CN103703256B - 阀门和液压控制线路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有在阀门壳体(1)缸孔(2)中能轴向推动地布置的控制滑阀(3)的阀门，该控制滑阀的在缸孔(2)中的轴向位置能够通过能产生相应电位置信号的位置传感器无接触地获取。控制滑阀(3)在其围面的探测区域中具有其直径的变化。通过关于缸孔(2)沿径向指向地布置在阀门壳体(1)的接纳凹口(18)中的、构造为接近传感器(19)的位置传感器根据控制滑阀(3)的分别与位置传感器对置的区域相对于位置传感器的径向间距来产生位置信号。

Description

阀门和液压控制线路

技术领域

本发明涉及一种具有在阀门壳体缸孔中能轴向推动地布置的控制滑阀的阀门，该控制滑阀的在缸孔中的轴向位置可通过能产生相应电位置信号的位置传感器无接触获取。另外，本发明还涉及一种具有这种阀门的液压控制线路。

背景技术

对于这种阀门而言应该获取控制滑阀的位置以由此导出阀门开度，从而可以实施阀门的调节或控制功能。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种开文所述类型的阀门或者说具有开文所述类型的阀门的液压控制线路，其中可以以简单方式可靠获取控制滑阀的开关位或位置。

根据本发明，如下解决该任务，即，控制滑阀在其罩面的探测区域中具有其直径的变化，并且能通过关于缸孔沿径向指向地布置在阀门壳体的接纳凹口中的、构造为接近传感器的位置传感器根据控制滑阀的分别与位置传感器对置的区域相对于位置传感器的径向间距来产生位置信号。

为了在轴向延伸控制滑阀，关于其径向指向的接纳凹口的位置始终保持恒定，从而位置传感器相对于控制滑阀自身的位置在更换位置传感器后不被改变。

因此，在安装新的位置传感器时，不需要基本的校准工作，甚至可以将其完全去掉。

控制滑阀的一种构造方案在于，控制滑阀在探测区域中沿轴向相继具有一个或多个不同直径的阶梯。

因此，当控制滑阀探测区域中的布置在预定义位置上的阶梯移动经过位置传感器时出现信号跳跃，该信号跳跃可以实现准确的数字化的定位。

控制滑阀的另一种构造方案在于，控制滑阀在探测区域中在一段沿轴向的探测长度上具有连续扩大或减小的直径。

这在控制滑阀的探测区域移动经过位置传感器时使得位置传感器的信号发生模拟变化，其中信号的各参量准确对应于控制滑阀的确定的位置。这样提供的具有位置传感器的阀门可以有利地结合到电子液压的调节回路中。

一种有利的带来能够良好衡量的位置信号的构造方案在于，控制滑阀由可导电材料构成，并且位置传感器是感应式接近传感器。

当然，也可以有利地使用其它位置传感器，如霍尔传感器。

为了简易安装和拆卸，接纳凹口可以是完全或部分地在其长度上设有螺纹的孔，设有外螺纹的位置传感器可以旋入该孔中。

若在位置传感器上构造轴向止挡并且位置传感器可以旋入设有螺纹的孔中直到止挡在阀门壳体的对顶止挡上抵靠，那么便可以通过另外确定位置传感器相对于控制滑阀的探测区域的间距来提高位置获取的精度。

为了多余地获取并且／或者为了获取控制滑阀的多个探测区域，可以在阀门壳体中沿轴向和／或径向彼此错开地布置多个位置传感器。

控制滑阀可以在关闭位置和打开位置之间能移动地得到驱动，其中通过处于关闭位置的控制滑阀可以将进入缸孔的入口至缸孔中出口的连接截止。在此能够通过位置传感器优选地获取控制滑阀的关闭位置。

其中，缸孔可以具有沿轴向的阀座，控制滑阀在其关闭位置利用相应的座面相对于该阀座抵靠，其中控制活塞的在阀座侧的端面能够被入口处的压力逆向于控制力在打开方向上加载。

其中，若控制滑阀的远离阀座的端面能够被控制压力和／或控制弹簧在关闭方向上加载，则可以根据位置信号来调节沿关闭方向对控制滑阀加载的控制压力，而且可以调节在阀门的入口处的压力。

此外，若阀座相对于这个或这些径向出口沿轴向间隔地布置，并且控制滑阀在其阀座侧的端部区域处构造为与缸孔相比直径较小的阻尼栓，从而在控制滑阀的关闭位置中在阀座和出口之间形成包围该阻尼栓的环形室，那么关闭运动可以在其最后部分中得以阻尼。通过随此出现的控制滑阀的安静运动可以以更高精确度获取其位置。

本发明的有利改进是从属权利要求的内容。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且将在下面进一步说明。其中：

图1示出阀门的第一实施例的横截面；

图2示出阀门的第二实施例的横截面；

图3示出具有这样的阀门的液压控制线路。

具体实施方式

所示出的阀门具有带有第一缸孔2的阀门壳体1。

控制滑阀3的一部分能沿轴向推动地布置在第一缸孔2中。

控制滑阀3的其它部分伸入到套筒5中的与第一缸孔2同轴的第二缸孔4中，该套筒与阀门壳体1固定相连。

第一缸孔2的背向套筒5的端部被与阀门壳体1固定相连的顶盖6封闭(在图1中未示出)，预紧的控制弹簧7以其一端支撑在该顶盖上。控制弹簧以其另一端加载控制滑阀3。

第二缸孔4贯穿地构造在套筒5中，其中第二缸孔4的反向于阀门壳体1的汇入口形成阀门的入口8。

在入口侧，在缸孔4中构造了沿轴向的阀座9、9′，控制滑阀3可利用座面10、10′将入口8封闭地相对该阀座贴靠。

在图1中不仅阀座9而且座面10都构造为环锥形。

在图2中，在左侧，阀座9′是沿径向延伸的环形面，而其在右侧则示为环锥。

控制滑阀3的座面10构造为环形面。

横向于套筒5的纵向延伸部在该套筒中构造了贯穿的出口11，其中当座面10、10′安放在阀座9、9′上时入口8至出口11的连接被截止。

在图1中，阀座9处于相对于出口11沿轴向间隔的位置中。

另外，控制滑阀3在其在阀座侧的端部区域处构造为与第二缸孔4相比直径较小的阻尼栓12，从而在控制滑阀3的关闭位置中能够在阀座9和出口11间形成围绕阻尼栓12的环形室13。

由此可以在关闭运动的末阶段带来关闭运动的阻尼。

在图1的实施例中，关闭运动由控制弹簧7的力和经由阀门壳体1和顶盖6中的通道14、14传输至逆向于入口8的第一端面15并且作用在其上的控制压力引起。

对控制滑阀3的在阀门侧的第二端面16加载的压力在入口8处对关闭运动起反作用。

在图2的实施例中，入口8处的压力通过在控制滑阀3中贯通的轴向通道17也被传导到控制滑阀3的背向入口8的第一端面15上。

因为第一端面15比第二端面16大，所以除了控制弹簧7的力之外，对第一和第二端面15和16之间差面作用的压力在入口8处沿关闭方向作用在控制滑阀3上。

在阀门壳体1中构造了沿径向从外部导向第一缸孔2的接纳凹口18。

在接纳凹口18中置入了感应式接近传感器19，该接近传感器能根据其离控制滑阀3的与之对置的探测区域的间距发出位置信号。

在图1中，接纳凹口18是部分设有螺纹20的孔，设有外螺纹21的接近开关19可旋入该孔中。

通过径向扩张来在接近传感器19上构造环形的轴向止挡22，该止挡在接近传感器19旋入时抵靠在阀门壳体1的对顶止挡23上并且确定接近传感器到控制滑阀3的准确距离。

在图2中，接纳凹口18是阶梯孔，该阶梯孔的从径向外部的大阶梯到径向内部的小阶梯的过渡区域形成了对顶止挡23，在接近传感器19被旋入时，相应构造为阶梯形的接近传感器19的止挡22抵靠在该对顶止挡上并且确定接近传感器19到控制滑阀3的准确间距。

在图1中，控制滑阀3在其径向围绕的围面上在阀门壳体1的区域中构造有环形槽24，从而远离入口8的槽侧壁形成径向阶梯25。

接近传感器19的传感器区域到由导电材料构成的控制滑阀3的径向距离在该阶梯25处跳跃式地改变。

若在控制滑阀3做推进运动时其阶梯25到达接近传感器19的区域，那么由接近传感器19产生的位置信号也相应跳跃式地改变。该位置信号变化此时表示控制滑阀3的位置。

在图2中，控制滑阀3在其径向围绕的罩面上构造有在轴向探测长度上延伸的锥部26以代替环形槽。其中锥部26的直径从远离入口8的端部到锥部26的靠近入口8的端部连续减小。

与接近传感器19和由导电材料构成的控制滑阀3的锥部26的当前区域之间各径向间距相对应地从接近传感器19生成相应的位置信号，该信号表示控制滑阀3的当前位置。

图3展示一种使用了根据第二实施例的阀门的液压控制线路。

阀门以其两个8和11接入液压控制回路中。通过轴向调整控制滑阀3可以开闭接头8和11间的打开横截面或者说使其横截面发生变化。

在孔2中导引的控制凸台31将弹簧室35与环形腔37分开，该环形腔在该情况下由控制滑阀3的锥部26限界，对于根据实施例1的阀门而言则由阶梯25限界。

控制滑阀3可以通过对将弹簧室35限界的端面15或者说将环形腔37限界的在锥部26上提供的环形面进行加载来沿关闭方向或者说打开方向运动。

在这种情况下，端面15始终借助轴向的贯通通道17与接头8相连，从而可以在弹簧室中占据与在接头8中相同的流体压力。环形腔37通过比例可调的预控阀门33利用液压流体操控。预控阀门33自身由调节电子装置32进行电操控。接近传感器19的信号被传输给调节电子装置32。另外，该装置还额外获得或者产生额定值，该额定值提供控制滑阀3的额定位置。

在端面15和16上建立的压力通过面15上的多余面积并且与控制弹簧7一起引起沿关闭方向指向的有效力给控制滑阀3。通过借助于预控阀门33将流体导入环形腔37，可以使控制滑阀3对抗关闭力朝打开位置方向移动。通过借助预控阀门33将流体导出环形腔37来使控制滑阀3沿关闭方向移动。

控制滑阀3的位置将作为连续、恒定和模拟的信号利用接近开关19借助于锥部26获取。该位置信号作为控制滑阀3的实际位置信号被传输给调节电子装置32。在调节电子装置32中将实际位置信号与额定位置信号对比。若在实际位置信号和额定位置信号间存在偏差，则对预控阀门33进行相应操控，以便在较小偏差的意义上引起控制滑阀3的移动。

预控阀门33构造为4／3方向比例阀。也可以使用3／3方向比例阀，因为在所示布线中只需要一个预控阀门33的输出端。

也可以利用根据实施例1的阀门构建液压控制线路。在这种情况下，接近开关19的数字化输出信号可以用于根据接近开关19的输出信号是否显示阀门的打开来关闭或接通例如另外的液压单元。例如也可以对关闭的位置进行检测，以便能够识别出液压系统的安全状态，对于该系统而言，连接在阀门上的负载被阻断。

附图标记清单

1 阀门壳体

2 第一缸孔

3 控制滑阀

4 第二缸孔

5 套筒

6 顶盖

7 控制弹簧

8 入口

9 阀座

9′ 阀座

10 座面

10′ 座面

11 出口

12 阻尼栓

13 环形室

14 通道

14′ 通道

15 第一端面

16 第二端面

17 轴向通道

18 接纳凹口

19 接近传感器

20 螺纹

21 外螺纹

22 止挡

23 对顶止挡

24 环形槽

25 阶梯

26 锥部

31 控制凸台

32 调节电子装置

33 预控阀门

35 弹簧室

37 环形腔

Claims (13)

1.具有在阀门壳体的缸孔中能轴向推动地布置的控制滑阀的阀门，控制滑阀在缸孔中的轴向位置能够通过能产生相应电位置信号的位置传感器无接触地获取，其中所述阀门构造为座阀并且具有阀门壳体（1）和从所述阀门壳体（1）伸出的套筒（5），其中阀座被布置在所述套筒（5）上，其中所述阀门被由阀门壳体（1）和控制滑阀（3）的远离阀座的端面（15）所限定的腔室中的控制压力所控制，其特征在于，控制滑阀（3）在其围面的探测区域中具有其直径的变化并且能够通过关于缸孔（2）沿径向指向地布置在阀门壳体（1）的接纳凹口（18）中的、构造为接近传感器（19）的位置传感器根据控制滑阀（3）的分别与位置传感器对置的区域相对于位置传感器的径向间距来产生位置信号，其中所述接近传感器（19）对控制滑阀（3）的在所述端面（15）和座面（10）之间的具有连续扩大或减小的直径的探测区域进行探测，其中，所述端面（15）限定所述腔室，所述腔室被以控制压力加载，其中，所述接纳凹口（18）是完全或部分地在其长度上设有螺纹（20）的孔，设有外螺纹（21）的所述位置传感器能够旋入该孔中，并且其中，在所述位置传感器上构造了轴向止挡（22）并且所述位置传感器能够旋入设有螺纹（20）的孔中直到所述轴向止挡（22）抵靠在阀门壳体（1）的对顶止挡（23）上并且确定所述位置传感器到所述控制滑阀（3）的准确距离。

2.根据权利要求1所述的阀门，其特征在于，控制滑阀（3）在探测区域中在一段沿轴向的探测长度上具有连续扩大或减小的直径。

3.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于，控制滑阀（3）由导电材料构成并且位置传感器是感应式接近传感器（19）。

4.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于，多个位置传感器沿轴向和/或径向彼此错开地布置在阀门壳体中。

5.根据权利要求1或2所述的阀门，其特征在于，控制滑阀（3）能够在关闭位置和打开位置之间移动地得到驱动，其中通过处于关闭位置中的控制滑阀（3）能够将从进入缸孔（4）的入口（8）至缸孔（4）中出口（11）的连接截止。

6.根据权利要求5所述的阀门，其特征在于，缸孔（4）具有沿轴向的阀座（9、9'），控制滑阀（3）在其关闭位置中利用相应的座面（10、10'）相对该阀座抵靠，其中控制滑阀（3）的在阀座侧的端面（16）能够被入口（8）上的压力逆向于控制压力在打开方向上加载。

7.根据权利要求6所述的阀门，其特征在于，阀座（9）相对于这个或这些径向出口（11）沿轴向间隔地布置，并且控制滑阀（3）在其在阀座侧的端部区域处构造为与缸孔（4）相比直径较小的阻尼栓（12），从而在控制滑阀（3）的关闭位置中在阀座（9）和出口（11）之间形成包围该阻尼栓（12）的环形室（13）。

8.具有根据权利要求1-7中任一项所述的阀门的液压控制线路。

9.根据权利要求8所述的液压控制线路，具有电子装置，接近传感器（19）的信号能够被输导给该电子装置（32），并且具有液压单元（33），该液压单元由电子装置（32）根据接近传感器（19）的信号操控。

10.根据权利要求9所述的液压控制线路，其中如此配置所述阀门和接近传感器（19），以致于接近传感器（19）的信号持续并且成比例地反映控制滑阀（3）的位置，并且其中电子装置（32）被构造并配置成按照给定的额定位置来对控制滑阀（3）的位置进行调节的调节电子装置。

11.根据权利要求10所述的液压控制线路，其中，液压单元是预控阀门（33），其被布置用于液压地调整控制滑阀（3）。

12.根据权利要求11所述的液压控制线路，其中，液压单元是能成比例地调整的方向阀。

13.根据权利要求8所述的液压控制线路，其中控制滑阀（3）的远离阀座的端面（15）能够被控制压力和/或控制弹簧（7）沿关闭方向加载，并且其中根据接近传感器（19）的位置信号借助于调节器来调节沿关闭方向对控制滑阀（3）加载的控制压力，并且调节阀门的入口处的压力。

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