专利名称：液压分流器和蓄流装置的测流口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测流口装置(metering orifice arrangement)以及具有此种测流口装置的分流器(current divider)和蓄流装置(currentadding device)。
背景技术：
液压分流器确保给定的受压液流独立于负载压力按照期望的分量流经互相平行装置的多个液压消耗装置(consumer)或液压负载。如果受压液流被引导使得分流器的个别流量阀被安置在液压消耗装置的上游，则称之为分流操作状态。然而，如果个别流量阀被设置于液压消耗装置的下游，则称之为蓄流操作状态。
分流器的每个流量阀都包括一个测量口和一个压力调节器(pressureregulator)，在分流时压力调节器置于测量口的下游。在分流期间，压力调节器的闭合方向上具有最大负载压力并限制对应的测流口与负载之间的液流，该限制如此强烈，致使所有测流口之后的压力等于或稍高于最大负载压力。对于压力调节器的这种配置和应用，例如，如WO 95/32364中所揭示，分流器类似于所谓的LUDV(独立于负载压力的流量分配)控制系统，其为负载感测控制系统的一个特例。在这种控制系统中，向变量泵指示最大负载压力，并且控制该变量泵使得泵压管道(pump conduit)中的主导泵压以预定压差Δp高于负载压力。在LUVD控制系统中，即使泵压下降也仍然保持对个别分流的分配。因为在这种谓的供应不足的情况下，测流口下游的压力没有任何改变。测流口之前以同样的方式施加下降了的泵压，从而使所有测流口处的压差以相同的方式变化。
不论是使用定量泵还是变量泵作为受压流体源，也不论变量泵是如何被调节的，都可以使用分流器。例如，当用于传动时，回应于操纵杆或踏板的偏转对排出量进行调节，并且随后将其以所期望的容积比按比例分配给液压消耗装置。
根据WO 95/32364的控制系统无法执行受压流体分量的“蓄流”。因为，在积蓄液流分量时必须确保压力调节器和消耗装置之间主导的最小压力而不再是最大压力按闭合方向被施加到压力调节器上。
已在DE 195 31 497 A1中揭示了一种用来分流和蓄流的分流器。在该控制装置中，分配给消耗装置的压力调节器被调心弹簧(centering spring)顶入一开放位置，在“分流”操作状态中对压力调节器施加最大负载压力，而在“蓄流”操作状态中经由导向阀对压力调节器施加相应的最小有效负载压力，从而使测流口之上的压力损失在这两种操作状态中能够独立于负载压力而保持恒定。
由DE 34 01 754 C2可知一种液压分流和蓄流装置，在该装置中每个消耗装置(例如行程驱动装置的液压马达)都配有一个压力调节器，在分流时经由该压力调节器可将固定测流口下游的压力限制为负载压力。
在DE 31 17 815 A1中公开了一种包括一个测流口装置的分流和蓄流装置，该分流和蓄流装置在泵侧包括一个共用第一工作终端，而在消耗装置侧包括多个第二工作终端。该测流口装置的单一测流口活塞由调心弹簧装置顶入闭合位置并且包括两个控制边缘，其中的一个在分流时起作用，而另一个在蓄流时起作用。测流口活塞的后端面进入一个可被施加控制压力的控制腔室，该控制压力是由在第一工作终端和控制腔室之间延伸并且包括固定节流阀和止回阀的控制管道所施加。
在上述适用于分流和蓄流操作的技术方案中，分配给消耗装置的压力调节器的压力调节器活塞位于取决于单个负载压力的不同的控制位置。通常压力调节器活塞被相对较弱的弹簧(压力相当为1-3巴)推至其原始位置(例如在原始位置开放中)。在(分流)操作期间，具有最低负载压力的消耗装置的压力调节器在闭合位置处靠近控制边缘，因而与其它具有较高负载压力的压力调节器的弹簧相比，该压力调节器的弹簧被偏移的程度更大。因此，例如，最低负载压力消耗装置的弹簧张力为3巴，而最高负载压力消耗装置的弹簧张力为1.5巴。这些不同的弹簧张力导致个别测流口与相应压力调节器之间的区域的压力不同，从而使对应测流口之上的压力降以及由此产生的受压流体体积流也相应变化。即，在弹簧偏压差为1.5巴的情况下，单个测流口处的压力差也将产生相应的变化。如果相应测流口之上的压力降相对较高，则由不同的压力调节器弹簧张力导致的偏差可以忽略。然而，相对而言，在测流口之上的压力降较低的情况下，上述偏差较大，并且在对消耗装置流量进行分流/蓄流期间导致出现误差。举例而言，这种量的误差可导致行程驱动装置发生不希望的滑动。
发明内容
相比而言，本发明的目的在于提供一种测流口装置以及一种具有此种测流口装置的量误差可变的液压分流器和蓄流装置。
对于测流口装置而言，本发明的上述目的是由权利要求1所述的特征来实现，对于液压分流器和蓄流装置而言，上述目的是由独立权利要求18所述的特征来实现。
根据本发明的测流口装置包括一个测流口活塞，其用于控制每个液流流向的一个或多个可变测流口。每个可变测流口都被配置在共同第一终端(泵终端)和位于消耗装置侧的工作终端之间。测流口活塞一方面受到泵终端的压力，另一方面受到泵终端和工作终端之间的分压回路排出的控制压力。在本发明的技术方案中，该分压回路至少包括一个可变节流阀，通过该可变节流阀可以对控制腔室中的压力进行调节，从而使测流口的截面能够响应泵终端处的主导压力而产生变化。为了尽量减小上面所提到的量误差，该可变节流阀的变化方式为测流口(泵终端)的入口处的压力增加，并且测流口之上的压降也适当地增加，因此由于压力调节器弹簧的不同偏移导致的误差也相对较小。采用这种方式，例如，能够以最小的设备花费将行程驱动在不利操作条件下发生的滑动降到最低。
但是，当控制连通的消耗装置以致允许正常行程操作期间发生滑动时，仍然可能产生相对较大的误差。
根据本发明，特别有利的是可变节流阀被设计成连续可变导向阀(pilot valve)并且在第一终端(泵终端)和导向阀之间的控制油流动路径内安置一个具有恒定截面的节流阀。
在本发明的一个优选实施例中，测流口活塞被导入测流口套管(sleeve)中，在该套管中形成分配给对应工作终端、即分配给对应消耗装置的窗口，这些窗口通过测流口活塞控制打开。这些窗口中的截面确定了流向各个消耗装置的部分容积。
在一优选实施例中，测流口活塞包括两个控制边缘，其中一个控制边缘在分流期间起作用，而另一个控制边缘在蓄流期间起作用。蓄流控制边缘最好是测流口活塞的环形肩台。
为了在蓄流期间保持压力差尽可能地小，在测流口活塞的前方形成多个轴孔(axial bore)，这些轴孔通入形成前述环形肩台的环形槽(annulargroove)，这样就确保环形腔室中的主导压力与测流口前侧输入端或泵终端的主导压力相对应。
测流口活塞在后部限定控制腔室，该控制腔室经由控制通道与测流口的泵终端连接。在该控制通道中设有分压回路的管嘴。
导向阀能够以步进的形式变化，从而使测流品的流量截面也相应地以步进的形式变化。
在一特别优选的实施例中，控制管路在导向阀的下游引出支管，每个通向工作管线的支管中都配置测流口。
当测流口活塞顶入其原始位置的调心弹簧结构在杯状弹簧板上作用时，调心弹簧结构的调心弹簧的端部完全没入弹簧板的套罩限定的接收腔室，因此该测流口装置具有特别紧凑的结构。为了防止该接收腔室中夹杂控制油，在套罩中形成套罩孔。
在本发明的一个变型中，控制装置包括一自由路径选择装置，该自由路径选择装置中的所有工作管道都互相连接。根据本发明能够很容易地在测流口中实现该自由路径，因为测流口套管在阀套的阀孔中被滑动引导，并且能够通过控制压力由原始位置移动到另一位置，在该位置阀套中与测流口套管窗口连接的通道被测流口套管打开并短路。
可以采用螺旋塞将测流口固定，从而将该自由路径堵塞。
当导向阀的轴线与测流口轴线成直角时，该测流口装置具有非常紧凑的设计结构。
本发明的其他技术特征在从属权利要求中体现。
图1展示了两个消耗装置的LUVD控制装置的方块图。
图2是分配给多个消耗装置的可变测流孔的示意图。
图3是图1所示测流孔的具体实施例的截面图。
图4是图3所示可变测流孔的详图。
图5是每个消耗装置都分配有一个可变测流孔的控制装置的方块图。
图6是根据图5的回路中的一个阀块。
1、2液压马达4移动控制块6变量泵 8、10压力调节器12测流口14供给管路16、18、48、50前导管路 20导向阀22自由路径选择装置 24辅助泵26进给管路 28、30压力进给阀32负载指示管路 34、36方向控制阀38测流口套管40、42、44、46窗口52测流口活塞54调心弹簧装置56下端面50上端面60控制腔室 62控制通道64管嘴 66环形槽68环形腔室 70横向孔71控制管路 72、74、76、78孔80、82控制边缘 84导向阀轴线86测流口轴线88阀门孔90径向凸起 92弹簧94台肩 96、124螺旋塞
98供给通道100导向阀孔101、103压力腔室 102防扭装置104椭圆孔 106输出终端108斜通道 110环槽112弹簧腔室 114控制孔116自由路径控制边缘 118调心弹簧120轴向投影 122弹簧板126杯形弹簧板 128径向台肩130套罩 132套罩孔134贯穿 135环形台肩138端部 140活塞孔142轴向孔 144横向孔146压力调节器活塞 148环形端面150内部台肩具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
本发明的原理尤其可用于具有封闭式或开放式液压回路的流体静力驱动的机械装置，主要应用于驱动装置，例如行程驱动、绞车驱动或皮带驱动。
图1所示为移动工作装置的行程驱动的控制装置的回路图。控制装置是一个封闭的回路，行程驱动包括两个液压马达1、2，其通过移动控制块4与变量泵6连接。通过移动控制块4将受压流体由变量泵6分配到液压马达1、2，在该移动控制块4中独立的压力调节器8、10被分配到各个液压马达1、2。两个压力调节器8、10之前设置有可变测流口装置，以下简称为测流口12，通过该测流口12，送入供给管路14的受压流体体积流经过两个工作管路或前导管路16、18被分为两股分流并且被引入液压马达1、2。排放管路20从液压马达引回到变量泵6。
在图示实施例中，分配给两个压力调节器8、10的测流口12具有一导向设计结构，其中作为可调节流阀的比例调节导向阀20与共同充当分压器的管嘴64之间的控制压力被排出。并且，还将一个自由路径选择装置22分配给测流口12还，通过该测流口12可以将两个前导管路16、18连接到一起。
在下文所述的实施例中，自由路径选择装置22、导向阀20和测流孔12被整合到一个阀门装置中。
变量泵6配有一辅泵24，通过该辅泵24能够将受压流体由槽T送入由两个供压阀28和30连接到两个前导管路16、18的给进管路26。通过这些供压阀28、30，在牵引负载(下坡驱动)时，例如，可以由槽T吸入受压流体，以便避免前导管路16、18中产生空泡。并且，通过两个供压阀28、30，前导管路16和18中的压力分别被限制在最大值，从而保护消耗装置不发生过载。
图1所示的控制装置将在“分流”和“蓄流”操作状态下操作。在分流操作状态时，供给管路14的受压流体体积流被测流口12分为分量体积流，并且由压力调节器8、10分别引入所分配的消耗装置1和2。通过压力调节器8、10使共用测流口12之上的压力降保持恒定而与负载压力无关，从而使流经测流口12的受压流体体积流仅取决于每个消耗装置各自形成的开放截面。
在原始位置打开的两个压力调节器8、10的基本结构已经在专利申请号DE 10 2004 001253中公开，因此这里仅对有助于理解本发明的技术特征部分进行说明，其他内容可参考上述较早的专利申请或其随后的优先权申请。这些压力调节器8、10具有两个控制边缘，其中一个控制边缘在“分流”操作状态中起作用，而另一个控制边缘在“蓄流”操作状态中起作用。该压力调节器还具有至少一个LS控制边缘，通过该LS控制边缘可以在压力调节器28、30打开时控制LS截面被打开，通过该截面可向负载指示管路32指示与负载压力对应的压力。所述两种控制边缘中的每一种都是通过分别整合在压力调节器8和10的方向控制阀34、36内的方式形成。
压力调节器8、10的这种设计结构可确保向负载指示管路32指示“分流”操作状态中对应于最大负载压力的压力和“蓄流”操作状态中对应于最小负载压力的压力。
图2是简化的测流口12的示意图，可以通过该测流口12向多个消耗装置(图2中所示为4个消耗装置)提供受压流体，这样原则上可将其运用于图1所示的回路中。
测流口12具有一个插入到移动控制块4的阀孔中的测流口管套38。通过前导管路16、18、48、50连接到移动控制块4的工作终端A、B、C、D的四个窗口40、42、44、46形成于测流口管套38上。四个消耗装置连接到所述工作终端A、B、C、D。在图1所示实施例中，测流口12只包括两个连接到两个工作管路16、18的窗口46、42，因此可以向两个消耗装置提供受压流体。
在测流口管套38中，可以引导被调心弹簧装置54顶到原始位置的测流口活塞52在轴向上运动。在图2所示实施例中，调心弹簧装置54由两个弹簧形成，这两个弹簧在活塞的两个端面上起作用，并支承于测流口管套38的表面上。
在该原始位置处，窗口40-46被测流口活塞52封闭，从而在测流口12的前输入终端与前导管路16、18、48、50之间不存在通过窗口40-46实现的连接。测流口12的前终端P与供给管路14连接。因此，供给导管14中的主导压力被施加到图2所示的位于底部的测流口活塞52的端面56。图2中所示的位于顶部的测流口活塞52的端面58限定出一控制腔室60，该控制腔室60经由穿过压力调节器活塞52和管嘴64的控制通道62而与测流口管套38的前终端P(在图2中位于底部)连接。
参见图2，测流口活塞52还包括一个环形槽66，该环形槽66与测流口管套38的内圆周表面限定出一个环形腔室68。在环形腔室68的区域内，在测流口活塞52中形成一横向孔70，使环形腔室68的各个部分之间能够迅速实现压力补偿。
控制腔室60通过分支控制管路71与前述前导管路16、18、48、50连接。在分支的前方，在控制管路71中形成比例调节导向阀20，该导向阀20与管嘴64构成分压回路。控制腔室60中的主导压力对应于导向阀20和管嘴64之间的压力。也可以提供对导向阀打开的步进调节，从而替换比例调节。
上述导向阀20被弹簧顶入打开位置，并且能够通过向比例磁铁提供液流而被连续或步进式关闭，从而通过调节导向阀20使由终端P流向前导管路16、18、48、50的控制油发生变化，并且，相应地，控制腔室60的中的有效压力也可以变化。为了防止控制油由控制腔室60自由流出，每个分支管路上还设置有额外的孔72、74、76、78。这样，在此种回路中，由于控制油每次都被送回到受压流体中，所以不会由于控制油的流出而产生损失。
由端面56形成分流控制边缘80，可以通过该控制边缘80在终端P的压力上升时控制窗口40、42、44、46被打开。在“蓄流”操作状态时，窗口40、42、44、46的开放截面是由环形槽66的环形端面形成的控制边缘82所界定。
在“分流”操作状态时，压力终端P处的压力在开放方向上作用于下端面56上，而调心弹簧54的上部弹簧的弹力(相当于大约2-3巴)和控制腔室60中压力在闭合方向上起作用。后者可通过调节导向阀20而变化。如果压力终端P处的压力超过控制腔室中的压力与在闭合方向上作用的调心弹簧的压力之和，测流口活塞52则由其原始位置移出并被移到控制位置，在该控制位置，窗口40、42、44、46受到控制从而至少被部分地打开。窗口的开放截面是由导向阀20确定，借助该导向阀可以调节控制腔室60中在闭合方向上起作用的压力，即，通过调节该导向阀20，窗口40、42、44、46的开放截面可以变化，因此，压力终端P处的压力也可以变化。
随后经由压力终端P流向测流口12的受压流体体积流被窗口40、42、44、46分开成为分流，然后这些分流经由前导管中路16、18、48、50被导入相连接的终端。在图1所示的实施例中，受压流体体积流经由仅包括两个窗口42、46的测流口12而仅被分开成为两股朝向液压马达1、2的分流。
在图2的示意图中没有考虑自由路径选择装置22。下文将结合图3和图4进一步详细地说明测流口。图3和图4展示了图1所示的回路中的测流口12的具体结构。
图3所示为移动控制块4的截面图，该移动控制块4中插置有测流口12和导向阀20。根据图3，导向阀20和测流口12的两个轴84、86于同一平面中互相垂直。测流口套管38被插置于移动控制块4的阀孔88中并能够在轴向移动，同时测流口套管38还包括一径向凸起90，其图3中左侧所示的环形端面被弹簧92顶靠在阀孔88的台肩94上。弹簧92由靠近阀孔88右端部的螺旋塞96支承。容纳弹簧92的弹簧腔室112与通向移动控制块4的控制终端X的通道连接(参见图1)。只要控制终端X上施加有控制压力(泵压)，测流口套管38就会保持在图3中所示的位置。在控制终端X适当地降低或关断泵压，测流口套管38就能够受到施加在压力腔室103中对抗弹簧92弹力的给进压力的作用而向右移动，从而测流口套管38的邻近环形端面上形成的自由运动控制边缘116将移动控制块4中连接到终端A和B的两条通道短路，从而对自由路径选择装置进行调节，在该自由路径选择装置中，前导管路16、18互相之间被液压连接。自由路径选择回路中产生的流动阻力低于压力控制器控制力，因而压力调节器8、10不能够移至控制位置。这时将发生不受控制的量分配。
根据图3，阀孔88在水平方向上(在图3中)穿过移动控制块4，其中测流口套管38没有延伸到阀孔88的全部轴向长度，从而在测流口套管的环形端面98的左侧提供一个压力腔室101，供给管路14通过移动控制块4中形成的供给通道98通入压力腔室101。
导向阀20被插置于导向阀孔100中并且其前端靠近拧入导向阀孔100中的防扭装置102，其下端伸入阀孔88并完全进入测流口套管38的椭圆孔104。防扭装置102是一个中空套管，从而测流口12的控制腔室60与导向阀20的输入终端连接，即，防扭装置102的内孔形成控制管路71的一部分。
导向阀20的输出终端106经由斜通道108与阀孔88连接。在该斜通道108的开放区域，环槽110经由以虚线表示的两条纵缝与同样以虚线表示的窗口42、46连接。这些纵缝实际上形成两个管嘴72、76，这两个管嘴72、76将作为控制管路71组成部分的斜通道108与连接到工作终端A、B的通道分开。
图4为图3的测流口12的放大示意图。在测流口套管38中，可以引导测流口活塞52产生轴向运动，并且测流口活塞52被调心弹簧装置54顶入其如图所示的原始位置，在该原始位置，控制边缘80、82将两个窗口46、42关闭。靠近窗口46、42的凹槽并非由环形槽形成，而是由测流口管套38外周的扁平部形成。选择该扁平部的表面使得矩形窗口42、44的角部区域不被覆盖。
在图4所示的实施例中，调心弹簧装置54由一个单一的调心弹簧118构成，该弹簧的一端经由作用在轴向凸起120的弹簧板122而顶在靠近阀孔88右端部(图4)的螺旋塞124上。调心弹簧118的另一端经由杯形弹簧板126而作用于径向台肩128上，该台肩128将测流口活塞52的外周退回到轴向凸起120。轴向凸起120的径向延伸端部138完全进入螺旋塞124的凹槽140，从而使测流口12的轴向整体长度保持极为紧凑。
在弹簧板126的套罩130中形成套罩孔132，从而使由杯形弹簧板126封闭的腔室与形成弹簧腔室的控制腔室60连接，这样不能够将受压流体加入由弹簧板126封闭的该腔室中。
由图4可知，椭圆孔104通过贯穿口134通向控制腔室60，从而通过该贯穿口134以及防扭装置102的孔产生与导向阀20的输入终端的连接。
由图4可知，弹簧板包括位于其外周的环形台肩136，弹簧板通过该台肩136而靠近对应的测流口孔的径向台肩，从而使测流口活塞52被两个弹簧板122和126的弹力顶入其图中所示的原始位置。
测流口活塞52在其中部包括活塞孔140，该活塞孔140在轴向凸起120的区域经由一个管嘴孔而通向弹簧板126封闭的腔室。由图2可知，所述管嘴孔形成管嘴64。
在活塞孔140的一个轴向距离处，在测流口活塞52的端面56中形成多个位于一个参考圆上的轴向孔142，每个轴向孔通入环形腔室68，从而使前侧终端P处地主导压力也被施加到环形腔室68。而且，轴向孔142还经由横向孔144连接到环形腔室68，从而确保快速压力补偿，使得环形腔室68中的主导压力也被施加到管嘴64的输入端。
在图4所示的实施例中，两个窗口46、42的截面完全相同，这样受压流体体积流被50∶50的分流。基本上，可以通过改变窗口的截面而调节为其他的分流比率。
在分流的情况下，在测流口12的前侧泵终端P施加相对较高的压力(泵压)，从而使测流口活塞52由于弹簧118的作用力和控制腔室60中导向阀20调节的控制压力而移动到开放位置，其中，控制边缘80控制两个窗口46、42被打开。
在大多数情况下，对包括公共测流口和独立压力调节器的蓄流装置和分流器进行调节，这样可以允许相对较大的误差，并且在行程驱动的情况下有意地允许滑动。当欲将滑动减到最小时，即，需要将受压流体体积流平均分配给消耗装置时，在闭合方向上调节导向阀20。如最初所述，在测流口活塞52中，该导向阀20与管嘴64共同作为分压器，从而通过控制导向阀20被关闭而将控制油液流加入到控制管路71中，因此，管嘴64下游的压力增加。
如果第一工作终端P产生的力等于弹簧118的力和控制腔室60中主导压力产生的力之和，则测流口活塞52保持力平衡。因此第一工作终端P中的主导压力与控制腔室60之间的压力的差额等于弹簧118的压力当量。如果弹簧力与测流口活塞52的位置、压力差无关，则贯穿管嘴的压力降以及流过管嘴64的控制油的量始终相等。在控制油等量的情况下，由于存在导向阀20使导向阀20的液流截面以及压力降发生变化这一事实，控制腔室60中的主导压力可以变化。如果液流截面减小，就必需增加压力降，因为导向阀20下游的压力被压力调节器8、10固定，因此导向阀20的上游的压力必需增加。测流口活塞52处的力平衡被打破，测流口活塞52向闭合方向移动，并且在第一工作终端P处对受压流体进行蓄流，直到由于弹簧118的压力当量使压力再次高于控制腔室60中的主导压力。
但是，弹簧力沿测流口活塞52的路径并非恒定。如果由于导向阀20液流截面的减小而向关闭方向移动，弹簧118就会些许松驰从而使弹簧力减小。对于测流口活塞52处的力平衡来说，第一工作终端P和控制腔室60处的主导压力之间如此大的差异已经不再是必需的。通过管嘴64的压力降减小、因此控制油流量也减小。此控制油流量的减少部分地抵消导向阀20地流动横截面地减小，因为较小的控制油流量也将在导向阀20上方产生较低的压降。为了在以预定差额高于导向阀20的下游力的控制腔室60内聚积压力，与恒定控制油流量的情况相比，此闭合的程度稍大。
管嘴64下游所增加的压力被施加到控制腔室60并作用于测流口活塞的关闭方向，从而使测流口截面受到适当的控制而被关闭。如本说明书开始所述，测流口截面的关闭导致受压流体体积流的和蓄，从而使测流口输入端(泵终端P)处的主导压力增加，因此使测流口之上的压力损失增加，从而使压力调节器弹簧的偏置压力造成的相对误差小于测流口之上的压力差，因而保证的均匀的受压流体分流。
相应地，可以通过调节导向阀20使控制腔室60中的有效压力发生变化，从而对打开的截面产生适当的影响。在图1所示的实施例中，取决于液流对导向阀20进行调节。
当调节窗口46、42(控制腔室60中低压)的相对较大的液流截面时，实际的分流与预期分流之间的量偏差大于调节较小液流截面时的量偏差。例如在行程驱动中，可以有意的利用相对于期望值的量偏差来调节滑动(slip)。当减小测流口截面时，实际上会发生液压锁定，因为液压马达1、2实质上都被提供预定的期望受压流体量。换句话说，当调节相对较大的测流口截面时，受压流体体积流不是以50∶50的比率分流(锁定效应)，而是例如以45∶55的比率分流，从而有意地允许滑动。
由图1可明显看出，经由总测流口12调节的压力流体积流经由供给管路16、18流至所分配的压力调节器8、10。这些压力调节器在所示的原始位置中是打开的，并且在关闭方向上，测流口12下游排出的压力被施加到这些压力调节器，而在打开方向上，向其施加最高伏在压力。图1中所示的方向控制阀34、36在两个压力调节器8、10的压力调节器活塞中作为内部活塞与压力调节器活塞结合为一体。如图所示，该内部活塞与压力调节器机械连接。泵压作用于图1中左侧的内部活塞的端面上，而测流口12与对应的压力调节器8、10之间的受压流体通道中的主导压力分别作用在内部活塞的右端面上。在“分流”期间，内部活塞(方向阀34、36)被移动到与固定在外壳上挡块(图1中的右侧)相靠，而在“蓄流”期间，内部活塞与图1中左侧所示的挡块相邻。
在压力调节器8、10的打开原始位置，向LS管路32指示最大负载压力的压力调节器8或10与测流口12之间的压力，并且因此被施加到所有的压力调节器8、10。当使压力调节器由打开位置移动到控制位置时，方向控制阀34、36的内部活塞通过机械耦合而移动到图示的锁定位置之一，从而测流口12到对应的压力调节器8、10的受压流体通道中的主导压力不能再被排出。负载指示管路32中的主导压力还被施加到图1中右侧的方向控制阀34、36的内部活塞的端面上。
压力调节器8、10的压力调节器活塞一方面受到负载指示管路32中的主导压力，另一方面受到测流口12与对应的压力调节器8、10之间排出的压力，其中，受压流体体积流在压力调节器8、10的作用力平衡时受到限制，从而使测流口12之上的压力降独立于负载而保持恒定。
在“蓄流”操作状态中，测流口12的终端A、B处的主导压力高于终端P前侧的主导压力。受到控制腔室60中主导的相应的较高压力的作用，测流口活塞52被移到图4中所示的左侧位置，从而使控制边缘82控制窗口46、42克服调心弹簧装置54的弹力而打开，并且在终端P处对部分体积流进行蓄流。
在“蓄流”期间，控制油液流作为旁流经由对应的孔72、74、76、78，导向阀20、控制管路71，控制腔室60，管嘴64和控制通道62而从消耗装置的终端A、B流向泵终端P。与“分流”操作状态类似，导向阀20可以在关闭方向上被调节，以便使受压流体体积流分布均匀，从而在导向阀20之前对该旁流进行蓄流，并且通过导向阀和管嘴64适当地减小该旁流。因此压力降也减小，从而控制腔室60中的压力下降并且相应地测流口活塞52与打开的导向阀20的情况相比而言关闭的程度更大，即，测流口活塞52依照图4所示向右移向关闭方向，并且依照图2所示向上移向关闭方向，从而使受压流体体积流在泵的方向上被蓄流，因而其分布更加均匀。
在蓄流期间，两个方向控制阀34、36的内部活塞被移到与左挡块(图1)相靠，相应地，向负载指示管路32指示最低负载压力。关于两个压力调节器8、10和方向控制阀34、36的结构和功能上更为详细的说明，请参考本说明书开头提及的本申请人的较早的专利申请案。
在图1所示的实施例中，测流口12包括两个用来供应消耗装置1、2的窗口，在图2所示的实施例中可以通过4个窗口供应4个消耗装置，通过改变窗口的数量可以提供更多的消耗装置，从而使系统实际上在压力调节器上能够扩展到任何数目。还可以将测流口12设计为不含自由路径选择回路。
在前述实施例中，已经说明了将分流器/蓄流装置中压力调节器8、10分配给每个消耗装置，并且将一个共用蓄流孔分配给了多个消耗装置。在这种蓄流孔的情况下，在一个测流口活塞上提供多个测流孔。
下文将对一实施例进行详细说明，在该实施例中所谓的分流器被设计为具有独自的孔，其中只将一个测流口分配给个每个测流口活塞。也就是说，该活塞仅控制一个测流口截面被打开，从而为每个消耗装置分配单个的测流口。举例而言，这种回路可被用于行程驱动，从而使每个单独的轮子都能被单独地控制。
图5所示为此种包括一蓄流孔的控制装置的基本回路图。控制结构具有4个第二工作终端A、B、C、D，每个第二工作终端都分别分配测流口装置12a、12b、12c、12d和导向阀20a、20b、20c、20d。在测流口装置12a、12b、12c、12d的输出终端与对应的消耗装置终端A、B、C、D之间的受压流体通道中，提供有与前述实施例完全相同的独立的压力调节器和图5中未示出的压力吸入阀，测流口装置12a、12b、12c、12d的结构大体上对应于图4、5中所描述的结构，不同之处在于测流口活塞52上没有形成多个构成测流口的窗口，而是这些窗口42、46都与所分配的终端A、B、C或D液压连接。这是由于，例如，事实上与这些窗口相通的环形槽是在容纳测流口装置12的组块中形成的。或者，可以使用圆周环形槽取代图4所示实施例中的扁平部42、46。如前述实施例中所述，在分流期间，受压流体由变量泵6(参见图1)流到位于泵侧的对应工作终端P，并且经由窗口42、46和对应的分配的各个压力调节器流到对应的工作终端A、B、C、D，并且由此流到分配的消耗装置。
此外，与前述实施例形成对照的是，在图5中测流口装置12a、12b、12c、12d没有设计螺旋塞124，并且为了简单起见，图5中所示的测流口装置12a、12b、12c、12d具有前端关闭的测流口套管38，其中，连接控制腔室60与所分配的导向阀20a的贯穿口134对应于图4中的套罩贯穿口134。
图5中的测流口装置与前述实施例的另一不同之处在于，事实上不需要测流口活塞52的防扭保护装置，因为所有的窗口42、46都被互相液压连接，因此测流口活塞52没必要必须遵守某一预定旋转角度位置。
图6是移动控制块4的局部剖视图，分配给各个消耗装置的液压元件容纳于该组块中。移动控制块4具有一个泵侧压力终端P和一个通过连接板连接到消耗装置的工作终端A。
油槽终端T在图6中未示出。控制终端S和X形在移动控制块4上形成。测流口装置12a、分配的导向阀20a、独立的压力调节器8和压力进给阀28插置于移动控制块4中。测流口装置12a的结构基本上对应于图3和图4中所示的结构。图6中所示的测流口装置12a通过螺旋塞96轴向固定在移动控制块4的阀孔上。测流口套管38可在阀孔中轴向移动并被弹簧顶入图中所示的原始位置，并且工作终端S处的主导控制压力被施加在打开方向上，并且控制终端X的处主导压力被施加在闭合方向上。在前述的实施例中，通过降低移动控制块38的控制终端X处的控制压力，所有的测流口装置12a、12b、12c、12d都能够被移动，从而与工作终端A、B、C、D互相连接并且对自由路径选择装置进行调节。
单个压力调节器8在其原始位置被打开，并且其结构与专利申请号DE102004001253中公开的结构相对应。如开始所述，该压力调节器包括两个控制边缘，其中一个在蓄流时起作用，而另一个在分流时起作用。在单个压力调节器8的压力调节器活塞146中，图1所示的换档油阀34(方向控制阀)包括一个在压力调节器活塞146中被滑动引导的内部活塞。将工作终端P处的主导压力向上施加到压力调节器活塞146。经由方向控制阀34被施加在压力调节器活塞146另一侧作用的压力。更为详细的内容可参考本申请人早先的其他专利申请案。
压力进给阀28具有常规的结构，因此本文没有必要再做更多的说明。
在前述测流口装置12中，为了调节自由堵塞，可以通过对螺旋塞96进行设计使其以防止测流口套管38轴向移动这种简单的方式将自由流道堵塞。为此，在图6的实施例中，螺旋塞96的带螺纹环形端面148必须延伸直到抵靠在测流口套管38的附近的环形端面上。在图3所示的实施例中，应该将内部台肩150在轴向上适当延伸。
在开始所述的实施例中，测流口活塞受到插置于径向方向的防扭结构的保护而不至于扭转，并且与导向阀20同轴设置。由于图5和图6所示的实施例中不需要此种防扭保护，因此没有必要将导向阀20与压力进给阀28中的测流口装置12交错90°插入，因此可将导向阀20和导向阀20a插入轴向平行于测流口装置12的移动控制块中。
由于前述的实施例中给每个消耗装置分别分配一个测流口装置，因此可以省略孔(管嘴)72、74、76、78。
如果要向消耗装置提供不同量的受压流体，则测流口装置12a、12b、12c、12d的测流口套管38的窗口可以根据受压流体体积流量而选择不同的净宽。当然，还可以将单个窗口40、42、44、46设计成在本说明书开头所述的蓄流口中具有不同的截面。
本发明揭示了一种用于分流器和蓄流装置的可变测流口装置，该测流口装置包括一个或多个工作终端，可以通过这些工作终端向消耗装置提供受压流体。该测流口装置包括一个测流口活塞，可以向该活塞施加控制压力，所述控制压力在分压器的两个节流阀之间被排出，其中至少一个节流阀是可变的。
权利要求
1.一种用于液压分流器和蓄流装置的测流口装置，其包含一测流口活塞(52)，该测流口活塞(52)对在每个流向上互相平行定位的一个或多个可变测流口(40、42、44、46)进行控制，所述测流口中的每一者都被安置在一个共用第一工作终端(P)和一个位于消耗装置侧的第二工作终端(A、B、C、D)之间，并且在第一方向上向其施加所述第一终端(P)中的主导压力；包含一个位于所述第一终端(P)与所述工作终端(A、B、C、D)之间的可调节分压回路(20、64)，所述可调节分压回路(20、64)包括至少两个节流阀(20、64)以便产生介于所述第一终端(P)中的主导压力与所述工作终端(A，B，C，D)中的主导压力之间的控制压力，可将该控制压力在与所述第一方向相反的第二方向上施加到所述测流口活塞(52)；并且包含一个调心弹簧装置(54)，通过该调心弹簧装置(54)可使所述测流口活塞(52)居中于中心位置，在该中心位置处所述测流口(40、42、44、46)被关闭，其特征在于所述分压回路(64、20)的两个节流阀(20、64)中的至少一个的流动横截面是可变的。
2.根据权利要求1所述的测流口装置，其中所述可变节流阀是一个连续或步进式可调的导向阀(20)。
3.根据权利要求2所述的测流口装置，其中所述分压回路的一个固定节流阀(64)被置于所述第一终端(P)和所述导向阀(20)之间的控制油通道中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的测流口装置，其中所述测流口活塞(52)在一测流口套管(38)中被引导，在该测流口套管(38)中配置有为所述工作终端(A、B、C、D)中的每一者所分配的窗口(40、42、44、46)，且每个窗口形成一个测流口，并且可通过所述测流口活塞(52)来控制所述窗口的打开。
5.根据权利要求4所述的测流口装置，其中所述窗口(40、42、44、46)具有不同的横截面。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的测流口装置，其中所述测流口活塞(52)包括两个控制边缘(80、82)，一个为在分流期间起作用的分流控制边缘(80)，另一个为在蓄流期间起作用的蓄流控制边缘(82)。
7.根据权利要求6所述的测流口装置，其中所述蓄流控制边缘(82)是由所述测流口活塞(52)的一个环形槽(66)形成。
8.根据权利要求7所述的测流口装置，其中在所述测流口活塞(52)的前侧形成多个连通到所述环形槽(66)的轴向孔(142)。
9.根据前述任一关联到权利要求3的权利要求所述的测流口装置，其中一个安置有所述喷嘴(64)并连通到控制腔室(60)的控制通道(140)贯穿所述测流口活塞(52)。
10.根据权利要求2和9中任一项所述的测流口装置，其中所述控制腔室(60)可经由一个控制管路(71)和所述导向阀(20)连接到与工作终端(A、B、C、D)连接的前导管路(16、18)。
11.根据权利要求10所述的测流口装置，其中所述导向阀(20)可被按比例或步进式调节。
12.根据权利要求10或11所述的测流口装置，其中所述控制管路(71)分支到各个前导管路(16、18)并且一个孔(72、74、76、78)安置在各个分支管路中。
13.根据前述权利要求中任一项所述的测流口装置，其中所述调心弹簧装置(54)经由杯形弹簧板(126)作用于所述测流口活塞(52)的一个台肩上，其中所述弹簧板(126)包括一个套罩(136)，该套罩(136)形成调心弹簧(118)的端部的接收腔室，该调心弹簧(118)通过至少一个套罩孔(132)连接到所述控制腔室。
14.根据前述任一关联到权利要求4的权利要求所述的测流口装置，其中所述测流口套管(38)滑动插入移动控制块(4)的一个阀孔(88)并且被偏压到原始位置，其中至少一个连接到所述工作终端(A、B、C、D)的排放通道通向所述阀孔(88)，该排放通道在所述原始位置由包括至少一个窗口(40、42、44、46)的所述测流口套管(38)的一个端部覆盖，所述测流口套管的一个端面限定一个弹簧腔室(112)，可向该弹簧腔室(112)施加控制压力从而在施加控制压力时将所述测流口套管(38)偏压入原始位置，并且当减小所述控制压力时使所述测流口套管(38)从所述原始位置移动到自由路径选择位置，在该自由路径选择位置处，通过所述测流口套管(38)的端部控制所述前导通道被打开，因此使其相互连接。
15.根据权利要求14所述测流口装置，其中通过旋入螺旋塞(96)阻断所述测流口套管(38)的轴向冲程。
16.根据前述权利要求中任一项所述的测流口装置，其中导向阀轴线(84)与测流口轴线(86)成直角延伸并与其相交。
17.根据权利要求16所述的测流口装置，其中所述测流口套管(38)在其外周包括一个椭圆孔(104)，在该椭圆孔(104)中陷入一个相对于导向阀(20)共轴安置的防扭装置(102)。
18.一种分流和蓄流装置，其包含至少两个消耗装置(1、2)，所述消耗装置(1、2)可被贯通以便在一个方向上对受压流体体积流进行分流而在相反方向上对分流进行蓄流；包含分配给各个消耗装置(1、2)的压力调节器(8、10)；并且包含一个具有前述权利要求中至少一项的特征的测流口装置，其中将测流口(40、42、44、46)同时分配给多个消耗装置或者一个消耗装置。
全文摘要
本发明揭示一种用于分流器和蓄流装置的可变测流口装置，该测流口装置包括一个或多个工作终端，可以通过这些工作终端向消耗装置提供受压流体。该测流口装置包括一个测流口活塞，可以向该活塞施加控制压力，所述控制压力在分压器的两个节流阀之间被排出，其中至少一个节流阀是可变的。
文档编号F15B13/00GK1918389SQ200580004114
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月7日 优先权日2004年2月5日
发明者卡尔·克鲁格-卡修斯 申请人:博世力士乐股份公司