流动控制阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种流动控制阀(1)，用作液压设备中的分流-合流阀，包括：具有第一纵向延伸孔的阀主体(2，2’，2”)；可滑动地位于孔中的外部阀芯(3)，具有穿过外部阀芯的纵向延伸通道；可滑动地位于通道内的一对轴向延伸的内部阀芯(4)；阀主体具有第一端口(21)和一对第二端口(22)，外部阀芯具有与第一端口和通道连通的至少第一开口以及穿过外部阀芯的至少两对第二开口。根据本发明，每对的至少一个第二开口具有不恒定的纵向截面，该截面在所述第二开口的厚度(t)的至少一部分上从外部阀芯的外表面开始变窄，使得第二开口的横向侧面提供了一障碍物，进入第二开口的流体流的一部分在进入内部阀芯之前在该障碍物处碰撞。
【专利说明】
流动te.制阔
技术领域
[0001]本发明涉及流动控制阀技术领域，更具体地涉及一种能够用作分流-合流阀的流动控制阀，用于液压设备或器械的同步操作。
【背景技术】
[0002]交替性地用作分流阀和合流阀的流动控制阀已经由US 3554213已知。
[0003]该流动控制阀包括具有纵向延伸孔的阀主体，所述纵向延伸孔用于将纵向延伸的主阀芯容纳在其中。盘簧促使该主阀芯在所述阀主体中位于孔的中心。
[0004]两个次级阀芯以端对端的关系设置在位于所述主阀芯中的轴向延伸通道中，用于相对于彼此滑动运动。
[0005]阀主体具有连接到液压流体源的第一端口(交替地用作入口端口和出口端口)和连接到液压设备的一对第二端口，液压流体可沿一个方向或沿相反方向流过所述第一第二端口。
[0006]次级阀芯中的每个包括其中形成有洞口的分隔壁和穿过该次级阀芯的通道，该穿过次级阀芯的通道适于选择性地与形成在主阀芯中的两对通道中每对的一个通道和形成在阀主体中的一个通道对准。
[0007]当流动控制阀在分流模式运行时，被引入到第一端口中的液压流体流流到主阀芯内，液压流体流在该主阀芯中被分成进入每个次级阀芯的两股流动。由于流体穿过形成在所述次级阀芯的分隔壁中的洞口，由该洞口提供给流体流的阻力使得次级阀芯远离彼此地移动。液压流体流过设置在次级阀芯中的通道，然后进入设置在主阀芯中的通道，以待通过阀主体的第二端口排出。
[0008]在两个第二端口中的压力不相等的情况下，主阀芯将向右侧或左侧移动，直到两个次级阀芯中的压力相等。然后朱阀芯将回到其中心位置。
[0009]当流动控制阀在合流模式下运行时，被引入到两个第二端口中的液压流体流在通过阀主体的第一端口排出之前在主阀芯的通道内合流。在这种情况下，两个次级阀芯朝向彼此移动。
[0010]再次，在两个第二端口中的压力不相等的情况下，主阀芯将向右侧或左侧移动。主阀芯的移动(例如向右的移动)逐渐减小了设置在主阀芯中左侧的一对通道中的右侧通道的打开程度，并且增大了左侧的次级阀芯的流体腔与左侧的第二端口之间的压力差。这导致左侧的次级阀芯内的流体压力的减小。当通过左侧端口被引入左侧的次级阀芯的流体腔中的液压流体的压力小于通过右侧端口被引入右侧的次级阀芯的流体腔中的液压流体的压力时，主阀芯将向左侧移动。
[0011 ]主阀芯的向右和向左的移动被快速地交替重复，以使主阀芯维持在标准的中心位置。
[0012]然而，在合流模式中且对于高流体流量来说，这种类型的流动控制阀由于主阀芯的振动而具有较不准确的缺点。
[0013]另外，理论上，穿过设置在所述次级阀芯的每个分隔壁中的洞口(orifice)的压降应该独立于主阀芯的轴向位置。然而，由于高湍流，实际中通常不是这样。
【发明内容】
[0014]因此，本发明的目的在于避免先前所述的缺点。
[0015]因此，本发明涉及一种流动控制阀，适于用作液压设备中的分流-合流阀，包括:
[0016]-阀主体，所述阀主体具有穿过该阀主体的第一纵向延伸孔，
[0017]-外部阀芯(spool)，所述外部阀芯可滑动地位于所述孔中，具有穿过该外部阀芯的纵向延伸通道，
[0018]-复位装置，所述复位装置永久地趋向于使所述外部阀芯在所述孔的纵向方向上位于中心，
[0019]-—对轴向延伸的内部阀芯，所述内部阀芯可滑动地位于设置在所述外部阀芯中的所述通道内，每个内部阀芯具有穿过该内部阀芯的轴向延伸通道，
[0020]所述阀主体具有穿过该阀主体的第一端口和穿过该阀主体的一对第二端口，所述第一端口和第二端口与所述孔连通，
[0021]所述外部阀芯具有至少第一开口，该第一开口在一个端部处与所述阀主体的所述第一端口连通且在其另一端部处与所述外部阀芯的中心区域连通，所述外部阀芯还具有穿过该外部阀芯的至少两对第二开口，在所述第一开口的每侧有一对，每对的两个第二开口在所述纵向方向上彼此偏置，从而使得对于每对来说，所述第二开口中的至少一个根据所述外部阀芯在所述孔中的轴向位置而与所述第二端口中的一个连通，
[0022]每个内部阀芯中具有布置为根据所述内部阀芯的轴向位置与所述外部阀芯的两个第二开口中的一个对准的至少一个开口，以提供从所述内部阀芯中的通道到所述阀主体的第二端口的流动路径，
[0023]根据本发明，所述外部阀芯的每对的两个第二开口中的至少一个第二开口具有不恒定的纵向截面，所述截面在所述第二开口的厚度的至少一部分上从所述外部阀芯的外表面开始变窄，使得所述至少一个第二开口的横向侧面提供了一障碍物，从所述第二端口进入所述第二开口的流体流的一部分在进入所述内部阀芯的轴向延伸通道之前在所述障碍物处碰撞。
[0024]根据本发明的其他有利的且非限制性的特征，单独地或结合地:
[0025]-具有不恒定截面的所述第二开口包括中心钻孔和部分覆盖所述中心钻孔且仅在外部阀芯的外表面上开放(open out)的至少一个圆周盲钻孔，所述盲钻孔构成了所述障碍物；
[0026]-具有不恒定截面的所述第二开口包括中心钻孔、与所述中心钻孔间隔开且通过一沟槽连接到所述中心钻孔的盲钻孔，所述盲钻孔和所述沟槽在外部阀芯的外表面上开放；
[0027]-所述至少一个盲钻孔沿着或靠近所述中心钻孔的平行于所述外部阀芯的纵向轴线的直径轴线设置，且设置在所述中心钻孔的距所述外部阀芯的端部最近的一侧；
[0028]-具有不恒定截面的所述第二开口的侧壁从所述外部阀芯的内表面向所述外部阀芯的外表面发散；
[0029]-具有不恒定纵向截面的所述第二开口包括设置有埋头孔的中心钻孔，所述埋头空在外部阀芯的外表面上开放；
[0030]-外部阀芯的具有不恒定纵向截面的第二开口在所述外部阀芯的外表面处的面积大于其在所述外部阀芯的内表面处的面积；
[0031]-每个内部阀芯设置有横向地延伸越过穿过该内部阀芯的所述通道的分隔壁，并且该分隔壁设置有穿过分隔壁的至少一个孔口，该孔口提供了所述外部阀芯的中心区域与所述内部阀芯的穿过内部阀芯的通道之间的连通；
[0032]-所述分隔壁包括沿着所述内部阀芯的纵向轴线延伸的中心孔口和/或平行于该纵向轴线延伸的至少一个圆周孔口 ；
[0033]-分隔元件设置在所述外部阀芯的中心区域内且在所述至少一个第一开口前面，以将在所述流动控制阀内循环的液压流体流分成两股流；
[0034]-所述分隔元件是以与所述外部阀芯的通道同轴的关系插入到外部阀芯的通道中的管道的一部分，所述管道设置有在将所述管道横向二等分的平面中延伸的平面形分隔壁，并且所述管道设置有在所述壁的两侧上的至少一个孔洞，所述孔洞在设置于所述外部阀芯的开口的前面敞开；
[0035]-所述分隔元件是以与所述外部阀芯的通道同轴的关系插入到外部阀芯的通道中的管道的一部分，所述管道设置有在将所述管道横向二等分的平面中延伸的分隔壁，并且所述管道设置有在所述壁的两侧上的至少一个孔洞，所述孔洞在设置于所述外部阀芯的开口的前面敞开，所述分隔壁设置有两个圆锥体，所述两个圆锥体置于所述分隔壁上从而使得它们各自的底部于所述分隔壁接触；
[0036]-所述流动控制阀包括附加的旁通阀芯；
[0037]-所述旁通阀芯与所述外部阀芯成同轴关系，并且安装成在所述外部阀芯的外面且在所述阀主体的第一孔内，所述旁通阀芯可滑动地位于所述第一孔内；
[0038]-所述旁通阀芯可滑动地位于附加的纵向延伸孔内，所述附加的纵向延伸孔设置在所述阀主体中且平行于所述阀主体的所述第一孔；
[0039]-该流动控制阀包括控制阀芯，该控制阀芯可滑动地安装在所述阀主体的第二孔内，平行于容纳所述旁通阀芯的第一孔，所述第一孔和所述第二孔通过至少一个连接端口连接；
[0040]-所述控制阀芯能够在所谓的“激活”位置与所谓的“失活”位置之间移动，在所述“激活”位置，所述控制阀芯将所述阀主体的穿过阀主体的两个第二端口连接到所述液压设备的液压栗，在所述“失活”位置，所述控制阀芯将所述阀主体的穿过阀主体的两个第二端口连接到所述液压设备的液压流体储箱。
【附图说明】
[0041]本发明的额外的目的和特征以及优点将会通过下文结合附图给出的描述而变得明显，附图表示了多个可能的实施例。在这些附图中:
[0042]图1和图2是处于合流模式的根据本发明的流动控制阀的纵向剖视图，外部阀芯分别处于中心位置或处于偏置位置；
[0043]图3是根据本发明的流动控制阀的外部阀芯的纵向剖视图；
[0044]图4是图3的外部阀芯的一部分的透视图；
[0045]图5是较大比例尺的图1的流动控制阀的局部纵向剖视图；
[0046]图6至图20是设置在根据本发明的流动控制阀的外部阀芯内的不同形状的贯通开口的示意性俯视图和剖视图；
[0047]图21和图22是分别构造为设置在外部阀芯内的通道内部的分隔元件的纵向剖视图和透视图；
[0048]图23是分隔元件的第二实施例的透视图；
[0049]图24和图25是表示图26的流动控制阀的线路图，旁通阀芯处于两个不同的位置；
[0050]图26是根据本发明的流动控制阀的第二实施例的纵向剖视图，其包括旁通阀芯；
[0051]图27是示出根据现有技术的流动控制阀的两个不同的点之间的压差ΔΡ与内部流动的液压流体的流量FR的函数关系的图解，其用于两种外部阀芯轴向移动(两条曲线)；[0052 ]图28是根据本发明的流动控制阀的类似的图解；
[0053]图29是根据纵向截平面的内部阀芯的变型实施例的一半的透视图；
[0054]图30是类似于图29但是示出内部阀芯的另一变型实施例的视图；
[0055]图31是示出图32的流动控制阀的液压线路图；
[0056]图32是根据本发明的流动控制阀的第三实施例的纵向截面的视图，其包括控制阀芯。
【具体实施方式】
[0057]将参照图1至图3对根据本发明的一个可能实施例的流动控制阀I的结构进行描述。
[0058]将会注意到，构成本发明的流动控制阀的元件示对称地布置在阀的左侧和右侧。换言之，流动控制阀I包括一对称平面PI，在图和图2中该对称平面PI由线Y-Y ’表示。
[0059]流动控制阀I包括阀主体2，阀主体2设置有沿着轴线X-X’纵向延伸的中心管状孔20 (所谓的“第一孔”)。
[0060]阀主体2设置有第一贯通端口 21和一对第二贯通端口 22。
[0061 ]第一端口 21沿着垂直于纵向轴线X-X’的轴线Y-Y’延伸。
[0062]第一端口21终止于设置在孔20的内表面上的环形凹槽23。
[0063]因此，第一端口21在可连接到液压设备的一个端部处与阀主体2的外部流体连通，且在其另一端部处与孔20的内部连通，更准确地说是与环形凹槽23连通。
[0064]优选地，所述第二端口22中的每个轴线上位于第一端口 21和阀主体2的一个端部之间。所述第二端口 22分别沿着平行于轴线Y-Y’的轴线Yl-Yl，和Y2-Y2，延伸。
[0065]每个第二端口22在一个端部终止于阀主体2的外部，并且在另一端部处终止于设置在孔20的内表面上的环形凹槽24中。
[0066]每个第二端口22构造为能够连接到液压设备。
[0067]孔20的两个端部都被附接到所述阀主体2的盖部25堵塞。O形环26安装在所述盖部25中，用于提供于阀主体2的密封和防止液压流体的泄漏。另外，每个盖部25在其内表面(即，面向孔20的表面)上设置有凹部250。
[0068]管状形状的外部阀芯3同轴地设置在孔20中。
[0069]外部阀芯3的外径相当于孔20的内径(具有间隙)，使得外部阀芯3可在所述第一孔20中滑动。
[0070]外部阀芯3中的通道被标记为30。
[0071]复位装置31永久地趋向于使所述外部阀芯3在所述孔20的纵向方向上位于中心。
[0072]优选地，所述复位装置31是压缩盘簧，该压缩盘簧的一个端部被保持(固定)在凹部250中，该压缩盘簧的另一个端部被保持(固定)在设置在外部阀芯3的内表面37上的环形的内部凹槽38中(参见图3)。
[0073]如图3中所示，外部阀芯3具有至少第一开口34，该第一开口在一个端部处与第一端口或更精确地说与设置在孔20内的环形凹槽23连通，且在其另一端部处与通道30内的中心区域32连通。更优选地，所述外部阀芯3设置有布置在一直径上的两个开口 34，或设置有四个开口，如图中所示。
[0074]所述外部阀芯3还具有穿过该外部阀芯的至少两对350第二开口，在第一开口 34的每侧有一对350。在每对350中，两个第二开口 35a，35b在外部阀芯3的纵向方向上彼此偏置。另外，如图3中所示，每对的第二开口 35a，35b优选地在角方向上偏置。
[0075]在每对350中，距离外部阀芯3的端部最近的第二开口被标记为35b，而距离中心区域32最近的一个被标记为35a。
[0076]优选地，在所述第一开口34的每侧(左侧和右侧)，外部阀芯3设置有在直径上设置的两对350第二开口 35a，35b，且更优选地，如图3所示，设置有彼此成90度布置的四对第二开口，即总共8对350第二开口。
[0077]所述第二开口的具体形状将会在下文中更精确地描述。
[0078]两个环形凹槽39设置在外部阀芯3的内表面上。它们的作用将在下文中描述。
[0079]如图1和图2中所示，根据本发明的流动控制阀I还包括一对轴向延伸的内部阀芯4，所述内部阀芯可滑动地位于设置在所述外部阀芯3中的通道30内，两个内部阀芯4分别位于设置在通道30内的中心区域32的两侧。
[0080]每个内部阀芯4具有管状的形状，纵向延伸通道40穿过内部阀芯。
[0081]优选地，每个内部阀芯4设置有横向地延伸越过所述通道40的分隔壁41，优选地处于内部阀芯4的靠近中心区域32的端部处。
[0082]每个内部阀芯4与外部阀芯3同轴。根据第一变型实施例，分隔壁4设置有穿过该分隔壁的孔口 410，该孔口沿着纵向轴线X-X，延伸，用于提供中心区域32与所述内部阀芯4的轴向延伸通道40之间的连通。
[0083]根据第二变型实施例，如图29中所示，分隔壁41被与内部阀芯4的纵向轴线X-X’同轴的中心孔口410以及多个圆周孔口410’穿透，多个圆周孔口410’围绕中心孔口410布置从而平行于轴线X-X’延伸。在图29的变型中，有六个这种圆周孔口410’(在图的截面中仅能看到四个)。但是这一数量不是限制性的。圆周孔口 410’优选地相对于中心孔口 410对称地布置。
[0084]根据图30中所示的第三变型实施例，分隔壁41包括多个圆周孔口 410’而没有中心孔口410，优选地包括至少两个圆周孔口 410’，所述多个圆周孔口410’优选地相对轴线X-X’对称地布置。
[0085]具有多个而不是一个孔口410，410 ’这一事实具体地使得能够:
[0086]-具有独立于内部阀芯4的轴向位移的穿过分隔壁41的压降，包括在合流模式中，对应于控制阀的更好精度，
[0087]-降低穿过孔口410，410’之后的“过渡距离”，流体的速度在该“过渡距离”中降低，
[0088]-降低穿过孔口410，410’之后的湍流，特别是在合流模式中，特别是防止产生再流通区域。
[0089 ]每个内部阀芯4中具有至少一个布置在所述内部阀芯4的侧壁中的贯通开口 41。优选地，每个内部阀芯4具有在直径上设置的至少两个开口 42，更优选地是四个开口 42，如图1和图2中所示(彼此间隔90°地设置)。
[0090]每个内部阀芯4还设置有堵塞其与分隔壁41相反的端部的塞子43。
[0091]优选地，卡环33设置在外部阀芯3的凹槽38，39内。它们构成了用于限制每个内部阀芯4在所述外部阀芯3的通道30中沿纵向方向移动的范围。
[0092]开口 42设置在每个内部阀芯4内以根据内部阀芯4的轴向位置与所述外部阀芯3的第二开口 35a，35b对准，以提供从通道40到设置在所述阀主体2中的第二端口 22的流动路径。
[0093]有利地，分隔元件5或5，设置在外部阀芯3的中心区域32内，在第一开口34的前面且在每个内部阀芯4之间。
[0094]该分隔元件的功能将在下文中描述。该分隔元件5，5’还可起到限制每个内部阀芯4的移动范围的作用。
[0095]构成流动控制阀I的所有元件优选地由金属或塑料材料制成。
[0096]现在将参照图21和图22描述分隔元件(标记为5)的第一实施例。分隔元件5是管道50的一部分，也就是具有较小长度的管道。管道50设置有在将所述管道50横向二等分的平面中延伸的圆形的平面形分隔壁51。另外，管道50设置有在壁51的两侧上的大尺寸的至少一个贯通孔洞52，优选地为多个孔洞52，例如四个，如在图22中的示例所示。
[0097]现在将参照图23描述分隔元件的第二实施例(标记为5’)。
[0098]分隔元件5’与分隔元件5的区别在于，标记为51’的分隔壁设置有两个圆锥体53，这两个圆锥体设置在分隔壁51’上从而使得它们各自的底部于所述分隔壁51接触。换言之，每个圆锥体53的尖端530朝向内部阀芯4中的之一定向。
[0099]如图1和图2中所示，管道50以与外部阀芯3的通道30同轴的关系插入到外部阀芯3的通道30中，使得分隔壁51的平面与阀主体2的平面Pl共面。
[0100]分隔元件5或5，在流动控制阀I在分流模式下工作时起到分束作用。液压流体流进入第一端口 21和凹槽23，然后穿过第一开口 34进入中心空间32。由于分隔壁51设置于流动控制阀的对称平面Pl中，液压流体流(流动)完美地被分为朝向每个内部阀芯4的孔口410引导的两股流动。
[0101]相反，在合流模式中，从每个内部阀芯4发出的两股液压流体流在两侧碰撞分隔壁51或圆锥体53，之后被朝向一组第一开口 34引导，由此防止一侧的流动的滞止压力在另一侧的流动上施加影响。
[0102]圆锥体53促进来自一个方向的流动偏转到垂直方向。
[0103]在分流模式中，分隔壁41两侧的压差和孔口410提供给流体的阻力使得两个内部阀芯4在盖部25的方向上远离彼此地移动。在该位置，未在图中示出，每个内部阀芯4的开口42与每对350开口的第二开口 35b对准。
[0104]相反，在合流模式中，跨越内部阀芯4的压差迫使内部阀芯彼此抵靠，如图1和图2中所示。在该位置，开口 42与第二开口 35a相应地对准。
[0105]根据本发明，在第一开口34的每侧上的至少一个开口35a且优选地外部阀芯3的所有开口 35a具有不恒定的纵向截面，所述截面在所述第二开口 35a的厚度t(相当于外部阀芯3的壁的厚度)的至少一部分上从外部阀芯3的外表面36开始变窄，使得所述至少一个第二开口 35a的横向侧面提供了一障碍物，从所述第二端口 22之一进入所述第二开口 35a的流体流的一部分在进入内部阀芯4的轴向延伸通道40之前在所述障碍物处碰撞。
[0106]现在将参照图3至图7对第二开口35a的第一实施例进行描述。所述第二开口 35a包括穿过外部阀芯3的全部厚度5提供的中心钻孔351和部分覆盖所述中心钻孔351且仅在外部阀芯3的外表面(36)上开放的至少一个圆周盲钻孔352。
[0107]如上文已经关于现有技术的流动控制阀解释过的，当流动控制阀在合流模式下运行时，并且如果两个第二端口 22中的压力不相等，则外部阀芯3将移动到右侧或左侧以使得被引入到中心空间32且随后进入第一端口 21的液压流体的压力平衡。之后，当压力平衡时，外部阀芯返回到图1中所示的中心位置。
[0108]当外部阀芯3处于图2中所示的位置时，其中外部阀芯在流动控制阀的右侧，外部阀芯3的右侧的第二开口 35a与右侧的第二端口 22或相应的环形凹槽24对准。相反，位于外部阀芯3左侧的第二开口 35a仅部分地与阀主体2的左手边的第二端口 22对准。
[0109]当外部阀芯3向后移动到左侧时，其通过图5所示的运行位置，在该运行位置，仅圆周盲钻孔352开始与阀主体2的左侧的第二端口 22对准。
[0110]在此条件下，且如图5所示，从第二端口22发出的进入流(箭头i)在碰撞孔20的内表面(箭头j)然后朝向内部阀芯4的孔口 410被送回(箭头k)之前碰撞盲钻孔352的底部353。这也适用于有多个孔口410，410’的情况。
[0111]通过该结构以及障碍物(底部353)的形成，内部阀芯4中的湍流被避免，这是因为进入流不会过于突然地进入通道40，或者至少较不取决于外部阀芯的轴线位移。
[0112]现在参照图8至图20对第二开口35a的其他形状进行描述。
[0113]盲钻孔352的底部353可垂直于中心钻孔351的纵向轴线Y3-Y3’，如图7所示。
[0114]然而，盲钻孔352的底部353可朝向中心钻孔351和内表面37倾斜(如图8中所示)，或朝向中心钻孔351和外部阀芯3的外表面36倾斜(如图10所示)。另外，底部353也可以是弯曲的，其凹面被朝向外部阀芯3的外表面36引导。盲钻孔352的形状可以是与中心钻孔351相比直径相同(如图11所不)或直径较小(如图6所不)的圆的一部分，如图6和图11所不。
[0115]盲钻孔352也可以具有环的一部分的形状，如图12所示。
[0116]另外，也可以具有多个盲钻孔352，该多个盲钻孔从中心钻孔351到外侧具有越来越小的直径(如图13所示)或者分离地设置(如图16所示)。
[0117]当具有多个盲钻孔352时，它们可以具有相同的深度(如图14所示)或不同的深度(如图15所示)。在此情况下，最外面的盲钻孔352与中间的盲钻孔352相比具有较小的深度。
[0118]第二开口 35a还可以包括中心钻孔351和围绕所述中心钻孔的埋头空，如图17所不O
[0119]如图18和图19所示，第二开口 35a可包括中心钻孔351和与中心钻孔351间隔开且通过一沟槽355连接到中心钻孔的盲钻孔354，盲钻孔354和沟槽355在外部阀芯3的外表面36上开放。盲钻孔354和沟槽355可具有相同或不同的深度。
[0120]另外，盲钻孔352或354的底部353也可以如上文所述的那样倾斜或弯曲，或者为圆锥形。
[0121]最后，如图20所述，第二开口35a可具有从外部阀芯的内表面37向外表面36发散的侧壁356。
[0122]关于第二开口35a的形状的实施例，必须注意到，构成障碍物的元件(盲钻孔、凹槽或偏置壁)被沿着或靠近中心钻孔351的平行于轴线X-X’的直径轴线设置或形成，且设置在所述中心钻孔351的朝向外部阀芯3的端部指向的侧面上。换言之，且如可在图3中看到的，障碍物元件，比如盲钻孔352，设置在左侧第二开口的左侧上，或者设置在右侧第二开口的右侧上。
[0123]下文将描述第二开口35a的特定形状对液压流体流的影响。
[0124]在所有上文所述的实施例中，第二开口35a的在外部阀芯3的外表面36处的面积大于其在所述外部阀芯的内表面37处的面积。然而，第二开口 35a在障碍物的区域之后可朝向内表面37偏离。
[0125]另外，将会注意到，第二开口35b可以具有与第二开口 35a相同的形状。然而，这不是绝对必须的，因为第二开口仅在分流模式下使用且湍流问题和阀的精度损失问题仅在合流模式下出现。
[0126]本发明的流动控制阀可单独地使用，如上所述，或者也可以与附加的旁通阀芯结合地使用。
[0127]这种旁通阀芯允许使用根据本发明的分流-合流阀，或者使根据本发明的分流-合流阀旁通。
[0128]根据图26中所不的本发明的第一实施例，芳通阀芯6设置在孔20内和外部阀芯3夕卜，与所述孔和所述外部阀芯成同轴关系。因此，旁通阀芯6沿着纵向轴线X-X’延伸。流动控制阀的该实施例被标记为I，。
[0129]旁通阀芯6具有穿过该旁通阀芯的轴向延伸通道60。
[0130]两个压缩螺旋弹簧31的外端部不再如阀I那样容纳在盖部25的凹部250中，而是容纳在分别在旁通阀芯6的通道的两端插入的塞子61中。
[0131]O形环62安装在塞子61的外侧环形面与旁通阀芯6的通道60的内侧圆柱形面之间，用于提供旁通阀芯6的牢固性。
[0132]阀主体被标记为2’且与阀主体2的区别在于，在第一孔20内开放的环形凹槽27设置在环形凹槽23与每个环形凹槽24之间，以使所述的这些凹槽处于流体连通。凹槽27比凹槽23和24浅。
[0133]管状的旁通阀芯6具有内圆柱形面63和外圆柱形面64。
[0134]旁通阀芯6在其中心区域中具有在通道60内开放的环形凹槽65。所述环形凹槽65垂直于轴线X-X’。另外，旁通阀芯6包括至少一个贯通开口 650，该贯通开口 650提供内部凹槽65的底部与旁通阀芯6的外表面64之间的连通。
[0135]旁通阀芯6还包括在开口 650的每侧上的至少一个贯通开口 660(优选两个或四个规则地且沿角方向分布的贯通开口)。这些开口660在一个端部处与环形凹槽66连通，且在另一端部处与环形凹槽24连通。此外，旁通阀芯6的外表面64设置有具有轴线X-X’的两个环形凹槽640，所述环形凹槽640中的每个位于中心开口 650与侧面开口 660之一之间。
[0136]旁通阀芯6设置有复位装置，在此情况下为压缩螺旋弹簧67。
[0137]阀主体2’的孔20在其两个端部处由盖部28(图26中的左侧)和盖部29(图26中的右侧)封闭。O形环280，290分别安装在盖部28，29与阀主体2’之间，以确保孔20的紧密性。盖部29包括用于容纳弹簧67的环形内部通道291。
[0138]弹簧67永久地趋向于使所述旁通阀芯6位于图24和图26中所示的“旁通位置”，即旁通阀芯6的与弹簧67相反的端部邻接抵靠盖部28的位置。
[0139]旁通阀芯6可通过X端口上的逆着弹簧67复位力的信号压力稍微在图26的右侧上移位，以便处于图25所示的“工作位置”。
[0140]在旁通阀芯6的两个位置处，开口 660与环形凹槽24对准，中心开口 650与中心环形凹槽23对准。
[0141]在图26所示的“旁通位置”，两个环形凹槽640分别与设置在阀主体2’内的两个环形凹槽27对准。在此情况下，进入第一端口 21的液压流体流经由环形凹槽23和27朝向环形凹槽24被引导，然后朝向两个端口 22被引导，由此使得外部阀芯3和两个内部阀芯4被旁通。
[0142]相反，当旁通阀芯6处于“工作位置”时，随着弹簧67处于压缩状态且阀芯6朝右转移，则旁通阀芯6的外表面6 4的位于左侧开口 6 6 O的右侧附近和中心开口 6 5 O的右侧附近的部分与环形凹槽27的底部对准，由此关闭环形凹槽23与两个环形凹槽24之间的流体连通。在该位置，且如图25所示，液压流体流朝向外部阀芯3和两个内部阀芯4被引导。在此情况下，流动控制阀在如上文所述的分流模式和合流模式下工作。
[0143]在如图所示的第二实施例中，外部阀芯6可被设置在附加的纵向延伸孔中，附加的纵向延伸孔设置在阀主体2’内，平行于所述第一孔20。
[0144]在“旁通位置”处，所述旁通阀芯位于该附加孔中以发送直接朝向端口22的液压流体。相反，在其“工作位置”处，旁通阀芯引导第一端口 21中的液压流体流，且流动控制阀如关于图1和图2的阀I进行的描述那样工作。
[0145]还可使用流动控制阀I’，流动控制阀I’设置有与外部阀芯3同轴的旁通阀芯6并且已经结合图26进行了描述，耦合到附加的控制阀芯7。其整体构成了流动控制阀I’且在图32中被示出。
[0146]如图26所示，同心分流和旁通阀芯的装配增大了复杂性，且因此容易将第三阀芯并行地增加到相同的主体中，以获得三种不同的功能。
[0147]图32中的阀I”的上部与结合图26描述的阀I’相同，并且相同的附图标记用于表示相同的元件。将仅对下部进行更详细的描述。阀主体被标记为2”。
[0148]控制阀芯7是可滑动地安装在第二圆柱形孔20’中的圆柱形元件，布置在阀主体2”中。
[0149]所示的控制阀芯7是所谓的“惯性环形”阀芯。该阀芯7可以是任何其他阀芯，例如特别是前步/后步选择阀芯(front step/rear step select1n spool)。
[0150]第二孔20’沿着平行于第一孔20的纵向轴线X-X’的纵向轴线Χ1-ΧΓ延伸。
[0151 ] 这两个孔20和20 ’通过至少一个连接端口 80连接到一起，所述至少连接端口优选地沿着轴线Y-Y ’延伸。
[0152] 连接端口 80在形成于第二孔20’的内壁上的环形凹槽81中以及环形凹槽23中开放。
[0153 ]阀主体2”还包括在环形凹槽81的两侧的两个环形凹槽。这些环形凹槽分别被标记为82和83(在图32中位于左侧)，以及84和85(位于右侧)。最后，比其他环形凹槽窄的第三环形凹槽86形成在凹槽85的右侧。所有这些环形凹槽在孔20’内开放。
[0154]环形凹槽82，83，84和85各自分别连接到在阀主体2’外开放且在图32中不可见的洞口。
[0155]控制阀芯7包括从其端部之一开始且越过其一部分长度的轴向中心沟槽70。
[0156]控制阀芯7在其外表面上还具有三个环形凹槽，从左至右依次标记为71，72和73。
[0157]环形凹槽71和73经由分别标记为74和75的管腔与中心沟槽70流体连通。
[0158]最后，中心沟槽70通过至少一个管腔76连接到其圆柱形外壁。
[0159]控制阀芯7在其端部中的一个(在此是图32中的右侧)处具有较小直径的圆柱形头部77，螺旋压缩弹簧78围绕该圆柱形头部77布置。该弹簧78在其一个端部处被阀芯7保持，在另一端部处被中空盖部29’保持。
[0160]沟槽70在头部77的相反端部处开放并且被一止挡器79堵塞。
[0161]此外，孔20’还被盖部28’堵塞。
[0162]螺旋弹簧78构成了复位装置，该复位装置永久地趋向于使控制阀芯7复位到所谓的图32中所示的“失活”位置。
[0163]在该失活位置，环形凹槽83和85(以及连接到它们的面向外侧的端口)与连接端口80隔绝。另外，环形凹槽73定位为面向连接端口80和环形凹槽84。由此，洞口80与凹槽84流体连通，并且经由管腔75与沟槽70和环形沟槽82流体连通。
[0164]控制阀芯7可通过在孔20’的定位为面向盖部28’的端部处引入的液压流体而逆着弹簧78施加的力移动。其移动至图32中的右侧以便占据所谓的“激活”位置。
[0165]在该激活位置，连接端口80与环形凹槽83以及连接到它们的面向外侧的端口流体连接。另外，环形凹槽84经由控制阀芯7的环形凹槽73与环形凹槽85流体连接。
[0166]图31示出了纯粹通过图示给出的流动控制阀I”的应用的实例。该应用涉及车轮的液压助推。
[0167]在此情况下，两个液压马达Ml和M2分别附接到两个车轮，后者没有在图中示出。这些液压马达中的每个连接到第二端口 22和联接到环形凹槽84的端口两者。
[0168]另外，这些马达的液压控制回路的栗P附接到在环形凹槽83中开放的端口和在环形凹槽85中开放的端口两者。最后，环形凹槽82附接到液压流体箱R。
[0169]阀芯7被称为液压马达的“惯性滑行”阀芯(当然，其也可以是任何其他阀芯，比如特别是前步/后步选择阀芯)。
[0170]上述的液压设备形成对车轮的液压助推，或者相反地当控制阀芯处于失活位置时将这些轮置于惯性滑行运行模式。
[0171]这种类型的组件在同一阀主体2”中结合了三种不同的功能，在此为分流器/合流器功能、分流器/合流器的旁通功能以及马达的惯性滑行功能。
[0172]这种类型的组件是有利的，因为其在同一主体中具有多个阀芯，并且避免了制造和机加工两个单独的主体并通过管道连接这两个单独的主体。
[0173]虽然这没有在附图中示出，但是也可能制造一种流动控制阀，其将上述的控制阀芯7与控制阀的变型实施例相连，在该控制的变型实施例中，旁通阀芯6被置于与第一孔20分离的附加的孔中。在此情况下，存在三个平行的孔。
[0174]测试
[0175]进行了测试以记录当阀处于合流模式时，环绕弹簧31的孔20的左端部与端口21之间的压差A P，所述压差△ P为根据现有技术的流动控制阀中的液压流体的不同流量FR的函数。
[0176]该结果在图27中示出，其中，ΔP的单位为105Pa，流量FR的单位为升/分钟。曲线A表示当外部阀芯处于中间(中心)位置时获得的结果，曲线B表示当外部阀芯移动到右侧时获得的结果。
[0177]如图所示，两条曲线并不重合。
[0178]还基于根据本发明的流动控制阀(例如图1和图2中所示的流动控制阀)进行了类似的测试。
[0179]图28中示出了其结果，其中，曲线C表示当外部阀芯3处于中间位置时(见图1)获得的结果，曲线D表示当外部阀芯3移动到右侧时(见图2)获得的结果。
[0180]如图所示，两条曲线接近于完全重合，这表示外部阀芯3具有较小的振动，并且根据本发明的阀的精度较好。
[0181]最后，还对处于分流模式的两种上述的流动控制阀进行了测量。获得的结果表明，根据本发明的流动控制阀起到与现有技术的流动控制阀相似的作用，这表示对第二开口35a的改变在分流模式中不产生负面影响。
【主权项】
1.一种流动控制阀(I，I’，I”)，适于用作液压设备中的分流-合流阀，包括: -阀主体(2，2’，2”)，所述阀主体具有穿过该阀主体的第一纵向延伸孔(20)， -外部阀芯(3)，所述外部阀芯(3)可滑动地位于所述孔(20)中，具有穿过该外部阀芯的纵向延伸通道(30)， -复位装置(31)，所述复位装置永久地趋向于使所述外部阀芯(3)在所述孔(20)的纵向方向上位于中心， -一对轴向延伸的内部阀芯(4)，所述内部阀芯可滑动地位于设置在所述外部阀芯中的所述通道(30)内，每个内部阀芯(4)具有穿过该内部阀芯的轴向延伸通道(40)， 所述阀主体(2，2’，2”)具有穿过该阀主体的第一端口(21)和穿过该阀主体的一对第二端口(22)，所述第一端口(21)和第二端口(22)与所述第一孔(20)连通， 所述外部阀芯(3)具有至少第一开口(34)，该第一开口在一个端部处与所述阀主体(2，2’，2”)的所述第一端口(21)连通且在其另一端部处与所述外部阀芯(3)的中心区域(32)连通，所述外部阀芯(3)还具有穿过该外部阀芯的至少两对(350)第二开口(35a，35b)，所述第二开口(35a，35b)在所述第一开口(34)的每侧有一对(350)，每对(350)的两个第二开口(35a，35b)在所述纵向方向上彼此偏置，从而使得对于每对(350)来说，所述第二开口(35a，35b)中的至少一个根据所述外部阀芯(3)在所述第一孔(20)中的轴向位置而与所述第二端口(22)中的一个连通， 每个内部阀芯(4)中具有布置为根据所述内部阀芯(4)的轴向位置与所述外部阀芯(3)的两个第二开口( 35a，35b)中的一个对准的至少一个开口(42)，以提供从所述内部阀芯(4)中的通道(40)到所述阀主体(2，2’，2”)的第二端口(22)的流动路径， 其特征在于，所述外部阀芯(3)的每对(350)的两个第二开口(35a，35b)中的至少一个第二开口(35a)具有不恒定的纵向截面，所述截面在所述第二开口(35a)的厚度(t)的至少一部分上从所述外部阀芯(3)的外表面(36)开始变窄，使得所述至少一个第二开口(35a)的横向侧面(352，353，354，355，356)提供了一障碍物，从所述第二端口(22)进入所述第二开口(35a)的流体流的一部分在进入所述内部阀芯(4)的轴向延伸通道(40)之前在所述障碍物处碰撞。2.根据权利要求1所述的流动控制阀(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二开口(35a)包括中心钻孔(351)和部分覆盖所述中心钻孔(351)且仅在外部阀芯(3)的外表面(36)上开放的至少一个圆周盲钻孔(352)，所述盲钻孔(352)构成了所述障碍物。3.根据权利要求1所述的流动控制阀(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二开口(35a)包括中心钻孔(351)、与所述中心钻孔(351)间隔开且通过一沟槽(355)连接到所述中心钻孔(351)的盲钻孔(354)，所述盲钻孔(354)和所述沟槽(355)在外部阀芯(3)的外表面(36)上开放。4.根据权利要求2或3所述的流动控制阀(I，I’，I”)，其特征在于，所述至少一个盲钻孔(352,354)沿着或靠近所述中心钻孔(351)的平行于所述外部阀芯(3)的纵向轴线(X-X’)的直径轴线设置，且设置在所述中心钻孔(351)的距所述外部阀芯(3)的端部最近的一侧。5.根据权利要求1所述流动控制阀(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二开口( 35a)的侧壁(356)从所述外部阀芯(3)的内表面(37)向所述外部阀芯的外表面(36)发散。6.根据权利要求1所述流动控制阀(I，1’，1”)，其特征在于，具有不恒定纵向截面的所述第二开口(35a)包括设置有埋头孔(353)的中心钻孔(351)，所述埋头空(353)在外部阀芯(3)的外表面(36)上开放。7.根据前述权利要求中任一项所述流动控制阀(I其特征在于，外部阀芯(3)的具有不恒定纵向截面的第二开口(35a)在所述外部阀芯(3)的外表面(36)处的面积大于其在所述外部阀芯(3)的内表面(37)处的面积。8.根据前述权利要求中任一项所述流动控制阀(I其特征在于，每个内部阀芯(4)设置有横向地延伸穿过该内部阀芯的所述通道(40)的分隔壁(41)，并且该分隔壁(41)设置有穿过分隔壁的至少一个孔口(410，410’)，该孔口(410，410’)提供了所述外部阀芯(3)的中心区域(32)与所述内部阀芯(4)的穿过内部阀芯的通道(40)之间的连通。9.根据权利要求8所述流动控制阀(I，I’，I”)，其特征在于，所述分隔壁(41)包括沿着所述内部阀芯(4)的纵向轴线(X-X’)延伸的中心孔口(410)和/或平行于该纵向轴线(X-X’)延伸的至少一个圆周孔口(410’)。10.根据前述权利要求中任一项所述流动控制阀其特征在于，分隔元件(5，5’)设置在所述外部阀芯(3)的中心区域(32)内且在所述至少一个第一开口(34)前面，以将在所述流动控制阀(I，I’)内循环的液压流体流分成两股流。11.根据权利要求10所述的流动控制阀其特征在于，所述分隔元件(5)是以与所述外部阀芯(3)的通道(30)同轴的关系插入到外部阀芯(3)的通道(30)中的管道(50)的一部分，所述管道(50)设置有在将所述管道(50)横向二等分的平面中延伸的平面形分隔壁(51)，并且所述管道(50)设置有在所述壁(51)的两侧上的至少一个孔洞(52)，所述孔洞(52)在设置于所述外部阀芯(3)的开口(34)的前面敞开。12.根据权利要求10所述的流动控制阀其特征在于，所述分隔元件(5’)是以与所述外部阀芯(3)的通道(30)同轴的关系插入到外部阀芯(3)的通道(30)中的管道(50)的一部分，所述管道(50)设置有在将所述管道(50)横向二等分的平面中延伸的分隔壁(51’)，并且所述管道(50)设置有在所述壁(51’)的两侧上的至少一个孔洞(52)，所述孔洞(52)在设置于所述外部阀芯(3)的开口(34)的前面敞开，所述分隔壁(51’)设置有两个圆锥体(53)，所述两个圆锥体置于所述分隔壁(51’)上从而使得它们各自的底部于所述分隔壁(51’)接触。13.根据前述权利要求中任一项所述的流动控制阀其特征在于，其包括附加的旁通阀芯(6)。14.根据权利要求13所述的流动控制阀其特征在于，所述旁通阀芯(6)与所述外部阀芯(3)成同轴关系，并且安装成在所述外部阀芯(3)的外面且在所述阀主体(2，2’，2”)的第一孔(20)内，所述旁通阀芯(6)可滑动地位于所述第一孔(20)内。15.根据权利要求13所述的流动控制阀其特征在于，所述旁通阀芯(6)可滑动地位于附加的纵向延伸孔内，所述附加的纵向延伸孔设置在所述阀主体(2’，2”)中且平行于所述阀主体(2’)的所述第一孔(20)。16.根据权利要求14或15所述的流动控制阀(I”)，其特征在于，该流动控制阀(I”)包括控制阀芯(7)，该控制阀芯(7)可滑动地安装在所述阀主体(2，2 ’，2”)的第二孔(20 ’)内，平行于容纳所述旁通阀芯(6)的第一孔(20)，所述第一孔(20)和所述第二孔(20’)通过至少一个连接端口(80)连接。17.根据权利要求16所述的流动控制阀(1”)，其特征在于，所述控制阀芯(7)能够在所谓的“激活”位置与所谓的“失活”位置之间移动，在所述“激活”位置，所述控制阀芯将所述阀主体(2，2’，2”)的穿过阀主体的两个第二端口(22)连接到所述液压设备的液压栗，在所述“失活”位置，所述控制阀芯将所述阀主体(2，2’，2”)的穿过阀主体的两个第二端口(22)连接到所述液压设备的液压流体储箱。
【文档编号】F16K11/10GK105840880SQ201610067584
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】卢卡·皮特耐尔, 马捷·厄兹诺兹尼克, 弗兰克·毛伊迪克, 艾伦·洛卓基
【申请人】波克兰液压工业设备公司