CN112855638A - 用于液压阀的弹簧罩及具有这种弹簧罩的液压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧罩(1)，其具有壳体(2)、容纳在壳体(2)中的弹簧系统(3)以及布置成能在壳体中轴向移动的第一弹簧挡板(4)。弹簧系统(3)在第一轴向方向(AR1)上至少间接地支撑于第一弹簧挡板(4)上，并在第二轴向方向(AR2)上至少间接地支撑于壳体(2)上。壳体(2)在第一轴向末端(5)处具有用于组装弹簧系统(3)和第一弹簧挡板(4)的开口(6)，并在第一轴向末端(5)处具有沿径向方向延伸、部分环绕且轴向限定的第一导引结构(7)，该第一导引结构(7)具有至少一个中间腔。第一弹簧挡板(4)具有在径向方向上延伸且部分环绕的第二导引结构(9)，该第二导引结构(9)与径向中间腔(8)相对应，其中，在将第一弹簧挡板(4)引入壳体(2)期间，该第二导引结构(9)沿着径向中间腔导引，并且在将第一弹簧挡板(4)引入壳体(3)之后，将第一弹簧挡板(4)相对于壳体(2)旋转，从而通过第一导引结构(7)限定该第一弹簧挡板(4)的轴向移动性。

Description

用于液压阀的弹簧罩及具有这种弹簧罩的液压阀

技术领域

本发明涉及一种用于液压阀、尤其是用于负载保持阀的弹簧罩。本发明还涉及一种具有阀座套筒、阀锥和根据本发明的弹簧罩的液压阀。根据本发明的液压阀可以为负载保持阀，并尤其是设计为负载保持阀芯。

背景技术

现有技术中，负载保持阀和负载保持阀芯已广为人知。它们在液压系统中用于防止例如叉车或升降台失控地下降。为此，这种负载保持阀具有阀座和阀锥，该阀锥无漏油地抵靠在阀座上。阀锥受到的预应力大于最大可能的负载压力。为此，尤其是采用可调节的弹簧系统，该弹簧系统常规上容纳在负载保持阀的弹簧罩中。多数情况下，设置液压式节流点或挡流点，该点取决于开启行程，以便在负载下实现可控地下降。该下降通过负载保持阀的阀锥进行先导来实现，例如通过对控制端口施加液压先导压力来实现。如果负载压力和先导压力的总和超过预应力，则负载保持阀开启。这时，预期的下降速度受先导压力的影响。另外，这种阀常规上具有止回阀，该止回阀绕过阀座，以便也能在负载下抬升。

用于这种现有技术中已知的负载保持阀的弹簧罩常规上具有壳体、容纳在壳体中的弹簧系统以及布置成能在壳体中轴向移动的第一弹簧挡板。弹簧系统在第一轴向方向上至少间接地支撑于第一弹簧挡板上，并在第二轴向方向上至少间接地支撑于壳体上。壳体在第一轴向末端处具有用于组装弹簧系统和第一弹簧挡板的开口。

用于这种负载保持阀的弹簧罩例如参阅专利文献DE 0 902 194 A1。

已知负载保持阀的问题在于，在负载保持阀的最终组装期间拼装所有的零件。这又意味着最终组装的工作量相对较高。此外，这类负载保持阀常规上使用具有不同弹簧常数的不同弹簧系统，以获得负载保持阀的预期先导行为。因此，各个零件、尤其是要使用的弹簧系统有时甚至存在多种变型方案，这又会增加物流工作量以及最终组装工作量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于尤其是设计为负载保持阀的液压阀的弹簧罩，其能够减少最终组装工作量和物流工作量。

本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的负载保持阀。有利的改进方案参阅从属权利要求。

根据本发明的弹簧罩与现有技术中已知的弹簧罩的区别尤其在于，壳体在第一轴向末端处具有沿径向方向延伸、部分环绕且轴向限定的第一导引结构，该第一导引结构具有至少一个中间腔。另外，根据本发明的弹簧罩的特征在于，第一弹簧挡板具有沿径向方向延伸且部分环绕的第二导引结构，该第二导引结构与第一导引结构相对应。根据本发明，在将第一弹簧挡板引入壳体期间，第二导引结构沿着第一导引结构的中间腔导引，并且在将第一弹簧挡板引入壳体中之后，将第一弹簧挡板相对于壳体旋转，从而通过第一导引结构限定该第一弹簧挡板的轴向移动性。

换而言之，壳体的开口在内周上具有由第一导引结构形成且偏离圆形的轮廓。在第一弹簧挡板的外周上形成的轮廓构造成与之相对应，使得第一弹簧挡板不能以任意取向引入到壳体中。确切而言，第一弹簧挡板只能以至少一个取向引入到壳体中，即当两个轮廓轴向重叠或重合时。由于第一弹簧挡板在引入之后旋转，导引结构不再轴向相对应，从而弹簧挡板不能再从开口中引出。

这样就能将弹簧罩完全组装好以待负载保持阀的最终组装，因为弹簧系统和第一弹簧挡板皆已固定至弹簧罩的壳体中。第一弹簧挡板在引入和旋转之后相对于壳体的轴向移动性受到限定，因此第一弹簧挡板也不会从壳体中脱落。例如，供应商就能交付具有不同弹簧常数的预组装弹簧罩。

有益地，第一导引结构由自壳体的内周面沿径向方向延伸的至少一个凸鼻和至少一个中间腔形成。特别地，第一导引结构由周向方向上经多个中间腔彼此间隔的多个凸鼻形成，其中，这些凸鼻以规则的间隔布置在壳体的内周面上。这里有益的是，第二导引结构由自第一弹簧挡板的外周面沿径向方向延伸的至少一个突起形成，并尤其是由在周向方向上彼此间隔的多个突起形成，其中，这些突起以规则的间隔布置在弹簧挡板的外周面上。这样确保第一弹簧挡板在壳体中稳妥地导引。因此，为了进行组装，首先将弹簧系统穿过第一轴向末端处的开口引入壳体。随后，将第一弹簧挡板穿过开口引入，其中，第一弹簧挡板取向成使得一个或多个突起沿着第一导引结构的一个或多个中间腔导引。一旦第一弹簧挡板在轴向方向上移动得足够远，即，从第二轴向方向来看，一旦一个或多个突起置于第一导引结构之后，第一弹簧挡板便旋转，从而在一个或多个突起与一个或多个凸鼻之间存在轴向重叠。于是，第一弹簧挡板在其第一轴向方向上的轴向移动性受到限定，因为一个或多个突起抵靠一个或多个凸鼻。

有利的是，第一弹簧挡板在其面向壳体的第一轴向末端的一侧上具有用于阀锥的至少一个倾斜的第一接合面。这样在组装负载保持阀期间，第一弹簧挡板能够相对于阀锥自主居中。因此，减轻负载保持阀的切换滞后，并减少磨损。

有益地，弹簧挡板在其面向壳体的第一轴向末端的一侧上具有第一轴向方向上的锥形结构，其中，至少一个倾斜的第一接合面布置在该锥形结构的外周上。这就允许第一弹簧挡板更佳的自主居中。

有利的是，弹簧罩在壳体的第二轴向末端处具有用于调整弹簧系统的预应力的调整装置以及布置成能在壳体中轴向移动的第二弹簧挡板。这里有益的是，弹簧系统布置在第一弹簧挡板与第二弹簧挡板之间，并且调整装置可调地限定第二弹簧挡板向壳体的第二轴向末端方向的轴向移动性。这样就能业已预先调整弹簧系统的预应力，并且完成预组装的弹簧罩可以直接在最终组装期间使用，而无需重新调整预应力。

此外，本发明用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求9所述的液压阀。根据本发明的液压阀尤其是构造为负载保持阀，并具有阀座套筒、布置在阀座套筒中且能相对于其轴向移动的阀锥以及上述根据本发明的弹簧罩。

这里有利的是，阀锥在其面向第一弹簧挡板的轴向末端处具有倾斜的第二接合面。这样改善第一弹簧挡板的自主居中，从而减少磨损和切换滞后。

有益地，根据本发明的液压阀构造为负载保持阀，尤其是构造为负载保持阀芯。

附图说明

下面结合附图中所示的实施例对本发明予以详述。图中：

图1示意性示出根据本发明设计为负载保持阀芯的负载保持阀的侧视图；

图2示意性示出图1所示的负载保持阀芯的透视分解图；

图3示意性示出沿图1所示的线V-V的截面图；

图4示意性示出图3所示旋转45°的截面图；

图5示意性示出根据本发明的弹簧罩的仰视图；

图6示意性示出沿图5所示的线VI-VI的截面图；

图7示意性示出第一弹簧挡板的第一透视图；

图8示意性示出图7所示的第一弹簧挡板的第二透视图；

图9示意性示出图7所示的第一弹簧挡板的侧视图；

图10示意性示出图7所示的第一弹簧挡板的俯视图；以及

图11示意性示出图7所示的第一弹簧挡板的仰视图。

具体实施方式

图1至图4示出根据本发明设计为负载保持阀芯的液压阀100。这样的负载保持阀芯100例如用于控制液压缸或另一液压消耗器承受的负载，在负载下根据预定的流量特性曲线(通过流量或体积流在负载保持阀100上的压差)借先导压力和预定的先导行为而以先导方式下降，在非致动状态下无漏油地保持负载。

为此，负载保持阀芯100具有阀座套筒101、阀锥102和弹簧罩1。阀锥102以能轴向移位的方式容纳在阀座套筒中，并与先导活塞104一体成型。阀座套筒101具有阀座，该阀座与阀锥102的密封面相互作用，以当密封面抵靠阀座时，无漏油地关闭通道A到通道S的第一流动路径。通道A例如连接至液压缸(未示出)的腔室，该液压缸能抵抗负载而伸缩。通道S例如连接至压力源、滑阀或换向阀。

阀锥102的密封面和阀座套筒101的阀座限定作用面，施加于通道A的负载压力作用于该作用面上。为了释放第一流动路径并降低负载，在负载保持阀芯100的先导端口B处施加先导压力。该先导压力向弹簧罩1的方向轴向作用于先导活塞104，并抵抗布置在弹簧罩1的壳体2中的弹簧系统3。壳体2具有带开口6的第一轴向末端5和第二轴向末端16。

如图3、图4和图6所示，弹簧系统3由第一弹簧19和布置在第一弹簧19内部的第二弹簧20组成。弹簧系统3在第一轴向方向AR1上支撑到第一弹簧挡板4上。第一弹簧挡板4以能轴向移动的方式容纳在壳体2中。为此，壳体2具有阶梯孔27，其中，第一弹簧挡板4容纳在阶梯孔27中邻接开口6的直径较大的一部分中。另外，弹簧系统3在第二轴向方向AR2上支撑到第二弹簧挡板18上。该第二弹簧挡板18同样以能轴向移动的方式布置在壳体2中，即布置在阶梯孔27中直径较小的一部分中。另外，第二弹簧挡板18借助密封组件21与壳体2形成密封。为了调整弹簧系统3的预应力，弹簧罩1具有调整装置17，该调整装置限定第二弹簧挡板18在壳体2的第二轴向末端16的方向上(即在第二轴向方向AR2上)的轴向移动性。该调整装置包括螺纹杆22，该螺纹杆22在壳体的第二轴向末端16处旋入螺纹孔23中。螺纹杆22经由锁紧螺母24紧固在其轴向位置上，并且第二弹簧挡板18抵靠螺纹杆22伸入壳体2的末端。帽25保护螺纹杆22和锁紧螺母24免受外界影响。可通过旋入和旋出螺纹杆22而调整弹簧系统2的预应力。

如图所示，弹簧系统3经由第一弹簧挡板4作用于阀锥102。一旦所施加的负载和先导压力超过弹簧系统3的弹力，负载保持阀1就会打开，并且液压油可以通过第一流动路径从通道A流向通道S，从而降低了负载。

为了将通道S连接至通道A，并例如为了使液压缸(未示出)在负载下移行，阀锥102的内部采用部分空心的设计，并在其中设置有止回阀105。如图所示，该止回阀105是球阀。止回阀105绕过阀座，并在开启状态下以较小的节流阻力释放从通道S到通道A的第二流动路径。

第一弹簧挡板4具有在第一轴向方向AR1上的锥形结构15，对此尤其是参阅图6、图8和图9。如图所示，在本实施例中，锥形结构15包括四个锥形齿26。这些齿26中的每个齿在其外周上具有倾斜的第一接合面14。如图4所示，倾斜的第一接合面14抵靠阀锥102中同样倾斜的第二接合面103。在本实施例中，倾斜的第二接合面103在阀锥102面向弹簧罩1的一侧上呈环绕式设计。在负载保持阀芯100的运行中，倾斜的第一接合面15抵靠第二接合面103，因此第一弹簧挡板4完成自主居中。

为了便于弹簧罩1的组装，壳体2在第一轴向末端5处紧邻开口6的位置具有自壳体2的内周面10或阶梯孔27沿径向方向延伸且部分环绕的第一导引结构7。如图5所示，第一导引结构7由径向向内延伸、在轴向方向上限定且在周向方向上经中间腔8彼此间隔的多个凸鼻11形成。在本实施例中，壳体2具有总共四个凸鼻11和四个中间腔8，它们沿着内周面10规则地分布。如图7至图11所示，第一弹簧挡板4具有与之相对应的第二导引结构9，该第二导引结构9同样沿径向方向延伸且部分环绕。在本实施例中，第二导引结构9由自第一弹簧挡板4的外周面12以规则的间隔延伸的四个突起13形成。

尤其是从图7至图11可以看出，这些突起13均形成在齿26的区域中。突起13在第一弹簧挡板4的外周面12上限定的轮廓大致对应于由第一导引结构7在壳体2的内周10上形成的轮廓。这样，当突起13与中间腔8轴向重叠时，第一弹簧挡板4可以穿过壳体2的开口6引入。在引入期间，突起13导引到中间腔8中，使得第一弹簧挡板4不能旋转。从第二轴向方向AR2来看，一旦将第一弹簧挡板4引入壳体2且突起13置于凸鼻11之后，便可以使第一弹簧挡板4旋转。该旋转可以例如通过适当的工具进行，该工具接合到第一弹簧挡板4在齿26之间形成的谷腔中。通过这样旋转第一弹簧挡板4，突起13与凸鼻11在轴向上重叠，从而限定第一弹簧挡板4在第一轴向方向AR1上的轴向移动性。

因此，可以提供预组装的弹簧罩1，具体方式是，首先，将螺纹杆22旋入通过螺纹孔23并通过锁紧螺母24而将其固定。随后，将第二弹簧挡板18引入阶梯孔27的较小直径部分。此后，将弹簧系统2的第一弹簧19和第二弹簧20布置在壳体中。随后，如上所述，将第一弹簧挡板4引入，并通过最终旋转而确保第一弹簧挡板4不会从壳体2或阶梯孔27中脱落。

然后，将如此预组装的弹簧罩1插到阀座套筒101上，其中，弹簧罩4的第一接合面14与阀锥102的第二接合面103抵接。这里，第一弹簧挡板4抵抗弹簧系统3所施加的力而在第二轴向方向AR2上移动。阀座套筒102经由紧固环28以能脱离的方式连接至弹簧罩1。

为了拆装第一弹簧挡板4，再次旋转第一弹簧挡板4，使得突起13与中间腔8轴向重叠。然后，第一弹簧挡板4可以例如因重力而在第一轴向方向AR1上移动，从而可以通过开口6移除。

在图4所示的实施例中，设置有四个中间腔8、四个凸鼻11和四个突起13。当然也可设想其他实施方案，例如仅具有两个突起13的第一弹簧挡板4。

附图标记列表

1 弹簧罩

2 壳体

3 弹簧系统

4 第一弹簧挡板

5 第一轴向末端

6 开口

7 第一导引结构

8 中间腔

9 第二导引结构

10 壳体的内周面

11 凸鼻

12 第一弹簧挡板的外周面

13 突起

14 第一接合面

15 锥形结构

16 第二轴向末端

17 调整装置

18 第二弹簧挡板

19 第一弹簧

20 第二弹簧

21 密封组件

22 螺纹杆

23 螺纹孔

24 锁紧螺母

25 帽

26 齿

27 阶梯孔

28 紧固环

100 液压阀/负载保持阀芯

101 阀座套筒

102 阀锥

103 第二接合面

104 先导活塞

105 止回阀

AR1 第一轴向方向

AR2 第二轴向方向

A 通道

B 先导压力端口

S 通道

Claims (11)

1.一种用于液压阀(100)、尤其是用于负载保持阀的弹簧罩(1)，其具有壳体(2)、容纳在所述壳体(2)中的弹簧系统(3)以及布置成能在所述壳体中轴向移动的第一弹簧挡板(4)，

其中，所述弹簧系统(3)在第一轴向方向(AR1)上支撑于所述第一弹簧挡板(4)上，且其中，所述弹簧系统(3)在第二轴向方向(AR2)上至少间接地支撑于所述壳体(2)上，并且所述壳体(2)在第一轴向末端(5)处具有用于组装所述弹簧系统(3)和所述第一弹簧挡板(4)的开口(6)，

其特征在于，

所述壳体(2)在所述第一轴向末端(5)处具有沿径向方向延伸、部分环绕且轴向限定的第一导引结构(7)，该第一导引结构(7)具有至少一个中间腔(8)；并且所述第一弹簧挡板(4)具有沿径向方向延伸且部分环绕的第二导引结构(9)，该第二导引结构(9)与径向中间腔(8)相对应，其中，在将第一弹簧挡板(4)引入所述壳体(2)期间，所述第二导引结构(9)沿着所述径向中间腔(8)导引，并且在将所述第一弹簧挡板(4)引入所述壳体(3)之后，将所述第一弹簧挡板(4)相对于所述壳体(2)旋转，从而通过所述第一导引结构(7)限定所述第一弹簧挡板(4)的轴向移动性。

2.根据权利要求1所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第一导引结构(7)由自所述壳体(2)的内周面(10)沿径向方向延伸的至少一个凸鼻(11)和所述至少一个中间腔(8)形成。

3.根据权利要求2所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第一导引结构(7)由周向方向上经多个中间腔(7)彼此间隔的多个凸鼻(11)形成，其中，所述凸鼻(10)以规则的间隔布置在所述壳体(2)的内周面(10)上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第二导引结构(9)由自所述第一弹簧挡板(4)的外周面(12)沿径向方向延伸的至少一个突起(13)形成。

5.根据权利要求4所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第二导引结构(9)由周向方向上彼此间隔的多个突起(13)形成，其中，所述突起(13)以规则的间隔布置在所述弹簧挡板(4)的外周面(12)上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第一弹簧挡板(4)在其面向所述壳体(2)的第一轴向末端(5)的一侧上具有用于阀锥(102)的至少一个倾斜的第一接合面(14)。

7.根据权利要求6所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述第一弹簧挡板(4)在其面向所述壳体(2)的第一轴向末端(5)的一侧上具有第一轴向方向(AR1)上的锥形结构(15)，其中，所述至少一个倾斜的第一接合面(14)布置在所述锥形结构(15)的外周上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的弹簧罩(1)，

其特征在于，

所述弹簧罩(1)在所述壳体(2)的第二轴向末端(16)处具有用于调整所述弹簧系统(3)的预应力的调整装置(17)以及布置成能在所述壳体(2)中轴向移动的第二弹簧挡板(18)，其中，所述弹簧系统(3)布置在所述第一弹簧挡板(4)与所述第二弹簧挡板(18)之间，并且所述调整装置(17)可调地限定所述第二弹簧挡板(18)向所述壳体(2)的第二轴向末端(16)方向的轴向移动性。

9.一种液压阀(100)，尤其是负载保持阀，其具有阀座套筒(101)、布置在所述阀座套筒(101)中的阀锥(102)以及根据前述权利要求中任一项所述的弹簧罩(3)，其中，所述第一弹簧挡板(4)抵靠所述阀锥(102)。

10.根据权利要求9所述的液压阀(100)，

其特征在于，

所述阀锥(102)在其面向所述第一弹簧挡板(4)的轴向末端处具有倾斜的第二接合面(103)。

11.根据权利要求9或10所述的液压阀(100)，

其特征在于，

所述液压阀为负载保持阀，尤其是负载保持阀芯。

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