先导控制脉冲阀的制作方法

专利名称：先导控制脉冲阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括主阀的先导控制脉冲阀，该主阀能够被先导阀装置液体促动并且具有能够通过阀壳体中的脉冲液体促动在两个终端位置之间切换的滑阀，该滑阀的至少一个轴向终端部分具有保持装置，当处于终端位置中并且没有轴向液体促动时用于对滑阀进行可松释的与壳体相关的闩锁。
背景技术：
脉冲阀是多路阀，其滑阀以脉冲方式由液体控制压力进行促动以在两个终端位置之间切换，即使控制压力中断后滑阀也保持在其终端位置中。该阀表现出这样的优点，即滑阀的切换位置在没有持续供应能量的情况下可以维持达实际上无限的时间。为了确保滑阀在即使受到振动时也停留在各个终端位置中，却需要额外的闩锁装置，其滑阀提供可松释的与壳体相关的锁定。
在如Otto Krausskopf Verlag GmbH，Mainz于1972年出版的教科书“Bauelemente der Pneumatic”第259至261页中说明的一个此类脉冲阀的情况下，布置在滑阀上的密封件通过与阀壳体配合而用作闩锁装置，这样的闩锁装置由于产生的机械摩擦而将滑阀保持到位。因为密封件随时间过程受到磨损，不能一直确保终端位置中的这种闩锁。或者，也可以采用设计为擒纵装置的闩锁装置，但是在此情况下也存在磨损问题。
结合直接促动电磁阀，已知在可以通过磁力切换的两个位置之一中设置阀构件。欧洲专利公开0 650 002 B1公开了用于此情形的电磁阀，其移动衔铁在到达终端位置时接触铁芯，该铁芯在其背侧贴靠在固定到壳体的永磁体。因此，由于阀构件的终端冲击直接作用在永磁体上，这样的布置不适合在脉冲阀中使用，因为在此情况下滑阀必须在其两个终端位置之间移动相当的距离并因此在到达终端位置时具有大量动能，这可能损坏永磁体。
对德国专利公开DE 196 36 781 C2的直接促动滑阀也有相同状况。此处同样永磁体之前是由铁磁材料形成的主体，阀构件撞击该主体并且该主体通过其上的永磁体贴靠在壳体上。而且，与在所述欧洲专利公开0 650 002 B1的情况中一样，磁保持力可能仅受到采用不同强度的永磁体装置的影响，这使得提供不同促动力的滑阀成为较复杂的任务，因为需要借助于不同的永磁体装置。

发明内容
本发明的一目的是在先导控制脉冲阀中提供措施来确保滑阀在各个终端位置中的低磨损固定，并且还能够以低成本投入应用。
为了实现这些和/或从本说明书、权利要求和附图中表现出的其它目的，在本发明中在最初提及类型的脉冲阀情况下，该闩锁装置包括以固定方式相对于该壳体布置并且在滑阀的轴向延长线上的永磁体装置，所述闩锁装置适合于保持该滑阀，当该滑阀已经进入相关的终端位置中时，通过磁力此位置中的滑阀被布置在离该永磁体装置一个不被铁磁材料跨越的轴向距离处，这样的距离由靠接装置设定，该靠接装置在轴向上布置在该永磁体装置和滑阀之间以与该滑阀的相对端部侧配合，这样的靠接装置以独立于该永磁体装置的方式相对于该壳体被支撑。
根据本发明基于磁力的闩锁装置的作用原理导致可能最小的磨损操作并确保脉冲阀的长使用寿命而不会在闩锁力上有很大减小。滑阀在到达其终端位置时的冲击由独立于永磁体装置的靠接装置吸收并且绕过永磁体装置而施加到阀壳体，因此永磁体装置几乎不承受任何机械负荷并因此几乎不承受被损坏或压碎的风险。因为在滑阀和永磁体之间的终端位置中存在的轴向中间空间没有铁磁材料，更具体地考虑到在操作期间作用在滑阀上的控制压力，通过改变分开的轴向距离作用在滑阀上的磁闩锁力可以受到影响。因此如果必要可以使用一个相同的永磁体装置通过改变所述分开的轴向距离来根据阀的类型产生不同水平的磁闩锁力。
在权利要求中限定本发明的另外的有利的改进。
靠接装置可以例如包括一个或多个突起，突起在与永磁体装置具有轴向间隙的情况下轴向延伸到滑阀的位移路径中。但是有利的是由靠接装置跨越永磁体装置和终端位置中的滑阀之间的整个轴向间隙。靠接装置优选地由非铁磁材料构成，塑料设计是优选的。
为了获得期望的磁引力，滑阀可以完全(或者至少在其与永磁体装置相邻的终端部分中)由铁磁材料或者特别地非永磁材料构成。作为选择，也可以采用非铁磁材料的滑阀，该滑阀在其与永磁体装置相邻的终端部分处带有至少一片具有铁磁性并且更具体地非永磁性的材料。
还可以构想到，当永磁体装置为盘状形状并且布置为与滑阀同轴时，结合有高磁闩锁力的滑阀的较短整体长度。优选地，该永磁体装置由单个永磁部件构成，例如永磁盘形构件。
如果永磁体装置容纳在界定在滑阀套管的相对于壳体固定的端部终端壁和插入滑阀套管中的盆形主体之间的容纳空间中，可以有组装和装配永磁体装置的特别简单的形式。盆形主体的底板在此情况下同时构成靠接装置。通过盆形主体的外周壁的贴靠终端壁的终端表面，有滑阀施加的冲击力被阀壳体吸收同时绕开了永磁体装置。
盆形主体更具体地可以是基本上套筒状间隔元件的部件，其通过与具体为套筒状并环绕滑阀的密封装置配合而在轴向相反方向上产生支撑作用。在这点上，优选地问题在于从该底板向着滑阀延伸并且密封装置支撑靠在其上的支撑壁。
盆形主体和可能支撑元件更具体地完全由塑料材料构成。
因此，可以提供数个这样的部件，它们在用作靠接装置的底板的后端上彼此不同，并且它们可以以取决于各个期望闩锁力的方式根据脉冲阀的适应性组件的具体情况而被插入。
为了在尽管有制造误差的情况下排除永磁体装置有轴向负荷的可能性，永磁体装置优选地在靠接装置和壳体上与靠接装置轴向相对的终端壁之间有轴向游隙的情况下被保持到适当位置。
为了切换主阀，在滑阀套管内在轴向上放置在滑阀之前的控制室可以供应有期望控制压力下的驱动液体。向控制室供应和从控制室排出驱动液体在此情况下优选地经由延伸穿过靠接装置和永磁体装置的先导控制导管进行。先导控制导管的对应端部或终端部分更具体地在与滑阀套管同轴的情况下相对于滑阀在中央延伸。
从以下结合附图对本发明一个实施例的详细描述公开将理解到本发明的其它有利改进和便利形式，单个附图以局部纵向表示示出了先导控制阀的优选实施例，点划线用来表示其上可以安装脉冲阀的基板。


图1示出了根据本发明的脉冲阀。
具体实施例方式
附图示出了通过电促动先导控制装置1进行先导控制的脉冲阀2，包括经由先导阀装置1的主液体操作阀3，这样的主阀3以均匀处理的部件形式与先导阀装置1组装起来。
脉冲阀2安装在点划线表示的基板4上。在基板4的对应部件安装表面5上基板导管6开口，其与在主阀3的阀壳体8中延伸并且在阀壳体8的安装表面12处与基板导管6相对开口的冲洗阀导管7连通。
工作示例的阀壳体8包括细长中间部分13，其显示出在纵向上延伸穿过的腔体并用作滑阀套管14。在中间部分13的任一侧上的端部处以密封方式安装有各自的终端部分15a、15b，其构成在端部处封闭滑阀套管14的终端壁16。
在滑阀套管14中同轴地容纳有优选为活塞形的滑阀17。它可以在其纵轴方向上切换，以在两个端部位置(其中一个在图中可见)之间执行对双箭头表示的运动18的切换。
两个终端位置由也放置在滑阀套管14中的靠接装置22限定。滑阀17的两个端面23(面对相反的轴向)中的每一个在轴向移动方向上位于这样的靠接装置22(其相对于壳体被固定)之后。滑阀17在其端面23之一接合面对的靠接装置22时到达端部位置。相反的端面23于是处于与其相关联的靠接装置22离开一定距离(等于切换位移)处。
同轴环绕滑阀17的密封装置24在轴向上将滑阀套管14分成数个与各自的一个阀导管7连通的控制部分25。控制部分25通过密封部分26彼此轴向间隔和分开，密封部分26的特征是具有光滑的圆柱形圆周表面。
滑阀17在纵向上形成多个台阶，并且具有交替布置的直径大小不同的纵向部分。如果具有大直径的纵向部分进入密封部分26中的位置，将构成两个相邻控制部分25之间的分隔并阻止液体的传送。另一方面，在位于具有较小直径的长度部分中的控制部分25之间可以发生流传送。所以，根据滑阀17的位置，在阀导管7之间将有不同的液体回路方案。
可以构想到，工作示例的脉冲阀为5/2多路阀，分别地，设计为供应导管7a的一个阀导管与两个轴向相邻的动力导管7a和7b之一个别地相连接，而同时未与供应导管7a相连接的个别动力导管个别地连接到两个轴向远离的排出导管7d和7e中相邻的一个。但是，其它阀功能性也是可以的。
密封装置24和滑阀17之间的密封配合在没有软密封件的情况下进行。两个部件至少在接触区内由硬材料构成，并自由地靠在彼此上滑动。通过滑阀17在密封装置24中的精密装配来确保所需的密封行为。密封装置24自身通过具有静力作用的环绕密封件29以密封方式接合滑阀套管14的圆周表面。
滑阀17通过短暂的液体促动从一个终端位置切换到另一个终端位置。此动作所需的足够高控制压力下的动力液体根据期望的切换方向对两个终端表面23中的一个或另一个起作用。
为此目的，滑阀套管14的两个轴向终端部分为室27形式，滑阀的各个相关联的终端部分插入室27中。通过分别延伸穿过相邻终端部分15a和15b的先导控制导管28，所讨论的控制室27分别与先导阀装置1的先导控制阀32(安装在主阀3上)相连接。每个先导控制阀32通过先导控制供应导管33进一步与液体控制压力源相连接，单独的液体供应是可以的，或者如同此工作示例中一样可以使用来自主阀3的供应导管7a的抽头导管。
两个先导阀32是3/2多路阀并且额外地在每个情况下与未详细示出的排出导管连通。根据先导控制阀32的切换位置，与其连接的控制室27相应地供应控制压力下的驱动液体或者通风到大气。
先导阀32设计成便于进行电操作。连接触头表示为34，通过连接触头在34处供应进行促动的电促动信号。问题在于先导控制阀32特别地为电磁阀，虽然可以使用其它设计，例如压电阀或者静电操作微阀。
在此工作示例中，连接触头34与位于脉冲阀2上的电子电路35电连接，这样的电路具有可与主电子控制装置进行连接的电接口36。但是促动信号液可以直接从外部供应；脉冲阀2自身不直接需要集成控制电路35。
脉冲阀的特征在于以下事实，即，滑阀17仅需要通过控制压力被促动以达到在终端或端部位置之间切换的目的。一旦到达端部位置，滑阀将停留在相应的位置中，即使在此位置中施加的控制压力中断。滑阀17因此在无需一直供应能量的情况下停留在分别选择的终端位置中。
为了甚至在阀2上有大机械负荷的情况下(例如在摆动冲击负荷情况下)确保维持滑阀17的停驻状态，滑阀17的两个轴向终端部分的每一个都设置有闩锁装置37，此闩锁装置37以相对于壳体可松释的方式将滑阀17锁定在终端位置中。但是此时获得的闩锁力小于设定力，该设定力可以由驱动液体在先导控制阀32的对应控制动作期间在相反方向上施加到滑阀17的端面23上。因此，尽管在终端位置中有闩锁功能也能确保期望的切换功能。
为滑阀17的两个终端或端部设置的闩锁装置37在此工作示例中在设计上相同，因此以下说明对两者都适用。但是可以容易地具有这样的阀设计，其中滑阀17的两个终端部分配备有不同设计的闩锁装置或者是这样的闩锁装置仅布置在滑阀17的一个终端部分的情形。
闩锁装置37包括永磁体装置38，永磁体装置38作为滑阀17的轴向延伸以固定方式相对于壳体布置。它通过磁力闩锁进入相关终端位置的滑阀17。当滑阀17已经碰到上述靠接装置22时，相关终端位置如上所述在前部。此靠接装置22分别在轴向上位于滑阀17和相关永磁装置38之间。
该结构被设计为当滑阀27到达终端位置时它处于永磁体装置38之前的轴向距离“a”处或者比永磁体装置38近轴向距离“a”处。在由轴向距离“a”限定的中间空间中，优选地没有铁磁材料，因此永磁体装置38和滑阀17之间的磁场不会被特别地传导或者放大，因此在两个部件之间获得的引力基本上取决于上述轴向距离“a”的大小。
因此通过选择适当的轴向距离“a”，可以将控制压力考虑进来，使用该控制压力作用在滑阀17上以达到切换滑阀17的目的。这样的控制力以及因此由其引起的设定力越低，则磁闩锁力可以越小以确保切换功能。所以结合大的设定力可以选择较小的轴向距离“a”以获得大闩锁力。
此设计的优点在于，基于一个相同类型的永磁体装置38，通过简单地在终端位置中的滑阀17和相关联的永磁体装置38之间具有不同距离可以提供不同的控制压力。
闩锁装置37的另一个优点来自这样的事实，即靠接装置22以独立于为其设置的永磁体装置38的方式轴向支撑到壳体。当滑阀17在端部位置碰撞靠接装置22时作用的力因此不传递到永磁体装置38，而是避开永磁体装置38直接传递到阀壳体8。因此即使在很大冲击的情况下永磁体装置38的损坏或者完全破坏也是不可能的。
在图示的优选工作实施例中，闩锁装置37包括基本上套筒形并且优选地一体的支撑元件42，其装配在滑阀套管14的相关终端部分中。支撑元件42具有与滑阀套管14同样圆柱形的内周表面相匹配的圆柱形轮廓。
一个这种支撑元件42在轴向上放置在密封装置24和相邻的终端壁16之间。它将在轴向上同时贴靠这两个部件并由此确保密封装置24相对于阀壳体8的轴向固定定位。
支撑元件42的终端或端部部件由盆形主体43构成。其相对于滑阀套管14的纵轴45成直角延伸的底板44位于滑阀17和永磁体装置38之间并且构成靠接装置22。
盆形主体43被定向为其开口面对终端壁16并且因此永磁体装置38同样放置在其前部。在此情况下永磁体装置38将进入盆形主体43内的位置，并且将被盆形主体43的外周壁46环绕，外周壁46使得其环形终端表面47在轴向方向上贴靠在终端壁16上。所以永磁体装置38将进入在盆形主体43和壳体上终端壁16之间限定的容纳空间48中的位置。
为了与密封装置24的支撑配合，支撑元件42具有管状支撑壁52，其从底板44在轴向远离外周壁46的方向上延伸，管状支撑壁52的终端表面53接合密封装置24。
控制室27位于由支撑壁52界定的部分中。根据各个位置，滑阀17的终端部分将以更大或更小的程度插入由终端壁52界定的空间中。
盆形主体53不一定必须是上述类型支撑元件的部件。它也可以是独立的或者单独的主体。
构造成靠接装置22的底板44跨越永磁体装置46和位于相关终端位置中的滑阀17的终端表面13之间的整个轴向距离“a”。
底板44以及因此靠接装置22由非铁磁材料并且优选地由合成树脂构成。如果问题在于盆形主体43，它也将有利地整个由这样的材料构成。以上对目前的任何支撑元件42都适用。
为了确保具有磁引力，滑阀17在此工作示例中将完全由铁磁材料构成，并且优选地由非永磁材料构成。但是，也可以将此材料选择限于滑阀与永磁体装置相邻的终端部分。例如滑阀17的终端部分可以由非永磁材料构成，而其余部件将由模制在金属终端部分上的塑料材料构成。
在根据本发明的另一设计情况下，滑阀作为整体将由非铁磁材料构成，它在其远离永磁体装置38的终端部分处装配有至少一个铁磁并且优选地为非永磁的构件54，构件54在图中用点划线表示。材料构件54例如可以在不同地由塑料材料或铝材料制成的滑阀17中作为插入件被引入。
为了获得相似的热膨胀系数，滑阀17和密封装置24应当由相同材料构成。
永磁体装置38在此工作示例中为盘状形式，并且布置为与滑阀17或者滑阀套管14同轴。它可以由数个部件组成，例如是永磁和非永磁部件的组合。但是优选地它被制造为单个永磁部件，如同此工作示例中的情况。
先导控制导管28的特别简单的导管设计是这样的设计，其中各个先导控制导管28延伸穿过永磁装置38并且优选地还穿过靠接装置33以开口到相关的控制室27中。在工作实施例中这两个部件具有沿轴向优选地在中心延伸穿过它们的先导控制导管28。永磁体装置38在此情况下可以是中心穿孔的永磁体盘形式。
在工作示例中为了基本上不受制造和组装误差的影响，永磁体装置38被放置在具有小轴向游隙的容纳空间48中。它松放在此容纳空间48中，由外周壁46进行周边支撑，虽然在轴向上存在微小游隙进行移动。底板44和终端壁16之间的轴向距离因此稍微大于永磁体装置38的厚度。
因此，即使在具有不合需要的累积制造误差的情况下，可以确保当滑阀17碰撞靠接装置22时，也不会有轴向力从靠接装置22传递到永磁体装置38。
本示例中的闩锁装置提供了由于这些部件而在它们上以及在滑阀17上实际没有磨损的优点，这大大提高了脉冲阀的工作寿命。可能影响磁闩锁力的部件误差或公差的量大大减小，这同时引起滑阀的促动最低程度所需的控制压力大大减小。可以通过由靠接装置22设定的轴向距离“a”来设定期望的磁闩锁力，因此即使永磁体装置一直相同也可以设计具有不同磁力的阀。
在脉冲阀操作期间，通过先导阀装置1的正确促动，滑阀17可以移动到两个终端位置中的一个或另一个。各个终端位置由碰撞相关靠接装置22的滑阀17限定。在此以后，滑阀17可靠地停留在终端位置中并且由永磁体装置38独立于脉冲阀12上的任何机械负荷地保持，直到先导阀装置1的更新促动使得超过该磁力的反向液体设定力作用在滑阀17上，因此滑阀17被移动到另一个终端或端部位置，在该处相等的情形开始进行。
权利要求
1.一种先导控制脉冲阀，其包括主阀，该主阀能够被先导阀装置液体促动并且具有滑阀，该滑阀能够通过阀壳体中限定出的滑阀套管中的脉冲液体促动而在两个终端位置之间切换，其中，保持装置被关联到该滑阀的至少一个轴向终端部分上，以便在该滑阀处于终端位置中且没有被轴向液体促动时使得该滑阀相对于该阀壳体可松释地闩锁，其中该闩锁装置包括以固定方式相对于该壳体布置并且在滑阀的轴向延长线上的永磁体装置，所述闩锁装置适合于保持该滑阀，当该滑阀已经进入该相关的终端位置中时，通过磁力此磁闩锁终端位置中的滑阀被布置在离该永磁体装置一个不被铁磁材料跨越的轴向距离处，该距离由靠接装置设定，该靠接装置在轴向上布置在该永磁体装置和滑阀之间以与该滑阀的相邻端部侧配合，该靠接装置以独立于该永磁体装置的方式相对于该壳体被支撑。
2.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该靠接装置跨越在该永磁体装置和进入该相关的终端位置的该滑阀之间的整个轴向距离。
3.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该靠接装置由非铁磁材料构成。
4.根据权利要求3所述的脉冲阀，其中该靠接装置由塑料材料构成。
5.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中至少该滑阀与该永磁体装置相邻的终端部分由铁磁材料构成。
6.根据权利要求5所述的脉冲阀，其中整个该滑阀由铁磁材料构成。
7.根据权利要求5所述的脉冲阀，其中该铁磁材料是磁性软材料。
8.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该滑阀由非铁磁材料构成，并且在其与该永磁体装置相邻的终端部分处带有至少一个铁磁材料构件。
9.根据权利要求8所述的脉冲阀，其中该至少一个铁磁材料构件由磁性软材料构成。
10.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该永磁体装置成形为盘状并且布置为与滑阀同轴。
11.根据权利要求10所述的脉冲阀，其中该永磁体装置由单个永磁部件构成。
12.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该靠接装置由盆形主体的底板构成，该盆形主体以这样的方式插入该滑阀套管中，即盆形主体的开口在轴向上背离该滑阀，所述盆形主体使得其外周壁的终端表面在轴向上支撑在该滑阀套管的终端壁上，并且该永磁体装置容纳在由该盆形主体的开口在该盆形主体和该滑阀套管的终端壁之间限定出的容纳空间中。
13.根据权利要求12所述的脉冲阀，其中该盆形主体是插入该滑阀套管中的支撑元件的一体部件，该支撑元件具有支撑壁，此支撑壁从该盆形主体的底板开始与盆形主体的外周壁相反地在该壁的同轴延长线上轴向延伸，该支撑壁轴向支撑同轴地环绕该滑阀的密封装置。
14.根据权利要求13所述的脉冲阀，其中插入该滑阀套管的该支撑元件是套筒状设计。
15.根据权利要求12所述的脉冲阀，其中该盆形主体由塑料材料构成。
16.根据权利要求13所述的脉冲阀，其中该支撑元件由塑料材料构成。
17.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该永磁体装置在该靠接装置和该滑阀套管的终端壁之间布置有轴向游隙。
18.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该滑阀套管在轴向上放置在靠接装置之前的部分构成控制室，该控制室在该先导阀装置的控制下承受驱动液体以驱动布置在该滑阀套管中的滑阀。
19.根据权利要求18所述的脉冲阀，其中该控制室与轴向延伸穿过该靠接装置和永磁体装置的至少一个先导控制导管连通。
20.根据权利要求19所述的脉冲阀，其中至少一个先导控制导管在中央延伸穿过该靠接装置和永磁体装置。
21.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该先导阀装置与该主阀组合以构成自给式子组件。
22.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中该先导阀装置对该滑阀的每个切换方向分别具有电动先导阀。
23.根据权利要求22所述的脉冲阀，其中该电动先导阀是电磁阀。
24.根据权利要求1所述的脉冲阀，其中到该滑阀的两个轴向终端部分都设有基于磁力起作用的相关闩锁装置。
全文摘要
一种先导控制脉冲阀，其具有借助闩锁装置可松释地保持在两个终端位置中的滑阀。闩锁装置包括通过磁力保持该滑阀的永磁体装置。为了设置终端或端部位置，永磁体装置具有放置在其前部的靠接装置。为了保护永磁体装置不受损坏，靠接装置独立于永磁体装置地贴靠在阀壳体上。
文档编号F16K31/122GK1924416SQ20061012664
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月31日 优先权日2005年8月31日
发明者F·拉普克, G·博格达诺维茨 申请人:费斯托合资公司