专利名称：取决于压力的截止阀和带这种截止阀的液压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于液压系统的滑阀以及这种液压系统。
背景技术：
在液压系统中常常根据压力或流量打开或关闭支路。这例如是为了根据不同的运行状态而采取不同的缓冲/阻尼措施所需要的。
例如由DE19642837C1已知一种液压转向助力系统(伺服转向装置)，它用来，一方面给驾驶员对公路的良好感觉，亦即通过作用在车轮上的力给予一在转向轮上有感觉的反馈，另一方面阻止来自于路面撞击的大的冲击传递到转向轮。为此在转向横拉杆上设置一液压缸，其两个工作腔在直线行驶时通过一控制阀门组和一短接管路相互连接。在短接管路内设置两个阻尼阀，它们相对于短接管路串联。它们包含一盘形阀关闭元件，它安装在一可轴向移动的销轴上，并被油流环绕冲淋。如果油流增加一定的量，那么它便带动阀关闭元件，使它压紧在配设于它的阀座上。一作用在其支承销上压力差产生同样的作用。如果阀关闭元件贴合在其阀座上，仅仅只有比较小的节流流通道开启，那么便显著地产生节流效果。
这种阀既对压力差也对大的流量作出反应。但是也存在这样的应用场合，在这种场合下阀仅仅应该取决于压力，而不由增加的流量来进行开关。此外这种阀常常应该无滞后或小滞后地工作，并具有一持续保持良好的响应阈值。
发明内容
由此出发本发明的目的是，创造一种简单和牢固的根据压力开关的阀。
这个目的用按权利要求1的滑阀实现。
本发明的滑阀具有一带一流通通道的阀壳体，横向于此通道设置一滑阀孔，一滑块装在此孔内。滑块的头部起滑块驱动装置的作用。其相应的作用面平行于与流通通道横向相交的流动(方向)。在其相对的末端上滑块具有一封闭段，使得流通通道穿过滑块的两个尤其是基本上同样大小的并例如做成环形的面之间。这两个面相互平行，因此流过流通通道的液流没有压差，因此在滑块上不会产生向关闭方向作用的合力。其结果是滑块不会由于流过流通通道的液流而关闭。
头部和封闭段在滑阀孔内分别分隔出一个腔。被头部分隔出的腔最好是卸压的，而被封闭段分隔出的腔最好与流通通道的流体压力连通。由此使朝向滑块两个相反的运动方向施压的作用面总的来说不一样大，从而在流通通道受到压力作用时形成一个合力。由此得到一个完全取决于压力的滑阀。被封闭段分隔出的腔通过一最好垂直地从流通通道上分叉出来的通道连接在流通通道上。由此使被封闭段分隔出的腔得到随流通通道流量增加而减小的静压力，这导致一沿滑块开启方向作用的力。只有在这个力和弹簧力通过流通通道内的压力而被克服时，滑块才开始向关闭方向运动。随着流量的减小抽吸作用减小，被封闭段分隔出的腔内的压力降低，从而产生向开启方向作用的力。在这个力消失时滑阀很快关闭。最终造成滑阀开关式的关闭。
这种滑阀在液压系统中例如用来根据压力打开或关闭不同的缓冲器。缓冲器最好是谐振器，它们和取决于载荷从而取决于不同的压力而不同的脉动相匹配。
被滑阀孔内的头部分隔出的腔最好向外通风。若需要放弃滑阀孔内活塞的油密封支承，该腔也可以还通过一卸荷管道与一例如连接在一液压泵的抽吸侧上的油汇集管连通。这样便可以不使用特殊的密封措施，滑块便可以特别灵活地支承。如果阀应该特别快速地响应或者对非常小的压力作出反应，这样便特别有利。
滑阀孔最好具有略大于流通通道的直径。由此滑块可以完全封闭流通通道。这样便得到一种通/断阀。如果仅仅希望流通通道的节流，那么滑块段可以配备一周向槽，或者滑阀孔的直径选择得小于流通通道。
为了将滑块弹性预紧在阀的开启位置上最好设置一弹簧，它最好安装在通风的或者与一回油管连接的被头部分隔出的腔内。它作为压簧一端支撑在头部上，另一端支撑在一支座上，该支座例如可以通过一用来密封有关腔的螺钉构成。在一种变化的实施形式中螺钉用作调整螺钉，以便能够控制滑阀的起动压力。弹簧最好是预紧的，以便得到在压力缓慢增加时长时间设有反应，然后使滑块突然运动到关闭位置。
封闭段最好具有一略小于滑阀孔的容纳头部的段的直径，使得滑阀孔和封闭段限定一节流间隙。这减小在压力下降、亦即当低于开关压力时阀门关闭时的时间延滞。在某些情况下节流间隙通过穿过封闭段的通道与被封闭段分隔的工作腔连通，以便在流通通道内的压力下降时，使这个压力卸压。但是通道并非必须穿过封闭段不可。它也可以加工在阀壳体上。这样阀的关闭时间便与节流间隙的大小无关。
本发明的滑阀可以在一液压系统内设置在液压泵和负载之间或者在液压泵和一连接在负载前面的主阀门组之间以用来起动和关闭谐振器。谐振器最好设置在泵和负载之间或泵和主阀门组之间，并用来抑制压力脉动。例如如果泵通过主阀门组部分或完全与负载相连，那么在负载较大时便出现脉动。这里滑阀可以促使起缓冲作用的谐振器的快速切换。这可以与由泵输送的物质流量无关地进行，在主阀门组之前的物质流量与负载无关，而最多只取决于泵转速。
本发明优良实施形式的其它细节由附图，说明书或从属权利要求得到。
图1以示意图表示一带有按本发明的滑阀的液压系统；图2以在开启位置的示意纵剖视表示按图1的滑阀，图3按图2的滑阀在关闭位置；图4以在开启位置的示意纵剖视表示滑阀的有所改变的实施形式；
图5按图4的滑阀在关闭位置。
具体实施例方式
图1中表示一液压系统1，它包括一液压泵2和一例如液压缸形式的消耗器或负载3。液压系统1可以是一汽车的转向助力系统或其它类似的系统。此外属于液压系统1的还有例如两个缓冲器4，5，它们例如做成谐振缓冲器(Resonatordaempfer)。缓冲器4，5在输出端并联并与一主阀门组6连接。主阀门组具有一与两个缓冲器4、5连接的入口、一通向负载3的出口和另一通向回油管7的出口。回油管与液压泵2的抽吸接头连接。泵的压力端接头分叉，一方面通向缓冲器5，另一方面通向一个连接在缓冲器4的前面的滑阀8。滑阀8在比较低的压力时切换到流通位置，而在超过一调整好的极限压力时则关闭。主阀门组6将缓冲器4、5的出口与回油管7直接连接，从而与液压泵2的抽吸接头连接，如果滑阀8处于流通位置，那么两个缓冲器4、5并联。缓冲器4、5可以在其流动阻力方面是一致的，也可以相互不同。在并联状态下它们提供一小的总流动阻力。特别是缓冲器4可以具有一特别低的流动阻力。
如果主阀门组6将缓冲器4、5的出口基本上连接到负载3上，那么负载3和液压泵2出口之间的压力便上升。这时如果压力超过一极限值，滑阀便切断，由此缓冲器4便不起作用。现在液压泵2输送的全部液流必须流过缓冲器5，它可以具有较大的流动阻力并用来尽可能完全抑制在载荷作用下出现的脉动。现在起出现的流动阻力在液压系统1内的能量损失方面只起次要的作用，因为它仅仅短暂出现。
由图2和3可以看到滑阀8的结构，现在起参看这两个附图。
滑阀8具有一阀壳体9，流通通道11穿过此壳体。此通道例如设计成直圆筒形孔，它在两个出口处分别配备内螺纹12、13，以便能够连接管道。滑阀孔14横向于流通通道11布置，它与流通通道11成直角在中间部分相交。滑阀孔14的直径最好至少和流通通道11一样大或更大一些。如果滑阀孔14的直径小于流通通道11，那么在关闭滑阀8时便不能完全关闭，而只能达到流过液流大的节流。这也是所希望的。
滑阀孔14具有一在图2和3中流通通道11下方的第一段15和一在图2和3中流通通道11上方的第二段16。最好是圆柱形的滑阀孔14同样最好做成盲孔，从而单端封闭。在其开口端它例如通过一调整或封闭螺钉17封闭。
在滑阀孔14内装一滑块18，它基本上做成旋转对称的，并可横向于流通通道移动地支承。滑块18具有一扁平圆柱形从而也是盘状的头部19，它装在滑阀孔14的段15内。头部19的外径略小于滑阀孔14的直径。这里头部密封地但可移动地装在滑阀孔内。头部19在其朝向流通通道11的一侧具有一平的环形面，或者如图2和3所示，具有一鞍形面21。该面可以形成这样的形状，使它在滑块18的在图2中所示的位置时平滑地连接在流通通道11的圆柱形壁上，以便减少对流过该处的液流的妨碍，从而产生小的流动阻力。
从头部19中心伸出一销形段22，它最好与头部19连接成一体。销形段22具有大大小于头部19的直径，该直径这样选择，使它尽可能少地影响流通通道11的自由流动横截面，销形段22的长度最好相当于流通通道11的直径。在其背向头部19的一端销形段22带一最好一体生成的封闭段23，它基本上做成圆柱形活塞，并以小的间隙可轴向移动地安装在整体圆柱形的滑阀孔14的段16内，并且其长度大于流通通道11的直径，因此也比销形段22长。在其朝向流通通道11的一侧封闭段23设有一平的环形面，或如图2和3所示，配备一鞍形环形面24，它包围销形段22，并遵循流通通道11壁的圆柱形轮廓。因此当滑块18处于图2中所示位置时，环形面24平滑和无台阶地连接在流通通道11的壁上。
一个、两个或多个通道25，26纵向穿过封闭段23。因此这里通道从流通通道11通入一个由滑阀孔14的段16内的封闭段23隔开的腔27。封闭段23具有一平的端面作为该腔的边界。
头部19在滑阀孔14的段15内隔开一腔28，在该腔内安装一压簧29，它以一端支承在头部19的端面上，并以另一端支承在调整或封闭螺钉17上。腔28可以例如通过调整或封闭螺钉的没有具体画出来的中央孔或通过其它通道对外通气。头部19最好密封地支承在滑阀孔14内。为此它在其外圆柱形外壳面上有一环形槽，槽内装一密封元件，例如O型圈20。此外也可以设置唇口形密封件或其它密封元件。为了支承O型圈或其它密封元件可以设一没有画出的支承环。但是如果头部19对于滑阀孔14的壁不流体密封，那么腔28便与一通向液压泵2的抽吸接头的导油管连接。
以上所述的滑阀8按以下方式工作如果在流通通道11内存在低压液体，那么滑块18便位于在图2中所示的位置。压簧29使滑块保持在其上面的位置，这是一个流通位置。液压液体占有流通通道11以及通道25，26和腔27，但是由于头部19的密封支承它不挤入腔28。与压簧29的力方向相反作用一由流体压力引起的力，它由流体压力/强和头部19所画出的圆环面积算出。这是因为当作用在面21以及封闭段23的上端面的一部分上时，流体压力与压簧29的力反方向作用。上端面的外部环形区通过环形面24平衡，而对应于销形段22的横截面积的面积部分则没有得到平衡，从而有助于形成朝打开方向的力。
如果液流，亦即流通通道11内的流动速度加大，那么既在面21又在环形面24上产生减小的压力。这也通过通道25，26造成腔27内的压力减小，因此滑块18更可靠地保持在开启位置。因此流量的加大不会导致滑阀8突然的和不希望关闭。
相反如果流通通道11内的静压力加大到超过一用作开关界限的压力极限，那么滑块便移动到按图3的位置。如果作用在头部19圆形横截面上的压力产生一超过压簧29的力的力，便出现这种情况。这个力一直作用到封闭段23的下棱边到达流通通道11的下边界为止。这时如图3所示，封闭段23可以将一包围销形段22的环形腔31完全与流通通道11分开。在这种情况下，由腔27和腔31以及通道25，26所接纳的液体基本上被卸压。在这种状态下不再有力克服压簧29的力。其结果是使滑块18退回，使得腔31正好由流通通道11封闭。在封闭段23外围和滑阀孔14段15的内壁之间形成一节流缝隙32，它在图3中所示的位置上达到值零，这个位置通过一假想平面找到，它既包含流通通道11的轴线又包含滑阀孔14的轴线。这个平面在流通通道11的壁上和封闭段23的外壳面上作一条直线记号。在这两条直线相遇时，便正好找到节流缝隙的值为零的这个位置。滑块18自动调整到这个位置，直要流通通道11内的压力超过该开关值。一旦出现这种情况，这个压力通过调整为零的节流缝隙32也传到腔31上。相反如果压力下降到低于这个开关压力，便通过节流缝隙32也使腔31和与它一起的腔27卸荷，由此压簧29将滑块18没有有害的时间延迟地压回其按图2的起始位置，现在起流通通道11被重新开启。
图4和5表示本发明滑阀8的一种变型实施形式。如果在这两个图中采用和上面所述的附图相同的附图标记，那么同样适用在结构和功能方面的说明。下面说明其区别腔28配备一卸荷孔33，它在头部19密封支承的情况下通入外界，或者通向一集油管。如结合图2和3已经说明过的那样，在必要情况下头部19可通过一密封元件，例如一个O型圈，相对于滑阀孔14密封。但是如果卸荷孔33连接在一集油管上的话，它也可以以较小的泄漏坐放在滑阀孔14内。
此外封闭段23没有通道25，26。它们由一绕行通道34代替，它从流通通道11出发通入腔27，和在上述实施例中一样，与液流接触的面(面21以及环形面24)平行于流过的液流，从而也平行于流通通道11的壁布置，因此直线流过流通通道11的液流对这些面不施加合力，这里面21与环形面24相对于一和销形段22垂直相交的中心平面对称设置。因此每个由于液体流通而在面21上产生的力被大小相等方向相反且在环形面24上产生的力平衡。相应地对于上述实施形式也一样。在这个意义上销形段22也做成圆柱形。
和通道25，26一样，绕行通道34从流通通道11横向分叉，从而将作用在壁上的静压力传送给腔27。
在功能方面则与此不同，在滑阀8的关闭状态(图5)腔27不是通过节流缝隙32而是直接通过绕行通道34受静压力的作用。因此封闭段23可以无阻碍地向关闭方向运动，直至头部19受到阻挡为止。止挡可以例如做在调整和封闭螺钉17上。腔27的卸压同样通过绕行通道34进行。
和在上述例子中一样，当流过流通通道11的流量大时，在开启位置通过绕行通道34在腔27上产生一定的抽吸。但是随着切断过程的开始这种抽吸减弱，由此使到此为止将滑块保持在开启位置的，从而支持压簧29的力消失，这种消失导致滑阀8突然的关闭。同样在开启时流通通道11的流通同样促使开启过程的加速。因此滑阀迅速和精确地开闭。可能造成振动和噪声现象的中间位置可以得到避免。
本发明的滑阀8具有一滑块18，它可横向于流通通道11运动地支承，该滑块做成非对称的，从而通过适当的通道25，26，34使流通通道11内的静压力到达滑块18的一侧，而另一侧则没有压力或者只受一较小的恒定压力作用。一压簧29与这个压力反方向作用，它使滑块18保持在开启位置上。如果流体压力超过弹簧压力，滑块18便移动到切断位置，并一直保持在这个位置上，直至压力重新低于开关极限为止。
权利要求
1.用于液压系统(1)的滑阀(8)，具有一阀壳体(9)，它具有一流通通道(11)连同一横向于该流通通道延伸的滑阀孔(14)，具有一滑块(18)，该滑块-具有一头部(19)，该头部可移动地支承在滑阀孔(14)内，并受到在流通通道(11)内的流体压力的作用，-具有一封闭段(23)，该封闭段与头部(19)相连，由此可与头部一起在一切断位置和一开启位置之间移动。
2.按权利要求1的滑阀，其特征为头部(19)密封地支承在滑阀孔(14)内。
3.按权利要求1的滑阀，其特征为头部(19)在滑阀孔(14)内隔出一对外通气的腔(28)。
4.按权利要求1的滑阀，其特征为为了弹性预紧滑块(18)设置一压簧(29)，它以一端支承在头部(19)上，以其另一端支承在一支座(17)上。
5.按权利要求4的滑阀，其特征为支座(17)是可调的。
6.按权利要求3和4的滑阀，其特征为压簧(29)安装在腔(28)内。
7.按权利要求1的滑阀，其特征为封闭段通过一销形段(22)与头部连接，该销形段的直径小于封闭段(23)的直径。
8.按权利要求1的滑阀，其特征为封闭段(23)小间隙地在滑阀孔(14)内移动。
9.按权利要求1的滑阀，其特征为封闭段(23)在滑阀孔(14)内分隔出一腔(27)，并设置至少一个使该腔(27)与流通通道(11)连通的通道(25，26，34)。
10.按权利要求1的滑阀，其特征为封闭段(23)具有一略小于滑阀孔(14)的容纳头部(19)的段(15)直径的直径，使得当封闭段(23)处于关闭位置时滑阀孔(14)的段(15)与封闭段(23)确定一节流缝隙(32)。
11.按权利要求1的滑阀，其特征为滑阀孔(14)的直径至少和流通通道(11)的直径一样大。
12.液压系统，具有一液压泵(2)、一负载(3)和至少两个相互并联的支路，以及具有至少一个设置在一个支路内的按权利要求1的滑阀(8)。
全文摘要
本发明的滑阀(8)具有一滑块(18)，它可横向于流通通道(11)运动地支承。该滑块做成非对称的，因此通过合适的通道(25，26)使存在于流通通道(11)内的压力可到达滑块(18)的一端，而另一端没有压力或只作用一个小的恒定压力。一压簧(29)与压力反方向作用，它使滑块(18)保持在开启位置，如果流体压力超出，滑块(18)便移动到关闭位置。在这个位置它一直保持到压力重新低于开关极限为止。
文档编号F15B11/042GK1802528SQ200480015632
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月27日 优先权日2003年6月4日
发明者M·齐普费尔, A·R·希尔格特 申请人:伊顿流体动力有限公司