CN105683011A - 继动阀、阀装置以及与之相关的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有壳体的继动阀2，壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个能与消耗件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部32。此外，继动阀2具有继动阀活塞14，该继动阀活塞以能沿着继动阀活塞轴线16移动的方式布置在壳体中。继动阀2的特征在于具有用于将继动阀活塞14相对于壳体密封的第一密封元件54，其中，第一密封元件54固定地安设在壳体上，并且特征还在于具有用于将继动阀活塞14相对于壳体密封的第二密封元件56，其中，第二密封元件56固定地布置在继动阀活塞14上。由第一密封元件54、第二密封元件56、继动阀活塞14和壳体限界出环形空间58，该环形空间具有与大气的连接部。

Description

继动阀、阀装置以及与之相关的车辆

技术领域

本发明涉及一种用于压缩空气设备的继动阀、一种具有该继动阀的阀装置以及一种具有该继动阀和/或该阀装置的车辆。

背景技术

根据现有技术的继动阀以非常小的压缩空气量来控制非常大的压缩空气量，例如用于车辆的压缩空气制动器的制动缸。因此，继动阀加速了制动缸的换气和排气。

为此，这种继动阀通常具有作为控制活塞工作的继动阀活塞，该继动阀活塞在一侧上可以经由控制室加载以控制压力并且在另一侧上可以经由压力介质输出端加载由消耗件提供的工作压力。

在可经由压力介质输入端与压力介质源连接的换气室与可经由压力介质输出端与消耗件连接的工作室之间布置有进入阀。在工作室与通向大气的排气室之间布置有排出阀。

如果控制室加载以控制压力，那么继动阀活塞运动到工作室中。由于继动阀活塞的运动，首先排出阀被封闭并且随后进入阀被打开。由此，在工作室中构建压力，该压力在继动阀活塞上反作用于控制压力。

在相互作用的压力处于平衡时，继动阀活塞逆着其初始运动被向回推。进入阀闭合，而排出阀未打开，从而在工作室中的和在压力介质输出端下的压力保持不变。

在控制室排气时，继动阀活塞进一步与其初始运动方向相反地被移动并且排出阀打开，直至在工作室中的压力降低到如下值，在该值情况下在继动阀活塞上再次出现力平衡并且排出阀再次闭合。在控制室完全排气时，工作室并且因此后置的消耗件也完全排气。例如在EP1844999A1中公开了上述这样工作的继动阀。

对于继动阀的这种工作方式，在压力介质输出端上配设的压力与控制压力处于由构件引起的比例中。例如，如果期望继动阀的1:1特征，那么需要如下设计，其中，继动阀活塞在控制侧和工作侧上的作用面相等。这通常通过引入到壳体盖中的活塞引导部来实现。然而，在壳体盖中的活塞引导部必须相对于继动阀活塞密闭，由此强制性地需要对壳体盖进行机械加工，以便将密封元件上的摩擦损耗保持得尽可能小并且确保密封性。

已知的继动阀通常与其他部件一起整合在阀装置中。在此，阀装置例如可以是电子的空气处理装置、电磁驻车制动器装置或轴式调节器。

发明内容

综上所述，本发明基于如下问题，即，改进上述类型的继动阀或阀装置，尤其能够实现继动阀的低成本的设计。

本发明利用根据权利要求1所述的继动阀、根据权利要求8所述的阀装置、根据权利要求10所述的车辆以及根据权利要求11的对继动阀的应用来解决该任务。

根据本发明的继动阀是空气量增强的阀，压缩空气根据所施加的控制压力来配设和提供。根据控制压力来配设的压缩空气在此可以以比较大的空气量在短时间内提供。

为此，继动阀具有壳体，该壳体具有可与压力介质源连接的输入端、至少一个可与消耗件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部。

此外，继动阀还具有继动阀活塞，继动阀活塞以可沿着继动阀轴线移动的方式布置在壳体中。

根据本发明的继动阀的特征在于用于使继动阀活塞相对于壳体密闭的第一密封元件和第二密封元件。在此，第一密封元件固定地安装在壳体上并且在继动阀活塞运动时在继动阀活塞上滑动。第二密封元件固定地布置在继动阀活塞上并且在继动阀活塞运动时在壳体上滑动。

优选地，密封元件构造为Z形圈或O形圈并且布置在继动阀活塞或壳体上的环绕的槽中。

第一密封元件、第二密封元件、继动阀活塞和壳体限界出存在于这两个密封元件之间的环形空间，其中环形空间与大气连接，以便避免在环形空间中相对于大气压力升高的压力，其方式是：对环形空间进行至大气中的排气。

继动阀活塞的尺寸根据本发明如下选择，即，为了维持控制压力与工作压力的预定的比例，其中该比例通过继动阀活塞上的作用面来预设。例如，如果需要继动阀的1:1特征，那么环形空间必须如下地确定规格，即，环形空间的作用面与继动阀活塞的排气座的作用面是等大的。有利地，通过对环形空间确定规格可以特别简单地预设控制压力与工作压力的比例，该比例也可以上调或下调。

根据本发明的继动阀活塞具有如下优点：可以省去对具有活塞引导部的壳体盖的高成本的制造。因此，继动阀活塞具有圆形的继动阀活塞上侧，由此在带有附加密封元件的情况下不需要壳体盖中的活塞引导部。由此得到了如下优点：继动阀的盖可以低成本地制造，这是因为现在可以省去费事的机械加工。

此外，该盖可以低成本地由塑料制造，这是因为其现在并不承受继动阀活塞的直接应力。

根据本发明的优选的实施方式，根据本发明的壳体由第一壳体部分和第二壳体部分构造，其中第二壳体部分设计为平坦地构造的盖，该平坦地构造的盖密封地与第一壳体部分连接。这能够有利地实现继动阀的特别简单且低成本的制造。

本发明的另一优选的实施方式规定，环形空间借助继动阀活塞中的轴向孔与大气连接，其中轴向孔通到排气室中。此外，环形空间与大气的连接通过继动阀活塞中的通道实现，该通道构造成将轴向孔与环形空间连接。

有利的是，根据本发明通过对环形空间例如借助继动阀活塞至排气室中的排气，可以实现继动阀活塞的自由运动，而当继动阀活塞运动时不会在环形空间中产生不期望的过压或负压，这种过压或负压会不利地使阀的控制发生错误。在本发明的另一优选的实施方式中，环形空间的大小被调整，以便产生在压力介质输出端上存在的压力与在控制输入端上存在的控制压力的预定的比例，尤其是1:1的比例。

在压力介质输出端上配设的压力与控制压力处于由结构类型引起的比例中，该比例可以基本上为1:1或是上调或下调的。该比例在此通过在继动阀活塞上的作用面的比例来预设。环形空间的作用面在继动阀的1:1的比例下基于直径差与由排气座形成的作用面一样大且反向于由排气座形成的作用面。通过对环形空间合适地确定规格可以有利地专属地调整该比例。

根据本发明的另一优选的实施方式，将与控制输入端连接的控制室的一部分作为减振容积隔开。该控制室和减振容积在此通过节流器彼此连接。

由于对控制室加载压力介质可能会出现如下问题：由于以压力介质来操控而使得继动阀活塞经受振动，这是因为继动阀活塞与弹簧一起构成能够振动的系统。

用于避免继动阀活塞振动的可行的设计方案在DE10238182A1中示出。在此，在工作室中设置有密封的中间壁，中间壁具有用于压力补偿的装置。中间壁在此具有挡壁的功能并且使得继动阀活塞免受动态的气体流动力。然而在此证明不利的是，与所联接的消耗件的大小有关地出现不期望的明显的压力峰值。

通过根据本发明对控制室的划分，在对控制室加载控制压力时，有利地发生对继动阀活塞的减振。通过减振有利地防止继动阀活塞的振动，其中，减振根据所使用的节流器和容积的大小来实现。

在另一种优选的实施方式中，通过隔板和隔板中的开口将减振容积与控制室分开，其中隔板的开口如下地确定大小，即，其作为节流器起作用。有利地，借助隔板的分开可以简单地制造。

在本发明的可替选的实施方式中，减振容积布置在继动阀活塞内部，其中减振容积和与控制输入端连接的控制室经由节流器彼此连接。

有利的是，即使在布置有减振容积的情况下，节流器也负责避免在对控制室进行压力加载时继动阀活塞的振动。

此外，有利地利用继动阀活塞的体积并且在制造时节省材料。

在减振容积和节流器的大小的具体设计方案中，发生系统的与摩擦无关的自减振，由此有利地抑制继动阀活塞的振动特性。

此外，上述任务通过用于压缩空气设备的阀装置来解决，其中阀装置具有根据本发明的继动阀。在此，阀装置优选是电子的空气处理装置、电磁驻车制动器装置或例如轴式调节器也或者是用于压缩空气设备的其他装置。

对此替选地，阀装置也可以设置在车辆例如商用车辆的其他压缩空气设备中。

在阀装置的改进方案中，至少一个另外的继动阀布置在阀块中，其中继动阀例如经由共同的排气室彼此连接。

继动阀活塞在此可以彼此并排地布置在阀块中，由此，由于阀块的尺寸较小而有利地得到较小的重量。由于节约材料而有利地获得了较低的制造成本。

根据可替选的实施例，继动阀具有共同的接口用于与压缩空气供给器连接，由此有利地取消了第二接口。

本发明还利用车辆尤其是商用车辆来解决其所提出的问题，该车辆具有至少一个根据本发明的继动阀和/或至少一个根据本发明的阀装置。

最后，本发明涉及用于车辆中的压缩空气设备尤其是用于载重车辆中的压缩空气制动设备的继动阀的用途。在此，继动阀根据本发明构造并且可以使用在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所详细阐述的实施例中得到。其中：

图1示出了现有技术的继动阀；

图2示出了根据本发明的实施例的继动阀；

图3示出了根据本发明的另一实施例的具有前置的减振容积的继动阀；

图4示出了根据本发明的另一实施例的具有后置的减振容积的继动阀；

图5示出了EBS拖车调节器的气动联接图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的继动阀2，其具有壳体，该壳体由第一壳体部分4和第二壳体部分6构成。壳体部分4、6彼此固定连接并且借助密封元件10相对彼此密闭。

第二壳体部分6具有向内伸入的继动阀活塞引导部12，继动阀活塞14可沿着继动阀活塞轴线16移动地布置在继动阀活塞引导部中。密封圈18将第二壳体部分6相对可移动地布置的继动阀活塞14密闭。

在第二壳体部分6的边缘侧上延伸有构造为Z形圈的密封圈20，密封圈20同样用于相对于可移动地布置的继动阀活塞14进行密闭。

控制室22布置在继动阀活塞14上方，控制室22由继动阀活塞14和第二壳体部分6限界。通过控制压力管路24可以将控制压力引导到控制室22中。

根据图1的继动阀2以排气位置示出。为此，压缩空气从工作室26经过插装件28地到达排气室30中，该排气室经由输出端32与大气连接，从而要排气的压缩空气可以通过排气室30流出。

在该位置中，在工作室26中的压力超过控制室22中的压力或两个压力处于平衡中。

工作室26具有在此并未示出的压力介质输出端，该工作室可以通过压力介质输出端与消耗件例如制动气缸气动地连接。

如果工作室26中的压力至少与控制室22中的控制压力一样大，那么压缩空气从消耗件排气。然而一旦控制室22中的控制压力略微高于工作室26的压力，那么继动阀活塞14占据中立位置。在中立位置中，在继动阀活塞14与换气活塞34之间的间隙被封闭，使得排出阀36将工作室26与排气室30气动地阻隔开。

换气活塞34优选以橡胶注塑包封并且被弹簧38保持在其位置中。

如果控制室22中的控制压力进一步提高，那么继动阀活塞14运动到换气位置中，其中控制压力相对于工作压力足够大，以便不仅继动阀活塞14抵抗其在密封圈18和20上的摩擦力地运动而且换气活塞34抵抗弹簧38的弹簧力地运动。

在该位置中，在换气活塞34与插装件28之间形成间隙，该插装件将换气室40与工作室26气动地连接并且因此打开进入阀41。由压力介质源经由这里未示出的压力介质输入端为换气室40供应压缩空气。

换气活塞34和弹簧38由承托元件42承托，该承托元件插装到第一壳体部分4中并且借助密封圈44来密闭。

开口46负责在具有弹簧38的空间中的压力补偿。另一密封圈48将第一壳体部分4相对插装件28气动地密闭或将换气室40相对工作室26气动地密闭。

为了通过密封件18和20将继动阀14在第二壳体部分6上的摩擦力保持得尽可能小并且确保密封性，第二壳体部分6必须不利地在机械方面高成本地加工，以便实现高的表面品质。

图2示出了根据本发明的继动阀2的实施方案，其中，第二壳体部分6根据本发明设计为平坦地构造的盖，其借助密封圈52密封地与第一壳体部分4连接。

在第二壳体部分6与第一壳体部分4之间，以置放在阶形部上的方式尤其是以Z形圈的形式布置有第一密封元件54，Z形圈将继动阀活塞14相对于第一壳体部分4密闭。在此，密封元件54以在壳体上固定的方式安装，并且在继动阀活塞14运动时在继动阀活塞14上滑动。

在继动阀活塞14中的环绕的槽中布置有第二密封元件56，该第二密封元件固定地贴靠在继动阀活塞14上并且在第一壳体部分4中滑动。

由继动阀活塞14、第一壳体部分4和两个密封元件54、56限界出环形空间58，环形空间经由继动阀活塞14中的通道60和轴向孔62与大气连接。

图2中所示的继动阀2具有1:1的特征，为此对环形空间58进行如下尺寸确定，使得其作用面基于直径差而与由排气座64形成的作用面同样大且反向于由排气座64形成的作用面。

本发明的这种实施方式有利地具有所期望的控制侧与功率侧的面积相等性，其中仅第一壳体部分4需要机械加工，因为在壳体部分4与继动阀活塞14之间仅在此设置有滑动密封元件54和56。构造为盖的第二壳体部分6特别简单且能低成本地制造，尤其由低成本的塑料制造。

图3示出了根据本发明的另一实施例的具有前置的减振容积68的继动阀2。为了将控制室22与减振容积68分开，隔板70插装到控制室22中，其中隔板70具有用作节流器的开口72。在此，隔板70可以单独构造并且粘接或焊接到控制室22中，或在构造为盖的第二壳体部分6的设计中予以考虑。在此，隔板70中的开口72应如下选定，即，有利地避免继动阀活塞14的振动。

图4示出了根据本发明的另一实施例的具有后置的减振容积76的继动阀2。根据本发明，减振容积76布置在继动阀活塞中并且利用节流器78与控制室22连接。在此，在减振容积76和节流器78的大小的具体设计中，也可以有利地抑制继动阀活塞14的振动特性。

图5示出了以EBS拖车调节器为例用于阐述前置或后置的减振容积68、76的根据本发明的应用的气动联接图。为简明起见，在此分别示出一个前置的和一个后置的减振容积68、76。但优选的是实现由两个前置或两个后置的减振容积68或76构成的对称结构。然而并不排除相应于图5的非对称的布置。

简化地示出的EBS拖车调节器首先具有控制电子装置(ECU)80，调节器的部件与控制电子装置电连接。

此外，调节器具有接口82，经由接口为调节器供给存储压力。此外，除了多个部件之外，多个压力传感器84与控制电子装置80连接以及设置有冗余阀86。

为了操控两个消耗件输出端88和90，设置有两个根据本发明的继动阀2.1和2.2，其中，减振容积76后置于第一继动阀2.1并且减振容积68前置于第二继动阀2.2。第一继动阀2.1通过进入阀92.1和排出阀94.1操控，其中阀92.1和94.1可以单独地与控制电子装置80连接，以便保持压力，或具有接到控制电子装置80上的共同的接口，于是，其中仅可以借助阀92.1和94.1实现对压力管路的换气和排气。

对继动阀2.1的操控经由后置的减振容积76进行，减振容积经由连接节流器78与继动阀2.1的控制室22连接。

同样地，对第二继动阀2.2的操控经由进入阀92.2和排出阀94.2进行，其类似于阀92.1和94.1地与控制电子装置80连接。

由排出阀94.2提供的控制压力经由前置的减振容积68到达继动阀2.2中，减振容积68经由连接节流器72与继动阀2.2的控制室22连接。

在具有两个前置或两个后置的减振容积68或76的EBS拖车模块中使用两个继动阀2.1和2.2具有如下优点：抑制继动阀2.1和2.2的损害性的振动特性。根据本发明，减振容积68、76的容积以及连接节流器72、78的大小如下地选定，即，发生相应系统的与摩擦无关的自减振。

所有在前面的描述中以及在权利要求中所述的特征不仅可以单独地而且可以与独立权利要求的特征任意组合地进行组合。本发明的公开内容因此并不限于所描述的或所要求保护的特征组合。更确切地说，所有在本发明的范围中可用的特征组合均视为公开。

Claims (11)

1.一种用于压缩空气设备的继动阀，所述继动阀具有壳体，所述壳体具有能与压力介质源连接的压力介质输入端、至少一个能与消耗件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部(32)；并且所述继动阀具有继动阀活塞(14)，所述继动阀活塞以能沿着继动阀活塞轴线(16)移动的方式布置在所述壳体中，

其特征在于具有：

第一密封元件(54)，用于将所述继动阀活塞(14)相对于所述壳体密封，其中，所述第一密封元件(54)固定地安设在壳体上，

第二密封元件(56)，用于将所述继动阀活塞(14)相对于所述壳体密封，其中，所述第二密封元件(56)固定地布置在所述继动阀活塞(14)上，

环形空间(58)，所述环形空间由所述第一密封元件(54)、所述第二密封元件(56)、所述继动阀活塞(14)和所述壳体限界出，以及

所述环形空间(58)与大气的连接部。

2.根据权利要求1所述的继动阀，

其特征在于，

所述壳体由第一壳体部分(4)和第二壳体部分(6)两件式地实施，其中，所述第二壳体部分(6)设计为平坦地构造的盖，所述平坦地构造的盖密封地与所述第一壳体部分(4)连接。

3.根据权利要求1或2所述的继动阀，

其特征在于，

借助所述继动阀活塞(14)中的轴向孔(62)将所述环形空间(58)与大气连接，所述轴向孔通到排气室(30)中，以及

设有在所述继动阀活塞(14)中的通道(60)，所述通道设计为使得所述轴向孔(62)与所述环形空间(58)连接。

4.根据上述权利要求中任一项所述的继动阀，其特征在于，

调整所述环形空间(58)的大小，以便产生在所述压力介质输出端上存在的压力与在所述控制输入端上存在的控制压力的预定的比例，尤其1:1的比例。

5.根据上述权利要求中任一项所述的继动阀，

其特征在于，

与所述控制输入端连接的控制室(22)的一部分作为减振容积(68)被隔开，其中，所述控制室(22)和所述减振容积(68)经由节流器(72)彼此连接。

6.根据权利要求5所述的继动阀，

其特征在于，

所述减振容积(68)与所述控制室(22)的隔开通过隔板(70)实现，并且在所述隔板上的开口用作节流器(72)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的继动阀，

其特征在于，

在所述继动阀活塞(14)中布置有减振容积(76)，其中，所述减振容积(76)和与所述控制输入端连接的控制室(22)经由节流器(78)彼此连接。

8.一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7中任一项所述的继动阀(2)。

9.根据权利要求8所述的阀装置，

其特征在于，

布置有至少一个布置在阀块中的另外的根据权利要求1至7中任一项所述的继动阀(2)，其中，这些继动阀(2)经由共同的排气室(30)连接起来。

10.一种车辆，尤其商用车辆，

其特征在于具有

至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的继动阀(2)和/或至少一个根据权利要求8或9所述的阀装置。

11.继动阀(2)的用于车辆中的压缩空气设备尤其是用于载重车辆中的压缩空气制动设备的用途，

其特征在于，

所述继动阀(2)根据权利要求1至7中任一项来构造或所述继动阀(2)使用在根据权利要求8所述的阀装置中并且/或者使用在根据权利要求10所述的车辆中。