主導(dǎo)壓力，其特征在于所述壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)包括兩個控制邊緣(82、84)，其中一個控制邊緣在液流積蓄過程中起作用，另一個控制邊緣在液流分配過程中起作用，并且，還至少提供一個LS控制邊緣(108、110)，當(dāng)壓力調(diào)節(jié)器(26)被打開時，為了將負(fù)載指示到LS管線(22)中，通過該LS控制邊緣(108、110)對LS截面.(112)進行控制，將該LS截面(112)打開以便將壓力液流通道中主導(dǎo)的壓力排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述壓力調(diào)節(jié)器(26)在原始位置被打開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中在液流積蓄期間LS控制邊緣(108)起作用，而另一LS控制邊緣(110)在液流分配期間起作用，并且這兩個控制邊緣是由2/2口方向控制閥形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述的2/2口方向控制閥是由所述壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)的導(dǎo)向孔(92)中引導(dǎo)的內(nèi)部活塞(94)形成，并且該內(nèi)部活塞(94)在兩個環(huán)形端面處包括控制環(huán)(100)，該控制環(huán)(100)上設(shè)置有兩LS控制邊緣(108、110)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于能夠在內(nèi)部活塞(94)的一個端面上施加泵壓，并在內(nèi)部活塞(94)的另一個端面上施加與負(fù)載壓力對應(yīng)的壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述的LS管線(22)通向壓力調(diào)節(jié)器(26)的LS彈簧腔室(88)，并且可通過控制環(huán)(100)的LS控制邊緣(108、110)控制其中所述的LS彈簧腔室(88)與壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)的通道(98)之間的用來引導(dǎo)負(fù)載壓力的LS截面(112)打開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述的LS彈簧腔室(88)通過內(nèi)部活塞(94)與導(dǎo)向孔(92)之間延伸的連通通道與彈簧腔室(86)連通，內(nèi)部活塞的徑向收進端部伸入該彈簧腔室(86)并對著擋塊(44)移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述內(nèi)部活塞(94)的另一端部穿過LS彈簧腔室(88)并被在螺旋塞(46)的壓力腔室(70)中被導(dǎo)向環(huán)(96)導(dǎo)引，泵壓被施加到該螺旋塞(46)上，并且該螺旋塞(46)具有為內(nèi)部活塞(94)設(shè)置的擋塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述的內(nèi)部活塞(94)包括用來在導(dǎo)向孔(92)中引導(dǎo)內(nèi)部活塞(94)的徑向環(huán)(102)，并且在徑向環(huán)(98)和控制環(huán)(100)上形成縱向凹口(104、106)，并且內(nèi)部活塞(94)的相鄰區(qū)域被設(shè)計為具有徑向間隙，從而形成連通通道。
10.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于流量分配器流量閥，其特征在于其中所述的壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)包括位于環(huán)端面的中央控制槽(81)，在該端面上形成兩個控制邊緣(82、84)，并且所述壓力調(diào)節(jié)活塞(43)被兩個調(diào)心彈簧(50、52)頂入中央位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于流量分配器的流量閥，其特征在于其中所述的壓力調(diào)節(jié)器活塞(43)具有至少一個徑向孔(98)開孔，一方面，在控制環(huán)(100)中進入導(dǎo)向孔(92)的區(qū)域，并且另一方面，進入引導(dǎo)負(fù)載壓力的腔室(54)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于流量分配器流量閥，其特征在于其包括壓力進給閥(28)。
13.用來為多個消耗裝置供應(yīng)壓力液流量分配器，其特征在于其具有多個根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的流量閥(12、14、16、18)。
全文摘要
揭示了一種流量閥和用來為若干液壓消耗裝置提供壓力液的流量分配器。每個流量閥包括測流口和壓力調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器的壓力調(diào)節(jié)器活塞上設(shè)置有兩個控制邊緣，其中一個在壓力液流的“液流積蓄”時作用，另一個在壓力液流的“液流分配”時作用。所述流量閥還包括至少一個LS控制邊緣，用來在壓力調(diào)節(jié)器打開時控制LS截面打開，通過該LS截面將對應(yīng)負(fù)載壓力的壓力指示到負(fù)載管線中。
文檔編號F15B11/22GK1902404SQ200480039973
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月7日
發(fā)明者卡爾·克魯格-卡修斯 申請人:博世力士樂股份公司