流動控制閥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種流動控制閥(1)，用作液壓設備中的分流-合流閥，包括：具有第一縱向延伸孔的閥主體(2，2’，2”)；可滑動地位于孔中的外部閥芯(3)，具有穿過外部閥芯的縱向延伸通道；可滑動地位于通道內的一對軸向延伸的內部閥芯(4)；閥主體具有第一端口(21)和一對第二端口(22)，外部閥芯具有與第一端口和通道連通的至少第一開口以及穿過外部閥芯的至少兩對第二開口。根據本發明，每對的至少一個第二開口具有不恒定的縱向截面，該截面在所述第二開口的厚度(t)的至少一部分上從外部閥芯的外表面開始變窄，使得第二開口的橫向側面提供了一障礙物，進入第二開口的流體流的一部分在進入內部閥芯之前在該障礙物處碰撞。
【專利說明】
流動te.制闊
技術領域
[0001]本發明涉及流動控制閥技術領域，更具體地涉及一種能夠用作分流-合流閥的流動控制閥，用于液壓設備或器械的同步操作。
【背景技術】
[0002]交替性地用作分流閥和合流閥的流動控制閥已經由US 3554213已知。
[0003]該流動控制閥包括具有縱向延伸孔的閥主體，所述縱向延伸孔用于將縱向延伸的主閥芯容納在其中。盤簧促使該主閥芯在所述閥主體中位于孔的中心。
[0004]兩個次級閥芯以端對端的關系設置在位于所述主閥芯中的軸向延伸通道中，用于相對于彼此滑動運動。
[0005]閥主體具有連接到液壓流體源的第一端口(交替地用作入口端口和出口端口)和連接到液壓設備的一對第二端口，液壓流體可沿一個方向或沿相反方向流過所述第一第二端口。
[0006]次級閥芯中的每個包括其中形成有洞口的分隔壁和穿過該次級閥芯的通道，該穿過次級閥芯的通道適于選擇性地與形成在主閥芯中的兩對通道中每對的一個通道和形成在閥主體中的一個通道對準。
[0007]當流動控制閥在分流模式運行時，被引入到第一端口中的液壓流體流流到主閥芯內，液壓流體流在該主閥芯中被分成進入每個次級閥芯的兩股流動。由于流體穿過形成在所述次級閥芯的分隔壁中的洞口，由該洞口提供給流體流的阻力使得次級閥芯遠離彼此地移動。液壓流體流過設置在次級閥芯中的通道，然后進入設置在主閥芯中的通道，以待通過閥主體的第二端口排出。
[0008]在兩個第二端口中的壓力不相等的情況下，主閥芯將向右側或左側移動，直到兩個次級閥芯中的壓力相等。然后朱閥芯將回到其中心位置。
[0009]當流動控制閥在合流模式下運行時，被引入到兩個第二端口中的液壓流體流在通過閥主體的第一端口排出之前在主閥芯的通道內合流。在這種情況下，兩個次級閥芯朝向彼此移動。
[0010]再次，在兩個第二端口中的壓力不相等的情況下，主閥芯將向右側或左側移動。主閥芯的移動(例如向右的移動)逐漸減小了設置在主閥芯中左側的一對通道中的右側通道的打開程度，并且增大了左側的次級閥芯的流體腔與左側的第二端口之間的壓力差。這導致左側的次級閥芯內的流體壓力的減小。當通過左側端口被引入左側的次級閥芯的流體腔中的液壓流體的壓力小于通過右側端口被引入右側的次級閥芯的流體腔中的液壓流體的壓力時，主閥芯將向左側移動。
[0011 ]主閥芯的向右和向左的移動被快速地交替重復，以使主閥芯維持在標準的中心位置。
[0012]然而，在合流模式中且對于高流體流量來說，這種類型的流動控制閥由于主閥芯的振動而具有較不準確的缺點。
[0013]另外，理論上，穿過設置在所述次級閥芯的每個分隔壁中的洞口(orifice)的壓降應該獨立于主閥芯的軸向位置。然而，由于高湍流，實際中通常不是這樣。

【發明內容】

[0014]因此，本發明的目的在于避免先前所述的缺點。
[0015]因此，本發明涉及一種流動控制閥，適于用作液壓設備中的分流-合流閥，包括:
[0016]-閥主體，所述閥主體具有穿過該閥主體的第一縱向延伸孔，
[0017]-外部閥芯(spool)，所述外部閥芯可滑動地位于所述孔中，具有穿過該外部閥芯的縱向延伸通道，
[0018]-復位裝置，所述復位裝置永久地趨向于使所述外部閥芯在所述孔的縱向方向上位于中心，
[0019]-—對軸向延伸的內部閥芯，所述內部閥芯可滑動地位于設置在所述外部閥芯中的所述通道內，每個內部閥芯具有穿過該內部閥芯的軸向延伸通道，
[0020]所述閥主體具有穿過該閥主體的第一端口和穿過該閥主體的一對第二端口，所述第一端口和第二端口與所述孔連通，
[0021]所述外部閥芯具有至少第一開口，該第一開口在一個端部處與所述閥主體的所述第一端口連通且在其另一端部處與所述外部閥芯的中心區域連通，所述外部閥芯還具有穿過該外部閥芯的至少兩對第二開口，在所述第一開口的每側有一對，每對的兩個第二開口在所述縱向方向上彼此偏置，從而使得對于每對來說，所述第二開口中的至少一個根據所述外部閥芯在所述孔中的軸向位置而與所述第二端口中的一個連通，
[0022]每個內部閥芯中具有布置為根據所述內部閥芯的軸向位置與所述外部閥芯的兩個第二開口中的一個對準的至少一個開口，以提供從所述內部閥芯中的通道到所述閥主體的第二端口的流動路徑，
[0023]根據本發明，所述外部閥芯的每對的兩個第二開口中的至少一個第二開口具有不恒定的縱向截面，所述截面在所述第二開口的厚度的至少一部分上從所述外部閥芯的外表面開始變窄，使得所述至少一個第二開口的橫向側面提供了一障礙物，從所述第二端口進入所述第二開口的流體流的一部分在進入所述內部閥芯的軸向延伸通道之前在所述障礙物處碰撞。
[0024]根據本發明的其他有利的且非限制性的特征，單獨地或結合地:
[0025]-具有不恒定截面的所述第二開口包括中心鉆孔和部分覆蓋所述中心鉆孔且僅在外部閥芯的外表面上開放(open out)的至少一個圓周盲鉆孔，所述盲鉆孔構成了所述障礙物；
[0026]-具有不恒定截面的所述第二開口包括中心鉆孔、與所述中心鉆孔間隔開且通過一溝槽連接到所述中心鉆孔的盲鉆孔，所述盲鉆孔和所述溝槽在外部閥芯的外表面上開放；
[0027]-所述至少一個盲鉆孔沿著或靠近所述中心鉆孔的平行于所述外部閥芯的縱向軸線的直徑軸線設置，且設置在所述中心鉆孔的距所述外部閥芯的端部最近的一側；
[0028]-具有不恒定截面的所述第二開口的側壁從所述外部閥芯的內表面向所述外部閥芯的外表面發散；
[0029]-具有不恒定縱向截面的所述第二開口包括設置有埋頭孔的中心鉆孔，所述埋頭空在外部閥芯的外表面上開放；
[0030]-外部閥芯的具有不恒定縱向截面的第二開口在所述外部閥芯的外表面處的面積大于其在所述外部閥芯的內表面處的面積；
[0031]-每個內部閥芯設置有橫向地延伸越過穿過該內部閥芯的所述通道的分隔壁，并且該分隔壁設置有穿過分隔壁的至少一個孔口，該孔口提供了所述外部閥芯的中心區域與所述內部閥芯的穿過內部閥芯的通道之間的連通；
[0032]-所述分隔壁包括沿著所述內部閥芯的縱向軸線延伸的中心孔口和/或平行于該縱向軸線延伸的至少一個圓周孔口 ；
[0033]-分隔元件設置在所述外部閥芯的中心區域內且在所述至少一個第一開口前面，以將在所述流動控制閥內循環的液壓流體流分成兩股流；
[0034]-所述分隔元件是以與所述外部閥芯的通道同軸的關系插入到外部閥芯的通道中的管道的一部分，所述管道設置有在將所述管道橫向二等分的平面中延伸的平面形分隔壁，并且所述管道設置有在所述壁的兩側上的至少一個孔洞，所述孔洞在設置于所述外部閥芯的開口的前面敞開；
[0035]-所述分隔元件是以與所述外部閥芯的通道同軸的關系插入到外部閥芯的通道中的管道的一部分，所述管道設置有在將所述管道橫向二等分的平面中延伸的分隔壁，并且所述管道設置有在所述壁的兩側上的至少一個孔洞，所述孔洞在設置于所述外部閥芯的開口的前面敞開，所述分隔壁設置有兩個圓錐體，所述兩個圓錐體置于所述分隔壁上從而使得它們各自的底部于所述分隔壁接觸；
[0036]-所述流動控制閥包括附加的旁通閥芯；
[0037]-所述旁通閥芯與所述外部閥芯成同軸關系，并且安裝成在所述外部閥芯的外面且在所述閥主體的第一孔內，所述旁通閥芯可滑動地位于所述第一孔內；
[0038]-所述旁通閥芯可滑動地位于附加的縱向延伸孔內，所述附加的縱向延伸孔設置在所述閥主體中且平行于所述閥主體的所述第一孔；
[0039]-該流動控制閥包括控制閥芯，該控制閥芯可滑動地安裝在所述閥主體的第二孔內，平行于容納所述旁通閥芯的第一孔，所述第一孔和所述第二孔通過至少一個連接端口連接；
[0040]-所述控制閥芯能夠在所謂的“激活”位置與所謂的“失活”位置之間移動，在所述“激活”位置，所述控制閥芯將所述閥主體的穿過閥主體的兩個第二端口連接到所述液壓設備的液壓栗，在所述“失活”位置，所述控制閥芯將所述閥主體的穿過閥主體的兩個第二端口連接到所述液壓設備的液壓流體儲箱。
【附圖說明】
[0041]本發明的額外的目的和特征以及優點將會通過下文結合附圖給出的描述而變得明顯，附圖表示了多個可能的實施例。在這些附圖中:
[0042]圖1和圖2是處于合流模式的根據本發明的流動控制閥的縱向剖視圖，外部閥芯分別處于中心位置或處于偏置位置；
[0043]圖3是根據本發明的流動控制閥的外部閥芯的縱向剖視圖；
[0044]圖4是圖3的外部閥芯的一部分的透視圖；
[0045]圖5是較大比例尺的圖1的流動控制閥的局部縱向剖視圖；
[0046]圖6至圖20是設置在根據本發明的流動控制閥的外部閥芯內的不同形狀的貫通開口的示意性俯視圖和剖視圖；
[0047]圖21和圖22是分別構造為設置在外部閥芯內的通道內部的分隔元件的縱向剖視圖和透視圖；
[0048]圖23是分隔元件的第二實施例的透視圖；
[0049]圖24和圖25是表示圖26的流動控制閥的線路圖，旁通閥芯處于兩個不同的位置；
[0050]圖26是根據本發明的流動控制閥的第二實施例的縱向剖視圖，其包括旁通閥芯；
[0051]圖27是示出根據現有技術的流動控制閥的兩個不同的點之間的壓差ΔΡ與內部流動的液壓流體的流量FR的函數關系的圖解，其用于兩種外部閥芯軸向移動(兩條曲線)；[0052 ]圖28是根據本發明的流動控制閥的類似的圖解；
[0053]圖29是根據縱向截平面的內部閥芯的變型實施例的一半的透視圖；
[0054]圖30是類似于圖29但是示出內部閥芯的另一變型實施例的視圖；
[0055]圖31是示出圖32的流動控制閥的液壓線路圖；
[0056]圖32是根據本發明的流動控制閥的第三實施例的縱向截面的視圖，其包括控制閥芯。
【具體實施方式】
[0057]將參照圖1至圖3對根據本發明的一個可能實施例的流動控制閥I的結構進行描述。
[0058]將會注意到，構成本發明的流動控制閥的元件示對稱地布置在閥的左側和右側。換言之，流動控制閥I包括一對稱平面PI，在圖和圖2中該對稱平面PI由線Y-Y ’表示。
[0059]流動控制閥I包括閥主體2，閥主體2設置有沿著軸線X-X’縱向延伸的中心管狀孔20 (所謂的“第一孔”)。
[0060]閥主體2設置有第一貫通端口 21和一對第二貫通端口 22。
[0061 ]第一端口 21沿著垂直于縱向軸線X-X’的軸線Y-Y’延伸。
[0062]第一端口21終止于設置在孔20的內表面上的環形凹槽23。
[0063]因此，第一端口21在可連接到液壓設備的一個端部處與閥主體2的外部流體連通，且在其另一端部處與孔20的內部連通，更準確地說是與環形凹槽23連通。
[0064]優選地，所述第二端口22中的每個軸線上位于第一端口 21和閥主體2的一個端部之間。所述第二端口 22分別沿著平行于軸線Y-Y’的軸線Yl-Yl，和Y2-Y2，延伸。
[0065]每個第二端口22在一個端部終止于閥主體2的外部，并且在另一端部處終止于設置在孔20的內表面上的環形凹槽24中。
[0066]每個第二端口22構造為能夠連接到液壓設備。
[0067]孔20的兩個端部都被附接到所述閥主體2的蓋部25堵塞。O形環26安裝在所述蓋部25中，用于提供于閥主體2的密封和防止液壓流體的泄漏。另外，每個蓋部25在其內表面(即，面向孔20的表面)上設置有凹部250。
[0068]管狀形狀的外部閥芯3同軸地設置在孔20中。
[0069]外部閥芯3的外徑相當于孔20的內徑(具有間隙)，使得外部閥芯3可在所述第一孔20中滑動。
[0070]外部閥芯3中的通道被標記為30。
[0071]復位裝置31永久地趨向于使所述外部閥芯3在所述孔20的縱向方向上位于中心。
[0072]優選地，所述復位裝置31是壓縮盤簧，該壓縮盤簧的一個端部被保持(固定)在凹部250中，該壓縮盤簧的另一個端部被保持(固定)在設置在外部閥芯3的內表面37上的環形的內部凹槽38中(參見圖3)。
[0073]如圖3中所示，外部閥芯3具有至少第一開口34，該第一開口在一個端部處與第一端口或更精確地說與設置在孔20內的環形凹槽23連通，且在其另一端部處與通道30內的中心區域32連通。更優選地，所述外部閥芯3設置有布置在一直徑上的兩個開口 34，或設置有四個開口，如圖中所示。
[0074]所述外部閥芯3還具有穿過該外部閥芯的至少兩對350第二開口，在第一開口 34的每側有一對350。在每對350中，兩個第二開口 35a，35b在外部閥芯3的縱向方向上彼此偏置。另外，如圖3中所示，每對的第二開口 35a，35b優選地在角方向上偏置。
[0075]在每對350中，距離外部閥芯3的端部最近的第二開口被標記為35b，而距離中心區域32最近的一個被標記為35a。
[0076]優選地，在所述第一開口34的每側(左側和右側)，外部閥芯3設置有在直徑上設置的兩對350第二開口 35a，35b，且更優選地，如圖3所示，設置有彼此成90度布置的四對第二開口，即總共8對350第二開口。
[0077]所述第二開口的具體形狀將會在下文中更精確地描述。
[0078]兩個環形凹槽39設置在外部閥芯3的內表面上。它們的作用將在下文中描述。
[0079]如圖1和圖2中所示，根據本發明的流動控制閥I還包括一對軸向延伸的內部閥芯4，所述內部閥芯可滑動地位于設置在所述外部閥芯3中的通道30內，兩個內部閥芯4分別位于設置在通道30內的中心區域32的兩側。
[0080]每個內部閥芯4具有管狀的形狀，縱向延伸通道40穿過內部閥芯。
[0081]優選地，每個內部閥芯4設置有橫向地延伸越過所述通道40的分隔壁41，優選地處于內部閥芯4的靠近中心區域32的端部處。
[0082]每個內部閥芯4與外部閥芯3同軸。根據第一變型實施例，分隔壁4設置有穿過該分隔壁的孔口 410，該孔口沿著縱向軸線X-X，延伸，用于提供中心區域32與所述內部閥芯4的軸向延伸通道40之間的連通。
[0083]根據第二變型實施例，如圖29中所示，分隔壁41被與內部閥芯4的縱向軸線X-X’同軸的中心孔口410以及多個圓周孔口410’穿透，多個圓周孔口410’圍繞中心孔口410布置從而平行于軸線X-X’延伸。在圖29的變型中，有六個這種圓周孔口410’(在圖的截面中僅能看到四個)。但是這一數量不是限制性的。圓周孔口 410’優選地相對于中心孔口 410對稱地布置。
[0084]根據圖30中所示的第三變型實施例，分隔壁41包括多個圓周孔口 410’而沒有中心孔口410，優選地包括至少兩個圓周孔口 410’，所述多個圓周孔口410’優選地相對軸線X-X’對稱地布置。
[0085]具有多個而不是一個孔口410，410 ’這一事實具體地使得能夠:
[0086]-具有獨立于內部閥芯4的軸向位移的穿過分隔壁41的壓降，包括在合流模式中，對應于控制閥的更好精度，
[0087]-降低穿過孔口410，410’之后的“過渡距離”，流體的速度在該“過渡距離”中降低，
[0088]-降低穿過孔口410，410’之后的湍流，特別是在合流模式中，特別是防止產生再流通區域。
[0089 ]每個內部閥芯4中具有至少一個布置在所述內部閥芯4的側壁中的貫通開口 41。優選地，每個內部閥芯4具有在直徑上設置的至少兩個開口 42，更優選地是四個開口 42，如圖1和圖2中所示(彼此間隔90°地設置)。
[0090]每個內部閥芯4還設置有堵塞其與分隔壁41相反的端部的塞子43。
[0091]優選地，卡環33設置在外部閥芯3的凹槽38，39內。它們構成了用于限制每個內部閥芯4在所述外部閥芯3的通道30中沿縱向方向移動的范圍。
[0092]開口 42設置在每個內部閥芯4內以根據內部閥芯4的軸向位置與所述外部閥芯3的第二開口 35a，35b對準，以提供從通道40到設置在所述閥主體2中的第二端口 22的流動路徑。
[0093]有利地，分隔元件5或5，設置在外部閥芯3的中心區域32內，在第一開口34的前面且在每個內部閥芯4之間。
[0094]該分隔元件的功能將在下文中描述。該分隔元件5，5’還可起到限制每個內部閥芯4的移動范圍的作用。
[0095]構成流動控制閥I的所有元件優選地由金屬或塑料材料制成。
[0096]現在將參照圖21和圖22描述分隔元件(標記為5)的第一實施例。分隔元件5是管道50的一部分，也就是具有較小長度的管道。管道50設置有在將所述管道50橫向二等分的平面中延伸的圓形的平面形分隔壁51。另外，管道50設置有在壁51的兩側上的大尺寸的至少一個貫通孔洞52，優選地為多個孔洞52，例如四個，如在圖22中的示例所示。
[0097]現在將參照圖23描述分隔元件的第二實施例(標記為5’)。
[0098]分隔元件5’與分隔元件5的區別在于，標記為51’的分隔壁設置有兩個圓錐體53，這兩個圓錐體設置在分隔壁51’上從而使得它們各自的底部于所述分隔壁51接觸。換言之，每個圓錐體53的尖端530朝向內部閥芯4中的之一定向。
[0099]如圖1和圖2中所示，管道50以與外部閥芯3的通道30同軸的關系插入到外部閥芯3的通道30中，使得分隔壁51的平面與閥主體2的平面Pl共面。
[0100]分隔元件5或5，在流動控制閥I在分流模式下工作時起到分束作用。液壓流體流進入第一端口 21和凹槽23，然后穿過第一開口 34進入中心空間32。由于分隔壁51設置于流動控制閥的對稱平面Pl中，液壓流體流(流動)完美地被分為朝向每個內部閥芯4的孔口410引導的兩股流動。
[0101]相反，在合流模式中，從每個內部閥芯4發出的兩股液壓流體流在兩側碰撞分隔壁51或圓錐體53，之后被朝向一組第一開口 34引導，由此防止一側的流動的滯止壓力在另一側的流動上施加影響。
[0102]圓錐體53促進來自一個方向的流動偏轉到垂直方向。
[0103]在分流模式中，分隔壁41兩側的壓差和孔口410提供給流體的阻力使得兩個內部閥芯4在蓋部25的方向上遠離彼此地移動。在該位置，未在圖中示出，每個內部閥芯4的開口42與每對350開口的第二開口 35b對準。
[0104]相反，在合流模式中，跨越內部閥芯4的壓差迫使內部閥芯彼此抵靠，如圖1和圖2中所示。在該位置，開口 42與第二開口 35a相應地對準。
[0105]根據本發明，在第一開口34的每側上的至少一個開口35a且優選地外部閥芯3的所有開口 35a具有不恒定的縱向截面，所述截面在所述第二開口 35a的厚度t(相當于外部閥芯3的壁的厚度)的至少一部分上從外部閥芯3的外表面36開始變窄，使得所述至少一個第二開口 35a的橫向側面提供了一障礙物，從所述第二端口 22之一進入所述第二開口 35a的流體流的一部分在進入內部閥芯4的軸向延伸通道40之前在所述障礙物處碰撞。
[0106]現在將參照圖3至圖7對第二開口35a的第一實施例進行描述。所述第二開口 35a包括穿過外部閥芯3的全部厚度5提供的中心鉆孔351和部分覆蓋所述中心鉆孔351且僅在外部閥芯3的外表面(36)上開放的至少一個圓周盲鉆孔352。
[0107]如上文已經關于現有技術的流動控制閥解釋過的，當流動控制閥在合流模式下運行時，并且如果兩個第二端口 22中的壓力不相等，則外部閥芯3將移動到右側或左側以使得被引入到中心空間32且隨后進入第一端口 21的液壓流體的壓力平衡。之后，當壓力平衡時，外部閥芯返回到圖1中所示的中心位置。
[0108]當外部閥芯3處于圖2中所示的位置時，其中外部閥芯在流動控制閥的右側，外部閥芯3的右側的第二開口 35a與右側的第二端口 22或相應的環形凹槽24對準。相反，位于外部閥芯3左側的第二開口 35a僅部分地與閥主體2的左手邊的第二端口 22對準。
[0109]當外部閥芯3向后移動到左側時，其通過圖5所示的運行位置，在該運行位置，僅圓周盲鉆孔352開始與閥主體2的左側的第二端口 22對準。
[0110]在此條件下，且如圖5所示，從第二端口22發出的進入流(箭頭i)在碰撞孔20的內表面(箭頭j)然后朝向內部閥芯4的孔口 410被送回(箭頭k)之前碰撞盲鉆孔352的底部353。這也適用于有多個孔口410，410’的情況。
[0111]通過該結構以及障礙物(底部353)的形成，內部閥芯4中的湍流被避免，這是因為進入流不會過于突然地進入通道40，或者至少較不取決于外部閥芯的軸線位移。
[0112]現在參照圖8至圖20對第二開口35a的其他形狀進行描述。
[0113]盲鉆孔352的底部353可垂直于中心鉆孔351的縱向軸線Y3-Y3’，如圖7所示。
[0114]然而，盲鉆孔352的底部353可朝向中心鉆孔351和內表面37傾斜(如圖8中所示)，或朝向中心鉆孔351和外部閥芯3的外表面36傾斜(如圖10所示)。另外，底部353也可以是彎曲的，其凹面被朝向外部閥芯3的外表面36引導。盲鉆孔352的形狀可以是與中心鉆孔351相比直徑相同(如圖11所不)或直徑較小(如圖6所不)的圓的一部分，如圖6和圖11所不。
[0115]盲鉆孔352也可以具有環的一部分的形狀，如圖12所示。
[0116]另外，也可以具有多個盲鉆孔352，該多個盲鉆孔從中心鉆孔351到外側具有越來越小的直徑(如圖13所示)或者分離地設置(如圖16所示)。
[0117]當具有多個盲鉆孔352時，它們可以具有相同的深度(如圖14所示)或不同的深度(如圖15所示)。在此情況下，最外面的盲鉆孔352與中間的盲鉆孔352相比具有較小的深度。
[0118]第二開口 35a還可以包括中心鉆孔351和圍繞所述中心鉆孔的埋頭空，如圖17所不O
[0119]如圖18和圖19所示，第二開口 35a可包括中心鉆孔351和與中心鉆孔351間隔開且通過一溝槽355連接到中心鉆孔的盲鉆孔354，盲鉆孔354和溝槽355在外部閥芯3的外表面36上開放。盲鉆孔354和溝槽355可具有相同或不同的深度。
[0120]另外，盲鉆孔352或354的底部353也可以如上文所述的那樣傾斜或彎曲，或者為圓錐形。
[0121]最后，如圖20所述，第二開口35a可具有從外部閥芯的內表面37向外表面36發散的側壁356。
[0122]關于第二開口35a的形狀的實施例，必須注意到，構成障礙物的元件(盲鉆孔、凹槽或偏置壁)被沿著或靠近中心鉆孔351的平行于軸線X-X’的直徑軸線設置或形成，且設置在所述中心鉆孔351的朝向外部閥芯3的端部指向的側面上。換言之，且如可在圖3中看到的，障礙物元件，比如盲鉆孔352，設置在左側第二開口的左側上，或者設置在右側第二開口的右側上。
[0123]下文將描述第二開口35a的特定形狀對液壓流體流的影響。
[0124]在所有上文所述的實施例中，第二開口35a的在外部閥芯3的外表面36處的面積大于其在所述外部閥芯的內表面37處的面積。然而，第二開口 35a在障礙物的區域之后可朝向內表面37偏離。
[0125]另外，將會注意到，第二開口35b可以具有與第二開口 35a相同的形狀。然而，這不是絕對必須的，因為第二開口僅在分流模式下使用且湍流問題和閥的精度損失問題僅在合流模式下出現。
[0126]本發明的流動控制閥可單獨地使用，如上所述，或者也可以與附加的旁通閥芯結合地使用。
[0127]這種旁通閥芯允許使用根據本發明的分流-合流閥，或者使根據本發明的分流-合流閥旁通。
[0128]根據圖26中所不的本發明的第一實施例，芳通閥芯6設置在孔20內和外部閥芯3夕卜，與所述孔和所述外部閥芯成同軸關系。因此，旁通閥芯6沿著縱向軸線X-X’延伸。流動控制閥的該實施例被標記為I，。
[0129]旁通閥芯6具有穿過該旁通閥芯的軸向延伸通道60。
[0130]兩個壓縮螺旋彈簧31的外端部不再如閥I那樣容納在蓋部25的凹部250中，而是容納在分別在旁通閥芯6的通道的兩端插入的塞子61中。
[0131]O形環62安裝在塞子61的外側環形面與旁通閥芯6的通道60的內側圓柱形面之間，用于提供旁通閥芯6的牢固性。
[0132]閥主體被標記為2’且與閥主體2的區別在于，在第一孔20內開放的環形凹槽27設置在環形凹槽23與每個環形凹槽24之間，以使所述的這些凹槽處于流體連通。凹槽27比凹槽23和24淺。
[0133]管狀的旁通閥芯6具有內圓柱形面63和外圓柱形面64。
[0134]旁通閥芯6在其中心區域中具有在通道60內開放的環形凹槽65。所述環形凹槽65垂直于軸線X-X’。另外，旁通閥芯6包括至少一個貫通開口 650，該貫通開口 650提供內部凹槽65的底部與旁通閥芯6的外表面64之間的連通。
[0135]旁通閥芯6還包括在開口 650的每側上的至少一個貫通開口 660(優選兩個或四個規則地且沿角方向分布的貫通開口)。這些開口660在一個端部處與環形凹槽66連通，且在另一端部處與環形凹槽24連通。此外，旁通閥芯6的外表面64設置有具有軸線X-X’的兩個環形凹槽640，所述環形凹槽640中的每個位于中心開口 650與側面開口 660之一之間。
[0136]旁通閥芯6設置有復位裝置，在此情況下為壓縮螺旋彈簧67。
[0137]閥主體2’的孔20在其兩個端部處由蓋部28(圖26中的左側)和蓋部29(圖26中的右側)封閉。O形環280，290分別安裝在蓋部28，29與閥主體2’之間，以確保孔20的緊密性。蓋部29包括用于容納彈簧67的環形內部通道291。
[0138]彈簧67永久地趨向于使所述旁通閥芯6位于圖24和圖26中所示的“旁通位置”，即旁通閥芯6的與彈簧67相反的端部鄰接抵靠蓋部28的位置。
[0139]旁通閥芯6可通過X端口上的逆著彈簧67復位力的信號壓力稍微在圖26的右側上移位，以便處于圖25所示的“工作位置”。
[0140]在旁通閥芯6的兩個位置處，開口 660與環形凹槽24對準，中心開口 650與中心環形凹槽23對準。
[0141]在圖26所示的“旁通位置”，兩個環形凹槽640分別與設置在閥主體2’內的兩個環形凹槽27對準。在此情況下，進入第一端口 21的液壓流體流經由環形凹槽23和27朝向環形凹槽24被引導，然后朝向兩個端口 22被引導，由此使得外部閥芯3和兩個內部閥芯4被旁通。
[0142]相反，當旁通閥芯6處于“工作位置”時，隨著彈簧67處于壓縮狀態且閥芯6朝右轉移，則旁通閥芯6的外表面6 4的位于左側開口 6 6 O的右側附近和中心開口 6 5 O的右側附近的部分與環形凹槽27的底部對準，由此關閉環形凹槽23與兩個環形凹槽24之間的流體連通。在該位置，且如圖25所示，液壓流體流朝向外部閥芯3和兩個內部閥芯4被引導。在此情況下，流動控制閥在如上文所述的分流模式和合流模式下工作。
[0143]在如圖所示的第二實施例中，外部閥芯6可被設置在附加的縱向延伸孔中，附加的縱向延伸孔設置在閥主體2’內，平行于所述第一孔20。
[0144]在“旁通位置”處，所述旁通閥芯位于該附加孔中以發送直接朝向端口22的液壓流體。相反，在其“工作位置”處，旁通閥芯引導第一端口 21中的液壓流體流，且流動控制閥如關于圖1和圖2的閥I進行的描述那樣工作。
[0145]還可使用流動控制閥I’，流動控制閥I’設置有與外部閥芯3同軸的旁通閥芯6并且已經結合圖26進行了描述，耦合到附加的控制閥芯7。其整體構成了流動控制閥I’且在圖32中被示出。
[0146]如圖26所示，同心分流和旁通閥芯的裝配增大了復雜性，且因此容易將第三閥芯并行地增加到相同的主體中，以獲得三種不同的功能。
[0147]圖32中的閥I”的上部與結合圖26描述的閥I’相同，并且相同的附圖標記用于表示相同的元件。將僅對下部進行更詳細的描述。閥主體被標記為2”。
[0148]控制閥芯7是可滑動地安裝在第二圓柱形孔20’中的圓柱形元件，布置在閥主體2”中。
[0149]所示的控制閥芯7是所謂的“慣性環形”閥芯。該閥芯7可以是任何其他閥芯，例如特別是前步/后步選擇閥芯(front step/rear step select1n spool)。
[0150]第二孔20’沿著平行于第一孔20的縱向軸線X-X’的縱向軸線Χ1-ΧΓ延伸。
[0151 ] 這兩個孔20和20 ’通過至少一個連接端口 80連接到一起，所述至少連接端口優選地沿著軸線Y-Y ’延伸。
[0152] 連接端口 80在形成于第二孔20’的內壁上的環形凹槽81中以及環形凹槽23中開放。
[0153 ]閥主體2”還包括在環形凹槽81的兩側的兩個環形凹槽。這些環形凹槽分別被標記為82和83(在圖32中位于左側)，以及84和85(位于右側)。最后，比其他環形凹槽窄的第三環形凹槽86形成在凹槽85的右側。所有這些環形凹槽在孔20’內開放。
[0154]環形凹槽82，83，84和85各自分別連接到在閥主體2’外開放且在圖32中不可見的洞口。
[0155]控制閥芯7包括從其端部之一開始且越過其一部分長度的軸向中心溝槽70。
[0156]控制閥芯7在其外表面上還具有三個環形凹槽，從左至右依次標記為71，72和73。
[0157]環形凹槽71和73經由分別標記為74和75的管腔與中心溝槽70流體連通。
[0158]最后，中心溝槽70通過至少一個管腔76連接到其圓柱形外壁。
[0159]控制閥芯7在其端部中的一個(在此是圖32中的右側)處具有較小直徑的圓柱形頭部77，螺旋壓縮彈簧78圍繞該圓柱形頭部77布置。該彈簧78在其一個端部處被閥芯7保持，在另一端部處被中空蓋部29’保持。
[0160]溝槽70在頭部77的相反端部處開放并且被一止擋器79堵塞。
[0161]此外，孔20’還被蓋部28’堵塞。
[0162]螺旋彈簧78構成了復位裝置，該復位裝置永久地趨向于使控制閥芯7復位到所謂的圖32中所示的“失活”位置。
[0163]在該失活位置，環形凹槽83和85(以及連接到它們的面向外側的端口)與連接端口80隔絕。另外，環形凹槽73定位為面向連接端口80和環形凹槽84。由此，洞口80與凹槽84流體連通，并且經由管腔75與溝槽70和環形溝槽82流體連通。
[0164]控制閥芯7可通過在孔20’的定位為面向蓋部28’的端部處引入的液壓流體而逆著彈簧78施加的力移動。其移動至圖32中的右側以便占據所謂的“激活”位置。
[0165]在該激活位置，連接端口80與環形凹槽83以及連接到它們的面向外側的端口流體連接。另外，環形凹槽84經由控制閥芯7的環形凹槽73與環形凹槽85流體連接。
[0166]圖31示出了純粹通過圖示給出的流動控制閥I”的應用的實例。該應用涉及車輪的液壓助推。
[0167]在此情況下，兩個液壓馬達Ml和M2分別附接到兩個車輪，后者沒有在圖中示出。這些液壓馬達中的每個連接到第二端口 22和聯接到環形凹槽84的端口兩者。
[0168]另外，這些馬達的液壓控制回路的栗P附接到在環形凹槽83中開放的端口和在環形凹槽85中開放的端口兩者。最后，環形凹槽82附接到液壓流體箱R。
[0169]閥芯7被稱為液壓馬達的“慣性滑行”閥芯(當然，其也可以是任何其他閥芯，比如特別是前步/后步選擇閥芯)。
[0170]上述的液壓設備形成對車輪的液壓助推，或者相反地當控制閥芯處于失活位置時將這些輪置于慣性滑行運行模式。
[0171]這種類型的組件在同一閥主體2”中結合了三種不同的功能，在此為分流器/合流器功能、分流器/合流器的旁通功能以及馬達的慣性滑行功能。
[0172]這種類型的組件是有利的，因為其在同一主體中具有多個閥芯，并且避免了制造和機加工兩個單獨的主體并通過管道連接這兩個單獨的主體。
[0173]雖然這沒有在附圖中示出，但是也可能制造一種流動控制閥，其將上述的控制閥芯7與控制閥的變型實施例相連，在該控制的變型實施例中，旁通閥芯6被置于與第一孔20分離的附加的孔中。在此情況下，存在三個平行的孔。
[0174]測試
[0175]進行了測試以記錄當閥處于合流模式時，環繞彈簧31的孔20的左端部與端口21之間的壓差A P，所述壓差△ P為根據現有技術的流動控制閥中的液壓流體的不同流量FR的函數。
[0176]該結果在圖27中示出，其中，ΔP的單位為105Pa，流量FR的單位為升/分鐘。曲線A表示當外部閥芯處于中間(中心)位置時獲得的結果，曲線B表示當外部閥芯移動到右側時獲得的結果。
[0177]如圖所示，兩條曲線并不重合。
[0178]還基于根據本發明的流動控制閥(例如圖1和圖2中所示的流動控制閥)進行了類似的測試。
[0179]圖28中示出了其結果，其中，曲線C表示當外部閥芯3處于中間位置時(見圖1)獲得的結果，曲線D表示當外部閥芯3移動到右側時(見圖2)獲得的結果。
[0180]如圖所示，兩條曲線接近于完全重合，這表示外部閥芯3具有較小的振動，并且根據本發明的閥的精度較好。
[0181]最后，還對處于分流模式的兩種上述的流動控制閥進行了測量。獲得的結果表明，根據本發明的流動控制閥起到與現有技術的流動控制閥相似的作用，這表示對第二開口35a的改變在分流模式中不產生負面影響。
【主權項】
1.一種流動控制閥(I，I’，I”)，適于用作液壓設備中的分流-合流閥，包括: -閥主體(2，2’，2”)，所述閥主體具有穿過該閥主體的第一縱向延伸孔(20)， -外部閥芯(3)，所述外部閥芯(3)可滑動地位于所述孔(20)中，具有穿過該外部閥芯的縱向延伸通道(30)， -復位裝置(31)，所述復位裝置永久地趨向于使所述外部閥芯(3)在所述孔(20)的縱向方向上位于中心， -一對軸向延伸的內部閥芯(4)，所述內部閥芯可滑動地位于設置在所述外部閥芯中的所述通道(30)內，每個內部閥芯(4)具有穿過該內部閥芯的軸向延伸通道(40)， 所述閥主體(2，2’，2”)具有穿過該閥主體的第一端口(21)和穿過該閥主體的一對第二端口(22)，所述第一端口(21)和第二端口(22)與所述第一孔(20)連通， 所述外部閥芯(3)具有至少第一開口(34)，該第一開口在一個端部處與所述閥主體(2，2’，2”)的所述第一端口(21)連通且在其另一端部處與所述外部閥芯(3)的中心區域(32)連通，所述外部閥芯(3)還具有穿過該外部閥芯的至少兩對(350)第二開口(35a，35b)，所述第二開口(35a，35b)在所述第一開口(34)的每側有一對(350)，每對(350)的兩個第二開口(35a，35b)在所述縱向方向上彼此偏置，從而使得對于每對(350)來說，所述第二開口(35a，35b)中的至少一個根據所述外部閥芯(3)在所述第一孔(20)中的軸向位置而與所述第二端口(22)中的一個連通， 每個內部閥芯(4)中具有布置為根據所述內部閥芯(4)的軸向位置與所述外部閥芯(3)的兩個第二開口( 35a，35b)中的一個對準的至少一個開口(42)，以提供從所述內部閥芯(4)中的通道(40)到所述閥主體(2，2’，2”)的第二端口(22)的流動路徑， 其特征在于，所述外部閥芯(3)的每對(350)的兩個第二開口(35a，35b)中的至少一個第二開口(35a)具有不恒定的縱向截面，所述截面在所述第二開口(35a)的厚度(t)的至少一部分上從所述外部閥芯(3)的外表面(36)開始變窄，使得所述至少一個第二開口(35a)的橫向側面(352，353，354，355，356)提供了一障礙物，從所述第二端口(22)進入所述第二開口(35a)的流體流的一部分在進入所述內部閥芯(4)的軸向延伸通道(40)之前在所述障礙物處碰撞。2.根據權利要求1所述的流動控制閥(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二開口(35a)包括中心鉆孔(351)和部分覆蓋所述中心鉆孔(351)且僅在外部閥芯(3)的外表面(36)上開放的至少一個圓周盲鉆孔(352)，所述盲鉆孔(352)構成了所述障礙物。3.根據權利要求1所述的流動控制閥(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二開口(35a)包括中心鉆孔(351)、與所述中心鉆孔(351)間隔開且通過一溝槽(355)連接到所述中心鉆孔(351)的盲鉆孔(354)，所述盲鉆孔(354)和所述溝槽(355)在外部閥芯(3)的外表面(36)上開放。4.根據權利要求2或3所述的流動控制閥(I，I’，I”)，其特征在于，所述至少一個盲鉆孔(352,354)沿著或靠近所述中心鉆孔(351)的平行于所述外部閥芯(3)的縱向軸線(X-X’)的直徑軸線設置，且設置在所述中心鉆孔(351)的距所述外部閥芯(3)的端部最近的一側。5.根據權利要求1所述流動控制閥(I，I’，I”)，其特征在于，具有不恒定截面的所述第二開口( 35a)的側壁(356)從所述外部閥芯(3)的內表面(37)向所述外部閥芯的外表面(36)發散。6.根據權利要求1所述流動控制閥(I，1’，1”)，其特征在于，具有不恒定縱向截面的所述第二開口(35a)包括設置有埋頭孔(353)的中心鉆孔(351)，所述埋頭空(353)在外部閥芯(3)的外表面(36)上開放。7.根據前述權利要求中任一項所述流動控制閥(I其特征在于，外部閥芯(3)的具有不恒定縱向截面的第二開口(35a)在所述外部閥芯(3)的外表面(36)處的面積大于其在所述外部閥芯(3)的內表面(37)處的面積。8.根據前述權利要求中任一項所述流動控制閥(I其特征在于，每個內部閥芯(4)設置有橫向地延伸穿過該內部閥芯的所述通道(40)的分隔壁(41)，并且該分隔壁(41)設置有穿過分隔壁的至少一個孔口(410，410’)，該孔口(410，410’)提供了所述外部閥芯(3)的中心區域(32)與所述內部閥芯(4)的穿過內部閥芯的通道(40)之間的連通。9.根據權利要求8所述流動控制閥(I，I’，I”)，其特征在于，所述分隔壁(41)包括沿著所述內部閥芯(4)的縱向軸線(X-X’)延伸的中心孔口(410)和/或平行于該縱向軸線(X-X’)延伸的至少一個圓周孔口(410’)。10.根據前述權利要求中任一項所述流動控制閥其特征在于，分隔元件(5，5’)設置在所述外部閥芯(3)的中心區域(32)內且在所述至少一個第一開口(34)前面，以將在所述流動控制閥(I，I’)內循環的液壓流體流分成兩股流。11.根據權利要求10所述的流動控制閥其特征在于，所述分隔元件(5)是以與所述外部閥芯(3)的通道(30)同軸的關系插入到外部閥芯(3)的通道(30)中的管道(50)的一部分，所述管道(50)設置有在將所述管道(50)橫向二等分的平面中延伸的平面形分隔壁(51)，并且所述管道(50)設置有在所述壁(51)的兩側上的至少一個孔洞(52)，所述孔洞(52)在設置于所述外部閥芯(3)的開口(34)的前面敞開。12.根據權利要求10所述的流動控制閥其特征在于，所述分隔元件(5’)是以與所述外部閥芯(3)的通道(30)同軸的關系插入到外部閥芯(3)的通道(30)中的管道(50)的一部分，所述管道(50)設置有在將所述管道(50)橫向二等分的平面中延伸的分隔壁(51’)，并且所述管道(50)設置有在所述壁(51’)的兩側上的至少一個孔洞(52)，所述孔洞(52)在設置于所述外部閥芯(3)的開口(34)的前面敞開，所述分隔壁(51’)設置有兩個圓錐體(53)，所述兩個圓錐體置于所述分隔壁(51’)上從而使得它們各自的底部于所述分隔壁(51’)接觸。13.根據前述權利要求中任一項所述的流動控制閥其特征在于，其包括附加的旁通閥芯(6)。14.根據權利要求13所述的流動控制閥其特征在于，所述旁通閥芯(6)與所述外部閥芯(3)成同軸關系，并且安裝成在所述外部閥芯(3)的外面且在所述閥主體(2，2’，2”)的第一孔(20)內，所述旁通閥芯(6)可滑動地位于所述第一孔(20)內。15.根據權利要求13所述的流動控制閥其特征在于，所述旁通閥芯(6)可滑動地位于附加的縱向延伸孔內，所述附加的縱向延伸孔設置在所述閥主體(2’，2”)中且平行于所述閥主體(2’)的所述第一孔(20)。16.根據權利要求14或15所述的流動控制閥(I”)，其特征在于，該流動控制閥(I”)包括控制閥芯(7)，該控制閥芯(7)可滑動地安裝在所述閥主體(2，2 ’，2”)的第二孔(20 ’)內，平行于容納所述旁通閥芯(6)的第一孔(20)，所述第一孔(20)和所述第二孔(20’)通過至少一個連接端口(80)連接。17.根據權利要求16所述的流動控制閥(1”)，其特征在于，所述控制閥芯(7)能夠在所謂的“激活”位置與所謂的“失活”位置之間移動，在所述“激活”位置，所述控制閥芯將所述閥主體(2，2’，2”)的穿過閥主體的兩個第二端口(22)連接到所述液壓設備的液壓栗，在所述“失活”位置，所述控制閥芯將所述閥主體(2，2’，2”)的穿過閥主體的兩個第二端口(22)連接到所述液壓設備的液壓流體儲箱。
【文檔編號】F16K11/10GK105840880SQ201610067584
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月29日
【發明人】盧卡·皮特耐爾, 馬捷·厄茲諾茲尼克, 弗蘭克·毛伊迪克, 艾倫·洛卓基
【申請人】波克蘭液壓工業設備公司