CN102713381A - 先导式溢流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有主级以及先导级的先导式溢流阀，其先导活塞（46、48）被先导弹簧（50）在先导级的闭合方向上加载，其中所述先导弹簧支撑在控制滑阀（54）上，所述控制滑阀能够通过由反作用用于调节所述先导弹簧的预应力的过调制弹簧（58）的力的控制压力来进行定位，在此所述控制滑阀在负载位置中贴靠在止挡部（70、70a）上，在所述负载位置中所述先导弹簧具有最小预应力。根据本发明，过调制弹簧的预应力和止挡部的位置是可以彼此独立地进行调节。

Description

先导式溢流阀

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的先导式溢流阀。

在具有主阀芯的溢流阀中，所述主阀芯在超过最大压力时释放溢流，有待限定的压力基本上针对在闭合方向上起效的调整弹簧而起作用。随着溢流阀的体积流量不断增加，阀座直径或者说滑阀直径以及调整弹簧的增大是必要的。在此，所需要的弹力随阀座直径或者说滑阀直径平方地增加。

为了使结构空间保持合理的尺寸，采用先导式的溢流阀。这种阀门在闭合方向上具有其主阀芯的附加的压力加载，其中，该压力能够通过先导阀被降低。所述先导阀是被直接控制的溢流阀。通过所述附加的可降低的闭合力，该阀门的主级能够设计为比在直接控制的溢流阀中要小。

申请文件的数据页RD 64642/11.06在第17页上示出了型号为MHDBLS的先导式溢流阀，在这种型号的溢流阀中，能够通过控制滑阀的定位来调节先导级的响应特性。为此，改变了支撑在控制滑阀上的先导弹簧的预应力。在控制滑阀上，一方面作用有过调制弹簧；另一方面作用有控制压力。其中，所述过调制弹簧在提高先导弹簧的预应力的方向上起作用，而所述控制压力在减小先导弹簧的预应力的方向上起作用。

这种先导式溢流阀的缺陷在于，所述用于移动控制滑阀所需的控制压力以及限定了先导弹簧的最小预应力的止挡部，仅仅能够通过旋转套筒中的调节套筒来共同调节。

与此相对应地，本发明的目的在于，提供一种先导式溢流阀，在所述先导式溢流阀中提高了可调节性的灵活性。

该目的通过根据权利要求1所述的先导式溢流阀来解决。

根据本发明的先导式溢流阀具有主级和先导级，其先导活塞被先导弹簧在先导级的闭合方向上加载，其中所述先导弹簧支撑在控制滑阀上，所述控制滑阀能够通过由反作用用于调节所述先导弹簧的预应力的过调制弹簧的力的控制压力来进行定位，在此所述控制滑阀在负载位置中贴靠在止挡部上，在所述负载位置中所述先导弹簧具有最小预应力。过调制弹簧的预应力和止挡部的位置可以彼此独立地进行调节。因为用于推动控制滑阀所需的控制压力和先导弹簧的最小预应力能够相互独立地进行调节，从而提高了溢流阀的灵活性。

在从属权利要求中描述了本发明的其它的有利的设计方案。

在根据本发明的溢流阀的一种特别优选的改进方案中，所述止挡部由旋入到调节套筒中的止挡部螺纹件形成，而所述过调制弹簧的预应力能够通过旋入到套筒中的调节套筒来进行调节。那么就以较小的设备技术费用实现了分开进行调节的可能性。

基于可以简单地调节的原因，根据本发明的阀门在组装好的状态中优选的是，所述调节套筒具有自由端部部段，通过所述自由端部部段可以旋转所述调节套筒，并且所述止挡部螺纹件的六角螺钉靠近所述调节套筒的自由端部部段布置或者布置在所述自由端部部段中。

在一种优选的实施方式中，所述控制滑阀在用于增大先导弹簧的预应力的夹紧方向上被过调制弹簧加载，并且在用于减小先导弹簧的预应力的卸载方向上可以加载控制压力。在此这两个方向沿纵轴线延伸。因此先导式溢流阀实现了，其主级在控制压力减小时具有最大系统压力或者说最大响应压力，而在控制压力提高时具有减小的系统压力或者说减小的响应压力。

在此，环形空腔能够布置在所述套筒和控制滑阀之间，所述环形空腔通过至少一个相对于阀门纵轴线偏心的控制压力通道与阀门的控制压力接头相连接，其中所述控制压力接头布置在调节套筒的自由端部部段上。

优选所述控制滑阀的夹紧位置能够通过旋入到渐缩管中的套筒进行调节，先导弹簧在所述夹紧位置上具有最大预应力。由此能够调节所述溢流阀的最大系统压力或者说最大响应压力。

出于紧凑的阀门结构的原因，所述过调节弹簧能够布置在沿纵轴线的方向上，并且能够布置在控制滑阀和调节套筒之间的径向方向上。此外，所述控制滑阀能够具有被先导弹簧包围的先导弹簧部段，以及被渐缩管包围的渐缩管部段，以及被套筒包围的套筒部段，以及两个被调节套筒包围的调节套筒部段，其中在所述两个调节套筒部段之间布置有控制滑阀的、被过调制弹簧包围的过调制弹簧部段。

为了确保调节好的、用于所述先导弹簧的最小预应力的止挡部螺纹件，和/或为了确保过调制弹簧和/或先导弹簧的预应力，优选的是，所述止挡部螺纹件具有贴靠在调节套筒上的锁紧螺母，和/或所述调节套筒具有贴靠在套筒上的锁紧螺母，和/或所述套筒具有贴靠在渐缩管上的锁紧螺母。

出于紧凑的阀门结构的原因，所述止挡部螺纹件的六角螺钉和锁紧螺母能够布置在控制压力接头中。

为了确保所述控制滑阀利用压力平衡的无阻力运动，优选的是，所述控制滑阀具有纵向通道，通过所述纵向通道将控制滑阀的止挡面与止挡部螺纹件之间形成的空腔和先导活塞与控制滑阀之间形成的先导弹簧空腔相连接。

在本发明的阀门的一种优选的改进方案中，所述先导活塞、先导弹簧、先导弹簧空腔、渐缩管、套筒、调节套筒、环形空腔、过调制弹簧、止挡部螺纹件、空腔、控制压力接头、锁紧螺母和具有止挡面以及纵向通道的控制滑阀基本上与阀门纵轴线同心地布置。

根据本发明的阀门的一种特别优选的改进方案是具有集成到主级中的抽吸功能的补油阀，通过所述抽吸功能能够从液罐中抽吸压力介质。因此，在与阀门相连的液压装置压力降低时能够抽吸压力介质，并且防止气蚀（Kavitation）。

接下来根据唯一的附图对本发明的实施例进行详细描述。

该附图示出了根据本发明的先导型溢流阀的实施例的侧视剖面图。

所述溢流阀基本上旋转对称地或者说同心地围绕其纵轴线1构造，并且所述溢流阀具有壳体2、渐缩管4、套筒6和调节套筒8。所述壳体2通过螺纹10旋入到（未示出的）液压装置中，并且在此通过密封垫圈12进行密封。所述渐缩管4通过螺纹14旋入到壳体2中，并且通过密封垫圈16进行密封。所述套筒6通过螺纹18旋入到渐缩管4中，并且通过密封垫圈20进行密封。所述调节套筒8通过螺纹22旋入到套筒6中，并且通过密封垫圈24进行密封。

在所述壳体2中布置有主级，所述主级具有可沿纵轴线1移动的主阀芯26。在此，所述主阀芯在其上侧面上（如图所示）由（未示出的）液压装置施加系统压力，而在其下侧面上（如图所示）作用有主阀芯弹簧28以及弹簧空腔30中的压力。所述液压装置的系统压力作用在主阀芯26的打开方向上，所述打开方向（如图所示）指向下，而主阀芯弹簧28的力以及弹簧空腔30中的压力在主阀芯26的闭合方向上起作用。在此，所述主阀芯弹簧28支撑在隔离件32上，所述隔离件容纳在壳体2中，并且固定地压紧在壳体2的凸缘与渐缩管4之间。

在主阀芯26中设有通道34，通过所述通道将液压装置的有待限定的压力传导至弹簧空腔30中。

在壳体2的内圆周部段上布置了环绕的槽36，该内圆周部段在主级关闭状态下被主阀芯26覆盖。此外，在被隔离件32覆盖的壳体2的内圆周部段上还设置了环绕的槽38。在将根据本发明的先导型溢流阀装入到液压装置中的状态下，这两个槽36、38都通过液罐通道与（未示出的）液罐相连接，其中，在附图里只示出了槽38的液罐通道40。

所述主级具有抽吸功能，通过该抽吸功能够例如在液压装置与负载连接之前将压力介质从液罐抽吸到液压装置中。此时，抽吸垫圈41将主阀芯26（如图所示）向下夹紧，并且打开从液罐到液压装置的连接。

在隔离件32中并且在渐缩管4中设有构造为中心阀（Sitzventil）的直接控制式溢流阀，所述直接控制式溢流阀用作根据本发明的溢流阀的先导级。其基本上包括纵向通道42、阀座44、贴靠在所述阀座上且固定在先导活塞48上的滚珠46、先导弹簧50以及至少两个径向的液罐通道52a、52b。所述纵向通道42将弹簧空腔30与阀座44相连接。所述滚珠46通过先导活塞48并且通过先导弹簧50压紧到阀座44上。所述径向的液罐通道52a、52b通过槽38并且通过液罐通道40将阀座44与液罐相连接。

所述先导弹簧50容纳在渐缩管4中，并且支撑在控制滑阀54上。所述控制滑阀具有被先导弹簧50包围的先导弹簧部段54a、利用间隙配合容纳在渐缩管4中的渐缩管部段54b、以及滑动地支承在套筒6中的套筒部段54c，所述套筒部段通过活塞密封部56a密封在套筒6中。此外，所述控制滑阀54具有径向加宽的调节套筒部段54d以及与此相反地在直径上缩小的调节套筒部段54e，所述调节套筒部段分别滑动地支承在调节套筒8中。

过调制弹簧58容纳在在两个调节套筒部段54d、54e之间，所述过调制弹簧支撑在调节套筒8上，并且将控制滑阀54通过其径向加宽的调节套筒部段54d（如图所示）向上压紧到套筒6的内侧的环形端面上。过调制弹簧58的弹簧空腔通过调节套筒部段54d、54e的活塞密封部56b、56c来密封，并且通过卸载孔59向大气环境卸载。

在控制滑阀54的调节套筒部段54d的环形端面和套筒6的内侧的环形端面之间形成了环形空腔60。所述环形空腔通过至少一个偏心的、并且穿过调节套筒8延伸的控制压力通道62与布置在调节套筒8的自由端部部段66上的、根据本发明的溢流阀的控制压力接头64相连接。所述控制压力接头64具有空心柱的形状以及内螺纹68，该内螺纹用于控制压力管路（未示出）的连接。

止挡部螺纹件70旋紧在调节套筒8的区域中，所述调节套筒布置在控制压力接头64与用于调节套筒部段54e的容纳部之间。所述止挡部螺纹件70具有径向加宽的部段70a，其直径大约相当于控制滑阀54的调节套筒部段54e的直径。所述加宽的部段70a用作用于控制滑阀54的端侧的止挡面74的止挡部，其中，在附图示出的控制滑阀54的夹紧位置上留出位于止挡面74和加宽的部段70a之间的空腔76。所述空腔76相对于控制压力接头64通过加宽的部段70a的密封垫圈78来密封，并且通过控制滑阀54的纵向通道79与先导级的先导弹簧空腔相连接。

所述止挡部螺纹件70能够通过螺纹80沿阀门的纵轴线1定位。在止挡部螺纹件70的延伸到控制压力接头64中的端部部段上设有内六角螺钉82，所述内六角螺钉用于旋转止挡部螺纹件70。止挡部螺纹件70的如此选定的位置是通过旋紧到螺纹80上的锁紧螺母（Kontermutter）84相对于调节套筒8来固定的。

通过锁紧螺母86来固定调节套筒8在套筒6中的经过调节的位置，而所述套筒6在渐缩管4中选定的位置则通过锁紧螺母88来固定。

为防止渐缩管4从壳体2中整个旋出设置了卡紧环（Sprengring）90，而卡紧环92、94则防止套筒6从渐缩管4中旋出，或者说防止调节套筒8从套筒6中旋出。

该附图示出了根据本发明的先导式溢流阀处于一种状态中，其中所述主阀芯26示出在其（如图所示）上方位置上，并且在此贴靠在阀座96上。所述溢流阀的主级由此关闭。

所述先导弹簧50被最大程度预紧，因为控制滑阀54沿纵轴线1通过其调节套筒部段54d（如图所示）在上方贴靠在套筒6上。因此在弹簧空腔30中用于打开先导级所需要的压力为最大的。通过在套筒6中旋转渐缩管4能够改变这种最大压力，其中由图中所示的套筒6的位置只能降低最大压力。

在阀门运行时，在弹簧空腔30中用于打开先导级所需要的压力能够被降低，在所述弹簧空腔中作用在控制压力接头64上的控制压力会提高，其中，该控制压力通过环形空腔60中的控制压力通道62起作用，并且使控制滑阀54（如图所示）向下移动。这通过反作用于过调制弹簧58的力来进行，所述过调制弹簧支撑在调节套筒8上，并且将控制滑阀54预紧在示出的初始位置上。

通过降低过调制弹簧58的预应力，所述用于卸载先导级所需要的控制压力能够被降低。这通过将所述调节套筒8从套筒6中旋出来进行，其中在附图中示出了过调制弹簧58的最大预应力。

在预先设定的控制压力下，所述控制滑阀54利用其止挡面74处于与止挡部螺纹件70的加宽的部段70a相触的状态中。那么在进一步提高控制压力时也不会再发生先导弹簧50的进一步卸载，并且由此也不可能进一步降低先导级的打开压力。对该压力降低的限定是通过在调节套筒8中利用内六角螺钉82旋转止挡部螺纹件70实现的。这种调整是通过脱开相应的锁紧螺母84、86、88，紧接着旋转相应的调节部件6、8、70，最后通过反作用锁紧螺母84、86、88来实现的，也就像调整所述过调制弹簧58以及先导弹簧50的预应力那样。

当通过弹簧空腔30中的压力介质作用在滚珠46上的打开力超过可调节的先导弹簧50的打开力时，先导级打开，并且压力介质通过液罐通道40从弹簧空腔30泄漏到液罐中。在弹簧空腔30的这种卸载之后，主阀芯26上的打开力占优势，并且所述主阀芯沿纵轴线1（如图所示）向下移动。由此压力介质能够从液压装置（未示出）通过槽36和液罐通道（未示出）流出到液罐中。

所述主阀芯26中的通道34构造成喷嘴，所述喷嘴在从液压装置（未示出）到弹簧空腔30的流动方向上的横截面小于从弹簧空腔30到液压装置的相反流动方向上的横截面。当所述阀门的抽吸功能被激活时，从弹簧空腔30到液压装置的无阻力的流动是必需的，其中抽吸垫圈41向下推动主阀芯26（如图所示）。

本发明公开了一种具有先导级的先导式溢流阀，其先导活塞被先导弹簧在先导级的闭合方向上加载，其中所述先导弹簧支撑在控制滑阀上，所述控制滑阀能够通过由反作用用于调节所述先导弹簧的预应力的过调制弹簧的力的控制压力来进行定位，在此所述控制滑阀在负载位置（未示出）中贴靠在止挡部上，在所述负载位置中所述先导弹簧具有最小预应力。根据本发明，过调制弹簧的预应力和止挡部的位置是可以彼此独立地进行调节。

附图标记列表

1                                  纵轴线

2                                  壳体

4                                  渐缩管

6                                  套筒

8                                  调节套筒

10、14、18、22          螺纹

12、16、20、24          密封垫圈

26                                 主阀芯

28                                 主阀芯弹簧

30                                 弹簧空腔

32                                 隔离件

34                                 通道

36、38                         槽

40                                 液罐通道

41                                 抽吸垫圈

42                                 纵向通道

44                                 阀座

46                                 滚珠

48                                 先导活塞

50                                 先导弹簧

52a、52b                     液罐通道

54                                 控制滑阀

54a                               先导弹簧部段

54b                               渐缩管部段

54c                               套筒部段

54d、54e                     调节套筒部段

56a、56b、56c            活塞密封部

58                                 过调制弹簧

59                                 卸载孔

60                                 环形空腔

62                                 控制压力通道

64                                 控制压力接头

66                                 自由端部部段

68                                 内螺纹

70                                 止挡部螺纹件

70a                               加宽的部段

74                                 止挡面

76                                 空腔

78                                 密封垫圈

79                                 纵向通道

80                                 螺纹

82                                 内六角螺钉

84、86、88                 锁紧螺母

90、92、94                 卡紧环

96                                 阀座

Claims (13)

1. 具有主级以及先导级的先导式溢流阀，其先导活塞（46、48）被先导弹簧（50）在先导级的闭合方向上加载，其中所述先导弹簧（50）支撑在控制滑阀（54）上，所述控制滑阀能够通过由反作用用于调节所述先导弹簧（50）的预应力的过调制弹簧（58）的力的控制压力来进行定位，其中所述控制滑阀（54）在负载位置中贴靠在止挡部（70、70a）上，在所述负载位置中所述先导弹簧（50）具有最小预应力，其特征在于，所述过调制弹簧（58）的预应力以及所述止挡部（70、70a）的位置是能够彼此独立地进行调节。

2. 根据权利要求1所述的溢流阀，其中所述止挡部（70、70a）由旋入到调节套筒（8）中的止挡部螺纹件（70、70a）形成，并且其中所述过调制弹簧（58）的预应力能够通过旋入到套筒（6）中的调节套筒（8）来调节。

3. 根据权利要求2所述的溢流阀，其中所述调节套筒（8）具有自由端部部段（66），通过所述自由端部部段能够旋转所述调节套筒，并且其中靠近所述调节套筒（8）的自由端部部段（66）或者在所述自由端部部段（66）中布置有所述止挡部螺纹件（70、70a）的六角螺钉（82）。

4. 根据上述权利要求中任一项所述的溢流阀，其中所述控制滑阀（54）在用于增大所述先导弹簧（50）的预应力的夹紧方向上被过调制弹簧（58）加载，并且在用于减小所述先导弹簧（50）的预应力的卸载方向上能够加载控制压力，其中所述夹紧方向和卸载方向沿所述溢流阀的纵轴线（1）延伸。

5. 根据权利要求4所述的溢流阀，其中在所述套筒（6）和控制滑阀（54）之间布置有环形空腔（60），所述环形空腔通过至少一个相对于纵轴线（1）偏心的控制压力通道（62）与所述溢流阀的控制压力接头（64）相连接，其中所述控制压力接头（64）布置在所述调节套筒（8）的自由端部部段（66）上。

6. 根据权利要求2至5中任一项所述的溢流阀，其中所述控制滑阀（54）的夹紧位置能够通过旋入到所述渐缩管（4）中的套筒（6）进行调节，在所述夹紧位置中所述先导弹簧（50）具有最大预应力。

7. 根据权利要求2至6中任一项所述的溢流阀，其中所述过调制弹簧（58）布置在沿纵轴线（1）的方向上以及布置在所述控制滑阀（54）与调节套筒（8）之间的径向方向上。

8. 根据权利要求6或7所述的溢流阀，其中所述控制滑阀（54）具有被所述先导弹簧（50）包围的先导弹簧部段（54a）；以及被所述渐缩管（4）包围的渐缩管部段（54b）；以及被所述套筒（6）包围的套筒部段（54c）；以及两个被所述调节套筒（8）包围的调节套筒部段（54d、54e），其中在所述两个调节套筒部段（54d、54e）之间布置有控制滑阀（54）的、被所述过调节弹簧（58）包围的部段。

9. 根据权利要求6至8中任一项所述的溢流阀，其中所述止挡部螺纹件（70、70a）具有贴靠在所述调节套筒（8）上的锁紧螺母（84）；和/或所述调节套筒（8）具有贴靠在所述套筒（6）上的锁紧螺母（86）；和/或所述套筒（6）具有贴靠在所述渐缩管（4）上的锁紧螺母（88）。

10. 根据权利要求9所述的溢流阀，其中所述六角螺钉（82）以及所述止挡部螺纹件（70、70a）的锁紧螺母（84）被布置在所述控制压力接头（64）中。

11. 根据权利要求2至10中任一项所述的溢流阀，其中所述控制滑阀（54）具有纵向通道（79），通过所述纵向通道将所述控制滑阀（54）的止挡面与所述止挡部螺纹件（70、70a）之间形成的空腔（76）和所述先导活塞（48）与所述控制滑阀（54）之间形成的先导弹簧空腔相连接。

12. 根据权利要求11所述的溢流阀，其中所述先导活塞（48）和先导弹簧（50）和先导弹簧空腔和渐缩管（4）和套筒（6）和调节套筒（8）和环形空腔（60）和过调制弹簧（58）和止挡部螺纹件（70、70a）和空腔（76）和控制压力接头（64）和锁紧螺母（84、86、88）和具有止挡面以及纵向通道（79）的控制滑阀（54）基本上与阀门纵轴线（1）同心地布置。

13. 根据上述权利要求中任一项的溢流阀，所述溢流阀是具有集成到所述主级中的抽吸功能的补油阀，通过所述抽吸功能能够从液罐中抽吸压力介质。