专利名称：阀门装置的制作方法
阀门装置本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述的预控制的阀门的阀门装置。在DE 44 05 143 C2中公开了这种阀门装置。其具有作为主级的可持续调整的主控制阀以及作为预备级的可电磁操作的预控制阀。主控制阀用于控制压力源、出口与液压缸形式的负载之间的压力介质连接。主控制阀的主控制活塞可经由两个控制室进行控制并且具有弹簧复位。用于调整主控制活塞的控制室通过预控制阀进行触发。经由该预控制阀可将控制室与出口或压力介质源连接。如果需要主控制阀的主控制活塞的较快的调节时间，那么其在压力关系给定时基本上取决于预控制阀的标称尺寸。预控制阀的标称尺寸越大，那么经由预控制阀的用于触发主控制阀的控制室的压力介质流通量就越大并且由此调节时间就越短。这里缺点是，随着预控制阀的标称尺寸的提高，也增加了制造成本和制造开销。相应地，本发明的任务是提供一种成本低廉的动态预控制的阀门。该任务通过具有权利要求1所述特征的阀门装置得到解决。按本发明，阀门装置的预控制的阀门具有主级和预备级。在此，主级具有换向阀-例如座阀_，该换向阀具有至少一个控制室，该控制室可经由预备级的换向阀与压力源或出口或者说油箱连接。平行于预备级的换向阀布置了至少一个分配阀。所述解决方案具有以下优点，即通过分配阀-根据分配阀是如何布置的-实现了主级的至少一个控制室与油箱或者压力介质源之间较高的压力介质流通量。在此，甚至在预备级的换向阀的标称尺寸较小时也可以实现较高的压力介质流通量以及主级的较短的调节时间。具有较小标称尺寸的预备级的换向阀具有很少的制造成本、较高的动态性以及很高的耐用性。因为分配阀同样是成本特别便宜的，所以按本发明预控制的阀门总的是成本特别便宜的并且耐用的。为了精确地触发主级的换向阀，该主级的换向阀可以是比例换向阀或者说持续的换向阀。在阀门装置的优选的设计方案中，主级的换向阀的控制室可经由预备级的比例换向阀与压力源或油箱连接，并且经由至少一个分配阀与油箱连接并且/或者经由至少一个分配阀与压力源连接。在分配阀的非常简单并且成本低廉的设计方案中，该分配阀具有输入接头和输出接头。在此，在弹簧预张紧的闭锁位置中截止了输入接头与输出接头之间的压力介质连接。 在打开位置中，输入接头与输出接头处于压力介质连接之中(可以考虑刚好相反地构造连接位置)。为了提高主级的换向阀的控制室与油箱之间的压力介质流通量，可以在预备级中设置多个分配阀用于将控制室与油箱连接起来。为了进一步提高主级的换向阀的控制室与压力源之间的压力介质流通量，可以设置多个分配阀。在本发明的另一有利的设计方案中，分配阀具有两个进入接头与两个排出接头。 在弹簧预张紧的基本位置中，两个进入接头与两个排出接头连接，并且在连接位置中相应进入接头与排出接头连接。主级的换向阀的控制室与油箱或者压力介质源之间的两个流动路径可以有利地在分配阀的结构空间需求很小的同时延伸通过这种分配阀。所述主级的换向阀有利地具有两个控制室，经由所述控制室可以关于预备级成比例地调节主控制活塞。在所述换向阀中可以简单地经由至少一个第一分配阀将相应的控制室与压力源进行连接并且经由至少一个第二分配阀将其与油箱连接。本发明的其它有利的改进方案是其它从属权利要求的主题。下面根据示意性的附图详细解释优选实施例。附图示出
图1是具有按第一实施例的阀门装置的液压连接图2是具有按第二实施例的阀门装置的液压连接图； 图3是具有按第三实施例的阀门装置的液压连接图； 图4是具有按第四实施例的阀门装置的液压连接图；以及图5是具有按第五实施例的阀门装置的液压连接图。在图1中示出了按本发明的按第一实施例的具有预控制的阀门的阀门装置的液压连接图。该阀门涉及2/2换向阀1，该2/2换向阀用于增加并且关闭液压储能器2或者说压力源与液压缸4形式的负载之间的压力介质连接。所述换向阀1用作主级6，该主级由预备级8预控制。所述液压储能器2经由压力管路10与主级6的换向阀1的第一工作接头12连接。 在换向阀1的第二工作接头14上连接着工作管路16，该工作管路与液压缸4的缸空间18 连接。缸空间18由在液压缸4中引导的活塞20与环形空间22分开，该环形空间被与活塞 20连接的活塞杆M穿过。为了增加并且关闭液压储能器2与液压缸4之间的压力介质连接，所述换向阀1 具有配属于阀座沈的级活塞观。级活塞观的背离阀座沈的控制面30限制了控制室32， 该控制室可以经由预备级8与压力管路10连接并且由此与液压蓄能器2或者与油箱34连接。在控制室32中布置了关闭弹簧36，该关闭弹簧经由控制面30沿着阀座沈的方向用弹簧力加载级活塞观。用于确定级活塞观的冲程的行程接收器40的行程测量活塞38支撑在控制面30上。所述级活塞观具有径向缩进的区段42，该区段在换向阀1的关闭状态下靠在阀座 26上。通过缩进的区段42，所述级活塞观具有背离控制面30的环形面44以及端面46。 在换向阀1的关闭状态下，环形面44与工作接头12处于压力介质连接之中并且由此与压力管路10压力介质连接并且端面46与工作接头14以及由此与工作管路路16连接。为了与预备级8连接，在换向阀1的控制室32上连接着控制管路48，该控制管路与预备级8的换向阀50的工作接头A连接。该换向阀50是经由比例磁体52-也可以考虑伺服或压电元件-可电磁操作的比例换向阀或者说3/2换向阀。此外，换向阀50具有压力接头P，该压力接头经由连接管路M与压力管路10处于压力介质连接之中。经由油箱接头T将换向阀50连接到与油箱34连接的油箱管路56上。换向阀50的预控阀芯用阀门弹簧57预张紧在基本位置a中，其中压力接头P与工作接头A连接-根据应用，该基本位置 a也可以构造在其它位置上。经由比例磁体52可以沿着工作位置b的方向移动预控阀芯， 在该工作位置b中工作接头A与油箱接头T连接。通过换向阀50可以调节换向阀1的级活塞观的位置以及控制室32中的压力。
在换向阀50的在图1中示出的位置中，主级6的换向阀1的控制室32与液压储能器2处于压力介质连接之中。为了向打开方向移动换向阀1的级活塞观，换向阀50的预控阀芯经由比例磁体52朝工作位置b的方向移动，由此将换向阀1的控制室32与油箱 34连接并且降低该控制室32中的压力。如果沿着打开方向作用到级活塞观的环形面44 和端面46上的压力超过了作用到控制面30上的压力与关闭弹簧36的弹簧力，那么级活塞观从阀座沈上提起。为了减少换向阀1的为了向着打开方向移动级活塞观所需的调节时间，在预备级 8中平行于换向阀50布置了两个分配阀58、60，经由分配阀可以增加并且关闭在换向阀1 的控制室32与油箱34之间的压力介质连接。所述分配阀58、60是可电磁调节的2/2换向阀并且分别具有与控制管路48连接的工作接头A以及与油箱管路56连接的油箱接头T。 分配阀58或者说60的阀芯经由阀门弹簧62预张紧在闭锁位置χ中，其中分开油箱接头T 与工作接头A之间的压力介质连接。经由可电磁操作的执行器64可以将分配阀58或者说 60的阀芯转换到打开位置y中，其中工作接头4与油箱接头T连接。下面根据第一实施例解释换向阀1连同分配阀58、60的工作原理。为了打开换向阀1，控制室32经由预备级8与油箱34连接。为此，给出多个方案。 如果换向阀1的较长的调节时间足够的话，那么如上所解释的，仅仅朝工作位置b的方向移动换向阀50的预控阀芯。为了缩短调节时间，额外地将分配阀58或者说60的阀芯置于打开位置y中，由此更快地朝油箱34卸载控制室32。如果应继续缩短调节时间，那么额外地将第二分配阀58或者说60置于打开位置y中。由此，可以通过额外地操作一个或者两个分配阀58、60来缩短调节时间。通过控制室的压力卸载，级活塞28经由环形面44向着打开方向运动，该环形面由液压储能器2中的压力加载。如果达到了级活塞观的所要求的打开冲程的70%，那么将分配阀58和60转换到闭锁位置χ中，由此经由预备级8的换向阀50 控制剩余的冲程。仅仅用换向阀50实现了换向阀1的级活塞28的精确定位。为了关闭换向阀1，所述换向阀50和分配阀58和60不通电地处于基本位置a或者说闭锁位置X中。所述控制室32然后通过换向阀50与液压储能器2连接，由此，级活塞 28经由控制面30用液压储能器2的压力以及关闭弹簧36的弹簧力沿着关闭方向克服在环形面44和端面46上作用的压力运动。例如在使用液压缸4将喷注介质喷入喷注机器中时，需要换向阀1的级活塞观的较短的调节时间。为此，需要经由缸空间18快速地压力加载液压缸4的活塞20并且需要与缸空间18连接的工作管路16和与液压储能器2连接的压力管路10之间快速的压力介质连接。图2以液压连接图示出了按第二实施例的阀门装置。与图1中前面所述的实施例不同的是，预备级8具有两个额外的分配阀66、68。所述分配阀用于快速关闭主级6的换向阀1。所述分配阀66和68分别具有与控制管路48连接的工作接头A以及与连接管路M 连接并且由此与压力管路10连接的压力接头P。所述分配阀66和68的其它设计相应于在图1中解释的分配阀58或者说60的设计。用所述分配阀66、68实现了与图1中第一实施例相比所述级活塞观沿着关闭方向的更短的调节时间。为了所述级活塞观向换向阀1的阀座沈的方向更快地运动，不对分配阀58、60以及预备级8的换向阀50进行通电并且对分配阀66进行通电，由此主级6的换向阀1的控制室32经由分配阀66和换向阀50与压力管路10处于压力介质连接之中并且由此与液压储能器2处于压力介质连接之中。由此实现了压力介质从液压储能器2流向控制室32的更高的流通量，这缩短了调节时间。为了进一步缩短调节时间，除了分配阀 66之外还可以操作分配阀68，由此进一步提高压力介质流通量。如果到达了级活塞28的所要求的最终位置或者该级活塞位于阀座沈上，那么中断对分配阀66、68的通电。可以考虑在预备级8中平行于分配阀58、60或者说66、68布置其它分配阀，从而进一步降低主级6的调节时间。图3示出了按第三实施例的阀门装置的液压连接图。这大致相应于图1中的第一实施例，其中代替分配阀58、60平行于换向阀50在预备级中布置单个的分配阀70。该分配阀70是具有两个与控制管路48连接的工作接头Al、A2或者说进入接头以及两个与油箱管路56连接的油箱接头T1、T2或者说排出接头的4/2换向阀。分配阀70的阀芯经由阀门弹簧72预张紧在基本位置h中，其中两个工作接头Al、A2与两个油箱接头Tl、T2处于压力介质连接之中。经由可电磁操作的执行器74可以将阀芯转换到打开位置i中，其中工作接头Al与油箱接头T2处于压力介质连接之中，并且工作接头A2与油箱接头Tl处于压力介质连接之中。由此，控制管路48和油箱管路56之间的两个压力介质流动路径延伸通过分配阀70。经由分配阀70的压力介质流通量例如可以相应于图1中分配阀58和60的两个压力介质容积流通量的和，其中只需唯一的分配阀70并且例如可以节省结构空间。为了在操作换向阀1的级活塞观时降低调节时间，除了转换到工作位置b中的换向阀50之外，还将分配阀70的阀芯置于打开位置i中。在打开位置i中，控制管路48经由分配阀70 —方面通过工作接头Al以及油箱接头T2并且另一方面通过工作接头A2以及油箱接头Tl与油箱管路56连接，由此将换向阀1的控制室32与油箱34处于压力介质连接之中。在图4中以液压连接图示出了按第四实施例的阀门装置。这除了图3中的第三实施例之外还具有分配阀76，该分配阀相应于分配阀70。分配阀76用于降低主级6的换向阀1的级活塞观沿着关闭方向的调节时间。经由两个工作接头A1、A2或者说排出接头，所述分配阀与控制管路48连接，并且经由两个压力接头Pl、P2或者说进入接头与连接管路M 连接并且由此与压力管路10连接。所述分配阀76的阀芯经由阀门弹簧78预张紧在基本位置k中，其中两个工作接头A1、A2与两个压力接头P1、P1相互连接。用可电磁操作的执行器80可以将分配阀76的阀芯转换到打开位置1中，其中工作接头Al与压力接头P2处于压力介质连接之中并且工作接头A2与压力接头Pl处于压力介质连接之中，由此压力管路10经由连接管路M、压力接头P1、P2以及工作接头A1、A2与控制管路48连接并且由此与换向阀1的控制室32连接。通过额外的分配阀76可以用更短的调节时间关闭换向阀1。工作原理相应于图2 中的实施例。图5以液压连接图公开了第五实施例的阀门装置。在此，主级6具有4/3换向阀或者说连续的换向阀82，其具有两个控制室84、86用于对换向阀82的主控制活塞进行压力加载以及移动。替代4/3换向阀例如也可以使用2/2或者3/2换向阀。所述控制室84、86可以分别通过预备级8与油箱34或者压力介质源88连接。预
6备级8具有可电磁持续地经由比例磁体90、92_例如也可以考虑伺服或压电元件或线性马达-进行调节的4/3换向阀94以及四个与之平行布置的分配阀96、98、100、102。所述换向阀94经由压力接头P和与压力介质源88连接的压力管路104连接。用油箱接头T将换向阀94连接到与油箱34连接的油箱管路106上。换向阀94的第一工作接头A经由第一工作管路108与换向阀82的图5中左边的控制室84处于压力介质连接之中，并且第二工作接头B经由第二工作管路110与右边的控制室86处于压力介质连接之中。预备级8的换向阀94的阀芯经由两个阀门弹簧112、114可以定心在基本位置r 中，并且通过对比例磁体90的通电可以向工作位置m的方向移动，沿着该方向工作接头A 与油箱接头T处于压力介质连接之中并且工作接头B与压力接头P处于压力介质连接之中。在基本位置r上两个工作接头与油箱接头T处于压力介质连接中。经由比例磁体92可以向着工作位置η的方向移动换向阀94的阀芯，其中工作接头A与压力接头P处于压力介质连接之中并且工作接头B与油箱接头T处于压力介质连接之中。由此，在工作位置m中主级6的换向阀82的在图中右边的控制室86与压力源88连接，并且在工作位置η中左边的控制室84与压力介质源88连接。在换向阀94的工作位置m和η中分别不与压力介质源88连接的控制室84或者说86就与油箱34连接。主级6的换向阀82在图5中具有四个接头，其中不对其进行详细解释。在换向阀 82中重要的是，主控制活塞可经由控制室84、86以缩短的调节时间通过分配阀96到102进行移动。用在图5中布置在预备级8的换向阀94右边的分配阀100和102可以将主级6 的换向阀82的右边的控制室86与油箱34或压力介质源88连接，并且用布置在换向阀94 左边的分配阀96和98可以将换向阀82的左边的控制室84与压力介质源88或油箱34连接。所述分配阀96到102相应于图1和2中两个第一实施例中的分配阀。所述分配阀 100经由工作接头A与工作管路110连接并且用压力接头P与压力管路104连接。同样经由工作接头A将分配阀102与工作管路110连接并且用油箱接头T与油箱管路106连接。 由此，经由分配阀100可以将换向阀82的右边的控制室86由此与压力介质源88连接并且经由分配阀102与油箱34连接。所述分配阀98经由工作接头A与工作管路108连接并且经由压力接头P与压力介质源88连接，并且分配阀96经由工作接头A与工作管路108连接并且用油箱接头T与油箱34连接。由此，所述换向阀82的左边的控制室84可由此经由分配阀98与压力介质源88连接并且用分配阀96与油箱34连接。主级6的换向阀82的主控制活塞经由阀门弹簧116、118预张紧在闭锁位置u中， 可以经由控制室86朝工作位置w的方向移动并且经由控制室84朝工作位置ν的方向移动。 在此，行程接收器120测量主控制活塞的移动行程。为了向工作位置ν的方向调节主级6的换向阀82的主阀门，在图5中左边的控制室84经由预备级8的换向阀94与压力介质源88连接并且右边的控制室86与油箱34连接，其中换向阀94的预控制阀芯向工作位置η的方向移动。为了缩短换向阀82的主控制活塞的调节时间，一方面对分配阀98进行通电，由此增加在图5中左边的控制室84与压力介质源88之间进一步的压力介质连接并且经由分配阀102将控制室86与油箱34连接。如果达到主控制活塞的所需要的移动行程的70%，那么将分配阀98和102转换到闭锁位置 χ中，由此只要经由预备级8的换向阀94触发所述控制室84和86。由此实现了换向阀82 的主控制活塞的精确定位。为了向工作位置w的方向移动换向阀82的主控制活塞，相应地将控制室86经由换向阀94与压力源88连接并且将控制室84与油箱34连接。为了缩短调节时间，打开分配阀96和分配阀100。可以考虑在图5的实施例中在控制室84或者说86与预备级8中的压力介质源88 或油箱34之间布置其它分配阀。在此也可以使用如在图3和4中的第三和第四实施例中示出的分配阀。图1到5中的分配阀具有特别短的转换时间。图3和4中分配阀70或者说76的执行器74和80例如设计为12伏特的。在试验中显示出，可以用过压-例如M伏特-的电压来通电，由此有利地进一步缩短了分配阀70和76的转换时间。图1到5中的预备级8的换向阀50和94例如具有标称尺寸6。图1、2和5中的分配阀58,60 ；66,68 ；96、98、100、102也可以构造成3/2换向阀。 在此，工作接头A在第一转换位置中可与出口连接并且在第二转换位置中可与压力源连接。公开了具有主级和预备级的预控制的阀门。主级具有例如构造成座阀或阀芯的换向阀。这种换向阀具有至少一个控制室，该控制室经由预备级的换向阀与压力源或油箱连接。为了缩短主级的换向阀的调节时间，平行于预备级的换向阀布置至少一个分配阀。其成本特别低廉并且耐用，具有很短的转换时间并且实现了通过预备级的压力介质流通量的提尚。附图标记列表
1换向阀
2液压储能器 4 液压缸
6 主级 8 预备级 10 压力管路 12 工作接头 14 工作接头 16 工作管路 18 缸空间 20 活塞 22 环形空间 24 活塞杆 26 阀座 28 级活塞 30 控制面 32 控制室34油箱
36关闭弹簧
38行程测量活塞
40行程接收器
42区段
44环形面
46端面
48控制管路
50换向阀
52比例磁体
54连接管路
56油箱管路
58分配阀
60分配阀
62阀门弹簧
64执行器
66分配阀
68分配阀
70分配阀
72阀门弹簧
74执行器
76分配阀
78阀门弹簧
80执行器
82换向阀
84控制室
86控制室
88压力介质源
90比例磁体
92比例磁体
94换向阀
96分配阀
98分配阀
100分配阀
102分配阀
104压力管路
106油箱管路
108工作管路
110工作管路
9112 阀门弹簧 114 阀门弹簧 116 阀门弹簧 118 阀门弹簧 120 行程接收器 P 压力接头 A、A1、A2工作接头
T、T1、T2油箱接头
a、h、k、r基本位置
b、m、n、w、v工作位置 x、u 闭锁位置 y、i、l 打开位置
权利要求
1.具有预控制的阀门的阀门装置，该阀门具有主级和预备级(6、8)，其中主级(6)具有带有至少一个控制室(32 ；84,86)的换向阀(1 ；82)，该控制室经由主级(8)的换向阀(50 ； 94)与压力源(2 ;88)或者出口(34)连接，其特征在于，平行于预备级(8)的换向阀(50 ;94) 布置至少一个分配阀(58、60、66、68 ；70,76 ；96、98、100、102)。
2.按权利要求1所述的阀门装置，其中，所述预备级(8)的换向阀(50、94)是比例换向阀。
3.按权利要求2所述的阀门装置，其中，所述主级(6)的换向阀(1；82)的控制室经由预备级(8)的换向阀(50 ；94)与压力源(2 ；88)或出口(34)连接并且经由至少一个所述分配阀(58、60 ；70 ；96,102)与出口(34)连接并且/或者经由至少一个所述分配阀(66、68、 76、98、100)与压力源(2、88)连接。
4.按上述权利要求中任一项所述的阀门装置，其中，所述分配阀(58、60、66、68、96、 98、100、102)具有输入接头和输出接头(A、T ；P、A)，其中在弹簧预张紧的闭锁位置中截止输入接头和输出接头(A、T ;P、A)之间的压力介质连接，并且其中在打开位置中所述输入接头和输出接头(A、T ；P、A)处于压力介质连接之中。
5.按上述权利要求中任一项所述的阀门装置，其中，所述主级(6)的换向阀(1)具有控制室(32)，该控制室经由两个分配阀(58、60)能与出口(34)连接。
6.按上述权利要求中任一项所述的阀门装置，其中，所述主级(6)的换向阀(1)的控制室(32)经由两个分配阀(66、68)与压力源(2)连接。
7.按权利要求1到4中任一项所述的阀门装置，其中，所述分配阀(70、76)具有两个进入接头和两个排出接头(Al、A2、PI、P2、Tl、T2)，其中在弹簧预张紧的基本位置(h、k)中所述两个进入接头(A1、A2 ；P1、P2)与两个排出接头(T1、T2 ；Α1、Α2)连接，并且在转换位置 (i、l)中分别将进入接头与排出接头(A1、A2、P1、P2、T1、T2)进行连接。
8.按权利要求7所述的阀门装置，其中，所述分配阀(70)经由进入接头(Al、A2)与控制室(32)连接并且经由排出接头(Tl、T2)与油箱(34)连接，并且/或者所述分配阀(76) 经由进入接头(P1、P2)与压力源(2)连接并且经由排出接头(A1、A2)与控制室(32)连接。
9.按权利要求1到4或7中任一项所述的阀门装置，其中，所述主级(6)的换向阀(82) 具有两个控制室(84、86)，经由所述控制室能够经预备级(8)成比例地调整主控制活塞。
10.按权利要求9所述的阀门装置，其中，所述主级(6)的换向阀(82)的每个控制室 (84、86)能经由至少一个第一分配阀(98、100)与压力源(88)连接并且经由至少一个第二分配阀(96、102)与油箱(34)连接。
全文摘要
本发明公开了一种具有主级和预备级的预控制的阀门。主级具有例如构造成座阀或阀芯的换向阀。这种换向阀具有至少一个控制室，该控制室经由预备级的换向阀与压力源或油箱连接。为了缩短主级的换向阀的调节时间，平行于预备级的换向阀布置至少一个分配阀。该分配阀是成本非常便宜并且耐用的，具有很短的连接时间并且实现了通过预备级的压力介质流通量的提高。
文档编号F15B13/042GK102472299SQ201080033573
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者黑罗尔德 D-W., 恩格特 H. 申请人:罗伯特·博世有限公司