多路阀的制作方法

多路阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多路阀。提出一种装备有控制活塞（16）的多路阀（1），其中，控制活塞（16）具有空心柱形的周面壁（27），该周面壁分成多个闭锁段（42）和溢流段（43）。每个溢流段（43）拥有至少一个关于相邻的闭锁段（43）径向凹入的溢流凹处（45）。溢流凹处（45）构造成空心柱形的周面壁（27）的窗口状的壁裂口（44）且分别通入由周面壁（27）包围的活塞空腔（32）。周面壁（27）的柱形的壁外表面（28）不仅在闭锁段（42）上而且也在溢流段（43）上延伸。在相应的切换位置中，流体可通过溢流段（43）和活塞空腔（32）在容纳控制活塞（16）的壳体凹槽（3）的轴向相邻的凹槽段（13）之间溢流。
【专利说明】
多路阀
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种多路阀，具有阀壳体(Venti IgehSuse)，长形的壳体凹槽(GehSuseausnehmung)位于阀壳体中，该壳体凹槽装备有多个相互轴向隔开的并且分别径向指向内的环形的密封表面，其中所述环形的密封表面中的至少一个布置在壳体凹槽的两个凹槽段之间，在所述凹槽段中分别通入至少一个穿过阀壳体的阀通道，其中在壳体凹槽中布置了具有活塞纵轴线的空心的控制活塞，该控制活塞为了在不同的切换位置中的定位能够沿着壳体凹槽的纵向轴向移动，并且该控制活塞拥有包围活塞空腔的、在径向外部具有外围的壁外表面的管状的周面壁，该周面壁具有多个相互轴向隔开布置的闭锁段并且在至少两个轴向相邻的闭锁段之间具有溢流段，其中所述周面壁在每个溢流段的区域内具有至少一个关于轴向相邻的闭锁段径向凹入的溢流凹处。
【背景技术】
[0002]由EP2 092 226 BI公开的多路阀装备有上述类型的控制活塞，其线性可移动地容纳在阀壳体的长形的壳体凹槽中用于在不同的切换位置中的定位。在壳体凹槽的内周面区域内，多个径向指向内的环形的密封表面以相互间的轴向间距进行布置，其在此是各个密封圈的组成部分并且其同轴地包围控制活塞。该控制活塞具有空心的结构并且拥有轴向连续地包围活塞空腔的管状的周面壁，该周面壁在外部沿轴向多次呈梯级状，从而获得多个相互间以轴向间距进行布置的闭锁段，在这些闭锁段之间分别布置了具有较小的外直径的溢流段。如此选择这些闭锁段的外直径，使得其能够与包围其的密封表面进行密封接触。每个溢流段拥有槽状构造的环形的溢流凹处，其关于轴向相邻的闭锁段径向凹入，从而径向上在环形的密封表面之一与一个布置在相同的轴向高度上的溢流段之间调节了环形缝隙，该环形缝隙允许流体在壳体凹槽的轴向相互相邻布置的凹槽段之间溢流。
[0003]将控制活塞设计成空心体具有节省材料和重量的优点，这原则上有利地影响控制活塞的制造成本以及切换速度。虽然，当人们由合成材料(Kunststoffmaterial)制造控制活塞时可以再进一步节省重量，如例如在DE 10 2005 048 622 B4中所描述的那样。但是这种另外的已知的控制活塞的前提条件是，其在外周面上配备有环形的密封元件，这又增加制造成本。将EP 2 092 226 BI中所描述的控制活塞直接转换成合成材料活塞如下变得困难:即周面壁拥有不同壁厚的多个区域，其在合成材料硬化时不同程度地收缩，这会引起控制活塞的变形。

【发明内容】

[0004]本发明的任务是采取使多路阀的节省重量的控制活塞能够成本有利地以及精确地制造的措施。
[0005]该任务通过以下方法得到解决，即控制活塞的管状的周面壁完全地构造成空心柱形并且拥有也轴向在每个溢流段上没有梯级地延伸的柱形的壁外表面，所述控制活塞以该壁外表面滑动移动地靠在包围该控制活塞的环形的密封表面处，其中，每个溢流凹处构造成周面壁的通入活塞空腔中的窗口状的壁裂口，该壁裂口仅仅围绕活塞纵轴线延伸一段距离。
[0006]以这种方式可以实现具有控制活塞的多路阀，其中所述控制活塞的外围的周面壁在其整个长度上具有相同的优选非常薄的壁厚。所述管状的周面壁完全地构造成空心柱形并且在外部拥有柱形的、优选圆柱形的壁外表面，其不仅在闭锁段上延伸而且也在所述至少一个溢流段上无梯级地延伸。只要在所述至少一个溢流段中存在一个或多个径向凹入的溢流凹处，那么这样的凹处没有实施成具有槽底的槽而是构造成窗口状的壁裂口，其穿过周面壁并且通入由周面壁包围的活塞空腔中。也就是在周面壁的存在溢流凹处的区域中省去任何的材料，这也为减少重量作出贡献。材料实际上仅仅用在实际上也需要材料、也就是尤其用于限定柱形的闭锁段并且用于在溢流段区域内轴向连接闭锁段的地方。因为所述柱形的壁外表面也在所述溢流段上延伸，所以包围所述控制活塞的、布置在多路阀的阀壳体处的环形的密封表面也靠在柱形的壁外表面处(当控制活塞的溢流段处于由密封表面包围的区域中时)，因为用作溢流凹处的窗口状的壁裂口分别围绕活塞纵轴线延伸仅仅一段距离。由此，在控制活塞的线性运动中在溢流段和闭锁段之间连接环形的密封表面的特别少磨损的过渡部分。同样，通过控制活塞的管状的周面壁的空心柱形的设计获得了活塞空腔，其在需要时可以用于附加功能，例如用于安置可以用于位置获取目的和/或用于诊断目的的组件。将所述至少一个溢流凹处构造成周面壁的窗口状的壁裂口也具有以下作用，即在相应定位控制活塞时在阀壳体的容纳控制活塞的壳体凹槽的两个轴向相邻的凹槽段之间通过溢流凹处溢流的流体也可以至少部分地进入活塞空腔中并且/或者流过活塞空腔，这实现了较高的流通速率。虽然所述控制活塞原则上也可以由金属或者由陶瓷材料或者其它任意的材料制成，周面壁的构造尤其有利于在成本有利的注塑方法的范围内由合成材料进行制造。
[0007]本发明的有利的改进方案由从属权利要求中获得。
[0008]为了实现具有3/2-阀功能的多路阀，优选如此设计所述周面壁，使得其具有唯一的布置在两个闭锁段之间的溢流段。为了实现5/3-换路阀，优选如此设计所述管状的空心柱形的周面壁，使得其具有三个相互以轴向间距进行布置的闭锁段，其中在轴向相邻的闭锁段之间分别布置了设有至少一个构造成窗口状的壁裂口的溢流凹处的溢流段。
[0009]优选如此设计至少一个溢流凹处，使得其沿着周面方向围绕周面壁延伸小于周面壁的周面长度的一半。该周面延伸例如为160°。
[0010]形成溢流凹处的窗口状的壁裂口的边缘侧的外轮廓原则上是任意的。如此例如实现了完全圆形的或者也仅仅部分圆形的外轮廓。然而矩形的外轮廓视作特别有利的，其边缘段部分平行于活塞纵轴线并且部分垂直于活塞纵轴线延伸，其中可以将角区域倒圆。
[0011 ]为了在控制活塞的稳定性较高的同时实现较高的流动速率，有利的是所述空心柱形的周面壁的至少一个溢流段拥有多个沿着活塞纵轴线的周面方向分布布置的溢流凹处，其分别构造成窗口状的壁裂口。尤其也在制造技术方面特别有利地考虑如下结构，在其中所述至少一个溢流段拥有刚好两个这种窗口状的壁裂口(其关于活塞纵轴线相反地对置)作为溢流凹处。在设有多个溢流凹处的溢流段的区域内，所述空心柱形的周面壁尤其条带状地在溢流凹处之间延伸通过，其中包围控制活塞的环形的密封表面能够在控制活塞的切换时沿着这样的条带状的壁表面滑动。
[0012]所述控制活塞的活塞空腔有利地通过至少一个隔板状的分隔壁在密封的情况下分成多个轴向相随的部分空腔。这在周面壁拥有多个溢流段时尤其适用。在此，尤其设置以下设计方案，其中至少一个属于第一溢流段的溢流凹处通入第一部分空腔中，而属于另一溢流段的至少一个溢流凹处通入另一部分空腔中，该部分空腔与其它部分空腔通过至少一个分隔壁隔开。以这种方式能够在活塞空腔中阻止不同溢流段的溢流凹处之间的流体相通。
[0013]如果一个溢流段拥有多个溢流凹处，那么所有属于相同的溢流段的溢流凹处有利地通入活塞空腔的一个以及同一个部分空腔。
[0014]所述活塞空腔的长度可以考虑大于所有溢流段的轴向长度总和。如果活塞空腔通过至少一个分隔壁分成多个部分空腔，那么至少一个并且尤其还每个部分空腔可以沿着活塞纵轴线的轴线方向具有比与其相通的至少一个溢流凹处更大的长度。
[0015]也可以实现以下实施方式，其中至少一个溢流段的至少一个溢流凹处通入活塞空腔的部分空腔中，该部分空腔的沿着活塞纵轴线的轴线方向测量的长度相应于配属的溢流段的相应测量的长度。
[0016]借助于至少一个布置在活塞空腔中的隔板状的分隔壁也可以在活塞空腔中划分至少一个部分空腔，没有溢流凹处通入该部分空腔。这种部分空腔特别好地适合用作功能腔用于安置不应该与有待控制的压力介质(Druckmedium)接触的组件。
[0017]所述控制活塞可以在一个或者两个端侧处敞开，使得活塞空腔在相应的端侧处不封闭。然而也存在有利的可行方案，即活塞空腔在至少一个并且有利地在每个轴向的端侧处通过与周面壁连接的关闭壁(Abschlusswand)进行封闭。这种关闭壁可以是关于周面壁特别的并且尤其材料配合地与周面壁连接的组件。当与周面壁一体地构造至少一个关闭壁并且直接在控制活塞成形时共同地与其周面壁进行制造时，还可以更合理地制造该控制活塞。这例如可以通过注塑方法由合成材料实现或者借助于生成的制造方法实现，其中尤其推荐所谓的选择性激光烧结(selektive Lasersitern)作为生成的制造方法。
[0018]如已经提到的那样，所述活塞空腔能够形成至少一个容纳至少一个功能件(Funkt1nsmittel)的功能腔。例如如此构造至少一个功能件，使得其能够用于位置获取和/或诊断。功能件例如可以是位置获取件和/或传感器件(Sensormittel)。如果活塞空腔分成多个部分空腔，那么存在以下可行方案，即这些部分空腔中的仅仅一个或者还多个或者所有部分空腔用作功能腔。至少一个功能腔也可以包含至少一个由阀件(Venti Imittel)形成的功能件。
[0019]尤其当控制活塞的周面壁实施成合成材料-注塑件时，有利的是，所述周面壁连续地拥有相同的壁厚。当然，该周面壁仍然可以在围绕窗口状的壁裂口的边缘区域内倒角和/或倒圆和/或斜切，从而确保无损坏地通过环形的密封表面，其壳体固定地布置在阀壳体的容纳控制活塞的壳体凹槽中并且包围控制活塞。
[0020]优选至少所述周面壁并且有利地整个控制活塞由合成材料制成。
[0021]在多路阀中，关于阀壳体位置固定地布置的环形的密封表面有利地由环形的密封元件形成，其固定在阀壳体上。该环形的密封元件有利地由具有橡胶弹性特性的材料制成，尤其由弹性体材料制成。该控制活塞本身以及尤其其管状的周面壁没有橡胶弹性的密封元件，这特别简化了制造。
[0022]有利的是，至少一个并且优选每个溢流段的至少一个并且优选每个溢流凹处沿着活塞纵轴线的轴线方向具有比所述环形的密封表面中的至少一个并且优选每个更大的长度。如果控制活塞占据溢流段由环形的密封表面包围的轴向位置，那么该环形的密封表面就在溢流凹处的区域内露出，也就是在那里没有与控制活塞接触。由此，所述溢流凹处轴向在两侧伸出超过环形的密封表面，使得流体能够通过一个并且同一个溢流凹处在两个轴向在两侧侧面靠着密封表面的凹槽段之间溢流。
【附图说明】
[0023]下面根据附图更详细地解释本发明。附图中示出:
图1以纵剖面示出了装备有设计特别有利的控制活塞的多路阀在控制活塞的第一切换位置中的优选设计方案，
图2以纵剖面示出了图1中的在控制活塞的第一切换位置中的装置，剖面关于图1旋转了 90。，
图3以相应于图1的示出方式示出了图1中的、位于控制活塞的第二切换位置中的多路阀，
图4以相应于图2的剖面示出了位于控制活塞的第二切换位置中的多路阀，
图5-7分别从不同的观察方向以等尺寸的视图示出了图1到4中可看到的控制活塞的细节图，
图8以等尺寸的详细视图示出了相同的、在优选存在的端侧的关闭壁还没有安置的状态下的控制活塞，
图9以具有与图1和3相同的剖面的纵剖面示出了图1到8中可看到的控制活塞的详细视图，
图10是图9中的控制活塞在关于图9旋转了90°的剖面中的纵剖面，
图11以具有关于图9一致的剖面的纵剖图示出了控制活塞的另一有利的实施方式，以及
图12以具有关于图11旋转了90°的剖面的纵剖图示出了图1中的控制活塞。
【具体实施方式】
[0024]在附图中以优选的设计方案说明的多路阀I拥有阀壳体2，在该阀壳体中构造了长形的壳体凹槽3，该壳体凹槽拥有纵轴线4。
[0025]在壳体凹槽3中以同轴布置地并且相互轴向隔开地布置了多个环形的密封元件5。该密封元件5关于阀壳体2沿着纵轴线4的轴线方向位置固定地进行固定。优选每个密封元件5是环形的密封单元6的组成部分，该密封单元关于纵轴线4同轴地沿轴向不可运动地固定在壳体凹槽3中。每个密封单元6有利地包含环形的在横截面中U形设计的密封壳体7，其U形孔沿着朝纵轴线4的方向径向指向内并且在其中分别保持了所述环形密封元件5之一。
[0026]所述密封壳体7优选压入壳体凹槽3中并且因此力配合地固定在壳体凹槽3的内周边面8处。然而同样考虑其它类型的固定、例如材料配合的紧固。多个密封单元或者所有密封单元也可以是统一的密封结构的组成部分，该密封结构插入壳体凹槽3中。
[0027]环形的密封元件5尤其由具有橡胶弹性特性的材料制成。其优选由弹性体材料制成。
[0028]每个密封元件5以其径向的内表面限定与纵轴线4同心的环形的密封表面12。由密封表面12围绕的开口优选具有彼此相同的直径。
[0029]每个密封表面12有利地沿着圆周线延伸。
[0030]在轴向直接相邻的密封表面12之间分别存在壳体凹槽3的下面称作凹槽段13的纵长段。在多个这样的凹槽段13中并且优选在所述凹槽段13中的每个中通入多个穿过阀壳体2的阀通道14之一。有利地有特定的阀通道14通入每个凹槽段13中。流通区域尤其位于壳体凹槽3的内周边面8处。每个阀通道14在实施例中穿过在外围包围壳体凹槽3的外围的壳体壁15并且以联接口通往外围的壳体壁15的外表面。
[0031]实施例的多路阀I设计成5/2多路阀。其具有中间的凹槽段13a，阀通道14通入该凹槽段中，所述阀通道涉及在多路阀I的运行中与外部的压缩流体源、尤其与压缩气体源连接的供给通道14a。为了更好地区分，中间的凹槽段13a下面也称作第一凹槽段13a。
[0032]第一凹槽段13、13a在一个轴向侧上与第二凹槽段13b侧面靠着并且在另一个轴向侧上与第三凹槽段13c侧面靠着。所述第二凹槽段13b与阀通道14相通，该阀通道是可以与负载连接的第一工作通道14b。所述第三凹槽段13c与阀通道14连接，该阀通道是同样可以与负载连接的第二工作通道14c。
[0033]在第二凹槽段13b上跟着第四凹槽段13d，该第四凹槽段与阀通道14连接，该阀通道涉及第一卸载通道14d。第三凹槽段13c在轴向外部与第五凹槽段13e侧面靠着，该第五凹槽段与阀通道14连接，该阀通道涉及第二卸载通道He。每个卸载通道14d、14e与外部的压力降相连接，尤其与大气相连接。如果使用多路阀I控制压缩空气(这是优选的应用领域)，那么所述卸载通道14d、14e就用作排气通道(Entliiftungskanal)。
[0034]按本发明的构思也可以用拥有其它阀功能(例如拥有4/2阀功能、5/3阀功能或3/2阀功能)的多路阀I实现。根据阀功能的情况可以改变密封表面12的数量、凹槽段13的数量以及与壳体凹槽3相通的阀通道14的数量。
[0035]在所述壳体凹槽3中，拥有活塞纵轴线17的控制活塞16以同轴的布置进行延伸，所述活塞纵轴线平行于壳体凹槽3的纵轴线4定向。所述活塞纵轴线17与壳体凹槽3的纵轴线4优选一致。
[0036]所述控制活塞16穿过全部由环形的密封表面13环绕的开口，并且能够相对于阀壳体2沿着纵轴线4的轴线方向进行线性移动。在此可由控制活塞16实施的线性运动下面称作切换运动18。
[0037]可以通过以下方法引起切换运动18，即在控制活塞16上施加操作力。产生这种操作力的方式方法对于本发明的原理来说不重要。例如可以手动地和/或电气地和/或通过流体力产生所述操作力。构造所述实施例的多路阀I用于借助于流体的操作力使得控制活塞16运动。此外，在两个轴向的端侧上分别将一个同样在壳体凹槽3中可轴向运动地布置的操作活塞22a、22b放在控制活塞16前面，所述操作活塞可以作用到控制活塞16的面对的端面上。
[0038]每个操作活塞22a、22b位于壳体凹槽3的两个相互反向的轴向的端部段23a、23b之一中，该端部段在轴向内部由所述密封元件5之一或者说由密封单元6之一限制并且在轴向外部由阀壳体2的端侧的壳体壁24a、24b限制。每个操作活塞22a、22b在径向密封的情况下轴向可移动地容纳在配属的端部段23a、23b中并且在轴向反向于控制活塞16的外侧上限制了操作腔室25&、2513，穿过阀壳体2的控制通道26&、2613通入所述操作腔室中。
[0039]通过所述控制通道26a、26b，每个操作腔室25a、25b能够以流体的控制压力介质受控地进行加载，该控制压力介质作用到配属的操作活塞22a、22b上并且以这种方式产生操作力，通过该操作力将操作活塞22a、22b连同由其加载的控制活塞16—起沿着朝壳体凹槽3的反向的端侧的方向移动。
[0040]通过两个操作腔室25a、25b的相互协调的流体加载以及压力卸载可以根据切换运动18的需要沿着一个或者另一个轴向驱动所述控制活塞16，使得其能够可选地定位在图1和2中看到的第一切换位置或者图3和4中看到的第二切换位置中。所述切换位置示例性地分别通过以下方法给出，即在切换运动18中在前的操作活塞22a、22b碰到直接对置于其的端侧的壳体壁24a、24b上。
[0041]在实施例中所述两个操作活塞22a、22b构造成关于控制活塞16分开的组件，其仅仅松弛地靠在控制活塞16的相应配属的端面处并且因此只能将按压的力施加到控制活塞16上。在没有图示的实施例中，所述操作活塞22a、22b固定地与控制活塞16连接。
[0042]在所述实施例中所述切换运动18可以沿着两个方向主动地通过流体加载引起，而没有图示的实施例规定:所述控制活塞16通过弹簧件、尤其通过机械的弹簧件预张紧在其两个切换位置之一中，从而为了实施切换运动18只需要一个操作活塞22a、22b。
[0043]所述操作腔室25a、25b的受控制的流体加载要么可以直接地进行，然而要么优选以通过预控制阀装置(Vorsteuerventi Ieinrichtung)电子流体预控制的方式进行。也存在以下可行方案:如此构造所述多路阀I，从而能够直接电磁地或者电机地操作所述控制活塞16。在本发明构思的范围内用于手动操作所述控制活塞16的实施方案也可行。
[0044]根据所述控制活塞16的切换位置使所述壳体凹槽3的凹槽段13并且因此使与这些凹槽段13相通的阀通道14以不同的模式相互连接以及彼此分开。在实施例的5/3多路阀I中，与第一工作通道14b相通的第二凹槽段13b在控制活塞16的在图1和2中可看到的第一切换位置中与第一凹槽段13a流体地连接并且同时与第四凹槽段13d分开，而其在图3和4中可看到的第二切换位置中与第一凹槽段13a分开，并且取而代之与第四凹槽段13d流体地连接并且由此压力合适地进行卸载。用与第二工作通道14c相通的第三凹槽段13c刚好情况相反。其在第一切换位置中与第一凹槽段13a分开并且因此与压力流体源分开并且同时与第五凹槽段13e连接，使得其压力合适地卸载。在控制活塞16的从图3和4中可看到的第二切换位置中，所述第三凹槽段13c以及因此第二工作通道14c与第五凹槽段13e分开并且同时与第一凹槽段13a以及因此与压力流体源连接。
[0045]下面更详细地进行描述的控制活塞16的设计方案对相应调节的流体的连接模式负责。
[0046]所述控制活塞16具有纵向延伸并且空心地构造。其拥有相对于活塞纵轴线17同轴的管状的周面壁27，该周面壁在其径向远离活塞纵轴线17指向的外侧上限定了外围的壁外表面28。管状的周面壁27的特别之处在于，其完全地也就是尤其在其整个轴向长度上构造成空心柱形。这使得所述壁外表面28没有梯级地具有柱形的构造。换句话说，该壁外表面28尤其具有柱体的外罩面的构造。该造型优选是圆柱形的。周面壁27在外围包围所述控制活塞16的下面称作活塞空腔32的内部的活塞空腔32。周面壁27的径向面对活塞纵轴线17的柱形的壁内表面33承担了对所述活塞空腔32的直接径向的限制。因为所述壁内表面33也在其整个长度上没有梯级，所以该周面壁27有利地连续地拥有相同的径向壁厚。
[0047]所述周面壁27沿轴向在控制活塞16的两个相互反向的端侧34a、34b之间延伸。优选地，所述空心柱形的周面壁27的两个轴向定向的环形端面中的每个端面限定了控制活塞16在相关的端侧34a、34b上的端面35a、35b的至少一个部分表面。
[0048]在没有图示的实施例中，所述活塞空腔32在控制活塞16的至少一个并且尤其两个端侧34a、34b上是敞开的。然而在该实施例中实现的构造视作对于大多数应用情况是更有利的，其中所述活塞空腔32在两个轴向端侧34a、34b上借助于与周面壁27连接的关闭壁36封闭。每个关闭壁36能够如在图1到10的实施例中的情况那样是原始地关于周面壁27特别的组件，这尤其也在图8中进行表达，图8在两个关闭壁36的还没有固定在周面壁27上的状态下示出了控制活塞16。在装配中，所述关闭壁36根据箭头37在端侧安置在空心柱形的周面壁27上并且/或者插入活塞空腔32中，并且在这样的安置或者插入时或者随后以合适的方式与周面壁27连接。
[0049]优选所述关闭壁36材料配合地固定在周面壁27上，这例如通过粘接或焊接实现。如果所述周面壁27以及关闭壁36在优选的情况下由合成材料制成，那么该关闭壁36能够有利地通过激光焊接固定在周面壁27上。无论如何有利的是，所述关闭壁36和周面壁27之间的连接是密封的连接，使得所述活塞空腔32通过每个关闭壁36密封地封闭。
[0050]在没有示出的实施例中，至少一个关闭壁36作为所描绘的固定措施的补充方案或者替代方案形状配合地固定在周面壁27上。这些关闭壁例如可以固定在卡锁连接的范围内。用于固定连接所述关闭壁36与周面壁27的其它类型在于关闭壁36和周面壁27之间一体的连接。这种实施例在图11和12中进行图示。在此，所述周面壁27和每个关闭壁36直接在其制造中形成一体的结构。例如通过注塑或者优选在生成的制造方法的范围内进行该制造。[0051 ]所述关闭壁36的壁厚有利地相应于空心柱形的周面壁27的壁厚。
[0052]所述关闭壁36有利地设计成盘状的。在关于周面壁27分开的设计情况下，其也可以称作关闭盖(Abschlussdeckel)。
[0053]尤其如此构造并且布置所述关闭壁36，使得其沿轴向背对活塞空腔32的外表面38形成所述控制活塞16的配属的端面35a、35b。所述关闭壁36示例性地如此沿轴向插入周面壁27中，使得其外表面38与周面壁27的相邻环形的端面平齐地延伸。
[0054]包围所述控制活塞16的、壳体固定的密封表面12可滑动移动地靠在周面壁27的柱形的壁外表面28处。有利地如此设计所述控制活塞16，使得独立于其切换位置始终将所有环形的密封表面12以密封接触靠在壁外表面28处。如果所述控制活塞16实施切换运动18，那么其以其柱形的壁外表面28沿着包围其的环形的密封表面12滑动。
[0055]所述控制活塞16的周面壁27具有多个沿着活塞纵轴线17的轴线方向彼此相随布置的纵长段，该纵长段一体地相互搭接并且为了更好的区分并且在考虑其功能的情况下称作闭锁段42以及溢流段43。该闭锁段42和溢流段43以交替的排列顺序相互排列。如此，沿着活塞纵轴线17的纵向在每个闭锁段42上跟随有溢流段43，在该溢流段上又跟随有闭锁段42。该闭锁段42和溢流段43的数量取决于多路阀I的所希望的功能。在作为5/2多路阀的实施方式中，所述周面壁27包含中间的闭锁段42、42a，该闭锁段沿轴向在两侧与各一个溢流段43侧面靠着，在该溢流段本身上分别跟随有两个外部的闭锁段42、42b、42c中的一个。
[0056]拥有3/2功能的多路阀I有利地具有仅仅一个唯一的溢流段43，该溢流段沿轴向在两侧与各一个闭锁段42侧面靠着。
[0057]在每个闭锁段42的范围内，所述空心柱形的周面壁27闭合并且不开裂口。换句话说，柱形的壁外表面33在所有闭锁段42的区域内也是本身闭合的柱体外罩面。而在每个溢流段43的区域内所述周面壁27分别单次地或者多次地沿径向开裂口。其在那里分别拥有至少一个窗口状的壁裂口 44，该壁裂口径向穿过周面壁27并且通入活塞空腔32中。每个窗口状的壁裂口 44即在活塞空腔32与壳体凹槽3的在外围包围控制活塞16的区域之间形成连接。由于其功能，每个窗口状的壁裂口 44通常也称作溢流凹处45。如果在该说明中谈及溢流凹处45，那么溢流凹处是指在壁外表面28和壁内表面33之间穿过周面壁27的窗口状的壁裂□ 44。
[0058]因为所述周面壁27通过溢流凹处45分别连续地在壁外表面28和壁内表面33之间开裂口，也可以说，该周面壁27在每个溢流凹处45的区域内关于轴向相邻的闭锁段42径向凹入。然而不涉及带有径向限制该凹入部的基本面的槽状的凹入部，而是该凹入部以窗口状的壁裂口 44的形式实施，其没有径向的基本面并且其局部穿过周面壁27。
[0059]然而每个溢流凹处45沿着周面壁27的在图5到7中分别通过双箭头说明的周面方向46受到限制。前面所述的周面方向46涉及围绕活塞纵轴线17的方向。这种设计的结果在于，所述周面壁27的壁外表面28也轴向在每个溢流段43上延伸。然而所述壁外表面28在溢流凹处45所处的地方开裂口。结果这使得所述壁外表面28以相应至少一个弯曲的并且优选条带状的外表面段47在相应的溢流段43上延伸。该外表面段47直接过渡到壁外表面28的属于闭锁段42的外表面段中。
[0060]在所述实施例中，所述周面壁27在每个溢流段43中拥有至少一个接片状的桥接段48，该桥接段使两个在侧面靠着相关的溢流段43的闭锁段42—体地相互连接。所述接片状的桥接段48中的每个形成了至少一个溢流凹处45在沿着周面方向46定向的侧面处的边缘侧的限制。轴向侧面靠着溢流段43的闭锁段42承担了所述溢流凹处45的轴向限制，其中相应的边缘区域相应于周面壁27的周面轮廓弯曲。所述条带状的外表面段47由接片状的桥接段48的径向外表面形成。
[0061 ]在所述实施例中，每个溢流段43具有多个窗口状的壁裂口 44或者说溢流凹处45，其沿着周面方向46围绕活塞纵轴线17分布地进行布置。在具体描述的优选情况下，每个溢流段43拥有刚好两个溢流凹处45。每个溢流段43的多个溢流凹处45有利地围绕活塞纵轴线17以均匀的分布进行布置，其中在实施例中每个溢流段43的两个溢流凹处45关于活塞纵轴线17相反地对置。
[0062]相应一个已经描述的类型的接片状的桥接段48沿着周面方向46位于相应地彼此相随的溢流凹处45之间，该桥接段使两个轴向侧面靠着溢流段43的闭锁段42—体地并且无梯级地相互连接。
[0063]每个溢流凹处45沿着周面方向46有利地具有纵向延伸，其占据小于180°。每个溢流凹处45例如沿着从150°到160°的弧角度延伸。
[0064]与所述实施例不同的是，对于每个溢流段43也可以存在两个以上沿周面方向46分布的溢流凹处45。同样存在以下可行方案，即为每个溢流段43设置仅仅一个溢流凹处45，然而该溢流段有利地为了进一步开启尽可能大的流动横截面而围绕活塞纵轴线17在180°以上的弧角度上延伸。
[0065]所有属于相同的溢流段43的溢流凹处45有利地沿着活塞纵轴线17的轴线方向位于相同的高度上。此外，属于相同的溢流段43的多个溢流凹处45有利地设计成彼此相同，其中这些溢流凹处尤其不仅具有沿着周面方向46相同的周面延伸，而且也具有沿着活塞纵轴线17的轴线方向相同的纵向延伸。
[0066]优选这些溢流凹处45分别具有矩形的外轮廓。在此，其分别由两个沿着活塞纵轴线17的轴线方向对置的第一和第二边缘表面45a、45b进行限制并且还由两个沿周面方向46对置的第三和第四边缘表面45c、45d进行限制。沿着关于活塞纵轴线17径向的方向看，四个边缘表面45a-45d描述了矩形的外形，这尤其从图1、3、9和11中可见。有利地该矩形的角区域经倒圆。
[0067]所述第一和第二边缘表面45a、45b由在侧面靠着溢流段43的闭锁段42的边缘形成，所述第三和第四边缘表面45c、45d由接片状的桥接段48的边缘表面形成。
[0068]为了在切换控制活塞16时将密封表面12的磨损保持得尽可能小，有利地倒角和/或斜切和/或倒圆所述限制溢流凹处45的边缘表面45a、45b、45c、45d。以这种方式得到了朝壁外表面28的平缓的过渡。
[0069]在所述控制活塞的没有描述的实施例中，所述溢流凹处45具有不同于所描绘的外形并且例如实施为椭圆形的或者圆形的或者也是具有四个以上角区域的多边形的。
[0070]如果闭锁段42位于这种轴向位置中，使得其在密封的情况下由环形的密封表面12包围，那么通过这里存在的密封接触使两个在轴向反向的侧面上侧面靠着密封表面12的凹槽段13流体密封地相互分开。也就是所述闭锁段42闭锁在所述两个凹槽段13之间的相应的流体连接。
[0071]如果溢流段43位于这种轴向位置中，使得其由环形的密封表面12包围，那么相关的密封表面12仅仅与至少一个接片状的桥接段48的至少一个条带状的外表面段47密封接触。在所相关的溢流段43的溢流凹处45的区域内所述密封表面12露出。因为相关的溢流凹处45沿着活塞纵轴线17的轴线方向具有比配属的密封表面12更大的长度并且该溢流凹处45沿轴向在两侧伸出超过密封表面12，所以相关的溢流凹处45产生了在两个沿轴向在两侧侧面靠着配属的密封表面12的凹槽段13之间的自由的流体连接。流体压力介质能够以这种方式在所述两个凹槽段13之间溢流。溢流的压力介质在此不仅可以直接地流过溢流凹处45，而且也可以进入与溢流凹处45相通的活塞空腔32中。也就是所述压力介质具有有利的可行方案，尤其还可以通过以下方法在两个凹槽段13之间溢流，即所述压力介质通过所述溢流凹处45中的一个进入活塞空腔32中并且通过相同的溢流段43的另一个的溢流凹处45和/或相同的溢流凹处45又朝着另外的凹槽段13出去。
[0072]以这种方式通过特别设计的溢流段43实现了在流体溢出时非常高的流动速率。
[0073]在图1到4中用流动箭头52说明了在流过溢流凹处45时压力介质可能的流动曲线。
[0074]优选如此构造所述控制活塞16，使得属于一个以及同一个溢流段43的溢流凹处45在控制活塞16的内部不与可能存在的至少一个另外的溢流段43进行流体连接。
[0075]优选通过以下方法实现在属于不同的溢流段43的溢流凹处45之间的相互流体密封的分开，即在活塞空腔32中布置至少一个分隔壁53，该分隔壁根据隔板的类型引起活塞空腔32相互密封地分成多个轴向彼此相随的部分空腔54。如此实现所述分隔壁53的数量以及位置，即活塞空腔32的不同溢流段43的溢流凹处45通入其中的区域相互流体密封地分开。所有属于相同的溢流段43的溢流凹处45在此通入一个以及相同的部分空腔54中。
[0076]在图1到10的实施例中，其控制活塞16拥有刚好两个轴向隔开的溢流段43，前面所述类型的分隔壁53在活塞空腔32中轴向位于两个溢流段43之间，从而在此将活塞空腔32分成两个相互流体密封地分开的部分空腔54。所述两个部分空腔54在轴向外部优选通过上面进一步所解释的关闭壁36流体密封地封闭。
[0077]如果所述控制活塞16拥有仅仅一个溢流段43，那么所述活塞空腔32有利地不分开。
[0078]每个分隔壁53有利地构造成板状的。其壁厚有利地等于周面壁27的壁厚。
[0079]有利的是，至少一个并且有利地每个分隔壁53构造成与周面壁27—体的。其例如可以在注塑制造或者在控制活塞16的生成的制造中直接与周面壁27构造成一体的。然而作为替代方案也存在以下可行方案，即至少一个分隔壁53构造成关于周面壁27分开的组件，其通过合适的固定措施紧固在活塞空腔32内所希望的部位处，尤其材料配合地通过粘接或者通过焊接、例如激光束焊接来紧固。
[0080]图11和12的实施例指出:在活塞空腔32中彼此以轴向间距布置的分隔壁53的数量原则上是任意的。相应地可以根据分隔壁53的所使用的数量构造实际上任意数量的部分空腔54，这些空腔沿着活塞纵轴线17的轴线方向相互跟随地布置。
[0081]从图11和12的说明中尤其得知:所述活塞空腔32也可以通过相应地放置一个或多个分隔壁53分割成使得产生至少一个没有溢流凹处45通入的部分空腔54、54a。这种部分空腔54a在外围通过周面壁27并且轴向要么通过两个分隔壁53要么通过一个分隔壁53和一个关闭壁36有利地严密密封地封闭。
[0082]没有与溢流凹处45处于流体连接的部分空腔54、54a特别好地适合于用作功能腔55，在其中安置了至少一个用点划线说明的功能件56。该功能件56例如可以涉及位置获取件，例如涉及可以用于无接触地检测控制活塞16的切换位置的永磁体。作为对于功能件56的另外的示例，可以称作传感器件(Sensormittel)或者也称作阀件(VentiImittel)。例如可以使用传感器件用于获取流体压力。
[0083]然而不仅与溢流凹处45分开的部分空腔54能够用作功能腔55。每个与溢流凹处45相通的部分空腔54也适合作为功能腔55，这在图9和10中进行说明。在此示出，其中通入多个溢流凹处45的至少一个部分空腔54如何用作配备有至少一个功能件56的功能腔55。
[0084]所述部分空腔54的轴向长度原则上是任意的。其中通入了至少一个溢流凹处45的至少一个部分空腔54可以无问题地具有比配属的溢流段43更大的轴向长度，这符合图1到10的实施例。图11和12的实施例说明了与至少一个溢流凹处45相通的部分空腔54的轴向长度也刚好能够相当于配属的溢流段43的长度。在这种情况下，在每个在溢流段43与侧面靠着该溢流段的闭锁段42之间的过渡区域中布置分隔壁53。
[0085]至少所述控制活塞16的周面壁27有利地由合成材料制成。然而优选控制活塞16的所有其它组件、也就是必要时存在的关闭壁36和分隔壁53也由合成材料制成，尤其由与周面壁27相同的合成材料制成。
[0086]所述控制活塞16可以以有利的方式用较少的材料使用以及较轻的重量成本非常有利地进行制造。所述周面壁27有利地在整个长度上具有相同的壁厚，其可以实施得相对薄从而获得很低的运动的质量。因为为了在相邻的凹槽段13之间的流体溢出设置的溢流凹处45不是槽状的凹入部，而是以周面壁27的壁裂口 44的形式来实现，所以相对于现有技术实现了特别重大的材料节省以及重量节省。窗口状的壁裂口44具有以下效果:即有待控制的流体的压力介质在两个相邻的凹槽段13之间溢出时没有在外面在控制活塞16旁经过，而是引导通过控制活塞16或者说通过其活塞空腔32。以这种方式能够实现具有较高通量的特别有效的流动曲线。
[0087]总之，看作特别有利的是，:实现一种多路阀I，其具有阀壳体2，在该阀壳体中存在长形的壳体凹槽3，该壳体凹槽装备有多个轴向相互隔开的并且分别径向指向内的环形的密封表面12，其中，至少一个所述环形的密封表面12中的至少一个布置在壳体凹槽3的两个凹槽段13之间，在所述凹槽段中分别通入至少一个穿过阀壳体2的阀通道14，其中，在壳体凹槽3中布置了具有活塞纵轴线17的空心的控制活塞16，其为了在不同的切换位置中的定位能够沿着壳体凹槽3的纵向轴向移动并且其拥有包围活塞空腔32的在径向外部具有外围的壁外表面28的管状的周面壁27，该周面壁具有多个相互间以轴向间距布置的闭锁段42并且在至少两个轴向相邻的闭锁段42之间具有溢流段43，其中，所述周面壁27在每个溢流段43的区域内具有至少一个关于轴向相邻的闭锁段42径向凹入的溢流凹处45，其中，控制活塞16的管状的周面壁27完全地构造成空心柱形的并且拥有没有梯级的也沿轴向在每个溢流段43上延伸的柱形的壁外表面28，所述控制活塞以该壁外表面可滑动移动地靠在包围该控制活塞的环形的密封表面12处，其中，每个溢流凹处45构造成周面壁27的通入活塞空腔32中的窗口状的壁裂口 44，该壁裂口仅仅围绕活塞纵轴线17延伸一段距离。
【主权项】
1.多路阀，具有阀壳体(2)，在所述阀壳体中存在长形的壳体凹槽(3)，该壳体凹槽装备有多个轴向相互隔开的并且分别径向指向内的环形的密封表面(12)，其中，所述环形的密封表面(12)中的至少一个布置在所述壳体凹槽(3)的两个凹槽段(13)之间，在所述凹槽段中分别通入至少一个穿过阀壳体(2)的阀通道(14)，其中，在所述壳体凹槽(3)中布置了具有活塞纵轴线(17)的空心的控制活塞(16)，所述控制活塞为了在不同的切换位置中的定位能够沿着壳体凹槽(3)的纵向进行轴向移动并且所述控制活塞拥有包围活塞空腔(32)的在径向外面具有外围的壁外表面(28)的管状的周面壁(27)，该周面壁具有多个相互间以轴向间隔进行布置的闭锁段(42)并且在至少两个轴向相邻的闭锁段(42)之间具有溢流段(43)，其中，所述周面壁(27)在每个溢流段(43)的区域内具有至少一个关于所述轴向相邻的闭锁段(42)径向凹入的溢流凹处(45)，其特征在于，所述控制活塞(16)的管状的周面壁(27)完全地构造成空心柱形的，并且拥有也轴向在每个溢流段(43)上没有梯级地延伸的柱形的壁外表面(28)，所述控制活塞(16)以该壁外表面能够滑动移动地靠在包围所述控制活塞的环形的密封表面(12)处，其中，每个溢流凹处(45)构造成所述周面壁(27)的通入所述活塞空腔(32)的窗口状的壁裂口(44)，所述壁裂口仅仅围绕所述活塞纵轴线(17)延伸一段距离。2.按权利要求1所述的多路阀，其特征在于，空心柱形的周面壁(27)具有三个相互间以轴向距离进行布置的闭锁段(42)，其中，在中间的闭锁段(42、42a)与两个外部的闭锁段(42、42b、42c)中的每个之间布置设有至少一个溢流凹处(45)的溢流段(43)。3.按权利要求1或2所述的多路阀，其特征在于，至少一个并且有利地每个溢流凹处(45)围绕所述活塞纵轴线(17)在小于180°的周面角上延伸。4.按权利要求1到3中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少一个并且有利地每个形成溢流凹处(45)的壁裂口(44)具有矩形的轮廓。5.按权利要求1到4中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少一个并且有利地每个溢流段(43)拥有多个沿着所述周面壁(27)的周面方向(46)分布地布置的、分别构造成窗口状的壁裂口(44)的溢流凹处(45)。6.按权利要求1到5中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少一个并且有利地每个溢流段(43)拥有刚好两个分别构造成窗口状的壁裂口(44)的溢流凹处(45)，这两个溢流凹处关于所述活塞纵轴线(17)相反地对置。7.按权利要求1到6中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述活塞空腔(32)通过至少一个隔板状的分隔壁(53)密封地分成多个轴向彼此相随的部分空腔(54)。8.按权利要求7所述的多路阀，其特征在于，所有属于相同的溢流段(43)的溢流凹处(45)通入一个并且同一个部分空腔(54)中。9.按权利要求7或8所述的多路阀，其特征在于，其拥有至少两个轴向布置在两个闭锁段(42)之间的溢流段(43)，其中，属于不同的溢流段(43)的溢流凹处(45)通入不同的部分空腔(54)中。10.按权利要求7到9中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少一个溢流段(43)的至少一个溢流凹处(45)通入部分空腔(54)中，该部分空腔的长度相应于所述溢流段(43)的长度。11.按权利要求7到10中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述活塞空腔(32)通过至少一个分隔壁(53)分成多个部分空腔(54)，其中，没有溢流凹处(45)通入这些部分空腔(54)中的至少一个中。12.按权利要求1到11中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述活塞空腔(32)在至少一个并且有利地每个轴向的端侧处通过与所述周面壁(27)连接的关闭壁(36)封闭。13.按权利要求12所述的多路阀，其特征在于，所述控制活塞(16)的至少一个关闭壁(36)材料配合地与所述周面壁(27)连接或者与所述周面壁(27)构造成一体。14.按权利要求1到13中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述活塞空腔(32)形成至少一个容纳至少一个功能件(56)的功能腔(55)，其中，至少一个功能件(56)有利的是位置获取件和/或传感器件和/或阀件。15.按权利要求1到14中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述周面壁(27)有利地除了包围所述至少一个溢流凹处(45)的边缘区域之外连续地拥有相同的壁厚。16.按权利要求1到15中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少所述周面壁(27)以及有利地整个控制活塞(16 )由合成材料制成。17.按权利要求1到16中任一项所述的多路阀，其特征在于，所述环形的密封表面(12)由紧固在所述阀壳体(3)处的环形的密封元件(5)形成，这些密封元件有利地由橡胶弹性的材料制成。18.按权利要求1到17中任一项所述的多路阀，其特征在于，至少一个溢流段(43)的至少一个溢流凹处(45)沿着所述活塞纵轴线(17)的轴线方向具有比所述环形的密封表面(12)中的至少一个更大的长度使得在所述控制活塞(16)的所述溢流段(43)由所述环形的密封表面(12)包围的位置中所述环形的密封表面(12)在所述溢流凹处(45)的区域内露出并且所述溢流凹处(45)轴向在两侧伸出超过所述环形的密封表面(12)，从而在两个轴向在两侧侧面靠着密封表面(12)的凹槽段(13)之间产生自由的流体连接。
【文档编号】F16K3/314GK105972254SQ201610138039
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】M.库格勒
【申请人】费斯托股份有限两合公司