专利名称：伺服阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及两级电液伺服阀，其中，第一级作为先导级并包括活动喷管，第二级作 为功率级。
背景技术：
在现代的液压系统工程中，通常对安装在这样的液压系统中的液压部件的操作性 能有特别高的要求。尤其是，所安装的液压部件需要以对应于某控制信号的高精度来调节 出一定的液压体积流量和压力。适用于此目的的阀门尤其是连续阀允许阀门切换位置连续 转变。在所述的连续阀中，电子输入信号被相应转换为液压输入信号，以用于作动连续阀。 一类连续阀就是众所周知的伺服阀，其允许高精度的和尤其是连续的阀门切换位置调整， 这在现代飞行器技术中尤其被认为是基本的必备条件。从现有技术中知道了所谓的两级伺服阀，其功率级包括控制活塞，在其起始位置 的控制活塞通常阻止压力输入通道和压力输出通道之间的体积流动。在功率级内，控制活 塞处于压力平衡。为了作动功率级，即为了获得允许输入通道和输出通道之间的体积流的 控制活塞的受控转向，使用电气操纵式先导级，这使控制活塞的所需转向生效。先导级的一个实施例根据已知的喷管原理来操作。为此，接受液压流体的喷管可 活动铰接到先导级的枢转点。在零位处的功率级控制活塞的压力平衡可由连接到喷管的相 应控制管线来控制。通过输出到先导级的电控信号，喷管可以在两个控制管线之间来回摆 动，从而压力可选择性地增加到功率级控制活塞的特定点。该压力变化迫使控制活塞运动 离开零位，这对应于阀门连续切换转变。已知的先导级中，喷管的供压通过外管来实现，外管的连接点易受在操作过程中 出现在阀门处的振动、压力波动和零点移位的影响。
发明内容
因此，本发 明的目的是给本领域技术人员提供一种两级伺服阀，其具有在振动和 压力波动下更结实耐用的性能并且具有在零点移位情况下更良好的性能。本发明通过权利要求1的特征组合来实现。因而，在一种两级电液伺服阀中，其中 第一级作为先导级并包括活动喷管，第二级作为功率级，先导级的喷管通过扭转件被引导， 该活动喷管的供油机构被整合到扭转件中。因而，先导级根据已知的喷管原理来操作，用于 作动功率级。因此，本发明省略了将外管焊接到喷管以给喷管供压，而是将用于喷管供压的供 应管整合到扭转件中。通过扭转件，喷管围绕在扭转件的纵轴线方向上延伸的扭转轴线转 动地布置。由于根据本发明地布置喷管、扭转件和供应管，所以在两级电液伺服阀的实际操 作中需要移动的零部件较少。因而，可以在电液伺服阀的动力学和关于振动影响的耐受性 方面获得优势。喷管的最大转角取决于扭转件的弹性和长度。扭转件的扭转还用于重置喷 管。供油机构通过扭转件的内部或在扭转件中的腔室起作用。然而也可以想到的是，可为此在该扭转件内设置附加管道。有利的是，喷管的供油机构布置在扭转件的中性线处。扭转件的中性线是指在弯曲或扭转时不存在弯曲应力的区域。结果，因在扭转件上出现的力而作用于扭转件内的供 油机构的载荷显著减小，从而在任何时候都确保了充分且令人满意的供油。因此，耐振动的 耐受性和阀门动力学以及阀门切换精度都得到优化。优选使用的扭转件是扭杆弹簧，喷管在纵向轴线上布置在扭杆弹簧的中间区域 内。为了在扭转件的从喷管安装点沿两个方向横向伸出的两个分支中获得对称刚性，可以 规定，除在扭转件的一个分支侧上的供油孔外，还在相反的分支上设置附加孔。供油孔用于 供应流体到整合于扭转件中的供油机构。很有利的是，关于喷管连接点对称布置所述两个 孔。因此，不仅在扭转件的两个分支上实现对称刚性，也减小扭转件的整体抗扭刚性。可以想到，扭转件由铜-铍和/或钛和/或钢制成。所有这三种材料的变型均显 示出扭转件的特别稳定且抗振动的设计可能性。为了密封扭转件和喷管的连接并因而防止液压流损失，可以在扭转件和喷管在枢 转点的连接处设置密封。径向0形密封圈是特别优选的，其允许喷管在连接点与扭转件完 全密封，几乎不会影响用于作动功率级的喷管的转动精度。有利的是，喷管通过压配合与扭转件相联接，从而实现两个构件的稳定结实的连接。可以想到，扭转件内的多个孔通过球轴承的球是可闭合的或被闭合。还可以想到 扭转件的孔通过柱塞而不是球轴承的球是可闭合的或被闭合，或者可以采用两种闭合技术 的结合。先导级有利地包括基板。基板连接先导级的区域或阀块。基板用于容纳扭转件，其 中喷管的向轴线处于竖立姿态且在功率级方向上被引导穿过基板或被引入基板。尤其是， 在扭转件的枢转点区域内的喷管密封被集成在基板中，这对应于就可能作用于两级电液伺 服阀的振动影响而言的特别稳定结实的配置结构。可以规定，基板通过轴向密封相对功率级或功率级阀块被密封。尤其是，轴向密封 位于基板和功率级阀块之间的喷管竖向延伸区域。因为喷管的供油机构从功率级的供油机构延伸出来，所以特别有利的是，供油管 道被引导穿过基板，直至扭转件。然后，供油机构的进一步延伸部被整合到扭转件中并向上 延伸到本发明的喷管。因此，在本发明的两级电液伺服阀配置中，喷管的外部压力供应机构 被完全省略。因此，可以防止焊接供压用外管，从而在振动、压力波动和零点移位的情况下， 得到了伺服阀的更好且更结实耐用的性能。对于供油管的维护和其它密封有利的是，通过扭转件和基板之间的区域的轴向密 封来密封供油管。在此可以想到使用多种密封手段，尤其是在功率级的阀块和基板之间的 过渡区域中以及在扭转件和基板之间的区域中的密封手段。
参见两个附图所示的实施例来详细说明其它特征、优点和细节，其中图1示出了根据本发明的两级电液伺服阀的纵剖面的示意图；图2示出了图1所示的本发明的两级电液伺服阀的横截面示意图。
具体实施例方式本发明的两级电液伺服阀的基本结构在图1中以阀门纵剖视图被示出。伺服阀由整体式的先导级1和液压功率级2构成。控制活塞3活动安装在功率级2的阀块内部。在其底面上，功率级2的阀块包括 一个压力入口通道PP和两个压力出口通道C1、C2。在控制活塞3的外径上，在两个压力出 口通道Cl和C2上形成各控制边界，其在控制活塞3的轴向上的宽度大致对应于两个出口 通道C 1和C2的直径。通过压力入口 PP，合适的液压流体尤其是液压油被导入第一压力腔8a，并且通过 补偿管道7继续流到第二压力腔Sb。控制活塞3的起始位置被称为所谓的零位，在零位中，控制活塞3居中安装在先导 级阀块的中央并处于压力平衡。在该零位中，在控制活塞3上的控制边界完全覆盖两个压 力输出通道C1、C2，从而在入口通道PP和两个出口通道Cl和C2中的一个之间不可能有流 体流动。图2示出了沿大致经过本发明伺服阀中心的中心线的剖视图。在功率级2的阀块 的上边缘布置有先导级1的基板17。基板17支承着呈扭杆弹簧11形式的扭转件。扭杆弹 簧11可绕沿扭杆弹簧11的纵轴线方向延伸的扭转轴线12转动地安装在基板17上，扭杆 弹簧11的两端被牢固固定在基板17上。此外，图2示出了扭杆弹簧11的台阶状构造，喷 管10通过压配合以居中的方式联接到台阶状构造的中间台肩。喷管10的纵轴线处于竖直 方向上，该喷管从扭杆弹簧11起经该基板向前延伸到功率级2的阀块。在喷管10的端部， 即在下管口处，两条控制管线5a和5b相对竖直延伸的喷管10横向错开地布置在功率级2 内。通过合适的装置，力可被施加在喷管10上，该力促使喷管10相对其竖立初始姿态 开始摆动。例如，该装置可以生成作用在喷管10上的电磁场，从而喷管10如图1所示沿箭 头方向向左摆动或向右摆动，从而喷管10的喷口到达控制管线5a或5b。对作用在喷管10 上的力如电磁场大小的控制可通过由外部阀门控制机构传递到先导级的电控信号来实现。由于喷管10摆动，所以扭杆弹簧11绕扭转轴线12同步转动，在扭杆弹簧11内产 生抵抗喷管10转动的扭应力。在电磁场减小或消失后，喷管10因扭杆弹簧11内的扭应力 而朝其竖立初始姿态方向返回。还需要提到的是，通过阀门控制器来连续实现喷管10的偏 转。喷管10的最大转角以及作用力和转角之间的关系取决于扭杆弹簧11的长度和弹性。供油管道20用于给喷管10供应液压油。该供油管道起始于功率级2阀块的压力 入口通道PP的入口，同样在竖向上延伸到基板17。根据本发明，借助供油管道20的供油 被引导经过基板17，直至扭杆弹簧11，并通过孔进入扭杆弹簧11内或腔室。因此，到达喷 管10的额外供油现在完全可以在扭杆弹簧11内实现，因而，从扭杆弹簧11的入口孔沿扭 杆弹簧11的台阶状构造直到喷管10与扭杆弹簧11相连的连接点。因此，本发明无需使用 先导级的外管，而只是将喷管10的供油机构完全整合在扭转件内，尤其是扭杆弹簧11内。 被焊接到喷管10上的外管的使用对振动、压力波动和零点移位有较强的敏感性。由于根据 本发明在扭杆件内部整合了供油机构，所以能免除该磨损点，从而在阀动力学和与振动影 响相关的耐用性方面获得显著的好处。
由于喷管10的横向偏转，所以或多或少会有压力施加到控制管线5a或5b，从而 在控制空间4a和4b内，变化的压力作用到控制活塞3的端面，这可通过控制信号而连续变 化。 例如，当喷管10从竖直轴线起开始向左的转动根据相应的电控信号来实现时，喷 管的喷口接近控制管线5b，从而从喷口流出的大部分液压流被排出到控制管线5b。结果， 控制空间4b内的压力增大。因此在控制空间4b内，增大的压力作用在控制活塞3的端面， 这导致控制活塞3沿其纵轴线向右移。由于控制活塞3运动，所以在压力出口通道Cl上的 控制边界向右移，从而通道Cl被开启。通过压力入口通道PP进入的流体可通过相应的通 道7和腔室8b从压力出口通道Cl离开伺服阀，并且例如给连接到Cl的负载供应液压油。 在此可以想到，从负载再循环回来的油通过压力入口通道2被再循环到阀，通过C2和返回 通道RP之间连通的同步开启被再回送到油箱。接入控制滑动件3中的复位弹簧6与喷管 10牢固联接并且在喷管上产生越来越大的反转矩，直至摆回到中性竖立姿态。于是，在控制 空间4a和4b上的压力相等。控制活塞3停在该位置。控制活塞行程与所加的电子控制信 号成比例。由此推知，从PB到Cl或C2再到ra的体积流与所加的电子信号成比例。类似地，压力出口通道C2的开启通过使喷管10向控制通道5a方向转动来实现。可选的是，一方面包括用于供油管道20的孔且另一方面包括在扭杆弹簧11的相 反侧的孔的扭杆弹簧11的所有孔能被球轴承的球16或柱塞封闭。为了附加密封喷管10 和扭杆弹簧11的连接点并由此阻止伺服阀内部不希望有的液压流体损失和压力损失，设 有径向0形密封圈，尤其在枢转点18处。在从基板17到先导级2阀块的过渡区域，喷管10 还被轴向密封14密封。为进一步密封供油管道20，使用多个轴向密封15，其布置在基板17 和先导级阀块之间的过渡区域以及扭杆弹簧11的区域中。
权利要求
1.一种两级电液伺服阀，具有作为先导级的且包括活动的喷管(10)的第一级(1)和作 为功率级的第二级(2)，其特征是，该先导级(1)的喷管(10)通过扭转件(11)被引导，活动 的该喷管(10)的供油机构被整合到该扭转件(11)中。
2.根据权利要求1所述的两级电液伺服阀，其特征是，该供油机构位于该扭转件(11) 的中性线处。
3.根据权利要求1或2所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)是扭杆弹簧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)在 一侧具有供油孔，并且在相反侧设有附加的孔。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)由 钛制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)由 铜-铍合金制成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)由 钢制成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，在该扭转件(11) 与该喷管(10)的连接处的枢转点(18)上，设有密封(13)，优选是径向密封。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该喷管(10)通过 压配合与该扭转件(11)联接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11)中 的多个孔通过球轴承的球(16)被闭合。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该扭转件(11) 中的多个孔通过柱塞被闭合。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的两级电液伺服阀，其特征是，该先导级(1)包 括基板(17)，该扭转件(11)布置在该基板中并且在该基板中整合有该喷管(10)的枢转点 密封(13)。
13.根据权利要求12所述的两级电液伺服阀，其特征是，该基板(17)通过轴向密封 (14)与该功率级(2)密封隔离。
14.根据权利要求12或13所述的两级电液伺服阀，其特征是，供油管道(20)被引导穿 过该基板(17)，直至该扭转件(11)。
15.根据权利要求12、13或14所述的两级电液伺服阀，其特征是，供油管道(20)通过 轴向密封(15)在该扭转件(11)和该基板(17)之间被密封。
全文摘要
本发明提供两级电液伺服阀，其第一级作为先导级操作并且包括活动的喷管，第二级作为功率级操作，其中，该先导级的喷管通过扭转件被引导，该活动喷管的供油机构被整合到该扭转件中。
文档编号F15B13/02GK102032227SQ20101050179
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月30日
发明者F·刘, F·威克斯勒 申请人:林登贝格利勃海尔-航空股份有限公司