CN104180021B - 用于排出和供给流体的调平阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于排出和供给流体的调平阀。本发明涉及用于将空气从多个应用元件(205a，b)排出和将空气供给到所述多个应用元件的调平阀(101)，包括阀盘装置(103)，阀盘装置用于在加压空气源(207)、排出口(3)和应用元件之间引导空气，所述阀盘装置包括第一和第二阀盘(107，109)，所述第一和第二阀盘能相对于彼此旋转使得阀能在多个切换位置(105a‑e)之间切换，并且其中在一些切换位置，所述加压空气源(207)或所述排出口(3)与应用元件流体连通。特别是提出所述阀盘(107，109)在到所述应用元件(205a，b)或离开所述应用元件的相应流动路径中提供流动横截面的阶梯增加，其中所述阶梯增加取决于在阀盘(107，109)之间的旋转角度。

Description

用于排出和供给流体的调平阀
技术领域
本发明涉及用于将空气从多个应用元件、尤其是气动悬架波纹管排出和将空气供给到所述多个应用元件的调平阀，所述调平阀包括：阀盘装置，所述阀盘装置用于在加压空气源、排出口和所述应用元件之间引导空气，所述阀盘装置包括第一和第二阀盘，所述第一和第二阀盘基本上彼此同心、沿相应的接触表面相互接触，并且能相对于彼此旋转使得阀盘装置能在多个切换位置之间切换，其中切换位置中的至少一个是中立位置，在中立位置，在应用元件与加压空气源和排出口两者之间的流体连通被阻止，并且其中在其它切换位置，加压空气源或排出口与应用元件流体连通。
背景技术
上述类型的调平阀例如从WO 2010/089089已知。
已知类型的调平阀一般用于调节车辆如卡车或其它用途车辆相对于地面水平的竖直间隙。取决于车辆的载荷情况或取决于作用在车辆的应用元件如气动悬架波纹管的动态力，在特定情况下需要增加或降低应用元件的悬架的水平。这通过将调平阀特别是阀盘装置从其中立位置切换到“排出”切换位置或“空气供给”切换位置来实现。取决于切换位置，空气将从应用元件被排出到大气中，或将从压缩空气源被供给到应用元件。
由上述公开已知的调平阀致力于通过使不能旋转的阀盘能在阀壳体内部轴向移动来降低在阀内部使用的密封元件的数目的可能方法，其中两个阀盘通过分布在连接到加压空气源的管线或连接到应用元件的管线的压力被压至彼此。
而本发明相反地致力于不同的方面：在实践中，经常需要非常快速地调节应用元件的水平。作为其结果，空气必须以高流动速度从应用元件朝向大气移动或从加压空气源通过调平阀移动进入应用元件。为了达到这个目的，在阀内部的流动路径需要被相应地设定尺寸。然而，对于流动路径的尺寸存在限制，这是由于整体调平阀必须不超过预定的总尺寸以便于车辆实际可用。在各种已知的阀系统中，已经发现，在阀流动路径内部的非常小的流动横截面导致在切换阀和空气被推压通过阀时的不充分和慢反应。
对于气动阀通常发现的再一个问题是当在高压力下通过阀切换和推动大量空气时发出的噪声。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种调平阀，所述调平阀具有改进的功能性，同时解决尽可能多的上述缺点。特别是，本发明的目的是提供一种调平阀，所述调平阀在切换时具有改进的反应性。此外，本发明的具体目的是提供一种调平阀，所述调平阀提供改进的功能性，同时发出尽可能少的噪声。
根据一个方面，本发明的目的利用如下的调平阀实现：用于将空气从多个应用元件排出和将空气供给到多个应用元件的调平阀包括阀盘装置，所述阀盘装置用于在加压空气源、排出口和所述应用元件之间引导空气，所述阀盘装置包括第一阀盘和第二阀盘，所述第一阀盘和第二阀盘基本上彼此同心，沿相应的接触表面相互接触，并且能彼此相对旋转使得所述阀盘装置能在多个切换位置之间切换，其中所述切换位置中的至少一个切换位置是中立位置，在所述中立位置，在所述应用元件与所述加压空气源和所述排出口两者之间的流体连通被阻止，并且其中，在其它切换位置，所述加压空气源或所述排出口与所述应用元件流体连通，其特征在于，所述第一阀盘和第二阀盘在被切换离开所述中立位置时适合于在所述加压空气源或所述排出口与所述应用元件之间的相应流动路径中提供流动横截面的阶梯增加，其中，所述阶梯增加取决于在所述第一阀盘和第二阀盘之间的旋转角度。
优选地，在流动横截面中的增加联系到增加在阀盘之间的旋转角度，使得旋转角度增加还引起在于加压流体源和应用元件之间或在所述排出口与所述应用元件之间的相应流动路径中的流动横截面增加，这取决于阀盘装置的切换位置。
阶梯增加优选通过以下方式实现：在远离中立位置的非常低的旋转角度提供流动横截面的突然和急剧增加，然后是在较高的旋转角度比较浅的增加。这两个设计特征的组合具有以下效果：在非常低的旋转角度的急剧增加提供阀的良好的反应性，这是因为刚从中立位置切换到流动位置中的一个时，大量加压流体被允许通过流动横截面使得利用元件的水平能够被快速调节。最初几度的旋转后的比较浅的增加达到限制噪声的附加效果。
在优选实施例中，所述流动横截面的阶梯增加包括：对应于第一增加比率的第一区段A以及对应于第二增加比率的第二区段B，所述第二增加比率与所述第一比率不同，优选低于所述第一增加比率。
进一步优选地，所述流动横截面的阶梯增加包括对应于第三增加比率的第三区段C，所述第三增加比率不同于所述第二增加比率，优选高于所述第二增加比率。
就本发明而言，如果阀盘装置的中立位置仅包括调平阀的小的角度范围是优选的。优选的是，中立位置关于零线延伸±1°-3°，优选关于零线延伸约±1.5°。在这个对于中立位置的所谓的死区以外，如果第一区段A(其特征是流动横截面的急剧增加)被分配±4°-10°的关于零线的角度范围是优选的。
在另一个优选实施例中，从第二区段B朝向第三区段C提供流动横截面的逐步增加，以及在区段C中提供朝向流动横截面全打开(区段D)的流动横截面的显著线性增加。如果全通道打开在相对于零线的约±20°或更大角度处实现是进一步优选的。
上述角度范围利用“±”论述是为了表明在自零线的一个方向中，将存在用于从应用元件排出空气的一个或多个切换位置，而在自零线的相应的另一个方向中，将存在用于将空气供给到应用元件的一个或多个切换位置。
根据进一步优选的实施例，所述流动路径中的至少一个包括节流装置，所述节流装置被整合在所述阀盘装置中，或者作为选择被整合到所述调平阀的壳体中。特征是在所述阀盘装置内部的整体节流装置的实施例也是本发明的第二方面。根据本发明的此第二个方面，提供用于将空气从一个或多个应用元件尤其是多个气动悬架波纹管排出和将空气供给到所述一个或多个应用元件的调平阀，包括阀盘装置，所述阀盘装置用于在加压空气源、排出口和所述应用元件之间引导空气，所述阀盘装置包括第一和第二阀盘，所述第一和第二阀盘沿相应的接触表面相互接触，并且所述第一和第二阀盘能相对于彼此旋转使得阀能在多个切换位置之间切换，其中每个切换位置对应于不同的流动路径，其特征在于所述流动路径中的至少一个包括节流装置，所述节流装置被整合在所述阀盘装置中。
根据本发明的本实施例和方面的节流装置的具体优点是在调平阀外部不需要额外的部件用于提供节流功能，这增加了阀的通用性并降低了在车辆中实施节流调平的成本。
整合的节流装置提供在多个利用根据本发明的调平阀控制的应用元件之间进行压力均衡的机会。节流装置因此同时使空气能在应用元件之间流动，还由于小节流装置直径限制最大流量。这提供了缓慢发生的压力平衡，使得当就应用元件如气动悬架波纹管而言时车辆动态不会受到负面影响。在驾驶情况是一个应用元件与分别的其它应用元件相比承受更长时间的高载荷压力时，诸如在卡车以高速通过长弯路的情况中，压力均衡应有益地最小。
关于本发明的此优选实施例和方面以及第一方面和其实施例的进一步的优点和优选实施例将在下文中介绍。
在进一步优选的实施例中，所述第一阀盘包括：用于连接到所述加压空气源的第一空气路径、用于连接到第一应用元件的第二空气路径、用于连接到第二应用元件的第三空气路径以及用于连接到空气排出口的第四空气路径。
优选地，所述节流装置被形成为连接所述第二和第三空气路径的空气流动通道。所述节流装置优选被形成为在所述第一阀盘的面对所述第二阀盘的接触表面中的凹进。作为选择，所述节流装置优选被形成为在所述第二阀盘的面对所述第一阀盘的接触表面中的凹进。作为进一步优选的选择，所述节流装置被形成为在所述第一阀盘的同与第二阀盘的接触表面相反、即背离的表面中的凹进。通过以这种方式提供节流装置，在第一阀盘中能够随着形成空气路径形成节流装置元件。这可以取决于所采用的阀材料通过常规的制造技术来实现。在优选实施例中，第一和第二阀盘由陶瓷材料制成。
在又一替代方案中，节流装置优选被形成为在调平阀的壳体内部的流动路径例如孔。
在进一步优选的实施例中，所述第一空气路径和所述第四空气路径包括弓形尤其是圆形的第一和第二流动部分。优选地，所述第一和第二流动部分分别被形成为在所述第一阀盘的面对所述第二阀盘的接触表面中的凹进。如果第一和第二弓形流动部分两者被定位在关于所述阀盘的旋转中心的相同的半径上是特别优选的。在本文中看到的优点是，对于两种空气流动模式(排出模式和供给模式)，阀盘相对于彼此相同的旋转角度即在杆件被用于使阀盘旋转的情况中相同的杠杆运动将导致完全相同的流动通道开度，即对于两种空气流动模式的流动阻力。增加的操作对称性使得可以设计更紧凑的调平阀尤其是阀盘，这是因为两个通道可以被制成得同样地小/大。如果流动部分不被定位在相同的半径上而是在不同的半径上，则两个流动部分之一的流动横截面将必然被不对称地放大，这则会导致阀盘的更大的外径。
根据进一步优选的实施例，所述第二阀盘包括歧管。所述歧管优选被形成为在所述第二阀盘的面对所述第一阀盘的接触表面中的凹进。如果取决于所述切换位置，所述歧管与优选设置在所述第一阀盘中的第一、第二、第三和第四空气路径不流体连通或者与优选设置在所述第一阀盘中的第一、第二、第三和第四空气路径中的至少一个流体连通，则是进一步优选的。以上面描述的方式形成歧管的优点与关于在所述第一阀盘中的流动部分和空气路径的优点是相同的。因此，参考上文中的评述。
优选地，在第一切换位置，所述歧管将所述第一空气路径连接到所述第二和第三空气路径，在第二切换位置，所述歧管将所述第四空气路径连接到所述第二和第三空气路径，并且在第三切换位置，所述歧管处于所述中立位置，不将第一或第四空气路径连接到所述第二和第三空气路径。
在优选的实施例中，所述歧管包括第一和第二弓形尤其是圆形的歧管流动部分，所述第一和第二歧管流动部分分别被形成为在所述第二阀盘的面对所述第一阀盘的接触表面中的凹进，并且所述第一和第二歧管流动部分取决于所述切换位置被布置用于与优选设置在所述第一阀盘上所述第二和第三空气路径连通。
优选地，第一和第二弓形尤其是圆形的歧管流动部分还被布置在相同的半径上，以提供对称的流动特性而无关于所选择的流动模式(排出或供给)。
如果所述歧管包括以下各项中的至少一个则是进一步优选的：
-外部入口/出口流动部分，所述外部入口/出口流动部分与所述第一和第二歧管流动部分流体连通，所述外部入口/出口流动部分优选被形成为在所述第二阀盘的面对所述第一阀盘的接触表面中的凹进，并且取决于所述切换位置，被布置用于与所述第一空气路径连通或与所述四空气路径连通；和
-第一和第二内部入口/出口流动部分，所述第一和第二内部入口/出口流动部分被定位在所述第一和第二歧管流动部分的每个端部，所述第一和第二内部入口/出口流动部分优选被形成为在所述第二阀盘的面对所述第一阀盘的接触表面中的凹进，并且取决于所述切换位置被布置用于与所述第二和第三空气路径连通。
在调平阀的进一步优选的实施例中，所述外部入口/出口流动部分的横截面形状与设置在所述第一和第四空气路径的所述流动部分的两个端部上的第一和第二端部部分的对应横截面形状全等。另外，如果作为选择或另外，所述第一和第二内部入口/出口流动部分的横截面形状分别与所述第二和第三空气路径的对应横截面形状全等，则是优选的。就本发明而言，术语“全等”被解释为指相应的流动部分在径向方向上的宽度在两个相应的流动部分中是相同的。外部和内部流动部分的边缘和所述第一和第四空气路径的第一和第二流动部分的对应边缘以及所述第一和第二歧管流动部分被成形和定向成使得当阀盘相对于彼此旋转时，立即使相应的流动部分在其整个宽度上进入流体连通，从而导致流动横截面的初始急剧增加。
根据调平阀的进一步优选的实施例，所述外部入口/出口流动部分的端部部分中的至少一个、优选地每个包括阶梯、圆化边缘或倒角。所述元件优选地被定向成在切换阀时提供流动横截面的延迟增加作为从第一区段A至第二区段B的过渡。通过在倒角的长度上部分地降低相应的流动部分的深度，初始急剧增加被“减慢”，从而导致较浅的第二区段增加。
优选地，在第四切换位置，所述歧管将所述第一空气路径连接到所述第二和第三空气路径，其中在所述歧管的外部入口/出口流动部分和(所述第一空气路径的)所述第一流动部分之间建立的流动横截面比在所述第一切换位置的小，并且在第五切换位置，所述歧管将所述第四空气路径连接到所述第二和第三空气路径，其中在所述外部入口/出口流动部分和(所述第四空气路径的)所述第二流动部分之间建立的流动横截面比在所述第二切换位置的小。当从中立位置在排出或供给方向上切换时，现在存在更多的切换位置；节流位置和不节流位置。所有这些可以在不提供外部部件的情况下实现。
在调平阀的优选实施例中，所述第一阀盘和第二阀盘相对彼此同心布置。优选地，所述第二阀盘被可旋转地安装在阀壳体中且能在所述多个切换位置之间旋转，其中所述第一阀被固定地安装在所述壳体中，或反之亦然。如果两个阀盘中只有一个是能旋转的，则调平阀的整体结构能够被简化并且能被更加可靠的制造。
在根据调平阀的优选实施例中，所述歧管被形成并布置在所述第二阀盘中，并且所述第一、第二、第三和第四空气路径被形成并设置在所述第一阀盘中，使得当使所述第二阀盘相对于所述阀盘旋转180°时，所述阀提供了相同数量的切换位置。优选地，这通过分别布置绕所述第一阀盘的旋转中心轴线布置的第一和第四以及第二和第三空气路径来实现。特别优选的，所述第一和第四以及第二和第三空气路径被布置为围绕所述第一阀盘的旋转中心轴线点对称，其中所述旋转中心轴线垂直于所述第一阀盘的接触表面。进一步优选地，所述弓形歧管流动部分围绕所述第二阀盘的旋转中心轴线被对称地布置。仍然进一步优选地，交联流部分关于所述第二阀盘的旋转中心轴线径向布置。
根据调平阀的另一个优选实施例，所述第一和第二阀盘中的至少一个、优选每个包括当阀组装时与相应的另一个阀盘的接触表面抵接的一个或多个支撑脊，其中所述支撑脊优选被定位在相应的阀盘接触表面的径向外围区域。只要两个阀盘以更稳定的方式彼此支撑，所述一个或多个支撑脊具有有益效果。由于在阀盘的旋转中心轴线和支撑脊之间的最大(径向)距离，相对于所述阀壳体，任何法向力或水平力能够更好地由阀盘吸收。因此，较大的力能够被施加在阀盘上，导致在阀盘之间的改进的密封。
在进一步的方面，本发明涉及用于在车辆中使用的空气悬架系统。本发明的目的通过以下空气悬架系统实现，所述空气悬架系统包括多个应用元件尤其是悬架波纹管、用于将空气从所述应用元件排出和将空气供给到所述应用元件的调平阀以及连接到所述调平阀的第一空气路径的加压空气源，其中所述调平阀是根据前述优选实施例中的任一个所述的调平阀。
在进一步的方面，本发明涉及一种车辆，尤其是卡车。本发明的目的通过以下车辆实现。所述车辆包括安装在车轴上的多个轮胎、上部结构以及将所述车轴联接到所述上部结构的空气悬架系统，其中所述空气悬架系统是如上所述的空气悬架系统。
为更完整的理解本发明，现在将详细参考附图描述本发明。详细描述将说明和描述什么被认为是本发明的优选实施例。当然应该理解的是，可以容易地在形式或细节上作出各种修改和变化，而不脱离本发明的精神实质。因此，意图是，本发明可以不限于这里示出和描述的精确形式和细节。措词“包括”不排除其它元素或步骤。措辞“一”并不排除多个。
附图说明
图1示出根据优选实施例的调平阀的截面图，
图1a示出根据图1的调平阀的另一截面图，
图2示出根据图1的调平阀的阀盘装置的侧视图，
图2a、图2b示出根据图2的阀盘装置的不同截面图，
图3示出根据图2、图2a、图2b的阀盘装置的细节的侧视图，
图3a、图3b示出图3的细节的进一步的侧视图，
图4示出根据图2的阀盘装置的进一步细节的侧视图，
图4a、图4b示出根据图4的细节的进一步的侧视图，
图5示出包括根据图1至4的调平阀的车辆的示意图，以及
图6示出根据图1至5的优选实施例的调平阀的特征流动曲线的示意图表示。
具体实施方式
根据本发明的优选实施例的调平阀101示于图1和图1a中。调平阀101包括阀盘装置103，阀盘装置103用于在多个应用元件205a，b和加压空气源207或排出口3之间引导空气。阀盘装置103包括第一阀盘107和第二阀盘109。阀盘装置103的第一和第二阀盘107，109包括相应的流动部分，所述流动部分形成用于将空气引导通过阀的流动路径。这将关于图2-5更详细地介绍。
第一和第二阀盘107，109能相对于彼此旋转。在图1的优选实施例中，第一阀盘107被安装成在调平阀101的壳体140的内部固定不动。第二阀盘109被安装成能在壳体140的内部旋转。调平阀101的壳体140包括基体141。第一阀盘107被不能旋转地安装在基体141的内部。壳体140还包括能旋转的壳体部分145，能旋转的壳体部分145以壳体盖148的方式被紧固到基体141并延伸到基体141中。在形成在能旋转的壳体部分145和基体141之间的第一空气室154内部，例如以弹簧147的形式的弹性装置被定位和实施成朝向第一阀盘107推动第二阀盘109，以建立在阀盘装置103的阀盘107，109和壳体、尤其是关于壳体140的基体141之间的密封关系，优选气密关系。
壳体140的基体141包括第一流体通道21，连接口142a被定位在在第一流体通道21的端部，连接口142a用于将调平阀101且尤其是第一流体通道21连接到车辆的应用元件205a(图6)。进一步，所述基体141包括第二流体通道22。在第二流体通道22的端部定位有连接口142b，连接口142b用于将调平阀101连接到第二应用元件205b。应用元件205a，b可以例如是卡车车辆的气动悬架波纹管，其中第一应用元件205a可能是车辆的右侧悬架波纹管，而第二应用元件205b可能是车辆的左侧悬架波纹管，或反之亦然。
流体通道21，22连接到在阀盘装置103的第一阀盘107中的相应流动部分。阀盘装置内部的流动部分的位置和功能将通过各图2-5介绍。
壳体140的旋转部分145包括外部安装区段，所述外部安装区段在图1中接纳用于操作阀101的杆件143。杆件在其(图1)最右边的端部部分包括接合车辆的部分的联接装置150。用于从车辆到阀101转换控制运动的机械元件可以是辊、转向杆等。在杆件143致动时，能旋转的壳体部分145相对于壳体140的基体141旋转。阀盘装置103的第二阀盘109相对于能旋转的壳体部分145不能旋转地被安装。因此，当控制杆143致动时，在本实施例中第二阀盘109相对于第一阀盘107旋转。
基体141和能旋转的壳体部分145以及能旋转的壳体部分145和壳体盖148利用一个或多个灰尘密封件152密封以防止灰尘进入。从而第一空气室154暴露于大气压力(参见图1a和5)。
调平阀101可以任选地包括节流装置115a，115b或115c。图1示例性示出节流装置115a，节流装置115a被形成为在基体141中的圆锥孔的形状的流动路径，使第一和第二流体通道21，22彼此连接。还示出用于节流装置的替代位置。在第一和第二阀盘107，109之间的接触表面中可以形成有节流装置115a(参见图2a，2b中的节流装置115a)。作为选择，在第一阀盘107的表面108中可以形成有节流装置115c，所述表面108与所述接触表面111相反。
流入和流出图1的调平阀101的流体从图1a最佳可见。大部分在图1a中所示的附图标记还可以在图1中可见。这就是为什么对于这些附图标记明确参考图1。
图1a中所示的横截面是相对于图1的90°旋转。实现空气流入和流出调平阀101将在下文中解释。调平阀101在其基体141中包括流体供给口1。流体供给口1与第一阀盘107气密密封接触并与第一阀盘107中的第一空气路径117流体连通。流体供给口1还包括通向应用元件205a，b的类似于如图1所示的连接口142a,b的连接口142c。连接口142c适合于连接到加压空气源207。
通过流体供给口1，加压空气能够通过第一空气路径117被供给到第一阀盘107的第一流动部分125(图1)。取决于第二阀盘109相对于第一阀盘107的旋转角度，空气将以通过第二阀盘109的交联部分137的流体连通被输送至在第一阀盘中的第二和第三空气路径119，121，并从那里被输送到通向应用元件205a，b的第一和第二流体通道21，22。
在其它切换情况下，空气通过流体通道21，22和第一阀盘107的第二和第三空气路径119，121被输送到第二阀盘109，通过第二阀盘109中的第二流动部分127并从那里到达第一阀盘107中的第四空气路径123。第一阀盘107中的第四空气路径123与第二空气室156流体连通。还流体连通到所述第二空气室156的是设置在调平阀101的基体141中的排出口3。排出口3利用空气挡板158密封防止空气进入，如果第二空气室156内部的压力大于阀101外部的大气压力，空气挡板158打开。
图1所示的可选节流装置位置115b，c已经从图1a中省略以提高总体观察性。可选节流装置位置115b，c能够在图2a，2b以及3和3a中更好地看出。
参考图2、图2a和图2b，对示于图1和图1a中的上述盘装置103更详细地进行说明。阀盘装置103包括第一阀盘107和第二阀盘109。图2，2a和2b所示的取向和布置对应于阀盘107，109当被安装在阀101的壳体140内部时的布置。第一和第二阀盘107，109相对于彼此同心布置。第一阀盘107和第二阀盘109利用相应的接触表面111，113彼此抵靠，参见图3，3a，3b和图4，4a，4b。
如能由图2，2a和b和图3，3a，3b最佳可见，第一阀盘107具有大致圆柱形形状，并且关于旋转中心轴线136a大致旋转对称。多个凹进被形成在阀盘107的外围中以提供用于将所述阀盘107紧固到阀101的壳体140的装置。第一阀盘107的在其接触表面111中包括用于连接到加压空气源207的第一空气路径117(图5)。进一步，第一阀盘107包括用于连接到第一应用元件205a的第二空气路径119。更进一步，第一阀盘107包括用于连接到第二应用元件205b的第三空气路径123。第二和第三空气路径119，121完全延伸通过阀盘107的轴向长度。第一阀盘107还包括用于连接到空气排出口3的第四空气路径。第一和第四空气路径117，123完全延伸通过阀盘107的轴向长度。
第一阀盘107可以任选地包括多个第一支撑脊138a-d，参见图3b。作为选择或另外，第二阀盘可以包括多个第二支撑脊139a-e，参见图4，4b。这些第一和/或第二支撑脊138a-d，139a-e的功能是提高第一和第二阀盘107，109彼此抵接的稳定性，从而较高力和杠杆作用可以被吸收且在第一和第二阀盘107，109的接触表面111，113之间的气密密封能够得到提高。
作为第一和第四空气路径117，123的延伸，第一阀盘107在其接触表面111中包括连接到第一空气路径117的第一流动部分125和连接到第四空气路径123的第二流动部分127。这些第一和第二流动部分125，127被形成为弓形、尤其圆形，且相对于彼此和相对于阀盘的旋转中心轴线被布置在相同的半径上。流动部分被形成为接触表面111中的凹进且不完全延伸通过阀盘的轴向长度。第一和第二流动部分125，127被布置成与第二阀盘协作，用于为第一阀盘相对于第二阀盘的每个旋转对准(切换位置)提供给定的流动横截面。
第一流动部分125在相反的端部包括第一端部部分126a，126b。这些第一端部部分126a，b适合于且尺寸被设定成与设置在第二阀盘109中的外部入口/出口部分135协作，参见图4，4a，4b。
以类似第一流动部分125的方式，第二流动部分127在相反的端部包括第二端部部分128a，b。正如第一端部部分126a，b，第二端部部分128a，b适合于且尺寸被设定成与第二阀盘的外部入口/出口部分135协作，参见图4，4a，4b。
在界定空气路径117，123和第一/第二流动部分125，127的区域中，第二和第三空气路径119，121被布置。第二和第三空气路径119，121可选通过节流装置115b或节流装置115c被连结成流体连通。节流装置115b可选地被形成为接触表面111中的小凹进。节流装置115c可选在第一阀盘107的与接触表面111相反的表面108中被形成为小凹进。
节流装置115b/c的深度以及其宽度比第一/第二流动部分125，127的宽度和深度明显更小，使得在第二和第三空气路径119，121之间只有非常小量的流动。
在各第一和第二流动部分125，127的相反面对侧，布置有阶梯130a-d。阶梯130a-d提供流动横截面的延迟增加。
节流装置115a-c的功能是恒定允许在连接到第二和第三空气路径119，121的应用元件205a，b之间受限的空气交换。一方面，这用以提供在多个应用元件205a，b中的压力平衡。另一方面，节流装置115a-c的受限的横截面防止应用元件相对于相应的其它应用元件过度膨胀/过度压缩。例如，当一个应用元件是卡车的左悬架波纹管且另一个应用元件是卡车的右悬架波纹管并且卡车以高速行驶通过长弯路的时候可能是这样情况。
在接触表面111中在第一和第二流动部分125，127之间有相应的死空间。这个死空间适合于完全容纳的歧管129的外部入口/出口流动部分135，如图4，4a，4b所示。这将在下面更详细地进行说明。
在图4，4a和4b中示出阀盘装置103的第二阀盘109。第二阀盘109包括接触表面113，接触表面113当被安装在阀101内部时面对和抵接第一阀盘107的接触表面111。第二阀盘109相对于旋转中心轴线136b大致旋转对称并具有圆柱形形状。在第二阀盘109的外围，多个凹进被形成以确保第二阀盘相对于阀101的旋转壳体部分145的紧固和定位。在接触表面中形成有歧管129。歧管包括两个弓形歧管流动部分131，133。弓形歧管流动部分131，133优选地相对于旋转中心轴线136b布置在相同的半径上并且是圆形形状。歧管流动部分131，133被连接成通过交联流动部分137流体连通，所述交联流动部分137在两个流动部分131，133之间沿径向延伸。作为交联流动部分137的延伸及流动部分131，133的半径的向外延伸，歧管129包括外部入口/出口流动部分135。由具体地图3和图4的比较，变得清楚的是，优选地，外部入口/出口流动部分135的外轮廓的形状与分别连接到第一空气路径117和第四空气路径123的第一和第二流动部分125，127的相反面对边缘和外轮廓的形状全等。
交联流动部分137所具有的功能是恒定地使歧管流动部分131，133彼此流体连通。因此，当外部入口/出口流动部分135通过第一阀盘107的第一或第二流动部分125，127中的任一个与第一空气路径117或第四空气路径123流体连通时，空气将从第二和第三空气路径119，121两者朝向阀101的排出口流动，或空气将从压缩空气源通过第二和第三空气路径119，121两者同时供给。
在第一弓形歧管流动部分131的相反端部，设置形成有相应的端部部分132a，b。端部部分132a，b优选尺寸被设定成和适合于与第二和第三空气路径119，121的形状相对应。
类似地，第二弓形歧管流动部分133在其相反端部包括端部部分134a，b，端部部分134a，b以与端部部分132a，b相同的方式被成形。
在第二阀盘的接触表面113中，在端部部分132b，134a和132a，134b之间存在死空间。所述死空间适合于在阀盘处于中立位置105c时完全容纳第二和第三空气路径119，121的横截面，参见图2。如能够从此看出的那样，作为内部入口/出口流动部分134a，b和132a，b的端部部分位于弓形歧管流动部分131，133的各端部。如果阀盘107，109相对于彼此旋转，使第二和第三空气路径119，121与第一和第二歧管流动部分131，133彼此流体连通。
在特别优选的实施例中，在第二阀盘接触表面113中的歧管流动部分131，133之间的死空间匹配在第一阀盘107的接触表面111中的第一和第二流动部分125，127之间的死空间，使得在切换阀、即在使阀盘107，109相对于彼此旋转时，使外部入口/出口流动部分135和内部入口/出口流动部分132，134两者都与相应的空气路径流体连通。
如由图4b最佳可见，接触表面113优选在其外围包括多个第二支撑脊139a，b，c，d，e。优选地，第二支撑脊139a-d的高度与容纳歧管129的接触表面113的内部部分平齐。例如，这可以通过在接触表面的内部部分和容纳第二支撑脊139a-e的外围区域之间创建平坦表面113然后去除中央圆形凹进来实现。
继续参考图3和4，现在返回看图2，2a和2b，将对阀盘装置103的不同切换位置进行更详细的说明。在图2中，阀盘107，109在中立位置的定向被赋予附图标记105c。在此位置时，外部入口/出口流动部分135处于在第一阀盘107的第一和第二流动部分125，127之间的死空间。类似地，第二和第三空气路径119，121处于在第二阀盘109中歧管129的流动部分131，133之间的死空间。
如果例如通过使图1所示的杆件143移动而被切换离开中立位置105c，能够使阀盘形成如附图标记105b所示的布置。在该切换位置105b中(第五切换位置)，外部入口/出口流动部分135与第二流动部分127流体连通并连接到空气路径123。然而，在阀盘107，109之间的流动横截面尚未达到最大。如果旋转例如通过使杆件143进一步旋转而从(第五)切换位置105b起在相同的方向上继续前进，达到的下一个位置将是(第二)切换位置105a。在此位置时，外部入口/出口流动部分135通过第二流动部分127与空气路径123流体连通。然而现在，在两个阀盘107，109之间建立的横截面最大并且比在“节流”第五切换位置105b中的大。
作为选择，阀也可以在另一方向上被切换离开在图2所示的(第三切换位置)中立位置105c。如果从(第三)中立切换位置105c切换到以附图标记105d表示的位置(第四切换位置)，使外部入口/出口流动部分135进入与第一空气路径117和相应的第一流动部分125流体连通。如果切换动作继续进行，直到(第一)切换位置105e被到达，节流效果会再次被最小化或去激活。由于相应的第一和第二流动部分125，127和第一和第二歧管流动部分131和133的弓形的、优选点对称的设计，以及跨越这个格局的径向定向的交联部分137，同样变得清楚的是，如果第一和第二阀盘顺时针或逆时针旋转180°被放置成彼此相邻，则阀的操作也是可能的。这使得使用者能够以更灵活的方式选择安装阀101的部位。
图5示出根据图1至4的优选实施例的阀101的示例用途。特别是，图5示意性示出车辆300。车辆300包括支撑多个轮胎303的轴301。轮胎303和轴301通过空气悬架系统200连结到上部结构305。
所述空气悬架系统200包括多个应用元件205a，b，如气动悬架波纹管。应用元件205a，b在功能上连结到轴301且/或可选地直接连接到轮胎支撑件(未示出)。
所述应用元件205a，b通过第一流体通道21和第二流体通道22连接到阀101的阀盘装置103。在杆件(图5中未示出)、如图1中的杆件143旋转时，能够使阀101进入五个切换位置105a-e中的一个中，如上文参照图2至4所说明的。取决于切换位置，空气被从应用元件通过阀101输送到排出口3(“具有节流装置”的切换位置105b或“无节流装置”的切换位置105a)。作为选择，空气能够从压缩空气源207通过流体供给口1被供给到阀101，并从那里被供给到应用元件205a，b(“具有节流装置”的位置105d和“无节流装置”的位置105e)。
继续参考上文所述的图，将在下面对图6的示意性图示进行解释。在图6的曲线图中，通过阀的空气流的流量对阀盘相对于彼此以度为单位的旋转角度被绘制。从0°的旋转角度开始，存在第一区段N，其中阀保持在中立位置。当超过中立位置范围时，存在第一区段A，第一区段A具有相对急剧的流量增加。在此区段A中，使歧管129的相应的内部和外部流动部分132，134，135沿其整个宽度与具有全等形状且对应对齐的第一和第二流动部分125，127以及第一和第二歧管流动部分131，133流体连通。接下来，由于提供阶梯130a-d或者作为选择的圆化边缘或倒角，在区段B中流量增加比第一区段A浅。朝向更高的旋转角度，流量增加再次变得更急剧，且在区段C中，流量增加基本上是线性的直到接近流动横截面的完全打开，如由区段D所示。
图6右边的以S表示的图部分是“供给”切换位置流动特性。图6左边的以E表示的图是“排出”切换位置流动特性。区段N大致对应于图2中的中立位置105c。
附图标记表(说明书的一部分)：
1 流体(空气)供给口
21 第一流体(空气)通道
22 第二流体(空气)通道
3 流体(空气)排出口
101 调平阀
103 阀盘装置
105a-e 切换位置：
105a 第二切换位置(排出)
105b 第五切换位置(排出“被节流”)
105c 中立(第三)切换位置
105d 第四切换位置(供给“被节流”)
105e 第一切换位置(供给)
107 第一阀盘
109 第二阀盘
111 第一阀盘的接触表面
113 第二阀盘的接触表面
115a-c 节流装置
117 第一空气路径(用于连接到加压空气源)
119 第二空气路径(用于连接到第一应用元件)
121 第三空气路径(用于连接到第二应用元件)
123 第四空气路径(用于连接到排气)
125 (第一空气路径的)第一流动部分
126a，b (第一空气路径的流动部分的)第一端部部分
127 (第四空气路径的)第二流动部分
128a，b (第四空气路径的流动部分)的第二端部部分
130a-d 阶梯、圆化边缘或倒角
131 第一歧管流动部分
132a，b 第一内部入口/出口流动部分
133 第二歧管流动部分
134a，b 第二内部入口/出口流动部分
135 外部入口/出口流动部分
136a 第一阀盘的旋转中心轴线
136b 第二阀盘的旋转中心轴线
137 交联流动部分
138a-d 第一支撑脊
139a-e 第二支撑脊
140 壳体
141 基体
142a，b，c 连接口
143 杆件
145 能旋转的壳体部分
147 弹簧
148 壳体盖
150 联接装置
152 灰尘密封件
154 第一空气室
156 第二空气室
158 空气挡板
200 空气悬架系统
205a，b 应用元件
207 加压空气源
300 车辆
301 车轴
303 轮胎
305 上部结构
S 供给侧
E 排出侧
N 中立区段
A 第一流动区段
B 第一流动区段
C 第三流动区段
D 流动通道完全打开

Claims (36)

1.用于将空气从多个应用元件(205a，b)排出和将空气供给到多个应用元件(205a，b)的调平阀(101)，包括：
阀盘装置(103)，所述阀盘装置(103)用于在加压空气源(207)、排出口(3)和所述应用元件(205a，b)之间引导空气，所述阀盘装置(103)包括第一阀盘和第二阀盘(107，109)，所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)基本上彼此同心，沿相应的接触表面(111，113)相互接触，并且能彼此相对旋转使得所述阀盘装置能在多个切换位置(105a-e)之间切换，其中所述切换位置中的至少一个切换位置是中立位置(105c)，在所述中立位置(105c)，在所述应用元件(205a，b)与所述加压空气源(207)和所述排出口(3)两者之间的流体连通被阻止，并且其中，在其它切换位置，所述加压空气源(207)或所述排出口(3)与所述应用元件(205a，b)流体连通，
其特征在于，所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)在被切换离开所述中立位置(105c)时适合于在所述加压空气源(207)或所述排出口(3)与所述应用元件(205a，b)之间的相应流动路径中提供流动横截面的阶梯增加，其中，所述阶梯增加取决于在所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)之间的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的调平阀(101)，
其中，所述流动横截面的阶梯增加包括：对应于第一增加比率的第一区段(A)；以及对应于第二增加比率的第二区段(B)，所述第二增加比率与所述第一增加比率不同。
3.根据权利要求2所述的调平阀(101)，
其中，所述流动横截面的阶梯增加包括对应于第三增加比率的第三区段(C)，所述第三增加比率不同于所述第二增加比率。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的调平阀(101)，
其中，所述流动路径中的至少一个流动路径包括节流装置(115a-c)，所述节流装置(115a-c)被整合在所述阀盘装置(103)中，或者被整合到所述调平阀(101)的壳体(140)中。
5.根据权利要求4所述的调平阀(101)，
其中，所述第一阀盘(107)包括：用于连接到加压空气源(207)的第一空气路径(117)；用于连接到第一应用元件(205a)的第二空气路径(119)；用于连接到第二应用元件(205b)的第三空气路径(121)；以及用于连接到空气排出口(3)的第四空气路径(123)。
6.根据权利要求5所述的调平阀(101)，
其中，所述节流装置(115b，c)被形成为连接所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)的流动通道。
7.根据权利要求5所述的调平阀(101)，
其中，所述第一空气路径(117)和所述第四空气路径(123)包括弓形的第一流动部分和第二流动部分(125，127)。
8.根据权利要求7所述的调平阀(101)，
其中，所述第二阀盘(109)包括歧管(129)，并且
其中，取决于所述切换位置(105a-e)，所述歧管(129)与第一、第二、第三和第四空气路径(117，119，121，123)都不流体连通或者与第一、第二、第三和第四空气路径(117，119，121，123)中的至少一个空气路径流体连通。
9.根据权利要求8所述的调平阀(101)，
其中，在第一切换位置(105e)，所述歧管(129)将所述第一空气路径(117)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)，
在第二切换位置(105a)，所述歧管(129)将所述第四空气路径(123)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)，并且
在第三切换位置(105c)，所述歧管(129)处于所述中立位置(105c)，既不将第一空气路径(117)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)，也不将第四空气路径(123)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)。
10.根据权利要求9所述的调平阀(101)，
其中，所述歧管(129)包括弓形的第一和第二歧管流动部分(131，133)，所述第一和第二歧管流动部分(131，133)分别被形成为在所述第二阀盘(109)的面对所述第一阀盘(107)的接触表面(113)中的凹进，并且所述第一和第二歧管流动部分(131，133)取决于所述切换位置(105a，b，d，e)被布置成用于与所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)连通。
11.根据权利要求10所述的调平阀(101)，
其中，所述歧管(129)包括以下各项中的至少一个：
-外部入口/出口流动部分(135)，所述外部入口/出口流动部分(135)与所述第一和第二歧管流动部分(131，133)流体连通，所述外部入口/出口流动部分(135)取决于所述切换位置(105a，b，d，e)被布置成用于与所述四空气路径(123)或与所述第一空气路径(117)连通；和
-第一和第二内部入口/出口流动部分(132a，b；134a，b)，所述第一和第二内部入口/出口流动部分(132a，b；134a，b)位于所述第一和第二歧管流动部分(131，133)的每个端部上，所述第一和第二内部入口/出口流动部分(132a，b；134a，b)取决于所述切换位置(105a，b，d，e)被布置成用于与所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)连通。
12.根据权利要求11所述的调平阀(101)，
其中，所述外部入口/出口流动部分(135)的横截面形状与设置在所述第一空气路径和第四空气路径(117；123)的所述第一流动部分和第二流动部分(125，127)的两个端部上的第一和第二端部部分(126a，b；128a，b)的对应横截面形状全等；并且/或者
其中所述第一和第二内部入口/出口流动部分(132a，b；134a，b)的横截面形状分别与所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)的对应横截面形状全等。
13.根据权利要求12所述的调平阀(101)，
其中，所述第一和第二端部部分(126a，b；128a，b)中的至少一个端部部分包括至少一个阶梯、圆化边缘或倒角(130a-d)。
14.根据权利要求11所述的调平阀(101)，
其中，在第四切换位置(105d)中，所述歧管将所述第一空气路径(117)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)，其中在所述外部入口/出口流动部分(135)和所述第一流动部分(125)之间建立的流动横截面比在所述第一切换位置(105e)中小；并且
在第五切换位置(105b)中，所述歧管将所述第四空气路径(123)连接到所述第二空气路径和第三空气路径(119，121)，其中在所述外部入口/出口流动部分(135)和所述第二流动部分(127)之间建立的流动横截面比在所述第二切换位置(105a)中小。
15.根据权利要求8所述的调平阀(101)，
其中，所述歧管(129)被形成并布置在所述第二阀盘(109)中，并且所述第一、第二、第三和第四空气路径(117-123)被形成并布置在所述第一阀盘(107)中，使得当使所述第二阀盘(109)相对于所述第一阀盘(107)旋转180°时，所述调平阀(101)提供相同数量的切换位置(105a-e)。
16.根据权利要求1-3中的任一项所述的调平阀(101)，
其中，所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)中的至少一个阀盘包括与相应的另一个阀盘(109，107)的接触表面(111，113)相抵接的一个或多个第一和/或第二支撑脊(138a-d；139a-e)。
17.根据权利要求1所述的调平阀(101)，
其中，所述应用元件是气动悬架波纹管。
18.根据权利要求2所述的调平阀(101)，
其中，所述第二增加比率低于所述第一增加比率。
19.根据权利要求3所述的调平阀(101)，
其中，所述第三增加比率高于所述第二增加比率。
20.根据权利要求6所述的调平阀(101)，
其中，所述节流装置(115b，c)被形成为在所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)中至少一个阀盘的接触表面(111，113)中的凹进，或者被形成为在所述第一阀盘的与接触表面相反的表面中的凹进，或者被形成为所述调平阀(101)的壳体(140)的内部的流动路径(115a)。
21.根据权利要求7所述的调平阀(101)，
其中，所述第一流动部分和第二流动部分是圆形的。
22.根据权利要求21所述的调平阀(101)，
其中，所述第一流动部分和第二流动部分(125，127)分别被形成为在所述第一阀盘(107)的面对所述第二阀盘(109)的接触表面(111)中的凹进。
23.根据权利要求8所述的调平阀(101)，
其中，所述歧管(129)被形成为在所述第二阀盘(109)的面对所述第一阀盘(107)的接触表面(113)中的凹进。
24.根据权利要求8所述的调平阀(101)，
其中，所述第一、第二、第三和第四空气路径设置在所述第一阀盘(107)中。
25.根据权利要求10所述的调平阀(101)，
其中，所述第一和第二歧管流动部分是圆形的。
26.根据权利要求10所述的调平阀(101)，
其中，所述第二空气路径和第三空气路径设置在所述第一阀盘(107)的接触表面(111)中。
27.根据权利要求11所述的调平阀(101)，
其中，所述外部入口/出口流动部分(135)被形成为在所述第二阀盘(109)的面对所述第一阀盘(107)的接触表面(113)中的凹进。
28.根据权利要求11所述的调平阀(101)，
其中，所述四空气路径设置在所述第一阀盘(107)中。
29.根据权利要求11所述的调平阀(101)，
其中，所述第一和第二内部入口/出口流动部分(132a，b；134a，b)被形成为在所述第二阀盘(109)的面对所述第一阀盘(107)的接触表面(113)中的凹进。
30.根据权利要求13所述的调平阀(101)，
其中，所述第一和第二端部部分(126a，b；128a，b)中的每个端部部分包括至少一个阶梯、圆化边缘或倒角(130a-d)。
31.根据权利要求16所述的调平阀(101)，
其中，所述第一阀盘和第二阀盘(107，109)中的每个阀盘包括与相应的另一个阀盘(109，107)的接触表面(111，113)相抵接的一个或多个第一和/或第二支撑脊(138a-d；139a-e)。
32.根据权利要求31所述的调平阀(101)，
其中，所述第一和/或第二支撑脊(138a-d；139a-e)位于相应的接触表面(111，113)的径向外围区域中。
33.用于在车辆中使用的空气悬架系统(200)，包括：
多个应用元件(205a，b)；用于将空气从所述应用元件(205a，b)排出和将空气供给到所述应用元件(205a，b)的调平阀(101)；以及与所述调平阀(101)的第一空气路径(117)相连的加压空气源(207)，
其特征在于，所述调平阀(101)是根据权利要求1-32中的任一项所述的调平阀(101)。
34.根据权利要求33所述的空气悬架系统(200)，
其中，所述应用元件是悬架波纹管。
35.车辆，包括：
安装在车轴(301)上的多个轮胎(303)；上部结构(305)；以及将所述车轴(301)联接到所述上部结构(305)的空气悬架系统(200)，
其特征在于，所述空气悬架系统(200)是根据权利要求33或34所述的空气悬架系统(200)。
36.根据权利要求35所述的车辆，
其中，所述车辆是卡车。
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