包括气动控制阀的工业设备的制作方法

本发明涉及一种包括气动控制阀的工业设备。本发明的实施例更具体地涉及一种包括该气动控制阀的工业车辆。

背景技术：

工业设备(例如工业车辆或机床)通常是由许多子部件组成的复杂机器。这些子部件可以包括有时具有辅助功能的机械装置，这些机械装置可以在工业设备的操作期间被用户命令。该命令通常借助于气动系统来进行，可以通过气动控制阀来控制该气动系统，该气动控制阀由操作员通常用手或脚直接致动。

然而，在某些情况下，该控制阀可能需要被非常频繁地操作，有时一天期间可能需要被操作多达一百次。因此，重要的是该控制阀容易使用。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种在人体工程学上改进的气动控制阀。

为此，本发明涉及一种根据权利要求1的工业设备。

由于致动部的移位是通过沿着同一个轴线平移来进行的事实，并且还因为第一推动位置对应于在闲置位置与第二推动位置之间的中间位置，所以使得控制阀的操作更容易。

在从属权利要求2至13中限定了有利但非强制性的其它实施例。

附图说明

通过阅读仅作为示例性实施例提供并且参考附图进行的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明实施例的包括气动系统和气动控制阀的工业车辆的图；

图2是图1的气动系统的简化图，

图3是图1的工业车辆的转向柱的简化图，

图4是图2的气动系统的气动控制阀部件的实施例的简化透视图。

具体实施方式

图1示出了包括气动回路4的工业设备2。在该示例中，工业设备2是半挂式卡车，其在下文中被简称为“卡车”并带有附图标记2。

然而，本发明不限于半挂式卡车，而是可以更普遍地应用于工业车辆，优选是轮式工业车辆。工业车辆的示例包括牵引车、自卸卡车、军用车辆、重型建筑车辆，例如装载机、推土机、挖掘机、压实机、铲运机等。

更普遍地，本发明可以应用于任何种类的工业设备，包括机床和工业生产线。

因此，应当理解，半挂式卡车2仅是工业设备的一个示例性实施例，并且下文中描述的本发明的实施例和优点可以比照地适用于其它类型的工业设备2。

如图2、图3和图4中所示，气动回路4包括第一气动致动器6、第二气动致动器8和气动控制阀10。

气动回路4由压缩气体源12供应。

例如，源12是卡车2的部件，并且包括气体压缩机和/或压缩气体存储装置，例如储箱。

根据一些实施例，所述压缩气体是压缩空气。

第一致动器6和第二致动器8中的每一个均包括流体连接到控制阀10的输入端口。在所示的示例中，这些输入端口通过管道14和16连接到控制阀10。

气动回路4还包括排气管线18，该排气管线18用于将压缩气体排放到气动回路4外部。

可以通过向第一致动器6和第二致动器8中的每一个提供压缩气体或通过分别将其与排气管线18连接而使其在激活状态与停用状态之间切换。

在该示例中，第一致动器6和第二致动器8是线性类型的机械致动器，例如气动缸。然而，其它实施例也是可能的。

第一气动致动器6联接到属于卡车2的第一机械装置36。类似地，第二气动致动器8联接到属于卡车2的第二机械装置38。例如，该联接是机械的。

第一机械装置36和第二机械装置38可以在不同状态之间切换。例如，第一机械装置36和第二机械装置38是锁定机构。下文中给出了示例。

因此，第一气动致动器6可以命令第一机械装置36，并且第二气动致动器8可以命令第二机械装置38。

控制阀10包括第一出口端口p21和第二出口端口p22、供应端口p1以及排气端口p3。

第一出口端口p21和第二出口端口p22分别连接到第一致动器6的输入端口和第二致动器8的输入端口。供应端口p1连接到压缩气体源12。排气端口p3连接到排气管线18。

因此，控制阀10连接在位于一侧的致动器6、8与位于另一侧的源12和排气管线18之间。

在图2的示意图中，控制阀10被描绘为具有两个端口p3和两个箭头，这两个箭头示出了排气管线18，但这样做是为了有助于理解该图。实际上，控制阀10可以仅具有一个排气端口p3。

为了命令第一致动器6和第二致动器8的操作，控制阀10能够在数个状态之间切换。优选地，控制阀10适于在下文中分别被标示为s1、s2和s3的三种不同的状态之间切换。

更精确地，控制阀10适于选择性地激活或停用第一致动器6和第二致动器8中的每一个。控制阀10通过经由对应的输出端口p21或p22向所述致动器供应来自源12的压缩气体(即，通过对所述致动器的输入端口进行供应)来激活每一个致动器。控制阀10通过经由对应的输出端口p21或p22以及排气端口p3将每一个致动器连接到排气管线18而使每一个致动器停用。这种激活或(替代性地)停用取决于控制阀10的状态。

因此，控制阀10是三态阀，这里，控制阀10具有一个中立状态s1和两个激发状态s2和s3，这两个激发状态s2和s3也被称为控制状态，在该控制状态中，第一致动器6和第二致动器8中的至少一个被激活。

根据实施例，第一状态s1对应于第一致动器6和第二致动器8二者的停用状态，在该状态中，没有压缩气体被提供给第一致动器6和第二致动器8。而是，第一致动器6和第二致动器8均连接到排气管线18。第二状态s2对应于第二致动器8的激活状态和第一致动器6的停用状态。第三状态s3对应于第一致动器6的激活状态和第二致动器8的停用状态。

然而，根据替代实施例，其它布置也是可能的。

作为示例，图2中所示的控制阀10被描绘为处于第一状态s1中。

控制阀10包括致动部56，该致动部56能够在以下位置之间平移移动，这里是沿着平移轴线x50平移移动：

-闲置位置，对应于第一状态s1，

-第一推动位置，对应于第二状态s2，以及

-第二推动位置，对应于第三状态s3。

因此，可以理解的是，通过将控制阀10的致动部56设定在多个预定位置中的一个位置上，可以将控制阀10设定在这三个预定状态s1、s2和s3中的一个预定状态上。换句话说，用户可以通过将致动部56移位到对应的位置来选择状态s1、s2和s3中的一个。

在优选实施例中，致动部56的第一推动位置对应于在闲置位置与第二推动位置之间的中间位置。

当从闲置位置开始时，为了到达第一推动位置，必须通过施加致动力来使致动部56沿着轴线x50朝向第一推动位置移动。

为了到达第二推动位置，必须首先通过施加致动力来使致动部56沿着轴线x50朝向第一推动位置移动，并且必须通过继续施加致动力将致动部56在同一个方向上朝向第二推动位置进一步推动，直到致动部56到达第二推动位置。

根据一些有利实施例，当将致动部56从第一推动位置朝向第二推动位置移动时，控制阀10适于抵抗增加的对致动部56移位的机械阻力。

换句话说，当将致动部56从第一推动位置朝向第二推动位置移动时，必须向致动部56施加增加的致动力。

作为说明性示例，到达第一推动位置所需的致动力在80n至100n之间。到达第二推动位置所需的致动力更高，例如在120n至200n之间。

这种布置向用户提供了灵敏的反馈，从而指示控制阀10的状态的改变。即使当控制阀10在视野之外时，用户也能够感觉到控制状态之间的差异，并且能够容易地获知激活的是控制状态s2或s3中的哪一个。无需提供成本高且安装较复杂的、专用的状态指示器。这导致控制阀10的更容易和直观的使用。

在上面的示例中，闲置位置对应于稳定位置，当没有施加致动力时，致动部56可以保持在该稳定位置。

例如，为此，当没有外部致动力施加在致动部56上时，致动部56被弹簧偏压以返回到闲置位置。换句话说，控制阀10包括用于在致动部56上施加弹力的装置。

根据可能的实施例，控制阀10包括作用在致动部56上的一个或多个弹簧。在其它实施例中，所述弹力是由来自源12的压缩气体的作用产生的。

现在参考图4，描述了控制阀10的说明性的一般示例。然而，应当理解，该示例不一定是限制性的，并且控制阀10可以是不同的，特别是可以具有不同的外观。

控制阀10包括主体50。致动部56能够相对于该主体50移动。主体50可选地包括引导装置，用于引导致动部56相对于主体50沿着轴线x50平移，并且优选用于防止致动部56沿着其它自由度移动。

例如，主体50由金属或热塑性材料制成。致动部56由热塑性材料制成。也可以使用其它材料。

在优选实施例中，平移轴线x50是主体50的纵向轴线。例如，主体50具有纵长的形状，优选为圆柱形形状。端口p1、p21、p22和p3布置在该主体50上。

在一些实施例中，控制阀10还包括凸缘部52，该凸缘部52垂直于轴线x50延伸，并且优选位于主体50的近端上，在致动部56下方。凸缘部52设有孔口54，用于接收诸如螺钉或铆钉的紧固装置。然而，该凸缘部52可以省略。

在优选实施例中，致动部56包括垂直于平移轴线x50布置的外表面，以便由用户的手或脚来致动。该外表面可以具有平坦或大致平坦的形状。

在一些实施例中，控制阀10还包括可移动的内部部分(未示出)，该可移动的内部部分与致动部56连接，例如被附接到致动部56。该可移动的内部部分可以通过在主体50的内部空腔内沿着平移轴线x50滑动而移动。该可移动的内部部分包括流体传导通道，以便根据所选择的控制阀10的状态s1、s2、s3而选择性地将控制阀10的端口p1、p21、p22、p3中的一些端口连接在一起或阻塞控制阀10的端口p1、p21、p22、p3中的一些端口。其它实施例也是可能的。

现在转到图3，更详细地描述了示例性实施例，其中，气动回路4用于锁定和解锁与卡车2的转向柱相关联的位置调节系统。

在该实施例中，控制阀10位于卡车2的驾驶室中。

优选地，控制阀10放置在卡车2的驾驶室中以便用作踏板。例如，控制阀10固定在驾驶室的地板上，优选在脚踏板支架40附近。在其它实施例中，控制阀10可以放置在卡车的仪表板上或附近，以便用作手动按钮。所以，可以因此调适致动部56的形状。

卡车2包括转向柱30和方向盘32。

方向盘32联接到转向柱30，使得：当驾驶员在方向盘32上施加旋转运动时，这导致转向柱30沿着其纵向轴线旋转并将该旋转传递到卡车2的转向系统。方向盘和转向柱的作用是众所周知的，不再详细描述。

转向柱30和方向盘32与位置调节系统相关联，以便适应卡车驾驶员的各种偏好并增加驾驶员的舒适度。为此，卡车2至少包括第一铰接件和第二铰接件，该第一铰接件和第二铰接件被布置在转向柱30上和方向盘32上。

第一铰接件允许转向柱30相对于卡车2的固定框架34围绕第一旋转轴线x36的枢转运动f2。该枢转运动f2不同于转向柱30围绕其纵向轴线的旋转。轴线x36不同于转向柱30的纵向轴线。

第二铰接件允许方向盘32相对于转向柱30围绕第二旋转轴线x38的倾动运动(tiltingmovement)f1。

该倾动运动f1不同于驾驶员为了使卡车2转向而施加的方向盘32的旋转。倾动运动f1也被称为“颈部倾斜”运动。驾驶员可以利用该倾动运动f1来改变方向盘32的主要几何平面相对于转向柱30的定向。第二旋转轴线x38优选位于方向盘32的基部附近。

在图3的示例性实施例中，卡车2还包括附加铰接件，该附加铰接件允许转向柱30相对于固定框架34围绕附加旋转轴线x37的进一步枢转运动f2'。卡车2还包括用于锁定和解锁该附加铰接件的附加锁定机构37。在该示例中，由所述附加铰接件允许的枢转运动f2'允许柱30与第一铰接件和方向盘32一起运动。

在一些实施例中，该附加铰接件可以省略。在这种情况下，省略了轴线x37和附加锁定机构37。例如，与轴线x36相关联的第一铰接件于是被安装成相对于固定框架34没有自由度。

在一些实施例中，所述位置调节系统可以包括其它附加元件(未示出)，用于调节转向柱沿着其它自由度的位置，例如用于使转向柱平移。可以使用气动回路4或(替代地)通过其它单独的装置来锁定和解锁这些其它附加装置。

如上文所解释的，气动回路4用于锁定和解锁所述位置调节系统。

在这种情况下，上文以一般方式描述的第一机械装置36和第二机械装置38实际上对应于第一铰接件的锁定机构和第二铰接件的锁定机构：第一机械装置36是第一铰接件和第二铰接件二者中的任一个铰接件的锁定机构，而第二机械装置38是另一个铰接件的锁定机构。

在该示例中，第一机械装置36是第一铰接件的锁定机构，而第二机械装置38是第二铰接件的锁定机构。

例如，第一致动器6适于在其处于其激活状态时解锁第一铰接件的锁定机构36并在处于其停用状态时使所述锁定机构36保持锁定。类似地，第二致动器8适于在处于其激活状态时解锁第二铰接件的锁定机构38并在处于其停用状态时使所述锁定机构38保持锁定。

在图3的示例性实施例中，附加锁定装置37优选联接到第一锁定装置36，以便由气动回路4同时命令。

控制阀10的第一状态s1是不能进行位置调节的中立状态，并且状态s2和s3中的每一个是能够沿着一个自由度调节位置的控制状态。

由于上述布置，转向柱30和方向盘32的位置调节系统提供了两个自由度，可以仅使用一个控制阀10将这两个自由度彼此独立地解锁。

与已知的气动控制装置相比，控制阀10更简单、更便宜、更小、更容易安装且更容易使用。

更具体地，控制阀10使用起来简单和直观，并且不需要精确的移动来选择控制状态s2或s3中的任一个。可以通过将致动部56沿着轴线x50在同一个方向上推动来简单地选择这些状态s2或s3。这是对已知的气动控制装置(例如手动控制杆)的改进，所述已知的气动控制装置占用更多空间、更脆弱并且使用起来较不直观。

当该控制阀被放置在驾驶员视野之外的位置时(这在卡车驾驶室中经常发生)，具有使用起来简单和直观的控制阀10是一个优点。

此外，在用户可能会在其致动控制阀10的同时进行其它任务的情形中，具有使用起来简单和直观的控制阀10也是一个优点。在该示例中，当驾驶员致动控制阀10以选择控制状态s2或s3时，他的手将忙于移动转向柱30或方向盘32，这是因为：只有控制阀10被致动，所述位置调节系统的对应的自由度才保持解锁。

即使机械装置36和38可以彼此独立地被致动，机械装置36和38也都与所述位置调节系统相关，且因此具有相似的功能。因此，使用单个控制阀10来控制机械装置36和38是有意义的。

使用单个控制阀10(而不是为每个机械装置36和38提供专用控制阀)占用了少得多的空间。这在空间有限的卡车驾驶室中很重要。这也简化了气动系统4的设计。

由于控制阀10，与现有解决方案相比，所述位置调节系统更容易控制并且在人体工程学上得以改进。

应当理解，这些优点也适用于其它实施例，例如当控制阀10和/或气动回路4被调换到其它种类的工业车辆或被更广泛地调换到其它工业设备时。

根据替代示例，气动回路4可以用于使载有包含有毒物质(例如燃料)的储箱的卡车的电池断连。出于安全原因，必须在填充或清空储箱之前使电池断开连接，以避免任何意外着火。在这种情况下，回路4被布置成使得控制阀10能够命令电池组的连接或断连。那么，第一机械装置36和第二机械装置38是与电池的引线相关联的机械开关。于是，控制阀10可以位于卡车驾驶室的外部，例如在储箱的开口附近。

然而，许多其它实施例也是可能的。

上述实施例和替代方案可以彼此组合，以便产生本发明的新实施例。