专利名称：先导控制的阀，特别是比例节流阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种先导控制的阀，特别是先导控制的比例节流阀，具有一个阀活塞和一个先导控制阀装置，所述阀活塞在ー个具有流体入口和流体出口的阀套中沿纵向方向可移动地被引导并且通过作用在其背面上的流体压カ以其前面朝着ー个主阀座那边可预紧，所述先导控制阀装置具有一个借助一个可电控的磁体系统沿纵向方向可移动的操纵元件，该操纵元件与在阀活塞的ー个孔内的一个先导控制阀座共同作用，所述孔连接其背面与在活塞前面上的流体出口，以便在释放先导控制阀座时降低在活塞背面的流体压力，用于开启运动，其中为了通过供给先导控制流体建立朝其闭合位置预紧活塞的流体压力，在活塞背面与阀套的流体入口之间存在一个阻流装置，并且其中该阻流装置位于先导控制通道中。
背景技术：
比例节流阀在流体系统中通常用于对体积流量进行控制。在此直接控制的阀已证明不太适合于必须要对大体积流量进行控制的那些情況，特别是在高压差情况下，因为必要时出现的流动カ叠加磁体系统的操纵カ继而导致失灵，在直接控制的阀中，ー个比例磁体系统直接作用在控制活塞上，如在开关换向阀中那样。为了解决这ー问题，现有技术将上述类型的阀应用于这些应用场合，也就是说，这样的具有液压先导控制装置的比例节流阀。但是，如业已表明的那样，即使在采用这样的阀时，在运行特性方面还是产生了ー些问题。尽管将阀活塞与磁体系统在机械上脱开有助于减小不稳定性，但由于阀活塞仅仅通过流体压カ进行运动，工作精度与可靠性将极大地依赖于先导控制系统中阻流装置的状态。在流体不是没有污物的流体系统中使用吋，阻流装置的阻流孔的堵塞将导致阀的不可控的开启，这意味着安全性的危害。为了防止该风险，通常将阻流孔制得相当大，直径大于0. 5_。由于先导控制阀座的直径必须选择得还要大于阻流孔的直径，以实现阀的功能，所以产生了多方面的问题。ー个主要的缺点在于，阻流孔与先导控制阀座的大直径将导致先导控制体积流量很大。在压差相对应地很大时，该体积流量可以为几升/分钟。在这样的体积流量范围内，对阀进行微调是不可能的。作用在先导控制阀座上的压差在操纵元件的与阀座共同作用的阀锥上形成ー个合力，该合力试图将该阀锥保持在闭合位置。因此特别在压差很大的情况下，业已需要ー个相当大的无效静流将操纵元件从先导控制阀座抬起。在释放先导控制阀座之后，在活塞背面出现快速的压カ降低，由此还明显地减小作用在操纵元件上的力。但是，在大的磁力不变的情况下，会产生磁体系统的カ过剩。这种カ过剩逆着通常朝先导控制阀座那边预紧操纵元件的弹簧装置的力起作用，由此会不期望地突然出现阀活塞的开启运动。开头所述类型的阀由DE 10343608A1已知。该已知的阀构成为具有主活塞和辅助活塞的磁力操纵的比例节流阀，其中可由磁通量控制的辅助活塞克服所使用的弹簧的カエ作，并且振荡和脉冲影响受到缓沖。为此如下设定先导控制阀的辅助活塞在主活塞的控制孔中引导并可经由锥体而阀座密封地闭合控制孔，其中通过辅助活塞引导ー个具有附接的喷管的轴向孔，作为连接到在控制孔下部的缓冲腔的连接装置，其由辅助活塞限制。缓冲装置通过缓冲腔连同轴向孔形成，并且缓冲来自系统的压カ脉冲的喷管使压カ脉冲在时间上滞后地作用到辅助活塞的端面上。通过可变地设定喷管横截面的尺寸而控制或改变辅助活塞的缓冲强度。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供ー种先导控制的阀，特别是比例节流阀，该阀在结构简单的情况下的突出之处在于具有特别良好而运行可靠的运行特性。根据本发明，上述目的通过ー种其总体上具有权利要求I的技术特征的阀而实现。
按照本发明，通过根据权利要求I的特征部分设置用于对先导控制流体进行过滤优选间隙过滤的措施的方式，可以避免上述的难题。避免阻流装置的污染危险性开辟了将阻流孔与先导控制阀座的直径制得比现有技术小得多的可能性。由此实现的先导控制体积流量的减小能够实现即使在高压差和较小的待控制的流体体积流量范围情况下也能对阀进行微调。此外，减小先导控制阀座的直径在操纵元件的阀锥从先导控制阀座抬起时有利于稳定的运行特性，因为消除了在开启过程中的突然运动，由此再次有利于微调。在根据本发明的特征在于特别简单的结构形式的阀中，先导控制通道以相对于纵向轴线径向延伸的通道轴线在阀活塞的壁中从阀活塞的内部孔延伸到阀活塞的直径变小的环周区段，其中在直径变小的环周区段的外边缘区域处设置用于对先导控制流体进行过滤的装置。在该结构形式中，可以特别简单地通过如下方式构造在阀活塞的整个环周长度上延伸的用于对先导控制流体进行间隙过滤的环形间隙，即阀活塞在一个环周区域内具有一个外径，该外径这样选择，以致与阀套的壁一起形成用于对先导控制流体进行间隙过滤的环形间隙，所述环周区域在直径变小的环周区段的一个邻近前面的边缘与一个在闭合位置与流体入口保持连通的区段之间延伸。特别具有优点的是，对先导控制流体进行间隙过滤。在相应的间隙长度情况下，间隙宽度与相关阻流孔的开启横截面相比可以选择得这样小，以致细微的污物颗粒被可靠地挡住，但由于间隙长度的缘故，用于先导控制流体通流所需的流动横截面积是可供使用的。根据本发明的阀可以构成为无电流闭合型，其中设置ー个在通电流时产生吸引作用的磁体系统。在此情况下，可以这样进行设置，即操纵元件借助一个蓄能器优选ー个弹簧装置预紧，用于在磁体系统无电流时执行关闭先导控制阀座的运动，而在磁体系统通电流时，操纵元件从先导控制阀座可缩回。作为备选方案，所述阀还可以构成为无电流开启型(利用一个顶压作用的磁体系统)。在本说明书中，在先导控制的比例节流阀的实例中对本发明进行说明，由于按本发明实现了减小先导控制阻流孔和先导控制阀座的开启尺寸，因此特别在节流阀中在稳定的控制性能方面是特别具有优点的。但是，采用根据本发明的阻流装置，一般也适合于其它结构类型的其中在不增大污染风险情况下希望降低先导控制流体量的先导控制阀。作为实例这里可以列举先导控制的限压阀以及调压阀。
下面借助附图详细描述本发明，在附图中图I按现有技术的配合形式的先导控制的比例节流阀的纵向剖面图；图2在图I中用II标注的局部的与图I相比强烈放大的剖视图；图3根据本发明的比例节流阀的一个实施例的与图I相比轻微放大且拆开的纵向剖视图，其中，朝该图的视向看，左上方描述了用于根据本发明的阀的液压开关符号；
图4在图3中用IV标注的局部的与图3相比强烈放大的剖视图。
具体实施例方式按图I的配合形式的已知的先导控制的比例节流阀设有ー个可电控的磁体系统
4。在现有技术(DE 4416279A1)中充分已知ー些此类用于控制各阀的磁体系统，其中，借助磁体系统4的ー个操纵线圈3可控制ー个衔铁5。在所示的实施方式中，磁体系统4构成为所谓的吸拉式位移控制的比例磁体，朝图I的视向看，该比例磁体在通电流状态下使衔铁5继而使一个与其连接的操纵元件7从下向上运动。在无电流状态下，衔铁5继而操纵元件7经由ー个通过压缩弹簧9构成的蓄能装置向下复位，也就是说，相对于纵向轴线11而言，被安置到一个与节流阀的闭合状态相对应的轴向位置上。磁体系统4的壳体在形成密封情况下与一个阀套13连接，操纵元件7延伸到阀套的与纵向轴线11同心的连续孔17中，其尖形渐变的端部形成ー个先导控制阀锥15。在阀套13中的孔17是阶梯形的。一个与磁体系统4相邻的台阶19构成为用于弹簧9的支撑部，弹簧9的另一端支撑在操纵元件7的一个凸环21上。在阀套13的出ロ端23附近，构成一个主阀座25，阀的被称作接ロ I的流体出口位于出口端上，主阀座与一个在起主阀体作用的阀活塞29的端部上的微调面27共同作用。阀活塞29圆周上在阀体孔17的区段内沿纵向可移动地被引导，该区段在图I中看向上毗连被称作接ロ 2流体入口。阀活塞29自身具有一个与纵向轴线11同心的内部孔31，该内部孔在距朝向接ロ I的端部一定距离处缩小而形成一个先导控制阀座33，如从图2可最为清楚地看出的那样，该先导控制阀座与在操纵元件7的端部上的先导控制阀锥15共同作用。如从该图同样可最为清楚地看出的那样，从流体接ロ 2开始，ー个阻流孔35延伸到在阀活塞29中的内部孔31中，由此从流体接ロ 2起在阀活塞29的活塞背面上可建立ー个流体压力，在图I中，该流体压カ将阀活塞29向下预紧到闭合位置上，在该闭合位置，其控制面27闭合地贴靠在主阀座25上。在图I中坐落在先导控制阀座33上方的区段中，内部孔31构成ー个引导区段32，它用作滑动引导装置，用于操纵元件7的ー个具有引导边缘的引导体37。通过从接ロ 2经由阻流孔35进入到阀活塞29的内部孔31中的流体在阀活塞29的背面建立压力，阀活塞29保持在其闭合位置。如果操纵元件7通过给磁体系统4通电流而缩回，则阀锥15从先导控制阀座33抬起，而在阀活塞背面产生压力降低，这样从接ロ 2作用在阀活塞29上的流体压カ导致活塞29的开启运动，继而导致在接ロ I流体排出，其中先导控制流体流量与由阻流孔35和先导控制阀座33的尺寸产生的流体流量叠加。
图3和4示出根据本发明的阀的ー个实施例，其中，先导控制通道41以相对于纵向轴线11径向延伸的方向仅仅穿过阀活塞29的壁向阀套13的壁44延伸。在毗连内部孔31的端部区域，先导控制通道41形成阻流孔35。在其径向外部的区域，该先导控制通道41过渡到阀活塞29的ー个直径变小的环周区段46。在与阀套13的壁44 一起形成一个环形间隙的环周区段46和阀活塞29的与流体入口 2保持连通的环周区段48 (见图4)之间，阀活塞的直径这样选择，以致与阀套13的壁44 一起形成ー个环形间隙56 (见图4)，该环形间隙形成用于对先导控制流体进行间隙过滤的装置。根据阀活塞29的环周长度和环形间隙56的由此产生的长度，可以将其构成得如此地窄，以致即使最小的污物颗粒也能可靠地被挡住。根据本发明设定的采用组合的阻流与间隙过滤装置形式的阻流装置39，即使在尺寸尽可能最小的阻流开孔情况下，也能确保无故障地运行，并且即使在高压差和小体积流量的情况下也能获得最佳的运行性能，其中特别是，如果阻流装置39的阻流孔35下游连接一个附加的第二阻流孔57，则能达到特别优良的性能。 根据本发明的阀不仅可以用于中等体积流量的情况，也可以用于大体积流量的情况，特别是在闭合状态下需要无泄漏的密封时和在所述阀不仅要以在接ロ 2处很低的输入压カ(约Ibar)而且还要以高的压カ(约高达350bar)使用时。
权利要求
1.一种先导控制的阀，特别是先导控制的比例节流阀，具有阀活塞(29)和先导控制阀装置，所述阀活塞在具有流体入口(2)和流体出口(I)的阀套(13)中沿纵向方向可移动地被引导，并且所述阀活塞通过作用在该阀活塞的背面上的流体压力以该阀活塞的前面(27)朝着主阀座(25)那边可预紧，所述先导控制阀装置具有借助可电控的磁体系统(4)沿纵向方向可移动的操纵元件(7)，该操纵元件与在阀活塞(29)的孔(31)内的先导控制阀座(33)共同作用，所述孔连接阀活塞的背面与在活塞前面上的流体出口(1)，以便在释放先导控制阀座(33)时降低在活塞(29)背面的流体压力，用于开启运动， 其中为了通过供给先导控制流体建立朝活塞的闭合位置预紧活塞(29)的流体压力，在活塞背面与阀套(13)的流体入口(2)之间存在阻流装置(39)，并且其中该阻流装置(39)位于先导控制通道(41)中， 其特征在于先导控制通道(41)以相对于纵向轴线(11)径向延伸的通道轴线(43) 在阀活塞(29)的壁中从阀活塞的内部孔(31)延伸到阀活塞(29)的直径变小的环周区段(46);阻流装置(39)包括用于对先导控制流体进行过滤、优选间隙过滤的装置(56);并且用于对先导控制流体进行过滤的装置(56)设置在直径变小的环周区段(46)的外边缘区域处。
2.根据权利要求I所述的阀，其特征在于阀活塞(29)在一个环周区域内具有一个外径，该外径这样选择，以致与阀套(13)的壁(44) 一起形成用于对先导控制流体进行间隙过滤的环形间隙(56)，所述环周区域在直径变小的环周区段(46)的一个邻近前面(27)的边缘与一个在闭合位置与流体入口(2)保持连通的区段(48)之间延伸。
3.根据前述权利要求之一所述的阀，其特征在于操纵元件(7)借助蓄能器、优选弹簧装置(9)预紧，用于在磁体系统(4)无电流时执行关闭先导控制阀座(33)的运动，而在磁体系统(4)通电流时，操纵元件从先导控制阀座(33)可缩回。
4.根据前述权利要求之一所述的阀，其特征在于阀活塞(29)的孔(31)具有从活塞背面开始的引导区段(32)，具有用于与先导控制阀座(33)共同作用的阀锥(15)的操纵元件(7)在该引导区段中引导；并且阀活塞(29)具有直径变小的环周区段(59)，在该环周区段中存在用于使流动通过阻流装置(39)的先导控制流体进入阀活塞(29)的孔(31)的引导区段(32)中的通路。
5.根据权利要求4所述的阀，其特征在于阀活塞(29)的直径变小的环周区段(59)在轴向长度和轴向位置方面这样构造，使得该环周区段在阀活塞(29)的在操作中可能的轴向位置上与先导控制通道(41)的内部通道口连接。
全文摘要
本发明涉及一种先导控制的阀，特别是先导控制的比例节流阀，具有阀活塞(29)和先导控制阀装置，其中为了通过供给先导控制流体建立朝活塞的闭合位置预紧活塞(29)的流体压力，在活塞背面与阀套(13)的流体入口(2)之间存在阻流装置(39)，并且其中该阻流装置(39)位于先导控制通道(41)中，其特征在于先导控制通道(41)以相对于纵向轴线(11)径向延伸的通道轴线(43)在阀活塞(29)的壁中从阀活塞的内部孔(31)延伸到阀活塞(29)的直径变小的环周区段(46)；阻流装置(39)包括用于对先导控制流体进行过滤、优选间隙过滤的装置(56)；并且用于对先导控制流体进行过滤的装置(56)设置在直径变小的环周区段(46)的外边缘区域处。
文档编号F16K31/40GK102758956SQ20121021446
公开日2012年10月31日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年1月29日
发明者M·比尔, P·布鲁克 申请人:Hydac流体技术有限公司