阀和液压控制装置的制作方法

专利名称：阀和液压控制装置的制作方法
阀和液压控制装置
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的阀。此外本发明 涉及一种液压控制装置。
主要用于控制在两个流体接头之间的通流横截面的阀可以非常简 单地建造和大多数用于控制具有大体积流需求的液压用户。这种阀的一
个示例是Bosch Rexroth AG公司的2/2嵌入式换向阀，也称为逻辑阀， 该阀在有关实现换向阀功能的数据册RD21010/03.05和在有关实现压力 功能的数据册RD21050/02.03中做了描述。
常常希望利用这种阀实现对体积流的节流，例如在压力机缸去压时 或为了调节液压用户例如一个压铸机的浇铸缸的速度。为此在嵌入式阀 的遮盖安装孔的控制盖中插入一个止挡销，它突入到嵌入式阀的弹簧室 中和由此限制关闭件的升程。止挡销在弹簧室中的沉入深度和由此关闭 件的最大升程可以通过螺紋手动地调节。这种具有升程限制的阀的原理 上的结构在教科书"液压培训设备第4册，二通嵌入式阀的技术"，1989 年版，Mannesman Rexroth GmbH公司，Lohr a.Main， ISBN 3-8023-0291-5 (国际标准图书编号)，第103页上描述。按照Bosch Rexroth AG公司 的数据册RD63147/01.94 "P型压力机模块，，，这种阀用于压力机缸的 去压(参见第8a和9页上的条目(.150)和(.151))。由条目(.520) 和(.521)或(.510)和(.511)可以看到用于限制压力机缸的速度的情 况。
常规控制装置的缺点是，对于一个节流功能各需要一个自己的单独 的阀。由此例如除了进口阀(.110 )/(. 111 )之外还需要阀( 150 )/( . 151 ), 虽然两个阀与缸的同一个终端负荷连接。除了进口阀(.120) / ( .121 ) 之外还存在阀(.520 ) / ( .521 )或(.510) / ( .511 )。
本发明的任务是提出 一 种改进的阀或实现 一 种液压控制装置的更 有效的结构。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的阀解决。 按照本发明的阀配有两个流体接头(接口)和一个可移动地引导的 关闭件，该关闭件可以在一个第一位置和一个第二位置之间切换，其中 在第 一 位置上关闭件释放 一 个在两个流体接头之间的通流橫截面，在第二位置上关闭件闭锁在两个流体接头之间的流体连接。通过 一 个止挡件 可以限制由关闭件最大可以释放的通流横截面。
本发明的特点是，止挡件可以通过一个可远距离操纵的调节装置在 不同的止挡位置之间进行调节。以这样的方式可以任意地和尤其是也自 动地通过 一 个控制机构4妻通对阀的通流对黄截面的限制和由此对体积流 的节流。通流横截面的限制可以在 一 个液压控制机构的每个运行周期 中，必要时也多次地，进行调节。此外，阀可以实施其它的功能，例如 止回阀的功能或控制大的通流横截面的切换-换向阀的功能。通过按照本 发明的具有它的对通流横截面的可调节的限制的阀，可以取代常规液压 控制装置的多个单个的阀。这可以实现液压控制装置的 一种简单的效率 高的和稳固的结构。由于阀本身是基于一种切换阀的结构，因此它可以 简单和成本有利地构造和具有运行可靠的特点。
该任务此外通过一种液压控制装置解决，其中使用了按照本发明的 阀。由于阀除了它的换向功能或必要时压力-切换功能以外还可以通过远 距离操纵来调节地限制通流横截面，因此可以取消常规方法附加地存在 的流量阀或节流阀。尤其是可以将去压功能或速度控制集成到总是需要 的阀中，例如集成到用于方向控制的阀或集成到保险阀中。
本发明的有利的实施例在从属权利要求中给出。
按照本发明的一个优选的实施例，调节装置具有一个与止挡件耦联 的执行机构，它可以在设定的调节位置之间移动。确定由执行机构驶向 的设定的调节位置可以实现可释放的通流橫截面的可重复的设定。由此 可以例如，在假设已知压力设定值或力设定值情况下，简单地和精确地 调节用户的去压持续时间或速度。调节装置的 一种特别简单的实施例允 许执行机构在两个设定的调节位置之间切换。
当在一个设定的调节位置下最大可释放的通流横截面是可以调节 的，那么该设定的调节位置可以预先地在制造的范围中统一地和不考虑 以后的应用地进行确定。 一个与此对应的通流横截面则可以在投入运行 时相应于希望的应用进行确定。为此一个在该设定的调节位置情况下所 占据的止挡件的止挡位置优选是可以调节的。这样可以直接地在对此其 决定性的阀上非常简单地调节液压控制装置的运行参数，例如速度。
按照本发明的 一 个特别优选的实施例，止挡件通过可液压加载的活 塞调节。该可液压控制的活塞是一个非常简单的执行机构，它尤其是通过活塞止挡获得两个机械地设定的调节位置。此外调节装置的液压操纵 保证了可靠地控制不同的调节位置。该控制可以直接地由液压转换，尤 其是借助于预控制阀实现。
按照另一个实施例，在关闭件上存在控制面，在该控制面上流体接 头之一中存在的压力在通流横截面增大的方向上加载到关闭件上。活塞 的 一 个控制面大于关闭件的所述的控制面，在活塞的该控制面上可以对 活塞在更强地限制通流横截面的方向上进行加载。由此即使在流体接头 中的高的压力的反作用下也可以保证可靠地保持止挡位置。
按照 一个优选的实施例，阀具有 一个关闭件包括的组件和一个控制 盖，后者盖住一个容纳该组件的安装孔。在关闭件和控制盖之间形成一 个弹簧室，活塞在控制盖中的一个圆柱形的空腔中可移动地引导，和止 挡件从活塞突入到弹簧室中。这种具有控制盖的嵌入式阀可以为多种不 同的阀应用情况进行配置。在将各种不同的阀功能组合在 一个阀中的意 义下，用于控制盖中的止挡的调节装置，即圆柱形的空腔和活塞再次扩 展了这种嵌入式阀的应用范围。如已经说到的，除了设定的阀功能之外， 存在对通流横截面的可任意改变的，尤其是可切换的限制。附加地，通 过调节止挡也可以加速阀的关闭过程。如果止挡可以足够远地在关闭件 的方向上调节，那么关闭件也可以逆着在打开方向上作用的压力保持关 闭。在一种座阀情况下同样可以以这种方式加强阀座的密封。
控制盖的一种特别简单和有效的并且此外允许调节止挡位置的结 构规定，在活塞上设有一个活塞杆，该活塞杆在一个控制盖的与安装孔 背离的一侧上向外引导，活塞和活塞杆配有贯通的轴向孔，和一个销子 拧入轴向孔中，它突入到弹簧室中。
当在止挡件上设置一个盘时， 一个在正常位置上打开的阀可以用很 小的费用实现，其中在该盘上支撑一个对关闭件在通流橫截面增大的方 向上加载的弹簧。
阀优选按照座阀(提升阀)结构方式进行构造。这样允许简单的制 造和无泄漏油地闭锁流体々妾头。
另一个实施例设有一种测量装置，借此可以探测止挡件的位置，尤 其是一种方位传感器或一种终端开关。通过终端开关例如可以探测一个 止挡位置，在该止挡位置情况下保证最大可以释放的通流横截面的一个 设定的最小值。借助于一个这种测量装置可以满足安全规定，其例如在一定的运行状态下要求一种不被限制的阀开口 。此外借助于一个行程测 量系统可以在位置调节的范围内非常精确地和灵活地确定止挡位置。
按照一个优选的实施例，设有一个预控制装置，通过它可以依椐流 体接头中的压力控制止挡件的设定的止挡位置。这种阀可以用于避免去 压冲击。为此例如通流横截面通过止挡被限制-在一个很小的值上，只要 用户接头中的压力较高的话。 一旦压力足够地下降，就可以通过止挡调 节 一个较大的可释放的通流横截面，以便快速减d、剩余的残余压力。
为此优选地设有预控制阀，它依据流体接头中的压力控制在所述的 流体接头和 一 个由活塞限制的控制压力室之间的连接。由此可以自动 地、以简单的方式和最后液压地控制去压过程的进行。
一种预控制阀可以高效地控制阀，通过该预控制阀可以分别用控制 流体对由活塞限制的控制压力室和/或关闭件的弹簧室加载。当不仅由活 塞限制的控制压力室而且弹簧室都通过相同的阀控制时，就减小了部件 的费用。
位传感器下进行位置调节，则按照本发明的阀可以在短的时间内打开到 一个任意地设定的，可以可靠地调节的通流横截面。在打开阀时可供使 用的通流橫截面可以高效地和不复杂地通过设计信号设定。在关闭件碰 到止挡时，与执行机构相邻接的油体积在一定程度上阻尼了振动。阻尼 特性也可以通过位置调节回路进行影响。这种阀在控制压铸机的浇铸缸 中是非常有利的，尤其是在压射阶段，此时浇注缸要在最短的时间内加 速到一个^殳定的速度。
阀的 一 个特别短的打开时间可以通过所谓的主动逻辑结构
(Aktivlogik-Bauweise )实现。此时关闭件构造成分级活塞，分级活塞
加载。此外可以通过控制环形腔使关闭件顶接在止挡件上和通过止挡件 以位置调节的方式进行调节。
此外，除了可以任意设定地限制开度之外，阀可以设计成可以闭锁 的止回阀。为此在分级活塞上在相互相对的端面上形成两个另外的控制 面，两个控制面由一个输出接头中的压力加载和总体上具有一个用于闭 锁流体连接的面积余量。 一种有利的简单的结构方式和 一种快速的关闭 反应可以通过在分级活塞上设置轴向的通孔实现。优选在止挡件和关闭件之间设置 一种液压机械式的止挡阻尼。这样 尤其是在快速打开关闭件时缩短振荡过程和减小止挡件的负荷。
除了采用液压执行机构以外，止挡件也可以用电动的调节驱动装置
调节，尤其是通过与螺紋传动机构连接的电机进行调节。当止挡件借助 于液压随动控制机构耦联到电动的调节驱动装置上时，液压力，尤其是
作用在轴承和齿轮传动机构上的轴向力可以被降至最小。在这种情况下 电驱动装置只需要相应于在随动控制机构上出现的流动力施加很小的 调节和保持力。可以使用一种具有很小功率和小的结构尺寸的电动的驱 动装置。轴承和齿轮传动机构可以具有较弱地设计尺寸。
在止挡件上出现的液压力也可以被这样地减小，即止挡件用在流体 接头之一中存在的压力在限制可释放的通流横截面的方向上加载。由此 不仅在关闭件的弹簧室中作用到止挡件上的压力而且由输出接头在关 闭件顶靠在止挡件上的情况下作用到止挡件上的流体静压力都至少可 以4皮部分地补偿。
通过将电机设置在止挡件的侧边而实现了 一种紧凑的结构形式，和 关闭件经一个通过止挡件中的纵向孔引导的销子与位置传感器连接。
通过(部分)补偿作用在止挡件上的流体静压力，这或者通过一个 随动控制机构或者通过用液压流体在卸载齿轮传动机构的方向上对止 挡件加载来实施，电动的驱动装置才可以非常合适地用于调节止挡件。 如果不对流体静压力进行补偿，则驱动装置和齿轮传动机构就必须如此 大尺寸地进行设计，以至于由于高的成本、结构尺寸和大的重量而不能 够接受作为这种目的的应用。
以下参照在附图中示出的实施例详细描述本发明和它的优点。


图1示出通过一个按照本发明的第一实施例的具有控制盖的在正常 位置上关闭的嵌入式阀的一个截面图，
图2示出通过一个按照本发明的第二实施例的具有控制盖的在正常
位置上打开的嵌入式阀的一个截面图，
图3示出在使用图1和图2所示的阀情况下一个压力机控制模块的 示意线路图，
图4示出一种嵌入式阀，其具有一个可以单独地控制的控制面和具 有 一个可以位置调节地调节的止挡，
图5示出一种嵌入式阀，其具有液压的随动控制机构，用于耦联止挡件和电驱动装置，和
图6示出一种嵌入式阀，其中，止挡件可以通过一个布置在侧边上 的电机调节和具有 一 个用于螺紋传动机构的力卸载的控制面。
按照图1， 一个所谓的逻辑阀，亦即一个2/2嵌入式换向阀10，包 括插入到阀体11的安装孔14中的组件12和盖住安装孔14和插入其中 的组件12的控制盖30。阀体11中的流体通道26从侧边通入安装孔14。 阀体11中的另一个流体通道(没有示出)通入安装孔14的底部区域。
组件12包括套筒16。在套筒16中可移动地引导一个关闭推体18。 关闭推体18具有盲孔式的凹部17。在该凹部中插入弹簧19。弹簧19 此外支撑在控制盖30上并且沿着在套筒16中形成的支撑面20的方向 上对关闭推体18加栽。通过关闭推体18可以控制在端面侧的开口 21 和套筒16的径向孔22之间的流体连接。关闭推体18上的控制面23由 于开口 21中的压力而受到一个在关闭推体18的打开方向上的力。另一 个控制面24由于在孔22中存在的压力而受到一个在打开方向上的力。 在端面开口21的侧边上，套筒16、关闭推体18和控制盖30限定一个 弹簧室25。通过在弹簧室25中存在的控制压力可以对关闭推体18在它 的与安装孔14的开口面对的背面上在关闭方向上加载。
在控制盖30中设有控制流体通道32，它从控制盖30的一个连接面 31通到弹簧室25中。此外， 一个具有通道段27和34的控制流体排放 通道从流体通道26延伸到连接面31。此外在控制盖30中形成一个圓柱 形的空腔。该空腔由一个活塞40划分成一个与阀体11面对的环形腔42 和一个与阀体11背离的环形腔44。活塞与控制面65 —起限定环形腔 44。在环形腔44中圆环形的凸起64形成活塞40的一个上止挡。环形 腔42的底面62形成活塞40的一个下止挡。活塞40继续延伸到活塞杆 46上，该活塞杆在与阀体11背离的外表面35上从控制盖中引出。在活 塞杆46的通道上设置可以拆卸的盖罩36。
轴向的孔48延伸通过活塞杆46和活塞40。孔48具有螺紋。在孔 48中柠入销子50。销子50在一个与阀体11背离的部段上设有螺紋， 它通过该螺紋固定在孔48中。锁紧螺母52锁定销子50的拧入位置。 销子50通过控制盖30的与阀体11面对的部段中的孔38引导到弹簧室 25中。由密封件54防止销子50从环形腔42到弹簧室25中的通道被压 力介质流过。利用位置开关60可以检测销子50的位置。控制流体通道56从环形腔44通到连接面31。环形腔42与控制流 体通道58连接。该控制流体通道在阀体11中通过控制流体通道28继 续引导。在环形腔42中设有弹簧43，它对活塞40施加一个与阀体11 背离指向的力。
以下展示按照本发明的阀IO的功能。利用关闭推体18控制在开口 21和套筒16中的径向孔22之间的流体连接。由关闭推体18释放的通 流横截面取决于关闭推体18相对于支撑面20的升程。通过对弹簧室25 施加一个控制压力以本身已知的方式控制关闭推体18。为此参见已经提 到的教科书"液压培训设备第4巻，二通嵌入式阀的技术"。通过设置 弹簧19，所示的阀IO在未操纵的正常位置上是关闭的。
活塞40可以在控制盖30中在它的两个通过控制盖外壳形成的端部 止挡62和64之间的移动。在卸载的环形腔44的情况下弹簧43将活塞 40推移到端部止挡64上。通过对环形腔44的压力加栽，可以克服弹簧 43的作用使活塞40移动到端部止挡62上。
关闭推体18的升程这样地限制，盲孔凹部17的底面在销子50上 止挡。通过活塞40的位置预先确定销子50突入到弹簧室25中的深度。 如果活塞40顶靠到端部止挡62上，那么关闭推体18可以实施的升程 最小。限制升程导致限制关闭推体18最大可释放的通流横截面。通过 调节在孔48中的销子50可以调节关闭推体18在活塞40的该位置上可 以最大实施的升程和由此调节通过阀座可以实现的最大通流4黄截面。
如果控制压力室44被卸压，那么活塞40在弹簧43的作用下返回 到它的与组件12背离的止挡64上。与此相应地，销子50被从弹簧室 25中拉回。在活塞40或销子50的该位置上，关闭件18可以实施一个 较大的升程。在阀座处对通流横截面的限制非常小或没有。这尤其是在 以下的情况下，即销子50在活塞40贴靠在止挡64上时仅仅这样远地 突入弹簧室25中，使得关闭推体18的升程通过与它面对的控制盖30 的面而不是通过销子50限制。这可以在结构上通过活塞40的一个相应 长的升程保证。
销子50的位置和关闭推体18的相应的、最高可以到达的升程由此 可以任意地通过控制具有控制流体的环形腔44进行调节。环形腔4通 过通道58和28与一个控制流体回流管道连接。但是也可以对环形腔42 施加控制流体压力。活塞40可以例如通过在环形腔42中连续地存在的压力以液压的方式在止挡64的方向上预张紧。
活塞40上的控制面65大于关闭推体18上的控制面23和24之和。 由此保证，活塞40通过对环形腔44的液压压力加载可以可靠地保持在 止挡62上，即使关闭推体18顶靠在销子50上和将一个作用到控制面 23和/或24上的液压静反作用力传递到活塞40上。
由活塞40和销子50构成的装置也可以用于支持关闭推体18的关 闭。尤其是可以提高关闭运动的速度。如果活塞40从止挡64移动到止 挡62上和关闭推体18由此顶靠在销子50上，那么它被销子50的移出 运动带动，直到至活塞40顶靠在止挡62上。关闭推体18的剩余的升 程通常非常小。该升程由于在关闭方向上运动的关闭推体18的质量惯 性和通过弹簧19的作用被迅速地关闭。此外可以这样地调节销子50, 使得在活塞40到达它的止挡62之前或刚刚到达时，销子在关闭的关闭 推体18和对活塞40在关闭推体18的方向上指向的压力加栽情况下顶 靠在关闭推体18上。这样，通过对活塞40的控制面65的压力加载使 在关闭推体18的关闭方向上作用的力得到加强。尤其是可以提高关闭 推体18支撑在支撑面20上所用的力。由此可以改善在关闭的阀位置上 的密封特性。此外也可以将阀10相对于一个压力在接头21或22中可 靠地保持关闭，该压力超过了提供的用于加载弹簧室19的控制压力。
通过位置开关60机械地检测销子50的位置。位置开关60仅仅示 意示出。 一个合适的实施例例如是一种微开关，它通过固定在销子50 上的盘进行操纵。由此可以例如监测，销子50是否足够远地从弹簧室 19中#>回，以便不明显地限制阀10的通流冲黄截面。由此可以冲企查，阀 IO是否全打开。销子50的夹持情况被识别。由此可以满足事故预防条 例的要求。
销子50的位置也可以和必要时附加地用方位传感器一企测。 一方面 可以由此检查阀IO的可靠的功能。另一方面可以对销子50的位置进行 位置调节。相应的调节回路包括销子的方位传感器、调节器、比例阀， 它控制控制压力室44和必要时42,和活塞40。由此可以在高的精确度 下给定用于关闭推体18的任意的止挡位置。尤其是止挡位置不再这样 地限制，即它们通过活塞40的两个止挡62和64的位置纟会定。相反， 可以在活塞40的运动间隙内给定任意的位置。此外调节可以借助于理 论设定值纯粹以电子方式实施。取消销子50在孔48内进行的调节。此外通过这种控制可以由2/2嵌入式换向阀10实现一种阀特性，它对应于 一种预控制的比例阀的阀特性，因为阀开口可以任意地和持续地控制。
本发明的另一个，第二实施例在图2中示出。在图2中所示的2/2 嵌入式换向阀IO基本上对应于图1所示的2/2嵌入式换向阀。因此一致 的组成部分采用相同的附图标记并且不做重复的相应的描述。
与先前的实施例不同，图2所示的2/2嵌入式换向阀IO是在中间位 置上打开。为此在销子50上设有盘70，弹簧74支撑在该盘上。弹簧 74顶靠在一个固定在关闭推体18上的环72上。环72在关闭推体18上 的固定方式没有详细所示。它可以例如是螺紋连接，挤压连接，粘接或 焊接。
顶接在环72上的弹簧74对关闭推体18施加一个在打开方向上作 用的力。如果弹簧室25被卸压，则关闭推体18在打开方向上运动，直 到它顶靠到销子50或盘70上。与在第一实施例中一样，最大可以实现 的关闭推体18的开启升程可以通过销子50突入到弹簧室25中的长度 进行调节。与此相关地针对第 一 实施例描述的特征和作用也不改变地适 用于该第二实施例。
图3示出在第一和第二实施例中描述的2/2嵌入式换向阀在一个简 单的压力机控制机构80的示例中的应用。利用压力机控制机构80控制 压力才几缸81。压力才儿缸81具有一个配置了活塞杆的活塞，该活塞缸内 腔分成一个环形腔82和一个缸腔83。缸腔83通过充液阀85与储罐84 连接。压力机控制机构的基本功能在已经提及的Firma Bosch Rexroth AG公司的数据册RD63147/0L94中描述。以下主要对在使用按照第一 和第二实施例的本发明的阀时具有的特点进行详细描述。
压力机控制机构80包括用于主压力供给的接头86以及用于控制压 力供给的接头87。通过储罐接头88可以排出压力介质。 一个第一支路 从泵接头86引向第一阀装置101。阀装置101包括组件102和控制盖 103。在控制盖103中设有压力限制阀，利用它限制组件102的弹簧室 中的压力。此外可以通过切换阀104将弹簧室向储罐卸载。阀装置101 与此相应地具有用于保险泵接头86的预先控制的压力限制阀的功能以 及用于切换无压循环的切换阀的功能。
另一个支^各从泵接头86引到四位/三通阀105。该阀用于压力才几缸 81的方向控制。流体线路106从阀105的第一用户接头延伸到压力机缸81的缸腔83。支路107通过另一个阀装置108从流体线路106通到储 罐。阀装置108在它的组件109和它的控制盖UO方面对应于按照第二 实施例的2/2嵌入式换向阀10 (参见图2)。在控制盖IIO上连接两个 预控制阀111和112。转换阀113在来自流体线路106的一个内部的控 制流体分路114和一个外部的控制压力供给之间选择用于预控制阀112 的供给。通过可以电操纵的预控制阀112将组件109的弹簧室25(参见 图2)有选择地与控制压力或与储罐相连接。与此相应地，组件109在 操纵预控制阀112情况下从一个打开的正常位置切换到一个关闭的位 置。预控制阀111由弹簧在第一切换位置的方向上加栽，在该位置上它 将布置在控制盖110中的活塞40的压力腔44 (参见图2)向储罐卸载。 在该切换位置上活塞40 (参见图2)顶靠在止挡64上。在控制流体分 路114中存在的压力在第二切换位置的方向上加载预控制阀111,在该 位置上压力腔44(参见图2)用来自控制流体分路114的控制流体加栽。 在预控制阀111的该第二切换位置上活塞40(参见图2)顶靠在止挡62 上。
通过预控制阀112和111控制在一个压制过程之后缸腔83的去压。 在压制过程期间预控制阀112被操纵，和组件109位于关闭的阀位置上。 如果结束对预控制阀112的操纵，组件109的关闭推体(参见图2中的 18)可以打开和开始去压过程。预控制阀111自动地控制去压的过程。 首先全部压制压力处于控制流体分路114上。与此相应地，预控制阀111 位于第二切换位置上。活塞40 (参见图2)顶靠在止挡62上。销子50 (参见图2)进一步突入弹簧室25中和将关闭推体18的开口限制到一 个很小的通流横截面。通过该很小的通流横截面将缸腔83中存在的流 体緩慢地去压缩。去压冲击被避免。压力介质从缸腔83中的流出速度 可以通过调节销子50在孔48中的拧入深度(参见图2)确定。
一旦流体线路106中的压力下降到一个值以下，该值相应于预控制 阀111的弹簧的压力等值，例如50bar,预控制阀111就切换到第一切 换位置和卸载压力腔44 (参见图2)。之后，销子50(参见图2)相应 于活塞40的运动被从弹簧室25拉回和阀108释放出 一个大的通流横截 面以便快速地降低缸腔83存在的剩余压力。
同时阀装置108用作安全阀。压力才几缸81的缸腔83中的压力只能 够这样地建立起来，即一方面通过操纵预控制阀U2将阀装置108关闭和另一方面通过操纵切换阀104阀装置101中断无压力循环。此外在运 行期间监视，阀装置108的销子50 (参见图2)仅仅在去压阶段期间和 必要时在压制阶段期间限制关闭推体的开口。为此设有终端开关(参见 60图2)，它检测销子50的拉回的位置(参见图2)。
压力机缸81的环形腔8通过串联地在阀装置120和130上延伸的 流体线路116与换向阀105的第二用户接头连接。阀装置120具有可以 去联锁的止回阀的功能。去联锁通过操纵预控制阀121实施。
阀装置130以它的组件131和它的控制盖132对应于按照图1的阀 10。在控制盖132上连接一个四位/三通预控制阀134。该阀可以电动操 纵。预控制阀134的在中央位置上压力腔44 (参见图1)和弹簧室25 与阀装置130的控制流体分路135连接。与此相应地，阀装置130起作 止回阀的作用。没有设置在压力腔82的方向上的压力介质流和在某种 情况下可以进行节流。
在预控制阀134的一个第一操纵的位置(左边)上弹簧室25 (参见 图1)与控制流体分路35连接和同时压力腔44 (参见图1)与储罐连 接。此时阀装置130起着止回阀的作用。活塞40 (参见图1 )位于它的 止挡64上。关闭推体18 (参见图1 )可以释放一个大的通流横截面。 预控制阀134的该阀位置在压力才几缸81的活塞杆的一个拉回阶段期间 被切换。通过阀装置130和120将流体损失小地供给到环形腔82。
在预控制阀134的第二操纵的位置(右边)上弹簧室25的阀装置 130 (参见图1)与储罐连接和同时压力腔44 (参见图1)与控制流体分 路135连接。关闭推体18 (参见图1 )由此被解锁和在压力加载下在组 件131的两个接头上打开(参见图1中的21和26)。但是可以释放的 通流横截面由于压力腔44的压力加载(参见图1)而受到限制。如果压 力机缸81的活塞在自重下在快速运动中下降时，预控制阀134的该第 二位置被操纵。同时要通过操纵预控制阀121解除对阀装置120的锁定。 压力机缸活塞的下降速度可以通过调节销子50在孔48中的拧入深度 (参见图1 )确定。
通过前后相继切换两个阀装置120和130保证阀装置的技术缺陷不 会导致压力机缸活塞失控地下降。阀装置120的关闭推体的位置附加地 通过终端开关监控。阀装置130具有可以解除联锁的止回阀的功能，具 有在解锁的状态下接通的通流限制。按照另一个，第三本发明的实施例在图4中示出了一个2/2嵌入式 换向阀10。按照第三实施例的该2/2嵌入式换向阀10具有形式为分级 式活塞的关闭推体18。该关闭推体18控制在接头22和接头21之间的 连接。在关闭推体18上设有三个控制面Al， A2和A3。控制面A1和 A3通过对于的关闭推体的端面形成。控制面A2是在一个活塞级上形成 的环面。控制面Al面对着接头21，控制面A3限制弹簧室25。控制面 A2限制一个可以独立地控制的控制腔160,它通过切换阀151可以用控 制压力加载。
通道159穿过关闭推体18,该通道将两个与端面Al和A3邻接的 腔连接起来。在弹簧室25中由此具有也在接头21中存在的压力。弹簧 19在关闭方向上加栽关闭4偉体18。面Al和A2的和对应于面A3。
在2/2嵌入式换向阀的控制盖30中设有一个可以调节的止挡。该止 挡基本上由活塞40的活塞-缸装置构成，该活塞在一个圆柱形的安装 腔161中可移动地引导。从活塞杆式的活塞40出发，销子50突入到弹 簧室25中。活塞40在圆面65上和环面66上可以用控制压力加载。
活塞40的位置可以通过位置传感器157探测。位置值被传到调节 电子^/L构155。借助于比例阀153可以控制活塞40的控制面65和66。 比例阀153本身由调节电子机构155控制。借助于通过调节电子机构 155，比例阀153,活塞40和位置传感器157形成的调节回^各可以位置 调节地调节销子50。
利用切换阅151可以在接头22和用于加载控制面A2的控制压力室 160之间建立连接。在未切换阀151的操纵的位置上控制压力室160被 卸压。
在图4中所示的2/2嵌入式换向阀IO可以非常快速地，例如在几个 毫秒内，打开到通过可调节的止挡40, 50设定的开口横截面。 一种优 选的应用是控制压铸机(热室压铸机，冷室压铸机)、Tixo模铸机，注 塑机或类似机器的浇注缸的注入口 ，在这些机器中液态成型材料必须引 入到模具中。此时接头22作为输入接头连接到一个低压储存器上。接 头21作为输出端与浇注缸连接。类似构造的2/2嵌入式换向阀但是没有 调节的止挡40, 50的使用在专利申请DE102005035170.0中描述。关于 2/2嵌入式换向阀10的浇注过程的实施和止回功能的方面参见该所述的 申请。在压铸过程中的 一个关键阶段是在压射阶段开始时浇铸缸加速到 一个设定的速度。通过可调节的止挡40， 50可以预先地，亦即在压射
阶段之前，调节出阀10的一个最大的开口横截面。然后，为了开始压 射阶段，通过操纵切换阀151将关闭推体18非常快速地打开到通过销 子50设定的位置。由此浇注缸可以在非常短的时间内加速到一个精确 设定的速度。加速时间位于大约10-20毫秒的范围。
由此所谓的受控制的压铸机，其中浇铸缸的速度通过注入口进行控 制，可以简单、成本有利地和以高的精确度地实现。对止挡的液压的、 位置调节的调节允许以高重复精确度地可靠地调节开度。该调节可以高 效地从一个操作台实施。
当关闭推体18止挡到销子50时，通过对活塞40的液压张紧就已 经获得一种阻尼。该阻尼特性可以通过在调节电子机构155中的调节参 数进行影响。附加地，该阻尼可以借助于一种液压的止挡阻尼改善，它 在关闭推体18和销子50之间有效。为此可以例如使用一种本身已知的 基于液压置换的阻尼机构。
阀10也可以作为可以比例调节的二通孔板运行。为此腔160用控 制压力加载，从而关闭推体18顶靠在销子50上。通过借助于活塞40 位置调节地调节销子50现在可以任意地和连续地调节开度。由此阀10, 必要时在小的公称尺寸上，也适合于在注入口侧控制压铸机的预先充注 阶段。
按照另一个，第四本发明的实施例，在图5中示出一种具有可以调 节的止挡销50的2/2嵌入式换向阀10。按照第四实施例的该2/2嵌入式 换向阀10与按照第一或第二实施例的嵌入式阀的主要的区别在于可调 节的止挡的结构形式。因此以下只描述止挡。按照该实施例的可调节的 止挡也可以直接地在按照第三实施例的2/2嵌入式换向阀10中使用。
按照图5,关闭推体18的最大的开启升程通过止挡销50设定。销 子50构造成活塞杆和连接到活塞40上。活塞40在控制盖30中在一个
具有一个中央的盲孔式的孔180。在孔180中突入预控制活塞175。预 控制活塞175支承在螺紋173中。通过电机171可以使预控制活塞175 转动和由此沿轴向调节。通过一个纵向齿4仑;f几构(没有示出)将电;f几轴 183和预控制活塞175沿轴向断联。预控制活塞175具有多个凸起，通过它们将孔180划分成多个腔室。 其中一个腔室通过活塞40中的一个径向孔与控制压力接头174连接。 由该腔室通过凸起184分开地，形成另一个腔室，该腔室通过活塞40 的另一个孔与压力腔179连接。压力腔179与卸栽接头176连接和此外 安置调节弹簧185。与活塞40中的径向孔186 —起凸起184形成两个控 制棱边181和182。径向孔186通过轴向孔187与压力腔177连接。
活塞40与按照一种液压的随动控制机构的类型的预控制活塞175 耦联。通过控制棱边181和182可以向压力腔177输送压力介质或将压 力介质从其中排出。只要或者控制棱边181或者控制棱边182是打开的， 活塞40由于压力腔177的压力加栽或卸栽而跟随预控制活塞。在到达 通过预控制活塞175设定的活塞40的调节位置时，在压力腔177中在 很大程度上关闭的控制棱边181和182的情况下调节出一种压力，该压 力补偿调节弹簧185的力和必要时补偿通过关闭推体18作用到销子50 上的力。
活塞40用以限制压力腔177的控制面大于关闭推体18的总体上在 打开方向上有效的面。由此也可以在高的压力下在2/2嵌入式换向阀10 的接头21和22中将销子50保持在设定的位置上。
电机171和螺紋173在轴向上只受到很小的负荷，该负荷主要是由 控制棱边181和182的流动力产生的。因此电驱动装置的尺寸可以相对 较弱地设计。
销子50或活塞40的位置可以例如直接地通过耦联在活塞40上的 位置传感器检测。或者可以通过电机上的转角传感器导出销子50的位置。
按照 一 个第五实施例，可以借助于电驱动装置调节的用于换向阀的 止挡的另一种结构形式在下面依据图6描迷。按照该实施例的可调节的 止挡可以直接地在按照前面的实施例的2/2嵌入式换向阀10中使用。
按照第五实施例的该2/2嵌入式换向阀10具有关闭推体18,它控 制在接头21和22之间的流体连接。在弹簧室25中突入销子50。该销 子构造成活塞杆的结构和安置在活塞194上，该活塞在控制盖30的一 个缸腔可移动地引导。 一个轴向的孔沿着销子50的中轴线延伸。在该 轴向的孔中可移动地引导另一个销子208。销子208在它的与关闭推体 18面对的末端上过渡到盘部段210中。盘部段210通过弹簧19的作用，顶靠在关闭推体18上，该弹簧张紧在盘部段210和支撑环204之间。 弹簧19附加地在关闭方向上加载关闭推体18。
销子208用于将关闭推体18与位置传感器212相耦联。位置传感 器212同轴地在止挡销50的延长部上布置在控制盖30的与关闭件18 背离的一侧上。
销子50可以通过一个螺紋传动机构的螺紋173在轴向上调节。通 过一个具有两个齿轮191和192的齿轮传动机构将销子50与电机171 耦联。该齿轮传动机构允许电机171相对于销子50的轴线在侧面上错 开地设置和由此位置传感器212可以简单地耦联在关闭推体18上。
位于销子50上的活塞194在控制盖30中限制出一个环形腔206。 该环形腔206通过通道198与阀10的接头21连接。在活塞194的环面 196上由此存在与接头21中相同的压力。
在活塞194的与关闭推体18面对的环面197上形成的环形腔20通 过支撑环204的中央的开口与弹簧室25处于流体连接。通过切换阀200 可以或者用接头21中的压力加载弹簧室25或者将其卸载。
如果弹簧室25被卸压，那么关闭推体18在它的控制面23或24上 压力的作用下打开，直到它顶靠在止挡销50上。在控制面23和24上 通过静液压力施加到销子上的力至少部分地由在环面196上存在的压力 补偿。优选环面196与控制面23相当。由此沿轴向作用到销子50上的 力的主要部分被补偿，该主要部分是由接头21的压力产生的。
如果弹簧腔25通过阀200用接头21中的压力加栽，那么关闭推体 18在弹簧19的作用下和由于关闭推体18的与弹簧室25面对的控制面 的面积余量而关闭。总的从弹簧室25的侧面作用到销子50和活塞40 的压力在一部分上一皮对活塞40的环面196的压力加载补偿。
通过补偿在螺紋173的方向上作用到销子50上的轴向力，使得螺 紋173,齿轮传动才几构191和192的轴承和电才几171承受一个减小的负 荷和可以较弱地和由此成本有利地设计。10 2/2嵌入式换向阀
17 盲孔式的凹部
18 关闭推体
19 弹簧
20 支撑面
21 端面侧开口
22 径向孔
23 控制面
24 控制面
25 弹簧室
26 流体通道
27 通道段
28 控制流体通道
30 控制盖
31 连接面
32 控制流体通道
34 通道段
35 外表面
36 盖罩 38 孑L 40 活塞
42 环形腔
43 弹簧
44 环形腔 46 活塞杆 48 轴向的孔
体件装筒
阀组安套50 销子
52 锁紧螺母
54 密封件
56 控制流体通道
58 控制流体通道
60 位置开关
62 端部止挡
64 端部止挡
65 控制面
66 控制面 70 盘
72 环
74 弹簧
80 压力才几控制4几构
81 压力才几缸
82 环形腔
83 缸腔
84 储罐
85 充液阀
86 接头主压力供给
87 接头控制压力供给
88 储罐接头
101 阀装置
102 组件
103 控制盖
104 切换阀
105 4/3换向阀
106 流体线路
107 支路
108 阀装置
109 组件
110 控制盖111 预控制阀
112 预控制阀
113 转换阀
114 控制流体分^各 116 流体线路
120 阀装置
121 预控制阀
130 阀装置
131 组件
132 控制盖
134 4/3预控制换向阀
135 控制流体分路 151 切换阀
153 比例阀
155 调节电子机构
157 位置传感器
159 通道
160 控制腔
161 安装腔 171 电机
173 螺紋
174 控制压力接头
175 预控制活塞
176 卸载接头
177 压力腔
179 压力腔
180 孔
181 控制棱边
182 控制棱边
183 电才几轴
184 凸起
185 调节弹簧186 径向孔
187 轴向孔
191 齿轮
192 齿轮 194 活塞
196 环面
197 环面
198 通道 200 切换阀
202 敞开的环形腔
204 支撑环
206 环形腔
208 销子
210 盘部段
212 位置传感器
权利要求
1. 阀，其包括两个流体接头(21，22)和包括一个可移动地引导的关闭件(18)，该关闭件可以在一个第一位置和一个第二位置之间切换，其中在第一位置上该关闭件释放一个在两个流体接头(21，22)之间的通流横截面，在第二位置上该关闭件闭锁在两个流体接头(21，22)之间的流体连接，和包括一个止挡件(50)，通过该止挡件可以限制由关闭件(18)最大可以释放的通流横截面，其特征在于，止挡件(50)可以通过一个可远距离操纵的调节装置(30，40)在不同的止挡位置之间进行调节。
2. 按照权利要求1所述的阀，其特征在于，调节装置(30, 40)具 有与止挡件(50)耦联的执行机构(40),该执行机构可以在设定的调 节位置(62， 64)之间移动。
3. 按照权利要求2所述的阀，其特征在于，在一个设定的调节位置 (62)下最大可以释放的通流横截面是可以调节的。
4. 按照权利要求3所述的阀，其特征在于，止挡件(50)的在设定 的调节位置(62)下占据的止挡位置是可以调节的。
5. 按照权利要求1至4中之一所述的阀，其特征在于，止挡件(50) 可以通过一个可液压加载的活塞(40)进行调节。
6. 按照权利要求5所述的阀，其特征在于，在关闭件(18)上设有 控制面(23， 24),在该控制面上一个在流体接头(21, 22)中存在的 压力在增大通流横截面的方向上对关闭件(18)加栽，和活塞(40)的 一个在其上可以在更强烈地限制通流横截面的方向上对活塞加载的控 制面(65)大于关闭件(18)的所述的控制面(23, 24)。
7. 按照权利要求5或6所述的阀，其特征在于，该阀具有一个包括 该关闭件(18)的组件(12)和一个控制盖(30),该控制盖遮盖住一 个容纳组件(12)的安装孔(14),在关闭件(18)和控制盖(30)之 间形成弹簧室(25),活塞(40)在控制盖(30)中的一个圆柱形的空 腔(42， 44)中可移动地引导和止挡件(50)从活塞(40)开始突入到 弹簧室(25)中。
8. 按照权利要求7所述的阀，其特征在于，在活塞(40)上设置一 个活塞杆(46),该活塞杆在控制盖(30)的与安装孔(14)背离的一 侧(35)上向外引导，活塞(40)和活塞杆(46)配有贯通的轴向孔(48)，2和一个销子"O)拧入到该轴向孔(48)中和突入弹簧室(25)中。
9. 按照权利要求1至8中之一所述的阀，其特征在于，在止挡件(50 ) 上设有一个盘(70)，在该盘上支撑着在增大通流横截面的方向上对关 闭件(18)加载的弹簧(74)。
10. 按照权利要求1至9中之一所述的阀，其特征在于，该阀以座 阀结构方式进4亍构造。
11. 按照权利要求1至10中之一所述的阀，其特征在于，设有一种 测量装置，利用该测量装置可以测定止挡件(50)的位置，尤其是一种 方位传感器或一种终端开关(60)。
12. 按照权利要求1至11中之一所述的阀，其特征在于，设有一种 预控制装置(图3中的111 ),通过该预控制装置可以依据流体接头(图 3中的107)中的压力控制止挡件(50)的设定的止挡位置。
13. 按照权利要求5至12中之一所述的阀，其特征在于，设有一种 预控制阀(111图3 ),其依据流体接头(图3中的107)中的压力控制 在所述的流体接头(107)和一个由活塞(40)限制的控制压力室(44) 之间的连接。
14. 按照权利要求7至12中之一所述的阀，其特征在于，设有一种 预控制阀(134),通过该预控制阀可以对一个由活塞(40)限制的控 制压力室(44)和/或关闭件(18)的弹簧室(25)分别用控制流体加载。
15. 按照权利要求1至11中之一所述的阀，其特征在于，止挡件(50 ) 作为液压执行机构进行构造，设有用于探测止挡件(50)的位置的方位 传感器(157)和止挡件(50)受到位置调节。
16. 按照权利要求15所述的阀，其特征在于，关闭件U8)作为分 级活塞进行构造，该分级活塞通过一个环面(A2)限定一个环形腔，和 该分级活塞在该环面(A2)上在打开方向上可用控制压力加载。
17. 按照权利要求16所述的阀，其特征在于，在分级活塞上在相互 相对的端面上形成两个另外的控制面(A1, A3),两个控制面(A1, A3)被在输出接头(21 )中的压力加载，和两个控制面(Al和A3)总 体上具有 一个在闭锁流体连接的方向上的面积余量。
18. 按照权利要求17所述的阀，其特征在于，分级活塞具有轴向的 通孔(159)。
19. 按照权利要求1至18中之一所述的阀，其特征在于，在止挡件(50)和关闭件(18)之间设有液力-机械式的止挡阻尼。
20. 按照权利要求1至11中之一所述的阀，其特征在于，止挡件(50 ) 耦联到一个电动的调节驱动装置上，尤其是通过螺紋传动机构(173) 耦联到一个电机(171 )上。
21. 按照权利要求20所述的阀，其特征在于，止挡件(50)借助于 一个液压的随动控制才几构(40, 175, 181, 182 )井禺联到该电动的调节 驱动装置上。
22. 按照权利要求20所述的阀，其特征在于，在止挡件(50)上存 在控制面(196),在该控制面上用在流体接头(21)之一中存在的压 力在限制可释放的通流横截面的方向上加载止挡件(18)。
23. 按照权利要求20至22中之一所述的阀，其特征在于，该电机 (171 )布置在止挡件(50)的侧边上，和关闭件(18)通过一个在止挡件中的一个纵向孔引导的销子(208 )与一个位置传感器(212)连接。
24. 用于控制液压用户的液压控制装置，其包括按照权利要求l至 23中之一所述的阀。
25. 按照权利要求24所述的液压控制装置，其在使用按照权利要求 15至23中之一所述的阀情况下用于控制在冷室压铸机的浇注缸和一个 济b体1'诸4,器之间的；危体连接。
全文摘要
一种阀配有两个流体接头和一个可移动地引导的关闭件，该关闭件可以在一个第一位置和一个第二位置之间切换，其中在第一位置上关闭件释放一个在两个流体接头之间的通流横截面，在第二位置上关闭件闭锁在两个流体接头之间的流体连接。通过一个止挡件可以限制由关闭件最大可以释放的通流横截面。止挡件可以通过一个可远距离操纵的调节装置在不同的止挡位置之间进行调节。
文档编号B22D17/32GK101438087SQ200780016156
公开日2009年5月20日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年5月5日
发明者H·恩格特, H·贝尔, J·丹特尔格拉伯, M·克米尔 申请人:罗伯特.博世有限公司