专利名称：先导式控制伺服阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种先导式控制伺服阀，这种伺服阀至少有三个安装在控制块上的主流口。
设计成二位及多位并有多于两个主流口的先导式控制电液伺服阀，例如四通阀，用于相对于油缸的直线运动而控制其位置、速度和力，或用于相对于液压马达的转动而控制其位置、转速和转矩，这类阀在图中分别有两个工作腔(displacement chambers)。
这些四通伺服阀按传统的结构形式设计成堆叠的片状阀。其主要通路上的主控制阀直接安装在一个阀座内或一个插入阀座的控制套管内。主流口的开口相对于同样是对称的阀芯对称地设置。阀芯的液压驱动通过位于控制腔内的阀芯两端面上的加压而实现，所述控制腔设置在法兰式地安装在阀座两侧的端盖内。这两个控制腔通过控制孔连通先导伺服阀。回复弹簧用于使阀芯中间定中。
阀的组合装配有各种各样的设计形式。例如组合装配的有较高流量的伺服阀，但是这些阀仅有2个主流口并设计成座阀。从汽车领域中可知有四个主流口的拧入式组装阀。但是它们设计成有磁铁直接驱动的方向控制阀。
伺服阀在实际应用方面特别重要的是安全问题，即使在电力驱动系统或先导伺服阀断电或发生故障的情况下也必须保障安全。任何这类的故障都不得将阀芯引致不确定的位置，因此不会引起相连油缸的不可控制的运动，如压力机的闭合运动。
关于多位伺服阀在叠片设计上的已知方案已经实施，于是在先导伺服阀和阀芯的液压控制腔之间设置了一个附加的电驱动方向控制阀。在出现故障时，该方向控制阀回至其弹簧定中的基准位置，切断与先导伺服阀的联系并连通阀芯的控制腔从而使阀芯由位于两个弹簧板之间的两根压缩弹簧中间定中，所述弹簧板与阀座平接。为了在阀芯中间定中时获得油缸的明确限定的动作，阀必须有至少沿压力源方向的控制边缘的有效区。相对于压力源、工作口和油箱回路之间的四个控制边缘的无效区，控制边缘的这个有效区在由位置一控制回路及在将阀用于压力调整时可获得的油缸运动的位置准确程度方面具有严重的缺点。
本发明特别地涉及一种先导式控制伺服阀，它包括下述技术特征一个阀芯，有一第一端和第二端;
一个控制套管，其中设置有阀芯从而使阀芯可轴向移动;
在控制套管上开有至少三个主流口的轴向间隔开的开口;
一个位于控制套管之内并在第一主流口的开口和第二主流口的开口之间的第一轴向液压接头;
一个位于控制套管之内并在第二主流口的开口和第三主流口的开口之间的第二轴向液压接头;
阀芯的一个第一控制边缘，该第一控制边缘分配给用于调整流量的第一轴向液压接头;
阀芯的一个第二控制边缘，该第二控制边缘分配给用于调整流量的第二轴向液压接头;
一个第一控制腔，阀芯在其中形成有一个第一致动面;
一个第二控制腔，阀芯在其中形成有一个与第一致动面轴向相对的第二致动面;
一个至少与两个控制腔中的一个液压地连通的先导阀;
在阀芯和先导阀之间的反馈，其中整体地设有一个阀芯的位置传感器。
本发明的目的在于提供一种上述类型的先导式控制伺服阀，该阀能以一种节约空间的方式整体地装在一个控制块中并有一明确限定的安全位置，同时不会丧失伺服阀良好的动态特性。
本发明的目的是根据本发明的下述事实实现的将通向控制套管的第一主流口的开口设置在位于阀芯第一端处的第一阀芯端面的对面，而通向控制套管的第二、第二及每个其它的主流口设置在阀芯的侧面，阀芯在压力均衡腔内设有一阀芯的压力均衡表面，该表面与第一阀芯端面液压静力地相对，压力均衡腔由位于阀芯内的卸压孔道液压地连通第一主流口，并且阀芯设有一止动表面，该止动表面通过与一相应的反向止动表面的相互作用机械地限定阀芯的第一轴向端部位置，一根回复弹簧以一定的方式相对于阀芯设置，从而使其在阀芯上产生一沿阀芯第一轴向端部位置方向的弹簧力。
根据本发明的先导式控制伺服阀由它的控制套管直接地插入控制块中的一个阶梯孔中。在这种情况下，该控制块有用于第二、第三和每一个其它主流口的横向块孔。但是，按照用于第一主流口的块孔的设置，存在着可能有的最大限度的灵活性。例如，用于第一主流口的块孔可设计成沿用于控制套管的阶梯孔的直轴方向延伸的型式，这在有两个以上主流口的传统的先导式控制伺服阀的情况下是从来不可能有的。在控制块上位于通向控制套管的各个开口之间的分路也同样不再需要。因此，使用根据本发明的伺服阀，可获得比传统伺服阀更加紧凑的控制块的结构。即使在非常复杂的液压控制系统中，也能使根据本发明的伺服阀和其他各式阀(如两位内装阀)一起以一种节省空间的方式整体地装在控制块中。同样可以将这种阀直接安装在多个大型油缸的油缸套上。
在使用根据本发明的阀的情况下，阀芯的不平衡的液压载荷由阀芯的压力均衡表面的相应尺寸来补偿。这种液压力补偿的结果使用于阀芯的必要致动力减少，从而可使控制腔中的致动表面在设计中做的较小。困此可获得较小的控制油量，这意味着在先导阀的尺寸保持不变的同时可获得较少的调整次数。
通过阀芯的第一轴向端部位置和一直接作用在阀芯上的回复弹簧，可明确限定伺服阀的安全位置，其中所述阀芯的第一轴向端部位置由阀芯对着阀座(即套管)的直接贴靠而机械地限定。即使是在控制边缘的无效区，根据本发明的阀在阀芯的第一端部位置上的动作也会被明确地限定，这在传统的中间定中的伺服阀中是不可能做到的。
根据本发明的阀最好设计成一种四通阀。在这里它还包括一个附加的通向控制套管的第四主流口的横向开口;
一个附加的连接腔，它通过阀芯的一个横向孔与阀芯的压力均衡孔道连通;
一个位于控制套管之内且在第三主流口的开口和第四主流口的开口之间的第三轴向液压接头;
一个位于控制套管之内且在第四主流口的开口和辅助连接腔之间的第四轴向液压接头;
阀芯的一个第三控制边缘，该第三控制边缘分配给第三轴向液压接头，以及阀芯的一个第四控制边缘，该第四控制边缘分配给第四轴向液压接头。
值得推荐的是，在这种四通式的设计中，不必在控制块内设置用于连接控制套管的分路。
在一个较佳实施例中，阀芯的轴向密封的第二端插入压力均衡腔内，从而在所述腔内形成用作阀芯第二端面的压力均衡表面。这个实施例在存在环形压力均衡表面的情况下能允许阀有尽可能紧凑的结构。但是不排除后述的实施例。
当压力均衡表面的轴向作用有压力的表面大于第一阀芯端面的轴向作用有压力的表面时，形成伺服阀液压力的过补偿。因此，每当主流口加压时，在朝向第一主流口的方向上作用一补偿力并有利地补充回复弹簧的回复力。
伺服阀的油口最好包括以下几个油口;
第一主流口与一个油泵液压地连通并由此形成一进油口(P)，第二主流口与一耗能组件的第一工作腔液压地连通并由此形成一第一工作口(A)，第三主流口与油箱液压地连通并由此形成一个回油口(T)，第四主流口(如果存在的话)与一个耗能组件的第二工作腔液压地连通并由此形成一个第二工作口(B)。
在这种设计方案中，进油口(P)能轴向插入控制套管;回油口(T)位于第一和第二工作口之间。但是，也可能有主流口的其它排列形式，它们同样不会丧失根据本发明的伺服阀的最必要的优点。
还需注意的是“泵”的意思一般是指一个液压源或液压管路，“油箱”一般是指一个容器或一条没有很大反向压力的管线，并且一“耗能组件”可以是例如一液压回转系统或直线驱动系动。
阀芯的四个控制边缘最好有一无效区。因此在将阀用于一液压缸的位置控制回路时，可获得优异的定位精确性;并且在将阀用于压力调整的目的时可获得优异的动态特性。由于阀在其安全位置上没有中间定中，而是有一轴向端部位置，因此控制边缘的无效区不会在阀的安全位置上对阀的性能产生不良的影响。
在伺服阀的第一个实施例中，控制边缘在阀芯的第一轴向端部位置上呈现出下述的状态第一轴向液压接头由第一和/或第二控制边缘封闭，第二轴向液压接头开启;
第三轴向液压接头由第三和/或第四控制边缘封闭，第四轴向液压接头开启。
因此，在阀芯的第一端部位置上，工作口(A)连通回油口(T)，而工作口(B)通过压力腔连通进油口(P)。
在伺服阀的一个较佳实施例中，第二工作口(B)在阀芯的第一端部位置上与进油口(P)断离联系。在这个实施例中，阀芯有一个第一辅助控制边缘，该控制边缘以一定方式分配给第三和第四控制边缘以便使其在阀芯的第一轴向端部位置上轴向封闭第四轴向液压接头。然后，比如说，设置第三和第四控制边缘，从而在阀芯的第一轴向端部位置上打开位于回油口(T)和第二工作口(B)之间的第三轴向液压接头。
在伺服阀的另一较佳实施例中，在阀芯的第一端部位置上，第一工作口(A)和第二工作口(B)断绝与进油口(P)和回油口(T)的连通。在这个实施例中，阀芯有第一和第二辅助控制边缘。第一辅助控制边缘以这样一种方式分配给第三和第四控制边缘从而在阀芯的第一轴向端部位置上使其封闭第四轴向液压接头。第二辅助控制边缘以这样一种方式分配给第一和第二控制边缘从而在阀芯的第一轴向端部位置上使其封闭第二轴向液压接头。在阀芯的第一轴向端部位置上，第一和第二控制边缘在此处的设置使得位于进油口(P)和第一工作口(A)之间的第一轴向液压接头关闭。另一方面，第三和第四控制边缘的设置使得在阀芯的第一轴向端部位置上关闭位于回油口(T)和第二工作口(B)之间的第三轴向液压接头。
在另一实施例中，在先导阀和主通路之间连有一个溢流阀(clearing Valve)。当溢流阀回至弹簧定中的基准位置时，例如在出现紧急关闭信号或故障信号的情况下，阀芯由回复弹簧驱动，并且在大多数情况下主要由附加的液压力驱动至其第一轴向端部位置。因此，例如通过上述的阀芯的几何设计方案，可由工作口的关闭止动液压缸或由工作口与油箱的连通使液压缸减压。因此，每当控制电路、机器控制系统或先导阀本身出现的故障被探测到时，可防止油缸的不可控制的运行，使之不会行至端部位置。
为了能将上述的先导式控制阀设计成一种简单的三通先导阀，将其内有沿第一端部位置方向作用的第二致动表面的第二控制腔与一通常不加压的油箱管路(Y)直接地液压连通。在另一方面，将其内有沿与第一端部位置方向相反的方向作用的第一致动表面的第一控制腔与三通先导阀的工作口液压地连通。
阀芯的位置传感器在第一实施例中设计成一种有电子输出的路径测量系统并与先导阀一起整体地形成一个闭环控制。
但是，该伺服阀可同样地装有机械反馈。那么在这种设计方案中，三通先导式滑阀沿阀芯的第二端的轴伸方向设置。这种三通先导式滑阀包括一个导向压力口(P′)。一个导向回油口(T′)，一个导向工作口(A′)和一个滑动阀芯。测量弹簧将滑动阀芯轴向连接到阀芯上，成比例的作用以产生一电讯号的致动磁铁机械地连接到滑动阀芯上。因此，阀芯的位置在封闭的位置控制回路中受到作用，直至磁力与测量弹簧的作用力之间达到力的平衡。
在三通先导阀带有一附加的连接在先导控制系统中的溢流阀的情况下，也可实现附加的断路安全保障。在这种情况下，导向压力口(P′)通过溢流阀直接地液压连通导向回油口(T′)，并且先导阀的设计使得导向工作口(A′)根据先导阀的位置要么与导向回油口(T′)要么与导向进油口(P′)直接地液压连通。当溢流阀换位时，阀芯如上所述地行至其第一轴向端部位置。
本发明的实施例表示在附图中，并且下面将对这些实施例进行更详尽的描述，图中
图1表示带有一四通先导阀的伺服阀的第一实施例的纵向剖面图;
图2表示带有一四通先导阀的伺服阀的第二实施例的纵向剖面图;
图3表示带有一四通先导阀的伺服阀的第三实施例的纵向剖面图;
图4表示一如图1所示的伺服阀的纵向剖面图，但是所示阀带有一四通先导阀和一溢流阀;
图5表示一如图1所示的伺服阀的纵向剖面图，但是所示阀带有一三通先导阀和一溢流阀;
图6表示另一如图1所示的伺服阀的纵向剖面图，但是所示阀带有一集成的三通先导阀和一溢流阀，该先导阀有一机械反馈。
图1表示伺服阀3的第一实施例的纵向剖面图。在控制块1上的一个阶梯孔2中插有一控制套管5。在这个控制套管5中，阀芯6的安装是轴向可拆卸式的。图中所示的伺服阀3是一四通伺服阀并有一进油口(P)，一回油口(T)和一第一工作口(A)及一第二工作口(B)。
进油口(P)与一压力输送线(图中未示出)液压地相连。回油口(T)与一没有压力的管路(图中未示出)液压地相连。工作口(A)和(B)与液压管路或回转驱动系统(图中未示出)的第一或第二工作腔液压地连接。
用于进油口(P)的第一控制块孔50沿与阶梯孔2同轴的方向开设且通向控制套管5。用于回油口(T)51、第一工作口(A)52和第二工作口(B)53的三个块孔51，52，53横向于阶梯孔2设置且侧向连通控制套管5。这些块孔沿轴向彼此隔开，在控制套管5上有环形开口51′，52′，53′。
在控制套管5内，一轴向的第一液压接头28将用于进油口(P)的开口50′连接到用于工作口(A)的开口52′上;一轴向的第二液压接头29将用于回油口(T)的开口51′连接到用于工作口(A)的开口52′上;一轴向的第三液压接头30将用于回油口(T)的开口连接到用于工作口(B)的开口53′上;而一轴向的第四液压接头31将用于工作口(B)的开口53′连接到同轴设置在控制套管5内的辅助连接腔22上。在环形开口51′，52′，53′的制约下，第二和第三轴向液压接头(29及30)之间的轴向距离远大于第一和第二(28及29)或第三和第四(30及31)轴向液压接头之间的轴向距离。
阀芯6有一同轴设置的第一阀套8，该阀套分配给工作口(A)且轴向可移动地位于第一及第二轴向液压接头28和29中;阀芯6还有一同轴设置的第二阀套9，该阀套分配给工作口(B)并且轴向可移动地位于第三和第四轴向液压接头30和31中。第一阀套8设有一分配给第一液压接头28的第一控制边缘28′和一分配给第二液压接头29的第二控制边缘29′。图中所示的两个控制边缘28′，29′均处于无效区。第二阀套9设有一分配给第三液压接头30的第三控制边缘30′和一分配给第四液压接头31的第四控制边缘31′。图中所示的两个控制边缘30′，31′同样处于无效区。
通过一轴向阀孔18和一阀的横孔19，可利用阀芯6将辅助连接腔22连接到进油口(P)上。因此，阀芯和与其同轴设置的阀套8、第一工作口(A)一起和与其同轴设置的阀套9、第二工作口(B)一起互易地连通进油口(P)或回油口(T)，相应的液压流量可通过这四个控制边缘28′、29′、30′、31′调整。
通过加压的阀端面12，使阀芯6不平衡地液压加载。通过将同轴设置的阀孔18伸至阀芯6的第二端可实现阀芯的液压静力的平衡，所述阀芯的第二端是开放式的，它通过一阀芯横孔20通入位于阀盖40上的压力均衡腔25。由一密封垫圈7轴向密封的阀芯的第二端插入压力均衡腔25中并在压力均衡腔内形成一压力均衡的突起21。在图中示出在压力均衡腔25中有一压力均衡的表面13，该表面13与阀芯的第一端面12液压静力地相对。如果选择的压力均衡表面13与阀芯端面12相等，则获得完全的液压静力平衡。如果选择的压力均衡表面大于阀芯端面12，则达到液压静力的过补偿。
阀芯6通过一固定的同轴设置的致动阀套11借助于致动阀套的环形第一或第二致动表面14，15的适当加压而驱动。环形的第一或第二致动表面设置在阀盖40中的第一及第二控制腔26和27内，第一和第二控制腔26和27通过导向口连通法兰式安装的四通先导伺服阀60的工作口(A′)和(B′)。作为使用一电子路径测量装置63而测得的阀芯6的位置和一与电控放大器64相比较的所需值/驱动值的反馈结果，可由此获得一电动液压的封闭环。
将致动环形表面14，15的尺寸进行精确地设计，从而使在控制边缘28′，30′或29′，31′分别溢流时所形成的流体压力可靠地被克服。由此可实现一预定的先导伺服阀60对阀芯6的位置的快速调整。
阀芯6的两个轴向相对的端部位置由控制腔26中阀芯的环形止动表面16和一阀芯的第二端处的端部止动面17机械地限定。在第一控制腔26未加压的情况下，阀芯6由一回复弹簧24压入第一端部位置，举例来说，该回复弹簧可设置在压力均衡腔25中。在第一端部位置上，环形止动面16靠在控制套管5的一个反向表面16′上，其中在图1中-第一控制边缘28′封闭位于进油口(P)和工作口(A)之间的第一液压接头28;
-第二控制边缘29′打开位于加油口(T)和工作口(A)之间的第二液压接头29;
-第四控制边缘31′打开位于进油口(P)和工作口(B)之间的第四液压接头31并封闭位于回油口(T)和工作口(B)之间的第三液压接头30。
因此，在这个位置上，工作口(A)在油箱中减压，而工作口(B)通过辅助连接腔22连通进油口(P)。
在许多技术申请中，例如在压力机和射压造型机中，如果发生安全的断电或者如果驱动电路发生故障，由伺服阀控制的油缸就必须不再执行任何动作。为了这个目的，两个工作口(A)和(B)都必须在油缸的方向上减压或关闭，这在伺服阀有无效区的情况下是从来不可能的。
在根据图2设计的阀件中，一个附加地固定在阀芯6上且同轴设置的第一辅助阀套32用其第一个辅助控制边缘32′密封第四液压接头31，从而使辅助连接腔22与第二工作口(B)断开，而同轴设置的第二阀套9的第三和第四控制边缘30′和31′同时打开位于回油路口(T)和工作口(B)之间的第三液压接头30。第一工作口(A)同样地通过同轴设置的第一阀套8的第二控制边缘29′沿油箱的方向卸荷，这样相连的一个油缸在两个工作口上减压。
根据图3的设计可以获得一个即使在外部载荷仍然存在的地方也能将油缸锁定的安全的端部位置，该端部位置可关闭工作口(A)和(B)。控制边缘或辅助控制边缘32′，33′的设置使得它们在阀芯处于第一轴向端部位置时位于下述位置-第一辅助控制边缘32′如图2所示地封闭位于辅助连接腔22和工作口(B)之间的第四接头31;
-第四控制边缘31′封闭位于回油口(T)和工作口(B)之间的第三液压接头30;
-第一控制边缘28′封闭位于进油口(P)和工作口(A)之间的第一液压接头28;并且-位于固定在阀芯6上的一个第二辅助阀套33上的第二辅助控制边缘33′封闭位于回油口(T)和工作口(A)之间的第二液压接头29。
由此，两个工作口(A)和(B)关闭，既不通向油箱侧也不通向加压侧。
根据图4，如果压力均衡突起21在直径上加大从而使压力均衡表面13大于阀的端部表面12，那么这样会产生带一附加的液压力的过补偿，用于使阀芯6返回第一端部位置。
另外，一个溢流阀62连接在四通先导伺服阀60的控制口(A′)和控制腔(A′)26之间。在所述溢流阀的弹簧中心定位的基准位置上(即磁铁没有被驱动)，其上有致动表面(A′)14的控制腔(A′)26在油箱的方向上卸荷。与四通先导伺服阀的位置无关，阀芯6行至第一端部位置。只有在溢流阀62动作时，四通先导伺服阀60才开始对阀芯6的位置起作用。
在图5中，出于减少成本的目的而使用了一个简化的三通先导阀61来进行阀芯6的换位。这个三通先导阀61包括一个导向进油口(P′)，一个导向回油口(T′)和一个控制口(A′)。导向进油口(P′)通过控制压力管线(X)加压。导向回油口(T′)与一未加压的控制线路(Y)相连。控制口(A′)通过一溢流阀62连通第一控制腔26。作为上述压力均衡表面13扩大的结果，控制腔27中的致动表面15小于控制腔26中的致动表面14。控制腔27通过未加压的控制线路(Y)54而不断地沿油箱的方向卸荷。当三通先导阀61没有起动时，阀芯6处于非工作位置，而一旦三通先导阀61通过电驱动，就通过对加大的致动表面14的加压而产生一液压的控制力，它以上述的方式在电液位置控制环中变换阀芯6的位置。但是为了实现上述的位置变换，必须驱动溢流阀62。当溢流阀62换至其基准位置时，例如由于出现故障时，控制腔26沿油箱的方向即荷，这样不考虑三通先导阀61，而作为液压静力的过补偿的结果并借助于回复弹簧24，使阀芯6行至其第一端部位置。
如果不要求溢流阀62的附加的安全效果，则可省略该阀62。那么，控制腔26就与三通先导阀61的控制口(A′)直接相通。
可用图6所示的机械反馈替代图1至5所示的带有电动路径测量系统63的电动反馈。设计成三通的活塞式滑阀67沿阀芯6的轴伸方向设置。它包括一个导向进油口(P′)58，一个导向回油口(T′)59，一个控制口(A′)56和一个滑动阀芯68。滑动阀芯68的一端支承在压力均衡腔25中的弹簧板69上，而其另一端连接到一个比例磁铁66上。测量用弹簧65放置在处于弹簧板69和阀芯6之间的压力均衡腔25中。滑阀68轴向开有通孔，用于液压静力的均衡的目的。不考虑滑阀68的位置，控制口连续不断地与导向进油口(P′)或与导向回油口(T′)相通。将阀芯6如图4及5所示的那样设计，从而使其具有同样的特性。
比例磁铁66的力的形成与控制电流成正比，即与期待值成正比。测量用弹簧65的弹簧力与阀芯6的位置，即实际值成正比。作用在致动表面(A′)14上的导向滑阀67的输出控制压力在期待值和实际值之间存在误差的情况下进行调整，直至在位置一控制环中达到一电动的预定位置。
在导向进油口(P′)58中，另外设有一溢流阀62。当这个溢流阀电动地换至基准位置时，导向进油口(P′)58与油箱连通。因此不考虑导向滑阀67的位置，致动表面(A′)14总是沿油箱的方向减压，而阀芯6又由液压静力过补偿和回复弹簧24驱动行至第一端部位置。
如果降低安全要求，可将溢流阀62省去，并且不会对可靠的基本功能造成任何的损害。
权利要求
1.先导式控制伺服阀，包括一阀芯(6)，它有一第一端和一第二端；一控制套管(5)，其中设有阀芯(6)，这样它可以轴向移动；在控制套管(5)上开设的沿轴向间隔开的开口(50′，51′，52′，53′)，它们用于至少三个主流口(50，51，52，53)；在控制套管(5)之内且位于第一主流口(50)的开口(50′)和第二主流口(52)的开口(52′)之间的第一轴向液压接头(28)；在控制套管(5)之内且位于第二主流口(52)的开口(52′)和第三主流口(51)的开口(51′)之间的第二轴向液压接头(29)；阀芯(6)的第一控制边缘(28′)，该第一控制边缘分配给第一轴向液压接头(28)；阀芯(6)的第二控制边缘(29′)，该第二控制边缘分配给第二轴向液压接头(29)；第一控制腔(26)，其中阀芯(6)形成有一个第一致动表面(14)。第二控制腔(27)，其中阀芯(6)形成有一个与第一致动表面(14)轴向相对的第二致动表面(15)；一个至少与两个控制腔(26，27)中的一个液压地连通的先导阀(60，67)；以及一个在阀芯(6)和先导阀(60，67)之间的反馈，其中集成化地设有阀芯(6)的位置传感器(65，66)。其特征在于，通向控制套管(5)的用于第一主流口(50)的开口(50′)与位于阀芯(6)的第一端部处的阀芯端面(12)相对，而通向控制套管(5)的用于第二、第三和每一个其它主流口(51，52，53)的开口(51′，52′，53′)设置在阀芯(6)的侧面；所述阀芯(6)配置有一压力均衡腔(25)，一与阀芯端部表面(12)液压静力地相对的阀芯压力均衡表面(13)，所述压力均衡腔(25)由一位于阀芯(6)上的卸压孔道(18，20)液压地连通到第一主流口(50)上；以及所述阀芯(6)形成一止动表面(16)，该止动表面通过与一相应的反向止动表面(16′)的相互作用而机械地限定所述阀芯(6)的一个第一轴向端部位置，一个回复弹簧(24)以一定方式相对阀芯(6)设置从而使所述回复弹簧在阀芯(6)上产生一个沿阀芯第一轴向端部位置方向的弹簧力。
2.如权利要求1所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，一个通向所述控制套管(5)的用于第四主流口(53)的横向开口(53)，一个通过所述阀芯(6)的横向孔(19)而与阀芯(6)的所述压力均衡孔道(18)连通的辅助连接腔(22)，一个在所述控制套管(5)之内且位于第三主流口(51)的开口(51′)和第四主流口(53)的开口(53′)之间的第三轴向液压接头(30)，一个在所述控制套管(5)之内且位于第四主流口(53)的开口(53′)和辅助连接腔(22)之间的第四轴向液压接头(31)，所述阀芯(6)的一个第三控制边缘(30′)，该第三控制边缘分配给第三轴向液压接头(30)，以及所述阀芯(6)的一个第四控制边缘(31′)，该第四控制边缘分配给第四轴向液压接头(31)。
3.如权利要求1或2所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述阀芯(6)的轴向密封的第二端插入所述压力均衡腔(25)中从而在压力均衡腔内形成所述的用作一阀芯第二端面的压力均衡表面(13)。
4.如上述任一项权利要求所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述压力均衡表面(13)的一个轴向作用有压力的表面大于所述阀芯第一端面(12)的轴向作用有压力的表面。
5.如上述任一项权利要求所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述的第一主流口(50)与一油泵液压地连通并由此形成一进油口;所述的第二主流口(52)与一耗能组件的第一工作腔液压地连通并由此形成一第一工作口(A)，以及所述的第三主流口(51)与一无压的油箱液压地连通并由此形成一回油口(T)。
6.如权利要求2或5所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述的第四主流口(53)与一耗能组件的第二工作腔液压地连通并由此形成一第二工作口(B)。
7.如权利要求2，3，4，及6中任一项所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述阀芯(6)的四个控制边缘均有一无效区，并且在所述阀芯的第一轴向端部位置上，所述的第一轴向液压接头(28)由所述的第一和/或第二控制边缘(28′，29′)封闭，所述的第二轴向液压接头(29)打开，所述的第三轴向液压接头(30)由所述的第三和/或第四控制边缘(30′，31′)封闭;所述的第四轴向液压接头(31)打开。
8.如权利要求2至7中任一项所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述的第一和第二控制边缘(28′，29′)的设置使得至少一个所述的控制边缘在阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第一轴向液压接头(28);所述的第三和第四控制边缘(30′，31′)的设置使得至少一个所述的控制边缘在所述阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第三轴向液压接头(30);一个第一辅助控制边缘(32′)的设置使得其在所述阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第四轴向液压接头(31)，并且一个第二辅助控制边缘(33′)的设置使得其在阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第二轴向液压接头(29)。
9.如权利要求2至7中任一项所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述第一和第二控制边缘(28′，29′)的设置使得至少一个所述的控制边缘在所述阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第一轴向液压接头(28);所述的第三和第四控制边缘(30′，31′)的设置使得所述的第三轴向液压接头(30)在阀芯(6)的第一轴向端部位置上打开;一个辅助控制边缘(32′)的设置使得其在阀芯(6)的第一轴向端部位置上封闭所述的第四轴向液压接头(31)。
10.如权利要求6至9中任一项所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，在所述第一控制腔(26)和所述先导阀(60)之间连接有一个溢流阀(62)，所述的第一控制腔内有所述的第一致动表面(14)，该表面沿与第一轴向端部位置相反的方向作用;所述的溢流阀(62)有一基准位置，在其处溢流阀将所述的第一控制腔(26)液压地连接到一未加压的控制线路(Y)(54)上。
11.如权利要求6至9中任一项所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，其上有沿第一端部位置方向作用的所述第二致动表面(15)的第二控制腔(27)与一未加压的控制线路(Y)(54)液压地连通;其上有沿与所述第一端部位置方向相反的方向作用的第一致动表面(14)的第一控制腔(26)与所述先导阀的一个控制口(A′)液压地连通;并且所述先导阀是一个三通先导阀(61)。
12.如权利要求11所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，阀芯(6)的位置传感器包括一个带有一电子输出的路径测量系统(63)，所述的路径测量系统(63)和所述的三通先导阀(61)一起形成一个闭环控制。
13.如权利要求11所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，所述先导阀是一个沿所述阀芯(6)的第二端的轴向延伸的三通先导式滑阀(67)，所述先导阀包括一个导向压力口(P′)(58)，一个导向回油口(T′)(59)，一个导向工作口(A′)(56)和一个滑动阀芯(68);一个测量用弹簧(65)将所述滑动阀芯(68)轴向连接到所述阀芯(6)上;并且一个与电讯号成正比的致动磁铁66机械地连接到所述滑动阀芯(68)上。
14.如权利要求13所述的先导式控制伺服阀，其特征在于，当所述溢流阀(62)处于一基准位置时，所述导向压力口(P′)(58)通过溢流阀(62)液压地连通所述的导向回油口(T′)(59);并且所述先导式滑阀(67)的设计使得所述控制口(A′)(56)根据所述滑动阀芯(68)的位置液压地与所述导向回油口(T′)(59)连通或所述导向进油口(P′)(58)连通。
全文摘要
一种至少有三个为节省空间而安装在一控制块上的主流口的先导式控制伺服阀。开在控制套管上的用于第一主流口的开口与阀芯的第一阀芯端面相对。在压力均衡腔中，阀芯设有一压力均衡表面。压力均衡腔通过一位于阀芯上的卸压孔道液压地连通第一主流口。回复弹簧沿第一轴向端部中止的方向在阀芯上产生一弹簧力并由此而明确地限定一安全的端部位置。这种阀具有卓越的动态特性。
文档编号F16K31/12GK1098484SQ94106150
公开日1995年2月8日 申请日期1994年5月26日 优先权日1993年5月27日
发明者阿赛恩·布勒凯尔, 伯恩德·兰费尔曼, 卡尔·特拉特伯格, K·H·普斯特 申请人:海德罗露克斯有限公司