CN102803782A - 包括致动器的压力调节器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节第一室和第二室(Vp1、Vp2)之间的液压流中的压力的压力调节器，其中压力通过螺线管的激励而被部分地或完全地调节。螺线管调节驱动器的位置，所述驱动器包括布置为围绕螺线管电枢杆(13a)或与螺线管电枢杆(13a)成一体的螺线管电枢(13b)并在外壳(2)中的螺线管室(Vs)内部是轴向可移位的。由于螺线管电枢杆(13a)中的一个或多个孔(13c、13d)将第一室(Vp1)连接到螺线管室(Vs)的事实，螺线管室(Vs)以螺线管室压力(Ps)进行加压。本发明的特征在于：定界部件(18)邻接外壳(2)围绕螺线电枢杆(13a)布置。此定界部件(18)具有在其内径(d_18i)和螺线管电枢杆的外径(d1)之间的第三间隙(c13)以及在其外径(d_18y)和外壳(2)之间的大于第三间隙(cl3)的第二间隙(cl2)。第二间隙(cl2)相当于或大于在螺线管电枢杆(13a)的直径(d1)和外壳(2)之间的第一间隙(cl1)。根据此构造，在驱动器和外壳(2)之间允许一定程度的径向运动，而与此同时非常少的阻尼介质在定界部件(18)和螺线管电枢杆(13a)之间流动。

Description

包括致动器的压力调节器

技术领域

本发明涉及电控的压力调节器，其包括以螺线管形式的、主要旨在确定减震器的阻尼室之间的阻尼介质流中的压力的致动器。

发明背景

本发明领域中已知的设计由申请人的专利SE531108描述，在专利SE531108中，减震器阀中的先导阶段的闭合致动力(closing actuating force)由来自电控的螺线管的力确定。

在此专利申请中描述了以液控(pilot-controlled)两级阀的形式的阀/压力调节器，旨在控制在液压减震器的两个阻尼室之间的阻尼介质流。减震器阀包括阀外壳以及导阀，阀外壳具有至少一个主阀，主阀带有以设置在主阀弹簧布置和阀座之间的主锥的形式的可移动的阀部件，导阀包括先导滑块(pilot slide)。主锥界定阀外壳中的先导室(pilot chamber)，在阀外壳中设置有阀的主弹簧和先导滑块。减震器阀的特征是主要由先导室中产生的压力来控制，其通过先导室中的先导滑块的位置来调节。该位置通过在先导弹簧(pilot spring)的弹簧力和来自电控的螺线管的反致动力之间的力平衡来确定，并且通过由先导室中的压力产生的反馈压力开启力来确定。螺线管的激励调节驱动器或螺线管电枢的位置，螺线管电枢具有设置在螺线管中的螺线管室内部的螺线管电枢杆。由于纵向孔和横向孔进入螺线管电枢杆并将先导室连接到螺线管室的事实，螺线管室被加压。由于先导滑块的上部和下部的不同直径，产生先导滑块的运动的一定程度的阻尼。

螺线管室的加压导致阻尼介质流过螺线管，由此螺线管可能变得对灰尘更敏感。由此，需要螺线管电枢杆和阀外壳之间的精确的公差(tolerance)以能够获得对灰尘的不敏感性。这可能导致高的生产成本和某些不希望的摩擦。

发明目的

本发明旨在减少通过螺线管调节的压力调节器中的摩擦和生产成本。

本发明还旨在创立一种具有耐用的构造的压力调节器，其对于公差相对不敏感。

本发明还着手创立一种压力调节器，其具有最小的对污垢的敏感性。

发明概述

根据本发明的压力调节器调节在第一室和第二室之间的液压流中的压力。压力通过螺线管的激励而被部分地或完全地调节，螺线管调节驱动器的位置。驱动器包括螺线管电枢，螺线管电枢布置为围绕螺线管电枢杆或与螺线管电枢杆成一体，并且驱动器在外壳中的螺线管室内部是轴向可位移的。由于螺线管电枢杆中的一个或多个孔将第一室连接到螺线管室的事实，螺线管室以螺线管室压力进行加压。本发明通过权利要求1中所详述的来表征。

参考附图，下面更详细地描述本发明。

附图列表

图1显示连接到减震器的压力调节器。

图2显示相对于彼此可移动且在它们之间液压流可以通过的压力调节器的那些部件的详细视图。

图3a显示压力调节器的螺线管控制的驱动器的第一个实施方案。

图3b显示压力调节器的螺线管控制的驱动器的第二个实施方案。

图3c显示压力调节器的螺线管控制的驱动器的第三个实施方案的详细视图。

发明详述

图1显示连接到用于交通工具的液压减震器SA的减震器阀，其中阀控制进入、离开减震器的两个阻尼室C1、C2或在减震器的两个阻尼室C1、C2之间的阻尼介质流Q_进(Q_in)、Q_出(Q_out)中的压力。两个阻尼室之间的流通过设置在减震器主体中并界定两个阻尼室C1、C2的主活塞DP的位移产生。阀中的阻尼介质的流主要通过主活塞DP的速度以及通过活塞和活塞的活塞杆直径来确定。阀是单向阀，其中流Q_进进入到阀中而流Q_出从阀出来，即阻尼介质流采用相同的路线且在一方向上流动而与主活塞DP在阻尼器主体中移动的方向无关。压力经由ECU控制的连续的电信号来调节，ECU控制的连续的电信号根据EP 0942195中描述的工作原理来控制供应至阀的电流。

图1中的减震器阀包括阀外壳2，阀外壳2包括至少一个具有轴向可移动的主锥9的主阀。主锥9通过主阀弹簧10偏置抵靠主阀座11。主锥9还布置为使得其界定阀外壳2中的先导室V_p。在先导室V_p中设置有主阀弹簧10，以及导阀阀锥4和导阀阀座3。

主流Q_进在主锥9上产生压力，其有助于打开阀、即从主阀座11推动主锥9的调节力R。一旦阀打开，主流经由主阀座11和主锥9之间出现的可调节的流动开口而在Q_进至Q_出的方向上流动或通过主锥9中的孔9a而进入到先导室V_p中。阀优选为两级液控阀(two-stage，pilot-controlledvalve)，这意味着打开主阀的力依赖于先导室V_p中产生的先导压力P_p。

因此，减震器阀的特征主要由调节第一室V_p1和第二室V_p2之间的液压流的压力调节器来控制。室间的流通过螺线管的激励而被部分地或完全地调节，螺线管调节驱动器相对于外壳的轴向位置。驱动器自身连接到轴向可移动阀锥并调节轴向可移动阀锥相对于阀座的位置。

在此情况下，通过调节导阀阀锥4相对于导阀阀座3的位置，压力调节器调节先导室V_p中的压力，即第一导阀室和第二导阀室V_p1、V_p2之间的流，见图2。

导阀阀锥4和导阀阀座3的相互关系产生可调节的流动开口，可调节的流动开口布置为限制先导阻尼介质流q。可调节的流动开口具有由量度(measure)D1限定的流量直径，产生对流q的限制，这在压力P_p1、P_p2之间产生压差，压力P_p1、P_p2分别在此限制的上游和下游产生。此压差可以接近10巴。流动开口的尺寸和先导室V_p中导阀阀锥4的位置通过导阀阀锥4上的力平衡来确定。力平衡主要通过驱动力F和来自弹簧布置对抗由主流Q_进产生的调节力R的作用的力Fs的总和来产生。弹簧布置例如包括第一弹簧和/或第二弹簧5、6，其可以构造为螺旋弹簧和/或垫圈形垫片弹簧。在图1和2中，第一弹簧5是螺旋弹簧而第二弹簧6是垫片弹簧。

驱动力F通过布置为经由驱动器13调节导阀阀锥4相对于导阀阀座3的位置的电控的螺线管12来产生，驱动器13在阀外壳2中是轴向可移动的且包括螺线管电枢杆13a和螺线管电枢主体13b。

在图3a和3b中显示了驱动器13及其部件的放大视图。螺线管电枢杆13a具有小于螺线管电枢主体13b的直径d2的直径d1。当螺线管电枢杆13a轴向地位移时，其抵靠设置在阀外壳2中的上部和下部滑动轴承14a、14b滑动。因为生产工程的原因(即从制造的观点来看)，在滑动轴承14a、14b和杆13a之间存在具有预先确定的尺寸的第一间隙cl1。此第一间隙cl1的尺寸尤其有助于减少摩擦且可能有助于减少螺线管电枢杆13a和阀外壳2的公差需求。

在图3a中，与杆13a的对称轴平行的孔13c延伸穿过整个螺线管电枢杆13a。穿过此孔13c，阻尼介质可以传到螺线管室V_s，螺线管室V_s设置在阀外壳2中，在螺线管12内部中。阻尼介质流过孔13c，以致螺线管室V_s以螺线管室压力P_s进行加压。由于孔13c的大的直径，在先导室V_p和螺线管室V_s之间的阻尼介质流的限制是足够小的，以致螺线管室压力P_s实质上与先导压力P_p一样大。

如图1、2和3a中所示，如果垫片弹簧被用作第二弹簧6，直径d_h的孔16可设置在其中心中，该孔确保阻尼介质可以在很少限制或没有限制的情况下流过螺线管电枢杆13a中的轴向的孔13c。少的限制导致驱动器13的运动的一定程度的阻尼。

与弹簧布置的总的力Fs反向作用的驱动力F的大小由于例如流动限制和空间原因，即螺线管设计而受到限制。也就是说，来自弹簧布置的力Fs和驱动力F之间的差异对先导压力P_p能有多高有限制。为了提高先导压力的最高水平，受先导压力作用的面积，被称为总压力反馈面积A被减小。总压力反馈面积A是通过第一面积和第二面积之间的差异；A1-A2来确定的。A1是受先导压力P_p作用的直径D1的有效的第一面积，在此情况下，其通过限制先导阻尼介质流q的可调节的流动开口的阀座直径D1来确定。A2是有效的第二面积，通过螺线管杆13a的直径d1来确定，其受螺线管室压力P_s作用。在设置在螺线管室中的其它部件周围，遍及实质上相同的压力P_s，这意味着它们对静力的任何改变没有贡献。因此A＝pi^*(D1²-d1²)/4。

压力反馈面积A没有任何尺寸下限，因为可以自由地选择用于各个有效面积的直径，理论上也没有先导压力P_p可被调节达到的高度的任何上限。优选地，只有由内部阀座边缘(inner seat edge)3b限定的阀座直径D1用于确定压力反馈面积。为了能够选择大量的压力范围，仅仅通过选择组件的一维对于生产成本有重大意义。由于经由螺线管电枢杆13a中的孔13c的先导室Vp和螺线管室Vs的液压连接，压力反馈是可能的。为了提高此压力反馈或差动反馈(如其也可被称为的)，槽20可设置在上部滑动轴承14a中。槽为液压介质提供从先导(pilot)流到螺线管室而没有限制的更大的可能性。槽20在图3a中以虚线表示。

定界部件以垫圈18的形式邻接阀外壳2、围绕螺线管电枢杆13a布置。垫圈18具有在其内径d_18i和螺线管电枢杆13a之间的适当小的第三间隙cl3，以及在其外径d_18y和外壳2之间的较大的第二间隙cl2。第二间隙cl2相当于或大于在螺线管电枢杆13a和阀外壳2之间的第一间隙cl1，优选高达大三倍，但此关系可以变化。由于间隙之间的此关系，在驱动器和外壳2之间允许一定程度的径向移动。此外，在螺线管电枢杆13a和导阀阀锥4之间还允许游隙21，其导致没有横向力从螺线管传递到阀外壳2。

第三间隙cl3从生产工程方面来看要尽可能小，且优选具有在螺线管杆的外径d1的6/1000的最大间隙和螺线管杆的外径d1的1/1000的最小间隙之间的尺寸，即螺线管杆的外径d1和外壳2之间的配合在H7/g6之间，且最佳H6/g5，最大H6/f5。由于具有在垫圈18的内径和螺线管电枢杆13a之间的最小的第三间隙cl3，所以非常少的阻尼介质经由螺线管室Vs流过螺线管电枢杆13a中的孔13c，并流到下游先导室Vp2。由于需要穿过螺线管的内部对灰尘敏感的部件的低渗漏，所以需要小的间隙cl3。

垫圈18邻近下部滑动轴承14b抵靠阀外壳12。不论操作情况，阀外壳2和垫圈18之间的接触面保持封闭和密封。这是由于以下事实：当垫圈18受螺线管室压力P_s作用的同时，油在粘附力下起作用，螺线管室压力P_s将垫圈18紧压住阀外壳2。压紧力由垫圈18上的压差产生，压差由于在导阀阀座3和导阀阀锥4之间的限制的下游的第二先导压力P_p2显著低于螺线管室压力P_s，螺线管室压力P_s实质上等于第一先导压力P_p1的事实产生。

图3b中显示了可替换的实施方案，在该实施方案中穿过螺线管电枢杆13a的轴向延伸的孔13c不再连续，而是被终止，使得螺线管电枢杆的具有上部面积A2和直径d1的第二部分是实心的。因此，孔13c只延伸穿过螺线管电枢杆13a的第一部分。为了将阻尼介质引导到螺线管室Vs中且仍产生压力平衡的螺线管电枢13b，轴向的孔13c终止于径向的孔13d中，径向的孔13d在螺线管电枢杆中的孔13c和螺线管室V_s之间延伸。在此实施方案中，螺线管电枢杆13a作为额外的阻尼活塞在以在螺线管电枢杆13a上方设置的上部螺线管室Vs_u的形式的有限空间中起作用。由于通过螺线管电枢杆13a驱散的在上部螺线管室Vs_u中的阻尼介质被迫流过第一空隙cl1并流入到螺线管室Vs中的事实，产生了阻尼。

另外，在此图3b中，产生弹簧力F_s的弹簧布置被单螺旋弹簧5代替。当然，图1-3a中显示的弹簧布置也可以用于此实施方案中。于是第二垫片弹簧6中的孔16产生与螺线管电枢杆在空间Vs_u中的阻尼运动相串联的额外的阻尼。

见图3c，通过在垫圈18和螺线管电枢主体13b之间布置弹簧19可以产生另外的压制压力。弹簧19在总是稍微大于垫圈18的自重的低的力下工作，且在低弹簧常数下工作，以便不另外地影响阀功能。弹簧19被构造为螺旋弹簧19-直的或成圆锥形的，或被构造为具有上弯的臂的垫片弹簧/盘形弹簧。另一个替代方案是垫圈18自身既密封又是有弹力的并且因而可以具有类似垫片的特征，优选以具有上弯的臂的薄垫圈的形式。

本发明不限于上面通过实施例显示的实施方式，相反地，可以在下面的专利权利要求和发明构思的范围内修改。例如，螺线管控制的压力调节器当然可以用于控制减震器阀中的除先导压力之外的压力且也可以用于其它类型的阀，例如由弹簧偏置的各种类型的单向阀或止回阀。

Claims (13)

1.一种压力调节器，用于调节第一室和第二室(Vp1，Vp2)之间的液压流中的压力，其中所述压力通过螺线管的激励而被部分地或完全地调节，所述螺线管调节驱动器的位置，所述驱动器包括螺线管电枢(13b)，所述螺线管电枢(13b)布置为围绕螺线管电枢杆(13a)或与所述螺线管电枢杆(13a)为一体，并且所述驱动器在外壳(2)中的螺线管室(Vs)的内部是轴向可位移的，其中由于所述螺线管电枢杆(13a)中的一个或多个孔(13c)将所述第一室(Vp1)连接到所述螺线管室(Vs)的事实，所述螺线管室(Vs)以螺线管室压力(Ps)进行加压，其特征在于：邻近所述外壳(2)围绕所述螺线管电枢杆(13a)布置有定界部件(18)，且其中所述定界部件(18)具有在所述定界部件(18)的内径(d_18i)和所述螺线管电枢杆的外径(d1)之间的第三间隙(cl3)以及在所述定界部件(18)的外径(d_18y)和所述外壳(2)之间的大于所述第三间隙(cl3)的第二间隙(cl2)，其中所述第二间隙(cl2)相当于或大于所述螺线管电枢杆(13a)的外径(d1)和所述外壳(2)之间的第一间隙(cl1)，使得在所述驱动器和所述外壳(2)之间允许一定程度的径向运动，而与此同时非常少的阻尼介质在所述定界部件(18)和所述螺线管电枢杆(13a)之间流动。

2.根据权利要求1所述的压力调节器，其特征在于：所述第三间隙(cl3)从制造的观点来看要尽可能小，且优选地具有在所述螺线管杆(13a)的外径(d1)的6/1000的最大间隙和所述螺线管杆(13a)的外径(d1)的1/1000的最小间隙之间的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的压力调节器，其特征在于：不论操作情况，由于螺线管室压力(Ps)在所述螺线管室(Vs)中起作用并产生将所述定界部件(18)紧压住所述外壳(2)的力的事实，所述定界部件(18)抵靠所述外壳(2)且所述外壳(2)和所述定界部件(18)之间的接触面保持封闭和密封。

4.根据权利要求3所述的压力调节器，其特征在于：所述定界部件(18)上的压紧力由定界部件(18)上的压差产生，所述压差由于所述第二室(V_p2)中的第二压力(P_p2)显著低于所述螺线管室压力(P_s)的事实产生。

5.根据权利要求4所述的压力调节器，其特征在于：通过在所述定界部件(18)和所述螺线管电枢主体(13b)之间布置弹簧(19)能产生另外的压制压力。

6.根据上面权利要求中任一项所述的压力调节器，其特征在于：由于设置在螺线管电枢杆(13a)中且连接所述室(V_p1，V_s)的所述一个或多个孔(13c)具有使在所述室之间的实质上无扰动的液压流成为可能的直径的事实，所述螺线管室(V_s)中的所述螺线管室压力(P_s)实质上等于所述第一室(V_p1)中遍及的第一压力(P_p1)。

7.根据权利要求6所述的压力调节器，其特征在于：所述螺线管室(V_s)和所述第一室(V_p1)的连接是经由延伸穿过整个所述螺线管电枢杆(13a)的轴向的孔(13c)来实现的。

8.根据权利要求6所述的压力调节器，其特征在于：所述螺线管室(V_s)和所述第一室(V_p1)的连接是经由只延伸穿过所述螺线管电枢杆(13a)的第一部分使得所述螺线管电枢杆(13a)的第二部分保持实心的轴向的孔(13c)来实现的，且其中所述轴向的孔(13c)终止于在所述螺线管电枢杆(13a)中的所述孔(13c)和所述螺线管室(V_s)之间延伸的径向的孔(13d)。

9.根据权利要求8所述的压力调节器，其特征在于：所述螺线管电枢杆(13a)的实心的第二部分被布置为在以在所述螺线管电枢杆(13a)上方的且通过所述外壳(2)与所述螺线管室(V_s)分隔开的上部螺线管室(V_su)的形式的有限空间中移动，以致实现所述螺线管电枢杆的运动的阻尼。

10.根据权利要求9所述的压力调节器，其特征在于：所述上部螺线管室(V_su)经由在所述螺线管电枢杆(13a)和所述外壳(2)之间的第一空隙(Cl1)连接到所述螺线管室(V_s)。

11.根据权利要求10所述的压力调节器，其特征在于：由于通过所述螺线管电枢杆(13a)被驱散的液压介质被迫流过所述第一空隙(cl1)并流入所述螺线管室(Vs)中的事实，实现了所述螺线管电枢杆的运动的阻尼。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的压力调节器，其特征在于：所述压力调节器调节先导压力(P_p)，所述先导压力(P_p)确定经过减震器阀中的主阀的主阻尼介质流。

13.根据权利要求12所述的压力调节器，其特征在于：所述主阀包括主锥(9)，所述主锥(9)被布置为相对于主阀座(11)与至少第一主阀弹簧(10a)和由所述压力调节器所确定的所述先导压力(P_p)的作用相反地轴向地移动。

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