阀系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种先导控制的弹道式换向阀。所述换向阀具有带有主活塞的主级和带有先导活塞的先导级。为了操控先导级而设有操控电子装置，通过所述操控电子装置能够形成电脉冲，通过所述电脉冲在先导活塞上形成了持续时间短的部分冲程。由此还能够在主活塞上形成持续时间短的部分冲程。部分冲程是指，相应的活塞未到达其最终位置中并且所述两个级与之相应地未完全打开。由此能够实现所述换向阀的两级的连续的弹道式或者脉动式运行。
【专利说明】阀系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的阀系统。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知比例换向阀，其阀体除了闭合位置和打开位置之外还能够占据中间位置，在中间位置中仅部分打开通流横截面。因此能够在这种换向阀中操控通流量。弊端在于用于这种换向阀的装置技术花费。
[0003]在公开文献DE 10 2010 045 504 Al中公开了能够调节的阀，其阀体能够占据接通位置并且此外能够脉动式或冲击式地运动，由此短时间打开阀。这种打开运动重复多次。通过这种所谓的弹道模式(balIistischer Modus)还能够相对于完全打开实现减小的通流量，由此能够操控直接控制的阀。
[0004]此外，在文献DE 10 2009 052 285 Al中还公开了数字液压阀系统，其具有多个不同尺寸的相互并行布置的分配阀(Schaltventil)。所述分配阀以不同的组合被同时打开，由此对数字液压阀系统而言得到加合的打开横截面。为了使所得到的、阀系统的打开横截面或体积流量的分级平滑，提出直接控制的平衡阀。所述平衡阀能够在弹道式方法中接连不断地短时间打开，而不需阀体达到其打开的最终位置。
[0005]这种弹道式阀的弊端在于，其仅适用于受限的通流量或者需要高昂的装置技术花费。
【发明内容】
[0006]与此相对地，本发明的任务在于，提供一种具有弹道式换向阀的阀系统，所述换向阀也适用于更大的通流量或压力。
[0007]该任务通过具有权利要求1所述特征的具有弹道式换向阀的阀系统解决。
[0008]所述阀系统的换向阀根据本发明被先导控制(Vorsteuern)并且与之相应地具有带有主活塞的主级和带有先导活塞的先导级。为了操控先导级而设有操控电子装置，通过所述操控电子装置能够产生电脉冲，通过所述电脉冲能够在先导活塞上形成持续时间短的部分冲程。由此还能够在主活塞上形成持续时间短的部分冲程。部分冲程是指，相应的活塞不运行到其最终位置并且所述两个级与之相应地不完全打开。所述最终位置是指相应活塞的引起相应级最大程度打开的位置。由此能够实现先导控制的换向阀的两个级的连续的弹道式或脉动式运行。所述两个级能够相当于分配换向阀的那两个级，由此所述分配换向阀能够通过操控电子装置的脉冲用作能够调节的阀。
[0009]如此设计和调整所述阀系统，从而使可重现的脉冲持续时间能够形成直至确定的反转点并具有确定的先导级持续时间的部分冲程。由此使如此计量的量的控制压力介质到达主级，从而使主级执行直至确定的反转点并具有确定的持续时间的部分冲程。由此使根据本发明的阀系统在可重现的脉冲持续时间内通过预先确定的压力介质量。
[0010]在从属权利要求中描述了本发明的其他有利的技术方案。[0011]为了根据本发明的阀系统的弹道式换向阀的压力介质通流的最大化而优选的是，在主活塞上也能够形成完整冲程，其反转位置与最终位置或止挡件之间没有间距。所述完整冲程还能够在一持续时间内，所述持续时间是脉冲的多倍、例如一分钟。对此相应设计了操控电子装置。
[0012]优选的是，所述主活塞的完整冲程通过先导活塞上的完整冲程形成。
[0013]在特别有利的改进方案中，通过两个复位弹簧使先导活塞对中。由此提供了先导活塞的规定的基本位置。此外，其冲程的重复精度和其运动作为对脉冲的响应也得以提高。
[0014]优选的是，在此所述两个复位弹簧被预紧，或者其弹簧常数相对较大。因此实现了在脉冲结束时先导活塞快速复位到其基本位置中，从而改善了根据本发明的换向阀的可调节性。
[0015]所述先导级能够具有一个泵接头和两个控制通道，所述控制通道与主活塞的相应的端面相连接。
[0016]在特别优选的改进方案中，所述主活塞通过两个复位弹簧对中。由此提供了主活塞的规定的基本位置。此外，其冲程的重复精度和其运动作为对先导级的响应得以提高。所述换向阀由此免于故障。
[0017]优选的是，所述两个复位弹簧被预紧，或者其相应的弹簧常数相对较大。因此实现了在其脉动式的偏转结束时通过先导级使主活塞快速复位到其基本位置中，由此改善了根据本发明的阀系统的换向阀的可调节性。
[0018]有利的是，在泵接头与每个控制通道之间设有负覆叠(Oberdeckung)。所述负覆叠由先导壳体和在其基本位置中的先导活塞形成。由此得到了从泵接头经过控制通道到在主活塞侧面形成的控制压力腔内的泄漏，从而使得主活塞的运动(例如主活塞通过其弹簧进行的对中)不会导致控制通道的空运转。
[0019]如果先导级具有两个先导磁体，所述两个先导磁体相互对置地布置在先导活塞上并且相对起作用，则通过所述两个先导磁体上的两个时间错开的脉冲实现了先导级进而主级的短的打开时间。第一脉冲是打开脉冲并且第二脉冲是闭合脉冲。由此能够分别形成短而强的压力介质脉冲来打开和闭合所述主级，停止时间(Totzeit)得以最小化并且得到了总脉冲持续时间的较小偏差。在特殊情况下，两个先导磁体上的两个脉冲能够在时间上重合，从而还实现了先导级进而还有主级的快速的复位时间。
[0020]在此优选的是，所述先导活塞夹紧在两个先导磁体的两个衔铁(Anker)之间。所述夹紧能够直接或间接地通过相应的推杆实现，所述推杆固定在相应的衔铁上，并且所述推杆贴靠在先导活塞的相应的端侧上。由此避免了相应的衔铁与先导活塞之间的间隙，由此提高了换向阀对于脉冲的响应的重复精度。
[0021]为了形成预紧，布置在相应的极管中的弹簧能够相对于先导活塞对相应的衔铁(必要时间接通过其推杆)进行预紧，或者在两个先导磁体处设置持续的基本通电。
[0022]可选方案为，为了避免相应的衔铁与先导活塞之间的间隙，还能够例如通过形状锁合连接、通过旋拧或通过榫接在这两个部件之间设置连接。
[0023]如果所述主级具有泵接头和工作接头，则为了使根据本发明的弹道式换向阀泄漏最小，在主壳体与主活塞之间在泵接头与每个工作接头之间优选存在正覆叠。由此使根据本发明的阀系统特别适用于对由其供给的负载进行位置调节。[0024]为了提高先导级进而换向阀对脉冲的响应的重复精度，优选设有提升电路(Boostschaltung)。在此,能够由操控电子装置产生脉冲,通过所述脉冲例如以多于一个的双倍额定电流使先导磁体过通电。由此提高活塞的运动速度，从而改善换向阀的可调节性。
[0025]为了提高先导级进而换向阀对脉冲的响应的重复精度，优选设有低阻抗的先导磁体(小于5欧姆)。由此提高活塞的运动速度，从而改善换向阀的可调节性。
[0026]在根据本发明的具有降低的泄漏量的阀系统的优选变形方案中，先导级或主级是座阀(Sitzventil),从而使所述主活塞或先导活塞是座阀活塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]以下结合附图对所述本发明的实施例进行详细描述。其中:
图1示出了根据本发明的阀系统的实施例的换向阀的截面视图；
图2示出了根据本发明的阀系统的先导活塞冲程与脉冲持续时间之间关系的曲线图； 图3示出了先导活塞冲程、主活塞冲程和气缸冲程的时间曲线图；
图4示出了换向阀的先导级的截取图；
图5示出了换向阀的主级的截取图；并且 图6示出了换向阀的极管的侧向部分截面视图。
[0028]附图标记列表
1主级
2先导级
4先导活塞
6(先导级的)纵轴线
8先导壳体
IOa (先导级的)第一复位弹簧
IOb (先导级的)第二复位弹簧
12a 第一先导磁体
12b 第二先导磁体
14 主壳体
16 (主级的)纵轴线
18 主活塞
20a 第一控制压力腔
20b 第二控制压力腔
22a (主级的)第一复位弹簧
22b (主级的)第二复位弹簧
24a 第一控制压力通道
24b 第二控制压力通道
26 较短脉冲
28较长脉冲
30 较小且较短的冲程
32 较大且较长的冲程 34(先导级的)冲程曲线
36(主级的)冲程曲线
38(先导级的)部分冲程
40(主级的)部分冲程
42冲程曲线
44初始位置
46(活塞的)最终位置
48密封部段
50(先导活塞的)凹部
52锥体
54V形槽
56极管
58衔铁
62闭锁机构
64弹簧
66推杆
P’(先导级的)泵接头
A’、B’(先导级的)控制通道
T’(先导级的)储箱接头
P(主级的)泵接头
A、B(主级的)工作接头
T(主级的)储箱接头。
【具体实施方式】
[0029]图1示出了根据本发明的阀系统的先导控制的弹道式换向阀的实施例的截面视图。该换向阀具有主级I和先导控制级或者先导级2。所述先导级2具有先导控制活塞或者先导活塞4，所述先导活塞在图1中以其基本位置被示出。所述先导活塞4能够沿纵轴线6沿两个方向移动。为此所述先导活塞4在先导控制级的壳体或者先导壳体8中通过两个沿纵向轴6作用的复位弹簧10a、10b被预紧在其基本位置上并且能够通过两个先导磁体12a、12b如此移动，从而使得泵接头P’要么与第一控制通道A’相连接要么与第二控制通道B’相连接。相应另外的控制通道A’或B’在此朝向储箱接头卸载。
[0030]所述先导级2通过其壳体8固定在主级I的主壳体14上，主活塞18沿纵轴线16可移动地容纳在所述主壳体中。在图1中示出了在其闭锁位置或基本位置中的主活塞18，在所述位置中泵接头P相对于两个工作接头A、B闭锁。在主活塞18的端侧构造了两个相对起作用的控制压力腔20a、20b，在所述控制压力腔中分别容纳了复位弹簧22a、22b，所述复位弹簧支撑在主壳体14上并且使主活塞18预紧在基本位置中。
[0031]每个控制压力腔20a、20b通过控制压力通道24a、24b与先导级2的两个控制通道A’、B’之一相连接。通过对控制压力腔20a、20b单侧加载控制压力介质能够如此移动主活塞18，从而使泵接头P与两个工作接头A、B中的一个相连接。[0032]在根据本发明的阀系统运行时，例如泵接头P应与主级I的工作接头A相连接。为此对所述第一先导磁体12a进行通电，从而使所述第一先导磁体克服第二复位弹簧IOb(见图1)的力使先导活塞4向右移动。由此所述泵接头P’与控制通道B’相连接，从而通过第二控制压力通道24b使控制压力介质进入到控制压力腔20b中。由此，所述主活塞克服第一复位弹簧22a (见图1)的力向左运动，从而使泵接头P与工作接头A相连接。同时使工作接头B朝向储箱接头T卸载。
[0033]根据本发明，所述先导控制的换向阀脉动式或弹道式地运行。为此使用了(未示出的)放大器，所述放大器对两个先导磁体12a、12b加载电流冲击。图2示出了先导活塞4的冲程与脉冲持续时间的关系曲线图，所述脉冲持续时间由放大器传递到两个磁体12a、12b中之一上。
[0034]在图2中不出了两个实施例。在第一实施例中，所述放大器对先导磁体12a、12b加载了相对短的电流脉冲26。由此在先导活塞4上形成相对小且短的冲程30。当先导磁体12a、12b上的电流脉冲28更长时，在先导活塞4上形成相对更大且持续时间更长的冲程32。所述两个冲程30、32开始并结束于图1中所示的先导活塞4的基本位置中。通过过渡地短时间打开先导级2，利用相应的短时间的压力介质推动将主活塞18输送到两个控制压力腔20a、20b之一中，从而使所述主活塞短时间地偏转并且打开控制(aufsteuern)从压力接头P到工作接头A、B之一的相应的连接。
[0035]图3示出了先导活塞4的冲程曲线34的示例性曲线以及由此形成的主活塞18的冲程曲线36。在该实施例中，先导磁体12a、12b之一首先被相对较长地通电，从而使先导活塞4在一定时间内保持在其最终位置中(100%先导活塞)。主活塞18的响应在时间上是错开的并且同样将主活塞18在一定时间内保持在其最终位置中(100%主活塞)。
[0036]随后，在时间曲线中对先导磁体12a、12b以不断降低的持续时间脉动式地通电四次，从而使先导活塞4实施具有(以小幅度)减小的冲程的四个部分冲程38。为此示出了主活塞18的冲程曲线36，所述主活塞同样实施四个时间上错开且(以更大幅度)减小的部分冲程40。主活塞18的每个部分冲程40形成了一定的油量，所述油量从主级I的工作接头A、B被移出。
[0037]图3此外还示出了连接到工作接头A、B上的(未示出的汽缸的)活塞的冲程曲线42。在所示时间曲线开始时通过持续通电使活塞从初始位置44运动到最终位置46附近并且随后在位置调节的意义上通过四个具有减小的持续时间的脉冲以四个具有减小量值的运动步骤运动到最终位置46中。利用根据本发明的阀系统以这种方式实现了位置调节。
[0038]图4示出了先导级2的截取图。在此，所述先导壳体8和先导活塞4仅在连接到泵接头P’上的压力腔和连接到控制通道A’或B’上的压力腔的区域内示出。先导级2在所述两个压力腔之间分别具有负覆叠，从而即使在先导活塞4的基本位置中也为填充两个控制压力腔20a、20b提供控制压力介质。所述负覆叠由多个分布在密封部段48的周边上的、通过铣削形成的凹部50构成。由此能够使控制压力介质之类的持续地从泵接头P’流到两个控制通道A’、B’中。在先导活塞4 (见图4)的打开冲程(完整冲程的部分冲程)向右时，通过构造在密封部段48上的锥体52完整周向地打开控制从泵接头P’到控制通道A’或B’的压力介质连接并且使对侧朝向T’卸载。通过所述负覆叠并且尤其通过先导活塞4的几何形状实现了对主活塞18的柔和的无冲击的操控(平稳的体积流量增加)。[0039]图5示出了主级I的截取图，所述主级具有其主壳体14和其主活塞18。在此，所述主活塞18在与工作接头A或B连接的压力腔的区域中示出，其中相邻于所述压力腔，一侧布置了与储箱接头T相连接的压力腔并且另一侧布置了与泵接头P相连接的压力腔。在(图5中示出的)主活塞18的基本位置中设有压力腔A/B —方面相对于压力腔T而另一方面相对于压力腔P的正覆叠。由此使所述主级I的泄漏最小化，从而不会使得通过工作接头A/B供给并且进行位置调节的负载运动。为了使所供给的负载即使在根据本发明的脉动式运行下也能进行柔和的无冲击的运转(平稳的速度曲线)，一方面在工作接头A/B与储箱接头T之间并且另一方面在工作接头A/B与泵接头P之间分别布置了四个均匀分布在周边的凹部，所述凹部由三角槽或V形槽54构成。
[0040]图6示出了先导磁体12a或12b的极管56。在其内部，衔铁58容纳在背离先导活塞4的部段中，所述衔铁在极管56中沿纵轴线6能够移动。在极管56的外部的端部部段上设有闭锁机构62，弹簧64支撑在所述闭锁机构上。通过所述弹簧64使衔铁58以及尤其固定在衔铁58上的推杆66相对于先导活塞4的相应的端侧(参照图1)被预紧。由此，所述先导活塞4 一直夹紧在所述两个推杆66之间,从而在给先导磁体12a、12b的(未不出的)线圈通电时，所述先导活塞4无需延时或停止时间就能开始所期望的冲程运动。由此改善了根据本发明的阀系统的换向阀的可调节性。
[0041]与图3中所示出的位置调节不同，通过所述换向阀也能够实现压力调节或速度调节(以低速度)。
[0042]本发明公开了一种先导控制的弹道式换向阀。所述换向阀具有带有主活塞的主级和带有先导活塞的先导级。为了操控先导级设有操控电子装置，通过所述操控电子装置能够产生电脉冲，通过所述电脉冲能够在先导活塞上形成持续时间短的部分冲程。由此还能够在主活塞上形成持续时间短的部分冲程。所述部分冲程是指，相应的活塞未到达其最终位置中并且所述两个级与之相应地未完全打开。由此实现了换向阀的两个级的连续弹道式或者脉动式运行。
【权利要求】
1.阀系统，所述阀系统具有换向阀，所述换向阀具有带有主活塞(18)的主级(1)，所述阀系统还具有操控电子装置，通过所述操控电子装置能够形成电脉冲(26、28 )，通过所述电脉冲能够在所述主活塞(18)上形成持续时间短的打开冲程(40)，其反转位置与所述主活塞(18)的最终位置或者止挡件具有间距，其特征在于，所述换向阀具有连接到所述操控电子装置与所述主级(I)之间的先导级(2)，所述先导级具有先导活塞(4)，在所述先导活塞上能够通过所述电脉冲(26、28)形成持续时间短的打开冲程(38)，其反转位置与其最终位置或者其止挡件具有间距。
2.根据权利要求1所述的阀系统，其中在所述主活塞(18)上能够形成完整冲程，其反转位置与最终位置或者止挡件没有间距。
3.根据权利要求1或2所述的阀系统，其中所述先导活塞(4)通过两个复位弹簧(10a、10b)进行对中。
4.根据权利要求3所述的阀系统，其中，所述两个复位弹簧(10a、10b)被预紧或者其相应的弹簧常数相对较大。
5.根据上述权利要求中任一项所述的阀系统，其中所述先导级(2)具有泵接头(P’)和两个控制通道(A’、B’)，所述控制通道与所述主活塞(18)的相应的端侧相连接。
6.根据上述权利要求中任一项所述的阀系统，其中所述主活塞(18)通过两个复位弹簧(22a、22b)进行对中。
7.根据权利要求6所述的阀系统，其中所述两个复位弹簧(22a、22b)被预紧或者其相应的弹簧常数相对较大。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的阀系统，其中在所述先导活塞(4)与先导壳体(8)之间在所述泵接头(P’ )与每个控制通道(A’、B’)之间设有负覆叠。
9.根据上述权利要求中任一项所述的阀系统，其中，所述先导级(2)具有两个先导磁体(12a、12b)，所述先导磁体相互对置地布置在所述先导活塞(4)上并且相对起作用。
10.根据权利要求9所述的阀系统，其中所述先导活塞(4)夹紧在所述两个先导磁体(12a、12b)的衔铁(58)之间。
11.根据上述权利要求中任一项所述的阀系统，其中所述主级(I)具有泵接头(P)和两个工作接头(A、B)，并且其中在所述主活塞(18)与主壳体(14)之间在所述泵接头(P)与每个工作接头(A、B)之间设有正覆叠。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的阀系统，其中所述操控电子装置能够形成脉冲，在所述脉冲中对所述先导磁体(12a、12b )进行过通电。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的阀系统，其中所述先导磁体(12a、12b)具有< 5欧姆、尤其< 2欧姆的阻抗。
14.根据权利要求1或2所述的阀系统，其中所述先导活塞或者主活塞是座阀活塞。
【文档编号】F15B13/043GK103775417SQ201310494038
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2012年10月22日
【发明者】S.舍勒 申请人:罗伯特·博世有限公司