专利名称：高度控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的拖臂悬挂装置，更具体地说，涉及用于控制该悬挂装置相对于车辆的行车高度的一种高度控制阀。
背景技术：
拖臂悬挂装置是众所周知的并在重型车辆中，例如半拖车/拖车结构中普遍使用。拖臂悬挂装置包括安装在车辆相对两侧上的二个相对的拖臂组件。该组件优选地是安装在车架的纵梁上。每一个拖臂组件包括一个拖臂，它的一端枢转地与从车架上悬挂下来的一个悬挂支架连接。拖臂的另一端安装固定在车架纵轨上的一个空气弹簧。该空气弹簧对于拖臂围绕着悬杆支架，相对于车架钢轨的枢转，形成阻尼。
一般，车轴组件横跨并安装到拖臂上，或由该拖臂托持。车轴组件可转动地安装着与地面接触的车轮。随着与地面的接触，车轮的运动造成该拖臂转动。这个转动被空气弹簧所缓冲。
一般，该空气弹簧包括一个气囊，压力流体可以引入该气囊中或从气囊中排出，以调节空气弹簧的阻尼性能。另外，可以调节空气弹簧中的空气体积，以改变车架相对于拖臂的高度。通常，对于拖车具有一个优选的行车高度；根据拖车装载的负荷大小不同，该行车高度可以改变。对于一个具体的负载，可将加压空气送入气囊中，或从气囊中排出，以调节拖车车架纵梁相对于拖臂的相对高度。
传统上，该行车高度的调节是由一个高度控制阀来进行的。该高度控制阀有一个输入口、一个空气弹簧口和一个排出口。该输入口流体连接到车辆的加压空气系统。该空气弹簧口流体直接空气弹簧的气囊；而该排出口则流体连接大气。该空气弹簧口可以与输入口，或与排出口流体连接；以便将加压空气送入空气弹簧中，或从空气弹簧中排出。为了形成将加压空气送入气囊或从气囊中排出所必需的液体连通，一般使用一个三位阀。一般，阀体安装在车辆或车辆车架上，而杠杆臂安装在拖臂上。这样，杠杆相对于阀体的运动可以表示拖臂和车辆之间的位置的相对变化。
目前使用的各种高度控制阀工作时可能有一个时间滞后，或者也可以立即对高度的改变作出响应。一般，这些阀的结构包括多个弹簧偏压的柱塞，或者类似的零件。这些零件可根据拖臂的相对运动，密封住各个不同的口。这种高度控制阀的例子公开在下列美国专利中1992年11月10日授权的5,161,579号，1996年10月1日授权的5,560,591号，和1994年12月27日授权的5,375,819号。这些阀趋于使用O形圈等形式的密封装置，该密封装置包围着动态的、或运动的柱塞，使柱塞相对于阀体密封。这些“动态”密封随着阀杆作往复运动而受到磨损，最后导致密封失效。
在高度控制阀范围之外，但却在座椅调节阀范围内人们知道，利用一个剪切阀结构，以使加压空气输入口与一个气缸流体连接，或使作动缸与大气连通，以使作动缸伸、缩，而升高或降低车辆座椅。该剪切阀包括一个腔，该腔与作动缸流体连通。剪切阀有选择地将该腔与输入口或排出口连通以延伸或收缩作动缸。该剪切阀包括一个放置在该腔内的固定圆盘，其具有与气缸连接的一个开口，和与输入口和排出口连通流体连接的各开口。具有一个可以有选择地覆盖输入口和排出口的通道的一个回转圆盘由车辆使用者有选择地转动以有选择性地使气缸口与输入口或排出口流体连通，使气缸伸缩，而升高或降低座椅。
目前，仍然需要有一种高度控制阀，它不在阀的动态零件上使用传统的密封，同时具有始终如一的重复性能。
发明内容
本发明涉及控制车辆车架和拖臂悬挂装置之间的相对高度的一种高度控制阀。该拖臂悬挂装置包括一个拖臂，其具有可枢转地安装在车辆车架上的一端，并托载可转动地安装与地面接触的车轮的轴；空气弹簧位于拖臂的另一端和车辆车架之间以阻止拖臂相对于车辆车架的转动；根据本发明的高度控制阀优选地包括一个阀体，阀体具有一个内腔并具有一个与加压空气源流体连通的输入口，在阀体中设置有一个输出口，用于与空气弹簧流体连通，另外，在阀体中设置一个与大气流体连通的排出口，该阀放在内腔中，并可以有选择地在填充位置、排出位置和中间位置之间工作；在填充位置时，空气弹簧口流体连接到输入口，以将从气源来的加压空气引入空气弹簧中；在排出位置，空气弹簧口流体连接到排出口上，以将加压空气从空气弹簧中排出；而在中间位置，空气弹簧口与输入口或排出口都不流体连通。通过使阀在中间、填充和排出位置之间运动，可以使空气弹簧膨胀或凹陷，从而可调节车辆车架相对于拖臂的相对高度。
根据本发明的一个方面，本发明涉及的阀还包括一个转动的阀元件，它放置在上述内腔内，并将输入口与排出口在流体上隔开；该转动的阀元件具有一个控制通道，当该转动的阀元件在填充位置和排出位置之间转动时，该控制通道有选择地使空气弹簧口与输入口或排出口流体连通；该转动阀元件优选地通过加压空气的压力偏压成相对阀体密封邻接。
根据本发明的另一个方面，本发明涉及一种模块化端口结构。其中，阀体包括一个支管本体。该支管本体形成一个空气弹簧腔和一个输入腔，空气弹簧口终止在该空气弹簧腔中；输入口起始于该输入腔并与一个支管盖组合。该支管盖可拆卸地安装在该支管本体上，以封闭该空气弹簧腔和输入腔。优选地是，该支管盖包括至少一个供气接头，用于将气源与该输入腔流体连接；另外还包括至少一个空气弹簧接头，用于使该空气弹簧腔与空气弹簧流体连通。该支管盖还包括一个附件接头，用于将车辆附件与该空气弹簧腔流体连接。
优选地是，模块化安全阀安装在支管本体和支管盖之间，用于选择性地将空气弹簧口与排出口流体连通，以便与高度控制阀的位置无关地，将加压空气从空气弹簧中排出。
根据本发明的再一个方面，本发明涉及的高度控制阀包括一个杠杆，它的一端与该阀可操纵地连接，以选择性地使阀在填充、排出和中间位置之间运动；而其另一端与拖臂连接。在这种结构中，拖臂的转动使杠杆运动，从而可使阀在中间、填充和排出位置之间运动。优选地是，在这种结构中阀包括一个可动的阀元件和杠杆，该杠杆包括第一和第二个细长的臂；第一个臂的一端牢固地与该可动的阀元件连接，而第二个臂的一端与拖臂连接；该第二个臂可相对于第一个臂作转动调节，以调节杠杆相对于拖臂的高度。
本发明的另一个方面涉及的阀还包括一个具有一个控制通道的可动的阀元件，该阀可在该控制通道使空气弹簧口与输入口流体连通以使阀处在填位置的第一个位置；该控制通道使空气弹簧口与排出口流体连通以使该阀处在排出位置的第二个位置；和控制通道不与输入口或排出口流体连通以使该阀处在中间位置的第三个位置之间运动；随着阀运动至充满位置或排出位置，该控制通道呈现出通向空气弹簧口的横截面积增大，从而通过空气弹簧口的空气流量作为可动阀元件的转动度数的函数而增大。
根据本发明的又一个方面，本发明涉及穿过阀体并且有与阀相结合的键的轴。该阀还包括一个可动的阀元件，其上作出一个可容纳该轴上的键的槽。在该槽内放入树脂，用以充满该键和槽之间的间隙。
图1为具有根据本发明的一个高度控制阀的拖臂悬挂装置的侧视图；图2为图1所示高度控制阀的分解透视图；图3为图2所示的高度控制阀阀体的侧视图；图4为沿着图3的4-4线所取的截面图；图5为图2所示的高度控制阀中的轴的正视图；图6为沿着图2中的6-6线所取的截面图；图6A为高度控制阀的一个多臂杠杆的透视图；图7为图2所示的剪切圆盘的放大的透视图；图8为表示图2所示的动态剪切圆盘的相反一侧的透视图；图8A为图8所示的动态剪切圆盘的另一种结构；图9为图2所示的高度控制阀阀盖的侧视图；图10为沿着图9中的10-10线所取的截面图；图11为表示在中间位置时图2所示的高度控制阀的示意图；图12为表示在填充位置时图2所示的高度控制阀的示意图；图13是表示在排出位置时图2所示的高度控制阀的示意图；图14为在装配位置的另一种动态圆盘和固定圆盘的放大图，其中，动态圆盘的输出和输入成形槽和固定圆盘的空气弹簧通道用虚线表示；图15为表示在动态圆盘相对于固定圆盘不同回转度数时，通过上述空气弹簧通道和输入与输出成形槽的空气流量图；图16为与根据本发明的高度控制阀一起使用的一种模块化安全阀的透视图；以及图17为图6所示的安全阀的分解透视图。
具体实施例方式
图1表示与根据本发明的一个高度控制阀12组合的一个拖臂悬挂装置10。该拖臂悬挂装置10包括一个拖臂14，它的第一个末端通过一个悬挂支架18与车辆车架16可枢转连接。优选地是，该枢轴连接为一个弹性套筒20。
在拖臂14和车架纵轨16之间放置着一个空气弹簧22。该空气弹簧22包括一个提升气囊24和一个活塞26。提升气囊24与车辆车架纵轨16连接，而活塞26与拖臂14连接。加压空气可以送入该提升气囊中，或从该提升气囊中排出，以控制车辆车架纵轨16与拖臂14的相对位置。该提升气囊24作用为衰减拖臂14围绕与车辆车架相连的枢轴连接20的回转运动。
参见图1～图4，根据本发明的高度控制阀12包括一个阀体30，该阀体30利用螺钉31牢固地安装在车辆车架16上。杠杆32的一端可转动地安装在阀12上，而另一端优选地通过从拖臂14延伸至杠杆32的一个调节杆34与拖臂14连接。拖臂14围绕着枢轴连接20相对于车架16的运动导致杠杆32相对于阀体30转动。
阀体30包括一个一侧开放的内腔36；和从阀体30的另一侧伸出，并与内腔36连接的一个轴套37。该内腔部分地由内阀体侧壁36A，和离开该内侧壁36A延伸的一个内圆周壁36B构成。一个流体支管本体41A与阀体30作成一个整体，并包括一个供气口38和一个空气弹簧口39。供气口38从该支管本体41A伸出，并穿过阀体30，与内腔36形成流体连通关系。在该流体支管本体41A上，供气口具有横截面为较大的矩形形状的输入孔38A。在上述内腔中，供气口38具有一个输出孔38B，其在圆周壁36B上具有槽状横截面。
阀体30中的空气弹簧口39也从该支管本体41A延伸至阀体30，以通过侧壁36A，与内腔36形成流体连通关系。空气弹簧口39在支管本体41A附近，具有一个较大的开口或出口39B，并且收敛成一个较小的管状横截面的入口39A，该入口39A具有与内腔的侧壁36A相交的横向元件。
排出口40从阀体30的外部延伸至轴套37。具体地说是，排出口延伸至轴套37的一个大直径部分37A。该轴套有效地形成该排出口的一部分。供气口38用于使压力气源与内腔36流体连通。空气弹簧口39使内腔36与空气弹簧的提升气囊24流体连通。排出口40使内腔36通过轴套37与大气流体连通。
模块化支管盖41B安装在阀体30上，并叠加在该支管本体上，以盖住上述供气口38和空气弹簧口39。支管盖41B包括一个供气软管接头42，该接头与供气口38在一直线上，并与供气口38流体连通。支管盖41B还包括空气弹簧软管接头43、44，它们与空气弹簧口39在一直线上，并与空气弹簧口39流体连通。供气软管接头42和空气弹簧软管接头43、44为众所周知的接头，它们容易接收车辆气源和空气弹簧所带的软管接头。在支管盖41B和阀体30之间，放有一个密封垫片45，用以加强其间的流体密封。
模块化支管盖41B给高度控制阀提供了流体口设计模块性，这是在先前的高度控制阀中所没有的。例如，只需要将不同的盖41B安装在支管本体41A上，就可以改变供气口软管接头42和空气弹簧软管接头43、44的数目和结构。这样，可以很容易地改变根据本发明的高度控制阀，以适应不同形式的供气软管接头42或空气弹簧软管接头43、44。另外，还可以根据需要，改变供气软管接头42和空气弹簧软管接头43、44的数目，尽管在大多数情况下，只需要一个供气软管接头。可以用其他形式的空气接头来代替上述这种形式的空气弹簧接头。该空气接头还可以装备许多不同形式的车辆附件，包括防漏电装置等。
参见图2和图5，轴48放置在轴套37内。轴48的中心部分49直径较大，其一端终结为一个键50，另一端带有一个可调节的六角头51。在有键50的一端和六角头51之间放置有一个挡圈52。该轴的圆的中心部分的尺寸足够大可以至少部分地相对轴套37流体密封该轴，但不能相对于大直径部分37A流体密封。设置O形圈100可以加强该轴相对阀体的密封。手柄密封53和手柄盖54设置为从阀体30的外部密封轴套37，并为手柄32提供一个配合表面。
再参见图2和图6，手柄盖54包括一个六角形的轴环55，其尺寸可以容纳可调节的六角头51。手柄固定安装在该轴靠近六角头51的部分上。多个安装双头螺栓56从手柄盖54伸出。
再参见图2和图6A，手柄32包括一个内臂57和一个外臂58，它们在一起起到该高度控制阀的整个臂或杠杆的作用。在内臂57的一个末端形成一个手柄盖开口59，该开口的直径足够大，可以与从手柄盖54上伸出的多个安装双头螺栓56外接。手柄盖开口59允许将内臂57安装在手柄盖54上，并相对手柄盖转动。内臂57还包括一个弧形槽61，该槽的曲率半径起始于手柄盖孔59的中心线上。外臂58包括位于其一端的多个开口63，该开口的尺寸和间隔距离与手柄盖54上的多个安装双头螺栓56相适应。螺钉孔65位于外臂58的非开口63的相对端上。该螺钉孔的尺寸可以容纳包括一个螺钉71A、垫圈71B和一个螺母71C的一个传统的紧固件组件71。
杠杆32的双臂结构可使杠杆32相对于轴48进行可转动的调节。旋转调节可以通过内壁57实现，而内臂57通过将安装双头螺栓56定位在手柄盖孔59的内部而安装在手柄盖54上。由于手柄盖孔59与安装双头螺栓56外接，因此内臂57可以相对于手柄盖54自由转动。外臂58安装在手柄盖54上，使得安装双头螺栓56位于相应的开口63内；这可以有效地固定外臂相对于手柄盖54的位置，而不会阻止内臂57相对于手柄盖54的转动。然后，将紧固件组件71插入外臂58上的螺钉孔65和内臂57上的弧形槽61中。紧固件组件71有效地将内臂57相对于外臂58的转动限制在由该弧形槽61形成的弧内。换句话说，只要紧固件组件71穿过外臂上的螺钉孔65和内臂57上的弧形槽61，内臂57就可以相对于外臂58和手柄盖54自由转动一个与由弧形槽61切出的扇形相当的回转量。采用这种结构时，通过松开紧固件组件71并使内臂57相对于外臂58转动，就可使内臂57上、与带有手柄盖开口59的一端相对的外端，相对于手柄盖54和外臂58转动，从而可以使内臂57相对于外臂58，并最终相对于阀体30作径向调整。
最好，当内臂57和外臂58沿着其纵轴对准时，内臂57能够相对于对准的纵轴作正向和负向的调整。由于一般在标准安装条件下，对准的纵轴与车辆的水平轴线一致，因此，内臂相对于外臂58的转动调整也包括相对于车辆车架和拖臂的相应的垂直调整，使杠杆32可以有效地保证高度控制阀进行高度调整。
再参见图2和图7，高度控制阀还包括一个具有开口62形式的轴向通道和孔64形式的流体通道的静止的剪切圆盘60，这二个通道均穿过该圆盘60。静止剪切圆盘60包括对准用的盲孔66和67。这二个盲孔容纳从阀体30伸入内腔36中的定位双头螺栓68和69，以使静止剪切圆盘60相对于阀体30对准，从而使孔64与空气弹簧口39的横向部分对准。轴向开口的尺寸比轴48略大，以保证流体可以在轴和开口62之间流动，并与出口40连通。
再参见图2和图8，动态剪切圆盘70定位在阀体30的内腔36内，与静止剪切圆盘60成邻接关系。动态剪切圆盘70包括一个扇形部分72，一个圆的凸起部分74从该扇形部分伸出。在动态剪切圆盘70上形成一个基本上为I字形的凹部76形式的通道。该通道包括一个弧形部分78和一个槽部分80，这二个部分由通道82连接起来。弧形部分78主要位于扇形部分72中，并包括相对的输出成形槽84。在扇形部分72的外侧上设置有一个输入成形槽86，它与输出成形槽84中的一个相对应。
装配时，静止剪切圆盘60的孔64位于成对的输出成形槽84中的一个和输入成形槽86之间。键槽80的尺寸可滑动地容纳轴48上的键50。连接槽使该键槽80与弧形部分78流体连通。
优选地是，在键槽80内放置适当的树脂，例如环氧树脂，以充满键50与键槽80之间存在的间隙。充入的树脂可消除键50和键槽80之间的游隙，从而使轴48的转动造成动态圆盘70即时并相应的转动。这样，可以改善高度控制阀的响应性和动作一致性。
图8A表示动态圆盘70的另一种结构。除了连接通道82不伸入键槽中，而在键槽80之前就终止以外，该另一种结构70′基本上与动态圆盘70相同。为了使动态圆盘70正常工作，只需要使连接通道82伸出一个足够的距离，以与通道62建立流体连通，从而使排出口40和凹部76之间建立流体连通。
现参见图2、图9和图10，盖90封闭阀体30的内腔36，并将动态剪切圆盘70和静止剪切圆盘60保持在阀体内。O形圈92被设置以用于加强盖90和阀体30之间的密封。从图9和图10中可清楚地看出，盖90包括一个环形的台阶状凸缘94，该凸缘形成一个内部凹坑96，动态剪切圆盘70和静止剪切圆盘60放在该凹坑中。O形圈92优选地围绕台阶状凸缘94安放。
现在扼要地说明高度控制阀的装配。应当指出，该高度控制阀的许多装配步骤的顺序是可以相互交换的，这对本发明并不重要。装配只是为了了解该高度控制阀的许多零件的相互连接。在装配该高度控制阀时，轴48与O形圈100配合，并将轴48滑动地插入轴套37中，直至止环52抵靠阀体30的内壁为止。将手柄密封53和手柄盖54可滑动地安装在轴48的端部上，在此，六角形的轴环55套在可调节的六角头51上。如上所述，手柄32安装在手柄盖54上，并用螺母固定在轴的端部上。
通过穿过支管盖41B并拧入阀体30中的攻丝的孔中的螺钉102，将支管盖41B固定在阀体30的端部上。在将支管盖41B固定以前，在支管盖和阀体30之间放置密封垫片45。
在安装静止剪切圆盘60和动态剪切圆盘70以前，将一个串联的O形圈104放在阀体30的内部形成的一个相应形状的槽106内，并围绕轴套37和空气弹簧口39的横向部分。将静止剪切圆盘60放在阀体的内腔36内，并通过将对准双头螺栓68插入对准孔66中，而使静止剪切圆盘在其中对准。
将动态剪切圆盘70放在内腔36中，并使轴48上的键50放入动态剪切圆盘70的键槽80内，以使动态剪切圆盘70相对于轴48和静止剪切圆盘60对准。调整动态剪切圆盘70的方向，直至孔64位于动态剪切圆盘上的二个输出成形槽84中的一个与输入成形槽86之间为止。在这个位置上，空气弹簧39口相对于供气口38和排出口40是流体密封的。
通过将O形圈92放在盖90上，并将盖90放在阀体上且利用容放在阀体30上的攻丝孔中的螺钉102，将盖90固定在阀体上，即完成了该高度控制阀的装配。
在动态圆盘和静止圆盘之间不需要O形圈或其他形式的密封，这是因为加压空气连续地通过入口送至盖和动态圆盘之间的腔的一部分中，并且加压空气将动态圆盘压在静止圆盘上一个足够的量，使二个圆盘彼此密封。
静止圆盘60和动态圆盘70优选地是由陶瓷或任何其他耐磨的材料制成。不使用静止圆盘60，而使动态圆盘直接邻接阀体的结构，也是在本发明范围以内。在这种结构中，阀体优选地也由耐磨材料制成。在动态圆盘和阀体之间不需要传统的密封、O形圈等。
现在与高度控制阀的三个工作位置填充位置、中间位置和排出位置相关地说明悬挂装置的高度控制阀的工作。为了说明的目的，假设该高度控制阀开始处在中间位置。在图11所示的中间位置时，动态剪切圆盘70相对于静止剪切圆盘60取向，使得静止剪切圆盘上的孔64位于伸出的槽84和外部的槽86之间，并与动态剪切圆盘70成邻接关系，有效地密封空气弹簧口39的横向部分，并切断供气口38或排出口40与空气弹簧口39的流体连通。在中间位置时，杠杆32优选地水平取向。
如果由于任何原因使拖臂14向着车辆车架纵轨16作相对运动，例如，拖车中的负荷增加，则如图12所示，杠杆32向上转动，由此转动轴48，并最后使动态剪切圆盘向上转动。这样，孔64运动成与外部槽86流体连通，使空气弹簧口39向阀体内腔开放。由于内腔36总是暴露在供气口38中，因此加压空气将通向空气弹簧口39，并进入空气弹簧中。由于空气弹簧膨胀，车架纵轨16和拖臂14相对运动，彼此离开，最后转动杠杆32和动态剪切圆盘70回到中间位置。
如果拖臂14和车架纵轨16彼此相对离开，则如图13所示，杠杆32被推向下，使动态剪切圆盘70相对于静止剪切圆盘60运动。这样，孔64运动成与凹部76流体连通，(优选地在伸出槽84处)这被称为排出位置。在排出位置，空气弹簧口39通过凹部76与排出口40流体连通。空气弹簧中的加压空气通过凹部76和排出口40，排出至大气中。当加压空气从空气弹簧中排出时，拖臂14和车架横梁16彼此运动，使杠杆32向上转动，并使伸出槽84向着孔64运动。加压空气从空气弹簧中的排出将继续下去，直至孔64定位于伸出槽84和外部槽86之间为止。
必须注意，伸出槽84和外部槽86之间的间隔距离，比孔64的直径略宽一些。因此，拖臂14和车架纵轨16之间的微小的相对运动，不会使高度控制阀从中间位置运动至填充或排出位置。这种结构是较好的，因此，悬挂装置的重量稍微变化或正常工作，不会造成行车高度的调整。
还应注意，当装配时，轴48在轴向穿过静止圆盘60上的开口62，而键50容放在动态圆盘70上的键槽80内；从而使动态圆盘70的回转轴线在轴向与静止圆盘60的中心轴线排列在一直线上。在这个位置时，连接通道82在静止圆盘上的开口62上延伸，使排出口40与凹部76的弧形部分78中的成形槽84流体连通。
从图14可清楚地看出，输出成形槽84和输入成形槽86在径向偏离动态圆盘70的回转轴线的距离比孔64径向偏离静止圆盘60的中心线的距离大。输出和输入成形槽84、86之间相对于孔64径向偏移差别的结果是，当动态圆盘70相对于静止圆盘60转动时，开始只有输出和输入成形槽84、86的角部覆盖孔64。当继续转动时，输出或输入成形槽84、86的大横截面区域将与孔64重叠，使覆盖在孔64上的输出和输入成形槽84、86的横面积增加。该增大的横截面积可以有效地控制通过的流体流量。
图15表示作为动态圆盘70相对于静止圆盘60转动度数的函数的通过对齐的输出和输入成形槽84、86的流量的曲线。换句话说，当动态圆盘70相对于静止圆盘60转动一个较大的量时，覆盖着开口64的输出成形槽84或输入成形槽86的横截面积较大，对通过对齐的成形槽和开口64的流量的控制，可以有效地控制加入空气弹簧或从空气弹簧排出的流体量。这种流量控制可使高度控制阀以低速有效地启动，以防止过度补偿车辆车架和拖臂之间相对高度的较小变化；同时对大的改变能作相应的响应。一般，车辆车架和拖臂之间相对高度的较小改变，相应于动的圆盘70相对于静止圆盘60转动的角度较小；而该相对高度的较大的变化则由该转动角度较大表示。
除了或代替上述盲孔与空气弹簧口之间的径向偏移之外，通过改变该盲孔或空气弹簧口的形状，也可以得到阀的成比例流量特性。
图16和图17表示特别适用于根据本发明的高度控制阀的端口模块性功能的安全阀110。安全阀110包括一个由阀体112形成的壳体，阀体内形成一个内腔114。该内腔由一个包括一个流体接头118的盖116封闭。安全阀阀体112具有一个支管本体表面120，在该表面上形成一个空气弹簧开口122和一个供气孔124。在阀体相对一侧上，设有与空气弹簧开口相对应的一个空气弹簧接头开口(没有示出)，并且该接头开口与盖上的空气弹簧接头流体连通。外侧表面126包括一个排出孔128，它可由一个弹性盖130覆盖；而该弹性盖则由紧固件132固定在该外侧表面126上。
安全阀阀体112的末端包括四个通道134，每一个通道又包括一个锁销136。盖116包括与通道134相适应的钩爪138。每一个钩爪138包括一个销140。当上述的盖与阀体紧压配合时，该销140放置在锁销136内。
阀芯150放置在该安全阀阀体112内，并控制流体从空气弹簧口122与相应的空气弹簧接头口或排出口128连通。该阀芯包括一个具有环形槽154的圆筒152，且相应的O形圈156放置在该环形槽中。当将圆筒插入孔114中时，O形圈156使圆筒152相对于安全阀阀体112内部密封。在圆筒152的侧壁上，形成一个排出通道160，该通道与空气弹簧通道162一样。排出通道160与排出孔128对准，而空气弹簧通道162则与安全阀阀体112上、与空气弹簧口122相对一侧上的一个空气弹簧口(没有示出)对准。在圆筒152的内部、大致在与环形槽154相同的位置上，形成一个环形肋(没有示出)。
滑阀170控制空气弹簧口122和空气弹簧通道162与排出通道160之间的流体连通。滑阀170包括二个相邻的凸台172和174，它们上面分别放置着O形圈176和178。从滑阀170的相对端，伸出一个弹簧(没有示出)。下部O形圈180设置成密封滑阀170的下端。
当将滑阀170组装在圆筒152内，并且放置在安全阀阀体112内时，O形圈176位于最接近排出口160的内部肋一侧，而O形圈178则位于最接近空气弹簧通道162的内部肋一侧。弹簧偏压滑阀170，使得O形圈密封住内部肋，并防止空气弹簧口122和排出通道160之间的流体连通，从而可防止通过排出孔128排放。当使用者用手操纵时，加压空气送入安全阀110的盖116上的接头118中。加压空气作用在滑阀端部，并克服弹簧力，使滑阀170运动，离开该盖116。随着滑阀170运动，离开盖116，O形圈176相对于内部环形肋和圆筒152不密封，而O形圈178则在空气弹簧通道162上通过，并位于空气弹簧通道162和空气弹簧口122之间。从而，从空气弹簧口122，通过圆筒152的内部，再通过排出通道160建立流体连通；因此，空气可通过排出口128排出，从而使所有的加压空气从空气弹簧中排出。
从图17可以看出，当装配好时，安全阀110的外形基本上与上述的支管本体41A和支管盖41B相同。因此，安全阀110可以放在支管本体41A和支管盖41B之间，并形成一个可以容易地加在高度控制阀上的模块化的安全阀组件。当安全阀110不在卸载位置时，则安全阀110保持通过供气接头与输入口流体连通；以及通过供气口39与空气弹簧接头43、44流体连通。该安全阀110的另一个优点是，上述的多重支管盖41B可以用如上述对于高度控制阀一样的方式，用在安全阀110中。
根据本发明的悬挂装置和高度控制阀，提供了控制车辆行车高度的一种非常简单和有效的装置。与在高度控制阀的各种不同的端口内，使用较复杂的柱塞/活塞结构的先前的高度控制阀不同，高度控制阀12的回转圆盘结构与各个不同口的位置一起，提供了一个简单得多的结构；并且使用了不容易随着时间的推移而磨损且质量降低的零件。
虽然已结合具体的实施例说明了本发明，但应当了解，这只是说明而不是限制。所附权利要求书的范围与先前技术允许的范围一样宽。
权利要求
1.一种高度控制阀，用于以悬挂装置和车架之间的空气弹簧控制车架和悬挂装置之间的高度，该高度控制阀包括阀体，它限定一个内腔，并具有用于连接到加压空气源的输入口，用于连接到空气弹簧的空气弹簧口，和用于连接到大气的排出口；和可转动的圆盘，该圆盘具有抵靠内腔内设置的一个第一壁的第一侧面，该可转动的圆盘具有由自加压空气源提供到内腔的加压空气所形成的密封，该加压空气将可转动的圆盘的第一侧面偏压到第一壁上；其中，可转动的圆盘可选择地在以下位置之间工作填充位置，在该位置，空气弹簧口流体连接到输入口，以将加压空气引入空气弹簧中；排出位置，在该位置，空气弹簧口流体连接到排出口，以将加压空气从空气弹簧中排出；以及中间位置，在该位置，空气弹簧口与输入口和排出口都不流体连接，并且其中，所述密封基本上由从加压空气源提供到内腔的加压空气的作用力来形成。
2.一种高度控制阀，用于以悬挂装置和车架之间的空气弹簧控制车架和悬挂装置之间的高度，该高度控制阀包括阀体，它具有限定一个内腔的支管本体，并具有连接到一个与加压空气源相连接的输入口上的输入腔，连接到用以与空气弹簧相连的空气弹簧口的空气弹簧腔，以及用于连接到大气的排出口；支管盖模块，其具有至少一个供气接头，用于将加压空气源与输入腔流体连接；以及至少一个空气弹簧接头，用于将空气弹簧腔流体连接到空气弹簧上，所述支管盖模块可移动地安装到支管本体上，来封闭空气弹簧腔和输入腔；以及设置在内腔之内的控制阀，该控制阀选择性地在以下位置之间工作填充位置，在该位置，空气弹簧口与输入口流体连接，以便将加压空气引入到空气弹簧中；排出位置，在该位置，空气弹簧口流体连接到排出口，以便将加压空气从空气弹簧中排出；以及中间位置，在该位置，空气弹簧口与输入口和排出口都不流体连接。
3.一种高度控制阀，用于以悬挂装置和车架之间的空气弹簧控制车架和悬挂装置之间的高度，该高度控制阀包括阀体，它具有限定一个内腔的支管本体，并具有连接到一个与加压空气源相连接的输入口上的输入腔，连接到用以与空气弹簧相连的空气弹簧口上的空气弹簧腔，以及用于连接到大气的排出口；支管盖模块，其可拆卸地安装到支管本体上，以封闭空气弹簧腔和输入腔；以及设置在内腔之内的控制阀，该控制阀具有可动的阀元件和控制通道，并具有基本上由从加压空气源向内腔提供的加压空气形成的密封，该力将可动阀元件的第一侧面压在第一壁上，该可动阀元件可以在以下位置之间移动填充位置，在该位置，控制通道使空气弹簧口与输入口流体连接，以便将加压空气引入到空气弹簧中；排出位置，在该位置，控制通道使空气弹簧口流体连接到排出口，以便将加压空气从空气弹簧中排出；以及中间位置，在该位置，控制通道与输入口或排出口都不流体连接；其中，控制通道随着阀移动到填充位置或排出位置而向空气弹簧口呈现出一个增大的横截面积，以便作为可动阀元件的运动程度的函数提供增大的空气流量。
4.一种高度控制阀，用于控制车架和拖臂悬挂装置之间的相对高度，该拖臂悬挂装置包括一个拖臂，该拖臂的一端可枢转地安装到车架上并托载可转动地安装与地面接触的车轮的车轴；以及一空气弹簧，该空气弹簧位于拖臂的另一端与车辆车架之间，以阻止拖臂相对于车架的转动，该高度控制阀包括阀体，它限定一个内腔，并具有用于流体连接到加压空气源的输入口，用于流体连接到空气弹簧上的空气弹簧口，和用于流体连接到大气的排出口；和设置在内腔之内的控制阀，该控制阀可选择地在填充位置、排出位置和中间位置之间移动，其中，在填充位置处，空气弹簧口流体连接到输入口，以将加压空气从加压空气源引入到空气弹簧中；在排出位置，空气弹簧口流体连接到排出口，以将加压空气从空气弹簧中排出；而在中间位置处，空气弹簧口与输入口和排出口都不流体连接，由此控制空气从空气弹簧的引入和排出，从而使拖臂相对于车辆车架转动，并调节车架的高度；其中，阀体特征在于一个支管本体，该支管本体限定了一个空气弹簧腔和一个输入腔，该空气弹簧腔流体连接到空气弹簧口，而输入腔流体连接到输入口上，并且特征在于一个支管盖模块，该模块可移动地安装到支管本体上，以封闭空气弹簧腔和输入腔；并且其中，支管盖模块包括至少一个供气接头，用于将加压空气源与输入腔流体连接；以及至少一个空气弹簧接头，用于将空气弹簧腔流体连接到空气弹簧上。
5.一种高度控制阀，用于控制车架和拖臂悬挂装置之间的相对高度，该拖臂悬挂装置包括一个拖臂，该拖臂的一端可枢转地安装到车架上并托载可转动地安装与地面接触的车轮的车轴；以及一空气弹簧，该空气弹簧位于拖臂的另一端与车辆车架之间，以阻止拖臂相对于车架的转动，该高度控制阀包括阀体，它限定一个内腔，并具有用于流体连接到加压空气源的输入口，用于流体连接到空气弹簧上的空气弹簧口，和用于连接到大气的排出口；和控制阀，其包括一个可转动的圆盘，该圆盘具有抵靠内腔内设置的第一壁的第一侧面，该可转动的圆盘具有由自加压空气源提供到内腔的加压空气所形成的密封，该加压空气将可转动的圆盘的第一侧面偏压到第一壁上，可转动的圆盘可选择地在填充位置、排出位置和中间位置之间移动，其中，在填充位置处，空气弹簧口流体连接到输入口，以将加压空气从加压空气源引入到空气弹簧中；在排出位置，空气弹簧口流体连接到排出口，以将加压空气从空气弹簧中排出；而在中间位置处，空气弹簧口与输入口和排出口都不流体连接，由此控制空气从空气弹簧的引入和排出，从而使拖臂相对于车辆车架转动，并调节车架的高度；其中，该密封基本上由从加压空气源向内腔提供的加压空气的力来形成。
全文摘要
一种用于控制车架(16)和拖臂悬挂装置(10)之间的相对高度的高度控制阀(12)。该高度控制阀包括一个形成内腔(36)的阀体(30)，阀体上有一个输入口(38)，可与加压空气源流体连通。在阀体上还有一个空气弹簧口(39)，用于与空气弹簧(22)流体连通。另外，在阀体上还有一个排出口(40)，用于与大气流体连通。阀芯(60，70)设置在该内腔内，可以有选择地在填充位置、排出位置和中间位置之间工作。
文档编号F15B13/04GK1565876SQ20041004653
公开日2005年1月19日 申请日期2000年8月24日 优先权日1999年8月24日
发明者维克托·普拉斯 申请人:哈尔德克斯制动器公司