排气阀的制作方法

本发明涉及一种排气阀和一种用于液压系统的排气的方法。更具体地，本发明涉及一种用于液压联轴器(hydrauliccoupling)的排气阀，例如用于在车辆中分配扭矩的液压联轴器。

背景技术：

当在不同的应用中实施液压系统时，期望提供以便去除可能截留(trappedin)在系统中的任何空气的功能性排气。由于液压系统中的气穴(airpocket)有破坏精确性的危险，甚至可能导致系统失效，所以将系统中空气排出的能力就尤为重要。

例如，用于启动汽车的刹车的液压系统的排气可由技术人员通过打开能够使空气排出的特定阀来手动操作。然而，在作为车辆的集成部分的更复杂的系统中，如用于扭矩传递的液压联轴器，可能需要自动地给系统排气。这需要更频繁的排气，并且避免手动排气的需要。液压系统的自动排气通常是通过运行特定的排气循环来实现的，典型地是将压力升高至超过正常的操作压力并且超过泄压阀(pressurereliefvalve)的开启压力，以确保空气被去除。

由于运行特定的排气循环使用不必要的能量并使液压系统承受比正常运行更高的机械应力，因此需要使系统能够在正常工作条件下排气，以避免系统失压或泄漏大量油的风险。

技术实现要素：

这是本发明的目的是提供一种解决上述的现有技术的系统的缺陷的排气阀。特别地，目的是为了提供一种用于液压联轴器的液压系统的排气阀。此外，目的是为了提出一种能够允许空气从系统排出而不失压或损失大量液压流体或油的排气阀。本发明的目的还包括提供一种在液压系统正常工作的压力区间内允许空气从系统排出的排气阀。

根据本发明的第一个方面，提供了一种排气阀，该排气阀用于液压联轴器，如用于在车辆中分配扭矩的液压联轴器。所述阀包括阀构件和阀壳体，所述阀壳体支撑阀构件以在空转封闭端位置和驱动封闭端位置之间往复运动，其中，所述阀构件朝向所述空转封闭端位置偏压，以使得当所述阀构件承受增加的压力时，将允许压缩空气通过所述阀排出。所述系统能够作为液压联轴器的正常操运行的部分来排气，且不会使系统失去大量压力或大量的油。随着液压系统中的压力朝着正常运行压力上升，阀构件从所述空转封闭位置移动到所述驱动封闭位置，从而使空气能够在阀构件的运动过程中通过。在液压系统的排气过程中，压力降低至将所述阀构件移回到其空转封闭位置所需的压力以下。以这样的方式，在运行的正常循环中，系统至少排气两次。此外，通过选择偏压力，可以控制阀的开启和关闭，从而也可控制打开阀的压力区间。

根据一种实施方式，所述排气阀还包括流体通道，所述流体通道在所述阀壳体的进入口和排出口之间延伸，当所述阀构件处于所述阀构件的空转封闭位置时，所述口中的一个关闭，其中，当所述阀构件承受增加的压力时，闭合的所述口至少部分地打开，以允许流体流通过所述流体通道。通过提供当系统空转时(即当阀构件处于空转封闭位置时)关闭的阀，能够确保当系统未加压时没有油漏出，并且没有空气能够流入系统。此外，通过随着压力增加而打开进入口，当系统加压时，空气能够从系统排出。

根据又一种实施方式，提供了用于朝向所述空转封闭位置偏压所述阀构件的弹簧。从而确保在系统未加压时没有油泄露，且使空气不能流入系统。此外，可提供可靠的机械偏压，以使打开所述阀所需的压力能够控制。

根据另一种实施方式，所述弹簧布置成在与对应于作用在所述阀构件上的流体压力的力的方向相反的方向上作用。因此，与可能作用在阀构件上的压力和流体力相关的阀构件的运动可以被控制。

根据另一种实施方式，当相关的液压联轴器在最大压力下运行时，所述弹簧的偏压力小于通过液压流体施加到所述阀构件的力，使得当作用在阀构件上的油压处于所述液压系统的运行的正常范围内时，所述阀适于使所述压缩空气通过所述阀排出。这确保在上述连接器的运行过程中，液压联轴器能够排气或脱气，从而消除对将压力提升到正常操作压力以上或相似的排气循环的需要。另外，提供了系统的定期排气，由于压力每次升高超过打开阀门所需的压力，该阀会至少打开一次。

根据另一实施方式，所述阀构件包括密封构件，所述密封构件用于在所述阀构件位于空转封闭位置时关闭所述阀壳体的排出口。所述密封构件允许当阀件处于空转封闭位置时，虽然保持阀门关闭所需的偏压力的强度减小，阀被密封。这也导致即当阀构件开始移动远离空转封闭位置时，可以获得较低的打开压力。例如，密封构件可以是允许两个配合表面之间紧密配合的基座。配合表面可由例如金属或任何其他适用于特定应用的材料制成。

根据另一种实施方式，所述密封构件为o型密封圈。

根据又一种实施方式，所述排气阀还包括导向构件，所述导向构件与所述阀构件在所述阀构件的第一端部处连接，其中，所述密封构件设置在所述导向构件和所述阀壳体之间，以使得压缩空气能够通过所述密封构件泄漏。导向构件保持阀构件布置成与阀壳体正确对准。此外，通过给导向构件提供密封构件，空气需要通过密封构件，以便能够从阀排出并排放到液压系统外。

根据另一种实施方式，所述导向构件滑动地连接于所述阀壳体，并且所述阀壳体的所述排出口径向地布置在所述导向构件的外部。这允许压缩空气通过或经过密封构件和导向构件通过排出口排出。

根据又一种实施方式，所述阀构件在所述阀构件的第二端部处具有凸缘，所述凸缘突出至所述阀壳体外部，以在所述阀构件布置在所述驱动封闭位置时与所述阀壳体的所述进入口接合。这提供一种一旦阀构件到达驱动封闭位置就关闭的排气阀，在将会在液压联轴器达到最大运行压力之前当油开始通过阀泄漏时发生。

根据一种实施方式，所述凸缘具有圆锥形形状，并且其中所述阀壳体的所述进入口具有相应的锥形形状。这提供一种阀构件，该阀构件易于制造，且提供了当阀构件处于驱动封闭端位置时在阀构件和阀壳体之间的一种密封连接。在一些实施例中，阀壳体可以具有不同于锥形的形状，只要阀壳体的形状和阀构件的形状配置为彼此配合即可。

根据又一种实施方式，在所述阀构件和所述阀壳体之间形成有狭缝，所述狭缝的尺寸设计为使得空气可自由地流动通过所述狭缝，并且以使得如油的液压流体在流动通过所述狭缝时会使所述阀构件和所述液压流体之间的摩擦力增加到使所述摩擦力比所述阀构件承受的偏压力更高的程度。通过提供一种包括上述的狭缝的阀，阀构件受到流动经过的具有比空气显著较高的粘度的任何油或液压流体的作用，以使得阀构件移动到驱动封闭位置并关闭阀。因此，通过该阀可防止任何大量的油泄漏。

根据另一种实施方式，所述阀构件具有在所述阀构件处于空转封闭端位置时用于关闭进入口的第一端部、在所述阀构件处于驱动封闭端位置时用于关闭排出口的第二端部以及连接所述第一端部与所述第二端部的中间部分。通过提供一种排气阀，其中，阀构件布置成通过其两端来关闭阀，阀构件的位置将决定排气阀的状态。此外，通过调整第一端部和第二端部的形状以及连接到排出口和进入口的阀壳体内的孔口的尺寸，可获得阀的特定特征。

根据又一种实施方式，所述第一端部具有大体球形的形状，并且所述第二端部部具体大体球形的形状，并且所述第一端部的半径比所述第二端部的半径小。通过使阀构件在第一端部和第二端部处具有不同的半径，连接到进入口和排出口的阀壳体内的孔口可相应地设计尺寸。这导致通过作用在阀构件上的压力产生的力能够通过孔口的尺寸来控制。

根据一种实施方式，所述排气阀包括在所述中间部分和所述阀壳体之间形成的狭缝，以在所述阀构件在从所述空转封闭端位置向驱动封闭端位置移动时允许所述压缩空气从所述进入口自由地流动到所述排出口。通过设置狭缝，当阀构件处于两个封闭位置之间时，截留在液压系统内的空气可排出。此外，所述阀构件受到流动流经的具有比空气更高的粘度的任何油或液压流体的作用，以使得与作用在所述阀构件上的压力合作产生的力，使所述阀构件移动到所述驱动封闭位置并关闭阀。

根据又一种实施方式，当在所述进入口处的压力处于5-40bar(g)的范围内时，排气阀配置为打开，以使压缩空气经过，从而所述阀构件从所述阀构件空转封闭端位置移动到所述驱动封闭端位置。

根据另一种实施方式，当所述压力相对于打开该阀所需的压力以大约2-10倍下降时，所述阀构件配置为从所述驱动封闭端位置返回到所述空转封闭端位置。这样能够确保阀构件在液压联轴器的正常运行期间保持在驱动封闭位置，使得大量的油泄漏不会发生。即随着液压系统被驱动和压力的上升，阀构件从空转封闭位置移动到驱动封闭位置，并且当压力随后相对于打开压力以2比10的倍数下降时，阀构件沿相反方向移动到空转封闭位置。从而，在增加和减小液压系统中的压力的循环过程中，阀门打开两次。

根据又一种实施方式，当所述阀构件分别处于所述阀构件的空转封闭位置和驱动封闭位置时，空气压力通过进入口作用在所述阀构件的表面面积的比率大约为2比10。

根据第二个方面，提供一种液压联轴器排气阀。该液压联轴器包括根据上述第一方面提出的排气阀。

根据第三个方面，提供一种用于液压联轴器的液压系统的排气的方法，例如用于在车辆中分配扭矩的液压联轴器，所述方法包括：设置具有阀构件和阀壳体的阀的步骤，所述阀壳体支撑阀构件，以在两个封闭端位置之间往复移动，其中，所述阀构件朝向所述封闭端位置之一偏压。该方法还包括使所述阀构件承受增加的压力从而允许压缩空气通过所述阀排出的步骤。

附图说明

下面将参考附图进一步详细描述本发明，其中：

图1是根据一种实施方式的液压联轴器的剖视图；

图2是根据一种实施方式的排气阀的剖视图；

图3是根据一种实施方式的排气阀的剖视图；

图4是根据一种实施方式的方法的示意图。

具体实施方式

在图1中示出了用于在车辆中传递扭矩(例如驱动扭矩)的液压联轴器100。液压联轴器100包括输入轴102、输出轴104和盘包(discpackage)106，盘包106具有与输入轴102连接的第一组阀盘和与输出轴104连接的第二组阀盘。一旦通过施加到活塞上的液压压力驱动，盘包106将被压缩，以使得输入扭矩被转移到输出轴104。盘包106封装在接收用于冷却和润滑的液压流体的盘鼓内。为了让截留的空气(entrappedair)排出，排气阀1设置在液压系统的顶点处。

图2更加详细地示出了根据一种实施方式的排气阀1。该阀1适于安装到液压系统中，尤其是如图1中所示的在车辆的不同车轮之间分配扭矩的液压联轴器的液压系统。该阀1包括布置在阀壳体2内用于在所述壳体2内往复运动的阀构件3。该阀构件3可在空转封闭端位置和驱动封闭端位置之间往复移动。阀构件3通过例如弹簧4朝空转封闭端位置偏压，且来自液压流体的压力作用在朝向驱动封闭端位置的相反方向上。在图2中示出了处于空转封闭端位置的阀1。

阀壳体2可包括一个或几个部件或部分，每个部件或部分连接以形成用于将阀1安装到液压系统和将阀构件3安装到阀壳体2的支承体，并且用于支撑阀构件3在所述壳体2内往复运动。

阀构件3的往复运动由直接或间接地穿过密封装置10的阀构件3的两端12、15与阀壳体2的接触限制。当阀构件3位于两个封闭端位置之间时，阀1打开，以便使空气通过阀1从液压系统中排出。

阀构件3的第一端部15可包括与其连接的用于与阀壳体2的内部滑动地接触的导向构件8。此外，导向构件8可包括如o型圈或类似物的密封构件10，当阀构件3处于空转封闭端位置时，该密封构件10与阀壳体2密封接触。当压力增加时，压缩空气将能够通过或经过密封构件10排出。导向构件8可进一步包括径向孔或孔口8a，当阀构件3处于两个封闭位置之间时，这允许空气通过这些径向孔或孔口并向前通过阀壳体2上的一个或几个排出口b排出。空气也通过由于导向构件8和阀壳体2之间的公差形成的中间空间排出。

阀构件3的第二端部12面向液压联轴器，该端部12具有突出至阀壳体2外的凸缘13，并且布置成当阀构件处于驱动封闭端位置时用于与阀壳体2的进入口a接合。凸缘13可具有锥形形状，并且阀壳体的进入口a可具有相应的锥形形状，以用于当阀构件处于驱动封闭位置时进入口a和凸缘13之间的密封接触。然而，接触表面13、a的形状不限于锥形，任何具有相互密封功能的形状均适用。

在阀构件3的两个端部12、15之间且连接阀构件3的两个端部12、15的是细长的圆柱形的中间部分，其具有比阀壳体2内的相应的圆柱形内孔略小的半径。圆筒形的狭缝9通过在阀构件3的圆柱形部分和阀壳体2之间形成的空间限定。狭缝9有足够大的横截面面积，尺寸设计为使得空气可自由地流动通过狭缝9。

阀1还包括如弹簧的偏压装置4，以便将阀构件3朝向其空转封闭位置偏压。这保证当液压系统未加压时阀1是密封的，使空气或液压流体不能通过阀1输送。然而，仍允许空气通过打开的进入口a进入阀1。当阀构件3承受来自液压系统的增加的压力时，压缩空气可以通过或经过密封构件10排出，直到阀构件3到达驱动封闭端位置。用于这个的机构可以是密封装置10仅通过偏压装置4充分压缩，以使得当阀构件3不受压力作用时，仅阀1是密封的(当阀构件3处于空转封闭位置时)，但是只要压力升高，空气便可通过或经过密封装置10。可选择地，阀1可配置成使得偏压装置4需要通过在空气能够排出前作用于阀构件3的上升的压力而稍微压缩，通过阀构件3朝其驱动封闭端位置移动，因此去除密封构件10和阀壳体2之间的密封接触。阀1的打开特性可通过改变偏压装置4的强度来控制。

当压力上升到0bar(g)以上时，随着液压压力上升，密封构件10和阀壳体2之间的密封接触或接触压力逐渐减小，阀1可打开，以使压缩空气通过。当压力上升到约0.5bar(g)时，阀构件3到达其驱动封闭端位置。在一种优选的实施方式中，阀1将在压力区间0＜p≤0.3bar(g)打开以使空气排出。当压力上升超过上述压力区间时，阀构件3将位于阀构件3的第二端部12与阀壳体2密封接触的驱动封闭端位置。理想地，阀1打开和关闭的压力区间是在与阀1连接的液压系统正常运行的压力范围内。理想地，阀1适于随着系统中压力上升而被打开，且在它一旦超过特定压力时被关闭，在正常操作期间保持封闭位置，直到压力降低至低于特定压力，此时随着阀构件3从一封闭位置移动到另一封闭位置时，阀短暂地打开。

阀构件大体通过两种不同方式受到作用而朝向驱动封闭位置，一个是来自作用在阀构件3上的液压系统的压力，并且另一个是进入狭缝9中的产生流体力的液压流体的粘度，该流体力朝向驱动封闭端位置作用在阀构件3上。当流体试图流经狭缝9时，在流体和阀构件3之间产生的摩擦产生足够的力来关闭阀1，从而使通过该阀1的液压流体的量最小化。

通过将阀1设置在如图1所示的液压系统的顶点，当系统打开时，截流在系统中的任何空气很可能与阀1相邻。由于空气具有比液压流体更低的粘度，在阀构件3从空转封闭端位置到驱动封闭端位置的移动过程中，它能很快通过而没有太大的阻力，不会使任何或仅仅少量的液压流体排出。通过设置根据本发明的阀1，可使液压系统在正常运行过程中排气，并且没有任何显著的压力下降或液压流体的损失。

图3示出了根据另一种实施方式的排气阀1。阀1适于安装到液压系统，尤其是用于在车辆的不同车轮之间分配扭矩的液压联轴器的液压系统。因此，图3中的阀1适用于如图1所示的液压联轴器100。该阀包括布置在阀壳体2内的用于在两个封闭端位置之间在所述壳体2内往复运动的阀构件3。阀壳体2可包括几个部件或部分，每个部件或部分连接在一起以形成用于将阀1安装到液压系统和将阀构件3安装到阀1的基础。

此外，阀构件3具有用于在阀构件3处于空转封闭端位置时关闭进入口a的第一端部16和用于在阀构件3处于驱动封闭端位置时关闭排出口b的第二端部17，以及连接第一端部16与第二端部17的中间部分18。

阀构件3的往复运动通过阀构件3的两个端部16、17与阀壳体2的底座(seats)的接触限制。当阀构件3位于两个封闭端位置之间时，阀1打开以使空气通过阀1从液压系统排出。

阀构件3的两端大体是球形的，第一端部16具有比第二端部17小的半径。也可应用表现出类似性质且适于与阀壳体2密封接触的其他形状。两个球形的端部16、17通过中间部分18连接，所述中间部分优选具有圆柱形形状。中间部分18的半径与第一端部16的球形部分的半径近似相等。

中间部分18可与阀壳体2滑动地接触，以使得当阀构件3在阀壳体2内往复运动期间阀壳体2支撑阀构件3。然而，优选地，中间部分18尺寸设计为使得在中间部分18和阀壳体2之间形成小的狭缝9。从而，在阀构件3运动期间，阀构件3被狭缝9中流动的流体包围(centralized)，以使得中间部分18和阀壳体2之间没有接触。因此，中间部分可具有比邻近的阀壳体2内的相应表面略小的半径，从而形成狭缝9，以在阀构件3处于空转封闭端位置和驱动封闭端位置之间时，允许空气通过阀1。可选择地或可结合地，阀构件3的中间部分18可具有朝向阀构件的第二端部17稍微减小的半径，即锥形的表面，当阀构件处于空转封闭端位置时，该锥形的表面与阀壳体2接触，并且在阀构件未处于空转封闭端位置时，产生用于空气通过的小的狭缝9。

阀1还包括如弹簧的偏压装置4，以使得朝向第一端部16和阀壳体2之间的密封接触偏压阀构件3，更具体地，在阀壳体2上形成进入口a的孔口19处偏压阀构件3。这保证了当液压系统未加压时阀1是密封或封闭的，使空气或液压流体不能通过阀1输送。

当阀构件3处于驱动封闭位置时，阀构件的第二端部17紧靠连接到所述阀1的排出口b的阀壳体2的孔口20，以关闭阀1，使得空气或液体不能排出。

由于阀构件3的形状和连接到进入口a的孔口19和连接到排出口b的孔口20的尺寸，可分别获得用于阀1的打开和关闭的特定压力比。当阀构件处于空转封闭位置时，压力仅作用在通过孔口19限定的阀构件3的较小区域上。因此，与保持打开的阀1所需的压力相比，打开阀1需要相对高的压力。

用于保持打开的阀1所需的较低的压力通过以下方式获得：当阀构件3开始朝驱动封闭位置移动时，来自液压系统的压力允许作用在较大的表面区域上，从而产生朝向驱动封闭端位置推动阀构件3的较高的力。当处于驱动封闭端位置时，第二端部17紧靠比连接到进入口a的孔口19大的孔口20。由于仅环境压力，即大气压力，将会对通过紧靠孔口20的第二端部17限定的阀构件3上的较大的表面区域作用，因此与当处于空转封闭端位置时作用在阀构件3上的相等压力相比，作用在阀构件3上的压力的合力更高。

在一种实施方式中，中间部分18的半径比孔口20的半径小。

在一种实施方式中，当在进入口a上的压力处于相关液压系统的正常操作条件内时，例如在5-40bar(g)范围内，阀构件3从其空转封闭端位置移动到驱动封闭端位置，阀1打开以使压缩空气经过。在运动过程中，允许将压缩空气排出，而对于产生较高流体阻力的液压流体，当流动经过狭缝9时，如果有排出也不会排出任何显著的量。

在一种实施方式中，当进入口a处的压力上升超过15bar(g)时，阀构件3从其空转封闭端位置移动到驱动封闭端位置，阀1打开以使压缩空气通过。

在一种实施方式中，当进入口a处的压力预先上升超过15bar(g)并且随后下降至3bar(g)以下时，阀构件3从其驱动封闭端位置移动到空转封闭端位置，阀1打开使压缩空气通过。

即阀1打开后，阀构件3配置成当压力相对打开阀1所需的压力以大约2-10倍下降时，阀构件3从驱动封闭端位置返回到空转封闭位置。

当阀构件3分别处于其空转封闭位置和其驱动封闭位置时，空气压力通过进入口a作用在所述阀构件3的表面区域的比率大约为2比10。

即打开阀比关闭阀需要更高的压力，这是由于当处于空转封闭端位置时，承受上升的压力的阀构件3的区域比处于驱动封闭位置时受压力作用的表面区域小。此外，由于连接到排出口b的孔口20远远大于连接到进入口a的孔口19，当处于驱动封闭位置时，阀构件3的表面区域的很大一部分仅受到大气压力作用。这导致当阀构件3分别处于其空转封闭位置和其驱动封闭位置时，空气和/或流体压力通过进入口a作用在阀构件3上的表面区域分别大约为2比10。偏压装置4的特性和阀构件3的两个封闭端位置之间的距离也影响阀1的打开/关闭。

此外，由于受到来自其周围环境的压力均匀作用的任何任意形状的主体不会在任何方向产生合力；这种结果可用于确保大部分空气能够通过阀1排出。由于在阀构件3已开始从其空转封闭位置移动后，空气流动或多或少自由地通过狭缝9，在阀构件3的周围压力会迅速均衡(equalize)。然而，一旦油或流体具有比引入狭缝9内的空气显着更高的粘度时，流动阻力会通过狭缝增加9，这在狭缝9轴向方向上形成压力梯度，并产生围绕第二端部17的低压区和围绕第一端部16的高压区。油也通过油试图通过它而产生作用在阀构件3上的摩擦力。从而，当流体或液压油被引入到狭缝9时，产生更高的力，其作用迫使阀构件3朝其驱动封闭位置。

此外，如图4所示，提出了一种用于液压联轴器的液压系统的排气的方法。液压系统例如可以是用于在车辆中分配扭矩的液压联轴器，且该方法包括步骤s1：提供具有阀构件3和阀壳体2的阀，阀壳体2支撑阀构件3以在两个封闭端位置之间往复运动，其中，阀构件3朝向所述封闭端位置之一偏压。此外，该方法包括步骤s2：使阀构件3承受增加的压力，从而允许压缩空气通过阀1排出。