CN105636844A - 中继阀、阀装置以及具有中继阀和阀装置的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压缩空气设备的中继阀(2)，其具有壳体，该壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个能与消耗器连接的压力介质输出端、至少一个控制输入端以及至少一个通向大气的排气端(32)。此外，中继阀(2)具有中继阀活塞(14)，该中继阀活塞以能沿着中继阀活塞轴线(16)移动的方式布置在壳体中，并且在壳体中将控制室(22)和工作室(26)彼此分隔开。中继阀(2)的特征在于具有阻尼体积(52)，该阻尼体积与控制室(22)气动连接，由此可以有利地减小中继阀活塞(14)的振荡能力。此外，本发明涉及一种用于压缩空气设备的具有根据本发明的中继阀(2)的阀装置，以及一种具有至少一个中继阀(2)和/或至少一个阀装置的车辆。

Description

中继阀、阀装置以及具有中继阀和阀装置的车辆

技术领域

本发明涉及用于压缩空气设备的中继阀、具有中继阀的阀装置以及具有中继阀和/或具有阀装置的车辆。

背景技术

根据现有技术的中继阀加速例如制动缸的通气和排气。它作为增大空气量的阀工作，这通过如下方式实现：例如针对车辆的压缩空气制动设备的制动缸来说，中继阀用相对较小的压缩空气量控制相对较大的压缩空气量。

通常，中继阀具有壳体，该壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个能与消耗器连接的压力介质输出端、至少一个控制输入端以及至少一个通向大气的排气端。此外，中继阀具有中继阀活塞，该中继阀以能沿着中继阀活塞轴线移动的方式布置在壳体中，并且在壳体中将控制室和工作室彼此分隔开。

中继阀活塞因此一方面能通过控制室加载以控制压力，另一方面能通过压力介质输出端加载以由消耗器提供的工作压力。

在能经由压力介质输入端与压力介质源连接的通气室和工作室之间布置有进气阀，并且在工作室和通向大气的排气室之间布置有排放阀。

在控制室加载以压力介质的情况下，中继阀活塞根据压力介质的控制压力运动到工作室中。在运动过程中，中继阀活塞首先将排放阀关闭，随后克服弹簧力将进气阀打开。通过在通气室和工作室之间产生的连接，在工作室中构建出在中继阀活塞上抵抗控制压力的压力。

如果在通过压力在中继阀活塞上引起的力之间基本上达成平衡，那么中继阀活塞与其原本的运动相反地被推回。在这种情况下，进气阀被关闭，但是不打开排放阀，使得工作室中以及经由压力介质输出端联接的消耗器中的压力得以保持。

如果使控制室部分或完全排气，那么中继阀活塞将再次与其原本的移动方向相反地运动，并且排放阀打开。此后工作室中的压力下降到如下的值，在该值的情况下，在中继阀活塞上再次达成力平衡并且再次将排放阀关闭。在使控制室完全排气的情况下，也使工作室完全排气，这导致使接在后面的消耗器排气。这样工作的中继阀例如由EP1844999A1公知。

这种常规的中继阀通常与其他组件一起整合在阀装置中，该阀装置尤其是具有预控单元和至少一个中继阀的阀装置。这样的阀装置用于气动系统中，例如商用车的制动系统或者空气悬挂系统。

然而，通过给中继阀的控制室加载以压力介质会导致中继阀活塞的振荡，这是因为中继阀活塞与充当空气弹簧的控制室体积一起形成具有振荡能力的系统。这种振荡优选在中继阀的按节拍的(getaktet)激励的情况下产生，并可导致中继阀损毁。

在DE10238182A1中示出了一种用于避免中继阀活塞发生振荡的中继阀的可能的设计。密封的布置在工作室中的隔板具有用于压力补偿的装置。在这种情况下，隔板具有挡板的功能并且将中继阀活塞屏蔽以防动态气流力。然而，在这种布置的情况下可能根据所联接的消耗器的大小而产生不期望的、显著的压力尖峰。

发明内容

因此，本发明的任务在于改善中继阀或者阀装置，尤其是可靠地减小中继阀活塞的振荡。

本发明通过根据权利要求1的中继阀、根据权利要求9的阀装置、根据权利要求10的车辆以及根据权利要求11的中继阀的用途解决了该任务。

根据本发明的中继阀适合于压缩空气设备并具有壳体，该壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个控制输入端以及至少一个通向大气的排气端。

此外，该中继阀具有中继阀活塞，该中继阀活塞以能沿着中继阀活塞轴线移动的方式布置在壳体中，并且在壳体中将控制室和工作室彼此分隔。

根据本发明的中继阀的特征在于具有阻尼体积，该阻尼体积与中继阀的控制室气动连接。

常规的中继阀、尤其是按节拍激励的中继阀在特定的工作状态下倾向于发生显著的固有振荡，该固有振荡一方面可能引起噪音，并且另一方面可能导致中继阀的损毁。中继阀的控制部分中的附加的阻尼体积有利地减小了中继阀活塞的振荡能力并因此避免了中继阀的不利的固有振荡。

在本发明的一个优选实施方式中，阻尼体积整合或布置在壳体中，尤其是壳体的壳体盖中。因此，由于只需替换壳体盖，所述可以有利地在没有大的额外耗费的情况下为现有的中继阀增设阻尼体积。

根据本发明的一个替选实施方式，阻尼体积布置在中继阀活塞中。为此，中继阀活塞具有围绕中继阀活塞轴线延伸的空腔，该空腔与控制室气动连接。

当由于空间原因而壳体盖中的附加体积是不可行的或者当由于结构限制必须保持常规的中继阀的外部尺寸时，阻尼体积的这种布置也可以是有利的。

另一优选的实施方式设置有在阻尼体积与控制室之间的通道，该通道被构造成将阻尼体积与控制室气动连接。此外，在通道中布置有连接节流阀。

有利地，该通道能够实现容易地引入大小匹配的连接节流阀。连接节流阀充当通道的变窄部。连接节流阀和阻尼体积影响由控制室体积形成的空气弹簧的起作用的刚性，并且在这种情况下将它们的规格确定为使得避免中继阀活塞的振荡。

根据本发明的另一优选实施方式，中继阀具有一个或多个控制压力线路，一个或多个控制压力线路设计成将加载以控制压力的压力介质供给到在阻尼体积与控制室之间的通道中。

在这种情况下，从阻尼体积来看，控制压力线路可以在连接节流阀之前或者在连接节流阀之后与通道气动连接。在多于一个控制压力线路的情况下，控制压力线路也可以在连接节流阀的两侧与通道气动连接。

通过可能的控制压力线路的独特的布置，在中继阀被加载以压力介质时可以有利地实现不同的时间特性以优化阻尼。

在本发明的一个替选实施方式中，设置有阻尼体积与控制室之间的隔板来代替阻尼体积与控制室之间的通道，其中，该隔板具有充当连接节流阀的开口。

使用隔板具有如下优点：当例如由于空间原因而不能使用通道时，也可以使用根据本发明的阻尼体积。

在本发明的另一优选实施方式中，控制压力线路直接通入控制室中，以将压力介质供给到控制室中。因此有利的是，在压力介质流入阻尼体积中之前先填充控制室。

在本发明的另一优选实施方式中，控制压力线路直接通入阻尼体积中，以将压力介质供给到阻尼体积中。因此有利的是，在压力介质流入控制室中之前先填充阻尼体积。

此外，上述任务通过用于压缩空气设备的阀装置得以解决，其中，该阀装置具有根据本发明的中继阀。在这种情况下，该阀装置优选是电子空气处理装置、电子驻车制动装置或者例如车桥调节器或者用于压缩空气设备的其他装置。

本发明还通过具有至少一个根据本发明的中继阀和/或至少一个根据本发明的阀装置的车辆，尤其是商用车，来解决本发明所基于的问题。

最后，本发明涉及将中继阀用于机动车中的压缩空气设备、尤其是用于卡车中的压缩空气制动设备的用途。在这种情况下，该中继阀按照本发明来构造并且可以用于根据本发明的阀装置中。

附图说明

其他实施方式从权利要求以及参照附图更详细解释的实施例得出。在附图中：

图1示出根据现有技术的中继阀；

图2示出根据本发明的一个实施例的中继阀的截段，该中继阀具有在中继阀活塞内部的阻尼体积；

图3示出根据本发明的另一实施例的中继阀的截段，该中继阀具有在中继阀活塞内部的阻尼体积；

图4示出根据本发明的一个替选实施例的中继阀的截段，该中继阀具有在壳体盖中的阻尼体积；

图5示出根据本发明的另一替选实施例的中继阀的截段，该中继阀具有在壳体盖中的阻尼体积；

图6示出的示意图用于解释在一个压力介质联接端的情况下阻尼体积的不同的可行联接方案和布置方案；

图7示出的示意图用于解释在两个压力介质联接端的情况下阻尼体积的不同的可行联接方案和布置方案；

图8示出的示意图用于解释在三个压力介质联接端的情况下阻尼体积的不同的可行联接方案和布置方案。

具体实施方式

图1示出根据现有技术的增大空气量的中继阀2，它根据施加的控制压力调整并提供压缩空气。根据控制压力调整的压缩空气在这种情况下可以以相对较大的空气量在短时间内提供。

中继阀2具有由第一壳体部件4和第二壳体部件6、尤其是壳体盖组成的壳体。壳体部件4和6彼此固定连接，并且用密封元件10相对于彼此密封。

中继阀活塞引导件12在壳体盖6中延伸，中继阀活塞14以能沿着中继阀活塞轴线16移动的方式布置在该中继阀活塞引导件中。壳体部件6和中继阀活塞14通过密封圈18相对于彼此密封。另外的被构造成Z形圈的密封圈20将壳体部件6在边缘侧上相对于可移动的中继阀活塞14密封。

布置在中继阀活塞14之上的控制室22由中继阀活塞14和壳体盖6或者第二壳体部件6来限界。经由控制压力线路24，加载以控制压力的压力介质可供给到控制室22中。

图1示出处于排气位置的中继阀2，其中，压缩空气从工作室26出发经过置入件28引入排气室30中。排气室30经由输出端32与大气连接，使得压缩空气可以通过排气室30溢出。

经由这里未示出的压力介质输出端，工作室26与消耗器、例如制动缸气动连接。因此，当工作室26中的压力至少和控制室22中的控制压力一样大时，联接的消耗器被排气。

然而，如果将控制室22中的控制压力进一步提高，那么该控制压力超过工作室26中的压力并且中继阀活塞14占据中立位置(Neutralpositon)。在该中立位置，中继阀活塞14与通气活塞34之间的间隙被封闭，使得排放阀36将工作室26与排气室30气动阻隔。为了产生更好的密封性，通气活塞34优选地用橡胶包封。此外，当没有力从中继阀活塞14作用到通气活塞34上时，由弹簧38将通气活塞34保持在其位置上。

控制室22中的控制压力的提高导致当控制压力相对于工作压力大到既使中继阀活塞14克服其在密封圈18和20上的摩擦力运动又使通气活塞34克服弹簧38的弹簧力运动时，中继阀活塞14运动到通气位置。

通过中继阀活塞14的运动，在通气活塞34与置入件28之间产生间隙，该间隙将通气室40与工作室26气动连接并因此将进气阀41打开。在这种情况下，经由这里未示出的压力介质输入端从压力介质源为通气室40供应压力介质，尤其是压缩空气。弹簧38和通气活塞34由承载元件42保持，其中，承载元件42置入到第一壳体部件4中并且通过密封圈44相对于壳体密封。

弹簧38所处的空间通过开口46与工作室26连接，以实现在具有弹簧38的空间中的压力补偿。在这种情况下，借助另外的密封圈48，第一壳体部件4相对于置入件28气动密封或者将通气室40相对于工作室26气动密封。

图2示出根据本发明的实施例的中继阀2的截段。中继阀2的在图1中用虚线圈出的区域在图2中放大示出。

根据该实施例，中继阀活塞14具有在中继阀活塞14内部的阻尼体积52。该阻尼体积52经由通道54与控制室22气动连接。优选地，在通道54中布置有使通道横截面变窄的连接节流阀56。在正确设计连接节流阀56的大小和阻尼体积52的情况下，有利地抑制了中继阀活塞14的振动行为。

如果现在经由控制压力线路24对控制室22加载以压缩空气，则压缩空气首先流入控制室22中，并从控制室出发经由连接节流阀56流入接在后面的阻尼体积52中。

通常预控单元接在中继阀2之前，然而这里未示出预控单元。例如电子制动设备的压力调节回路的预控单元具有能电驱控的并且以某种方式气动联接的阀，该阀优选地实施为电磁阀。除了用于驱控电磁阀的电联接端之外，预控单元通常还具有两个气动输入端和一个输出端。经由第一输入端向预控单元供应施加的过剩压力，并且经由第二输入端供应电子制动设备的压力调节回路的储备压力。

这种预控单元的一种可行的设计方案在DE10245916A1中示出。这里所示的制动压力调制器优选具有紧凑的机械结构形式，其中，预控单元和中继阀布置在阀体中。在这种情况下，中继阀的输入端与预控单元的输出端连接，其中，阀体内部的连接被构造成压铸壳体中的孔或者通道。

然而，中继阀并不局限于一个输入端。具体而言，例如制动设备的中继阀可以在控制部分中具有最多达三个独立的压力介质联接端，它们经由预控单元的电磁阀与能控制压力部、与储备压力部或者与大气连接。

除了第一控制压力线路24以外，根据图2的中继阀2还具有与阻尼体积52连接的第二控制压力线路58。

另外的可能的第三控制压力线路60布置在中继阀活塞14中，使得可以将压力介质经由该控制压力线路60引入控制室22与阻尼体积52之间的通道54中。

控制压力线路60在壳体部件6中向上延伸，其中，壳体部件6中的侧面凹槽62能够实现的是，即使当中继阀活塞14已向下运动时也可以实现压力介质流过控制压力线路60。

在图2所示的实施例中，第三控制压力线路60在连接节流阀56上方通入通道54中，因此大部分压力介质首先到达控制室22中，并且随后对阻尼体积52进行加载。

与以上实施方案类似，设置有可能的第四控制压力线路，但是它在图2中未示出，因为它优选存在于中继阀活塞14中的这里未示出的另一个截段中。

可能的第四控制压力线路与可能的第三压力线路60类似地首先通过壳体部件6、尤其是通过中继活塞引导件12延伸，经由中继阀活塞14中的凹槽直至通道54，该通道将控制室22和阻尼体积52彼此连接。优选地，第四控制压力线路在连接节流阀56下方通入通道54中，使得在这种布置的情况下压力介质首先到达阻尼体积52，然后到达控制室22。

以上所描述的四个可能的控制压力线路仅仅解释了可能的压力介质联接端。然而它们不一定全部存在。具体而言，其中每个控制压力线路可以单独地或者与一个或两个其他压力线路任意组合地存在。

图6示出在使用仅一个压力介质联接端的情况下控制压力线路的可能的联接端的概览图，图7示出在使用两个压力介质联接端的情况下控制压力线路的可能的联接端的概览图，图8示出在中继阀2的控制部分上使用三个压力介质联接端的情况下控制压力线路的可能的联接端的概览图。在对中继阀活塞14加载以压力介质或者在使中继阀2排气的情况下，不同的可行联接方案具有不同的时间特性。由此有利的是，可以在考虑连接节流阀56以及阻尼体积52的大小的情况下将中继阀活塞14的振荡阻尼优化。

图3示出根据本发明的一个替选实施方式的中继阀2的截段。这里同样示出了在图1中用虚线圈起来的区域。

在该实施方式中，阻尼体积52同样布置在中继阀活塞14内部，然而通过隔板66与控制室22分隔开，其中，布置于隔板66中的开口充当连接节流阀56。

当由于空间原因或者构造原因在中继阀活塞14中没有布置通道54时，这种实施方式特别合适。

图4示出根据本发明另一替选实施方式的中继阀2的截段。中继阀2的根据图1用虚线圈起来的区域在这里再次放大示出。

在该替选实施方式中，将阻尼体积52布置在壳体中，尤其是布置在第二壳体部件6中或者壳体盖中。

在阻尼体积52与控制室22之间设置有用于阻尼体积52和控制室22的气动连接的通道54。为了使通道54变窄，在通道54中引入连接节流阀56。在正确设计阻尼体积52以及连接节流阀56的大小的情况下，导致系统的与摩擦无关的自阻尼，由此有利地抑了制中继阀活塞14的振动行为。

可能的第一控制压力线路24经由壳体盖6直接通入控制室22中，并且可能的第二控制压力线路58根据图4直接通入阻尼体积52中。

此外，这里还设置了第三控制压力线路60和第四控制压力线路68，它们各自在连接节流阀56之前或之后通入控制室22和阻尼体积52之间的通道54中。

如以上针对根据图2的实施例所描述的那样，以上所描述的四个控制压力线路24、58、60和68仅给出了可能的压力线路联接端，它们不必全部存在。控制压力线路24、58、60或68中的每一个可以单独存在或者与一个或多个压力线路任意组合地存在。

图6至图8中所示的控制压力线路的可能的联接端也可以转移到根据图4的本发明的实施方式中。

图5示出根据本发明的另一替选实施方式的中继阀2的截段。如图4中所示，这里阻尼体积52同样布置在第二壳体部件6或者壳体盖中，但是通过隔板66与控制室22分开。布置在隔板66中的开口在这种情况下充当连接节流阀56。

有利地，该实施方式需要壳体盖6中的很小的空间，因为去掉了图4中所示的通道54。

图6至图8示出用于将阻尼体积52布置在中继阀2中的不同方案。图6示意性地示出具有一个压力介质联接端72的布置方案，其中，根据图2和图4的实施方案，压力介质联接端72能连接到第一控制压力线路24、第二控制压力线路58、第三控制压力线路60或者第四控制压力线路68上。

图7示意性地示出具有两个压力介质联接端72的布置方案，其中，根据图2和图4的实施方案，各个压力介质联接端72能连接至第一控制压力线路24、第二控制压力线路58、第三控制压力线路60或者第四控制压力线路68上。

图8示意性地示出具有三个压力介质联接端72的布置方案，其中，根据图2和图4的实施方案，各个压力介质联接端72能连接至第一控制压力线路24、第二控制压力线路58、第三控制压力线路60或者第四控制压力线路68上。

根据图2至图5的实施方案就可能的控制压力线路24、58、60和68方面仅仅给出了联接示例。本发明不局限于所示出的实施方式。受限于构造，控制压力线路24、58、60和68可以任意地布置于中继阀2中，以减小中继阀活塞14的振动行为。

根据图6至图8的压力介质联接端72可以通过制动系统的预控单元而经由各自的控制压力线路例如与控制压力部、储备压力部或者与大气连接。通过不同的可行联接方案，可以改变在在对中继阀2加载以压力介质或者使中继阀2排气的情况下的时间特性曲线，使得对中继阀活塞14的阻尼进行优化或者有利地抑制中继阀活塞14的振动行为。

以上说明书中以及权利要求中提到的所有特征既可以单独地也可以按任意的组合与独立权利要求的特征进行组合。因此，本发明的公开内容不局限于所述的或者所要求保护的特征组合。具体而言，应当认为公开了所有在本发明框架内有意义的特征组合。

Claims (11)

1.一种用于压缩空气设备的中继阀，所述中继阀具有壳体并具有中继阀活塞(14)，所述壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个能与消耗器连接的压力介质输出端、至少一个控制输入端以及至少一个通向大气的排气端(32)，所述中继阀活塞以能沿着中继阀活塞轴线(16)移动的方式布置在所述壳体中，并且在所述壳体中将控制室(22)和工作室(26)彼此分隔开，

其特征在于具有阻尼体积(52)，所述阻尼体积与所述控制室(22)气动连接。

2.根据权利要求1所述的中继阀，

其特征在于，

所述阻尼体积(52)整合在所述壳体中，尤其是整合在壳体盖(6)中。

3.根据权利要求1或2所述的中继阀，

其特征在于，

所述阻尼体积(52)布置在所述中继阀活塞(14)中。

4.根据以上权利要求中任一项所述的中继阀，

其特征在于具有在所述阻尼体积(52)与所述控制室(22)之间的通道(54)以及具有布置在所述通道(54)中的连接节流阀(56)，所述通道被构造成将所述阻尼体积(52)与所述控制室(22)气动连接。

5.根据权利要求4所述的中继阀，

其特征在于具有一个或多个控制压力线路(24；58；60；68)，所述一个或多个控制压力线路被设计成用于将加载了控制压力的压力介质供给到所述在所述阻尼体积(52)与所述控制室(22)之间的通道(54)中。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的中继阀，

其特征在于具有在所述阻尼体积(52)与所述控制室(22)之间的隔板(66)，其中，所述隔板(66)具有充当连接节流阀(56)的开口。

7.根据以上权利要求中任一项所述的中继阀，

其特征在于具有直接通入所述控制室(22)中的控制压力线路(24)，以将压力介质直接供给到所述控制室(22)中。

8.根据以上权利要求中任一项所述的中继阀，

其特征在于具有直接通入所述阻尼体积(52)中的控制压力线路(58)，以将压力介质直接供给到所述阻尼体积(52)中。

9.一种用于压缩空气设备的阀装置，

其特征在于具有根据权利要求1至8中任一项所述的中继阀(2)。

10.一种车辆，尤其是商用车，

其特征在于具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的中继阀(2)和/或至少一个根据权利要求9所述的阀装置。

11.中继阀(2)用于机动车中的压缩空气设备、尤其是用于卡车中的压缩空气制动设备的用途，

其特征在于，

所述中继阀(2)根据权利要求1至8中任一项来构造，或者所述中继阀(2)被用于根据权利要求9所述的阀装置中和/或用于根据权利要求10所述的车辆中。