多端口旋转滑阀的制作方法

1.本发明涉及一种多端口旋转滑阀，该多端口旋转滑阀包括阀体以及连接管道，该阀体在阀壳体中能够围绕旋转轴线旋转并且具有驱动轴，该驱动轴被引导出阀壳体并且设置有驱动机构，一个或更多个连接管道被设置在阀体中，每个连接管道均与布置在阀体的密封面中的两个嘴部相互连接，所述密封面垂直于旋转轴线延伸，用于压力介质源(p)、压力介质储存器(t)和多个压力介质消耗器(a，b)的连接管道被布置在阀壳体的与阀体的密封面相对的壁中，所述连接管道的嘴部对应于阀体中的连接管道/多个连接管道的嘴部，并且每个连接管道的嘴部均设置有补偿密封套筒，补偿密封套筒具有相对的密封面，该相对的密封面能够通过弹簧力和压力介质穿过相对的密封面的压力介质压力而抵靠阀体的密封面。


背景技术：

2.原则上，几十年来，这种类型的多端口旋转滑阀已经是现有技术的一部分(参见例如de
‑
as1775343)并且通常还适用于高压液压系统，因为它们实际上在没有漏油的情况下(甚至在非常高的压力情况下)运行，由于用于密封的补偿密封套筒，就像座阀一样。然而，所述类型的多端口旋转滑阀还具有它们是相对刚性的缺点，即，必须对该阀体施加相对高的扭矩以便启动并执行该阀体的旋转。这在高压介质压力下尤其如此，并且在任何情况下在任何旋转操作开始时都是如此，因为在这些情况下，阀体的密封面和补偿密封套的密封面之间的相对较高的静摩擦总是要先被克服。摩擦阻力中的不可避免的差异还使得难以借助于旋转地驱动阀体的机动化的驱动器来精确地致动某些切换位置。
3.由于这种刚度和相关的困难，在高压液压系统中没有建立这种类型的多端口旋转滑阀。因此，这些旋转滑阀实际上仅用作手动阀，其中阀体借助于手动杆旋转。然而，借助于手动杆启动的这种类型的多端口旋转滑阀不能用于需要以大量自动化的方式启动、执行和监测的所有切换操作。
4.出于以上原因，为了确保高度可自动化的无油泄漏操作，基本上使用座阀起作用的阀控制器已经在世界各地的高压液压领域建立起来，即，使用包含关闭构件的阀，关闭构件在压力介质的作用下在压力介质的流动方向上被压入到阀座中。在大多数情况下，这些座阀是特别易于电致动的电磁阀的形式。然而，因为这种类型的电磁阀通常仅具有两个切换位置，即，通流位置和关闭位置，多端口控制需要多个所述座阀，该多个所述座阀以彼此适配的方式被致动。
5.例如，为了启动双作用高压液压缸，需要具有三位四通换向阀的功能的阀控制器。当建立仅使用座阀的该类型的阀控制时，必须具有带有电磁致动的两个二位三通换向座阀，以及另外带有电磁致动的一个二位二通换向座阀，其可以布置在共用壳体中以节省空间。然而，这不改变以下事实：这种类型的阀控制器需要相对于彼此可移动的相对高数量的单独部件，以及对于包含在阀控制器中的三个电磁体的复杂的电致动，并且这导致多种误差可能性以及用于生产和维护的大量工作。这类似地适用于使用电磁启动的座阀的组合起
作用的所有多端口阀控制器。这种类型的所有多端口阀控制器具有大量密封边缘、o形环密封件和用于致动的连杆机构。因此，总而言之，它们形成具有大量可能的误差来源的相对复杂的机制。


技术实现要素：

6.本发明的目的是开发开头处所述类型的多端口旋转滑阀，使得它更好地适合用于在很大程度上自动化的工作流中使用，同时基本上不改变设计或液压功能性。
7.为了实现这个目的，从开头处所提及类型的多端口旋转滑阀开始，本发明提出驱动机构被配置成是电动机操作的并且具有绝对旋转编码器，该绝对旋转编码器监测阀体的每个旋转位置，并且基于绝对旋转编码器的测量数据，电动机操作的驱动机构可以通过微处理器来被控制。
8.与没有漏油而起作用的多端口阀门布置相比，根据本发明的没有漏油而起作用的多端口旋转滑阀首先具有以下优点：具有仅带有几个移动部件的特别简单的设计。另外的优点是，通过使用可旋转的阀体，能够以简单的方式来生产具有不同功能的多端口阀，而不显著改变该阀的总体设计，可旋转的阀体具有相同的外部形状并且仅由于连接管道在阀体的内部中的布置而彼此不同。这改善了具有不同功能的多端口旋转滑阀的大批量生产的可能性。开头处提出的由在没有漏油的情况下起作用的多端口旋转滑阀的刚度引起的这些问题通过本发明通过电动机操作的驱动机构以及绝对旋转编码器来解决，绝对旋转编码器监测阀体的每个旋转位置并且基于绝对旋转编码器测量数据，电驱动机构可以借助于微处理器来控制。
9.根据本发明使用的绝对旋转编码器识别由不同摩擦条件引起的旋转构件的任何未对准，并且立即借助于相应地编程的微处理器和由其控制的电动机操作的驱动器采取合适的矫正措施。因此，电动机操作的驱动器(以此方式致动和监测)的阀体如此精确地起作用而使得阀体在每个移动阶段中的旋转可以被精确地控制，并且具体地，如此精确地使得根据本发明的多端口旋转滑阀可以另外地承担比例阀的功能。最后，还有利的是，由于使用绝对旋转编码器，始终保持全部功能，即，即使在断电之后，也不必为了恢复所述功能而移动到参考角度。
10.在根据本发明的多端口旋转滑阀的优选实施例中，阀体的密封面和/或补偿密封套筒的相对的密封面设置有抗摩擦涂层。这些抗摩擦涂层(其可以由金属或合适的聚合物组成)牢固地粘附到阀体的密封面和/或补偿密封套管的相对的密封面并且确保在阀体旋转过程中的极低的摩擦阻力(静摩擦和动摩擦)。
11.此外，电动机操作的驱动机构设置有增大扭矩的传动装置。这种传动装置被配置成：借助于电动机操作的旋转驱动器而使得最高的预期扭矩在阀体旋转开始时达到并且在其旋转过程中达到足够的确定度。
12.优选地，如已知的可以产生特别高的扭矩的蜗轮被用作用于增大扭矩的传动装置。然而，可替代地，行星传动装置(epicyclicgearing)也可以用于该目的。
13.最后，将用于提供短暂的电压过冲的装置被分配给电动机操作的驱动机构。当借助于绝对旋转编码器确定阀体由于过度的静摩擦而不能被置于运动中时，有利地使用这个电压过冲。在这种情况下，由于借助于微控制器触发的电压过冲，可以产生高的起步转矩，
该高的起步转矩通过克服静摩擦而将阀体设定为运动。
附图说明
14.以下将基于附图更详细地解释本发明的实施例示例，在附图中：
15.图1是根据本发明的多端口旋转滑阀的主要部分倾斜地从下方看的分解图；
16.图2是根据本发明的多端口旋转滑阀的主要部分倾斜地从上方观看的分解图；
17.图3示出了图1和图2中所示的处于完全组装状态的多端口旋转滑阀；
18.图4是不带有驱动机构的多端口旋转滑阀的剖视图；
19.图5是穿过被布置在压力介质管道的嘴部中的补偿密封套管的纵向截面(来自图4的细节a)；
20.图6是图1所示的多端口旋转滑阀的底部壳体部分的平面图；
21.图7示出了具有在阀体中不同地延伸的多个连接管道的三个不同阀体的密封面，连同可以使用每个阀体实现的阀功能的相关联的代表性示意图。
具体实施方式
22.在附图中，根据本发明的多端口旋转滑阀的阀壳体以其整体由附图标记1表示。阀壳体1包括顶部壳体部分1a和底部壳体部分1b。在壳体1的内部中，阀体2被布置成使得能够围绕旋转轴线d旋转并且具有垂直于旋转轴线d延伸的平面密封面3。
23.在阀体2的内部中，提供了一个或更多个连接管道4，每个连接管道4与在阀体2的密封面3中成对布置的两个嘴部5互相连接。此外，固定至壳体的四个压力介质管道p、t、a和b的固定至壳体的四个嘴部沿着围绕阀体2的旋转轴线d的圆形线布置在底部壳体部分1b的与阀体2的密封面3相对的壁6中。
24.补偿密封套筒7插入到压力介质管道p、t、a和b的固定至壳体的相应嘴部中，并且借助于o形环8密封在所述嘴部中，并且通过较大的相对的密封面9邻接可旋转阀体2的密封面3。由于盘式弹簧10的力以及对应的压力介质管道中占主导的压力，所述补偿密封套管7被压向可旋转阀体2的密封面3，在可旋转阀体2的密封面3处，补偿密封套管7提供了基本上无油泄漏的密封，而不产生过大的轴向力。
25.一方面在阀体2中的连接管道4的嘴部5和另一方面在底部壳体部分1b中的压力介质管道p、t、a和b的嘴部都被布置成与沿着围绕阀体2的旋转轴线d的圆形线相对应，具体地使得压力介质管道p、t、a和b可以根据所需的阀功能通过旋转阀体2而彼此连接或彼此分离。
26.为了将阀体2旋转到不同的切换位置中，电动机操作的驱动机构11被附接到阀壳体1的外部并且具有电动机12和减速齿轮13(蜗轮或行星传动装置)，该减速齿轮13的输出轴被连接到阀体2的驱动轴14，该阀体2的驱动轴14被引导出阀壳体1。
27.这个电动机操作的驱动机构11借助于托架15连接至控制单元16，所述控制单元包括电压转换器、可编程的微处理器以及由所述微处理器控制以用于控制电动机12的开关元件。根据本发明，这个控制单元16被连接到绝对旋转编码器17，该绝对旋转编码器17精确地建立阀体2的每个旋转位置并且将其转发至控制单元16的微处理器，该微处理器以由其所安装的程序控制的方式监测多端口旋转滑阀的正确运行，并且能够启动下一步骤以用于切
换以及在阀体的每个旋转位置上的任何必要的矫正措施。
28.最后，图7示出了如何仅通过在阀体2中不同地布置连接管道4，同时设计的其余部分另外保持完全相同，而有可能生产具有不同功能的多端口旋转滑阀，即，通过举例，二位二通换向阀(在左侧示出)、具有关闭中心位置的三位四通换向阀(在中间示出)或具有关闭中心位置以及在泵与储器之间的中性循环的三位四通换向阀(在右侧示出)。