KR101725105B1

KR101725105B1 - 밸브 및 장착 방법

Info

Publication number: KR101725105B1
Application number: KR1020117011407A
Authority: KR
Inventors: 후버트 페저
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-10-24
Publication date: 2017-04-26
Also published as: TW201028576A; CN102216659B; TWI507624B; US20110278488A1; WO2010057560A1; CN102216659A; PL2359040T3; US10502336B2; EP2359040A1; EP2359040B1; US9140375B2; US20160047480A1; DE102008058263A1; KR20110106278A

Abstract

하우징 또는 밸브 블록(13)의 밸브 보어 내에 장착하기 위한 밸브는 밸브 보어 내로 삽입하기 위한 밸브 부시(3), 밸브 부시 내에 축방향으로 이동 가능하게 안내된, 밸브 부시를 축방향으로 돌출하는 작동 섹션(21)을 가진 밸브 피스톤(5), 및 밸브 커버(7)를 포함하고, 상기 밸브 커버는 밸브 보어 위에 배치될 수 있도록 제공되고, 밸브 피스톤의 작동 섹션과 함께 적어도 하나의 작동 압력 챔버(22, 23, 24)를 형성한다. 밸브 커버가 축방향으로 2개의 부분들로 - 중간 커버(15)와 기능 커버(17) - 세분됨으로써, 적은 비용으로 다수의 변형예들이 제공될 수 있다.

Description

밸브 및 장착 방법{Valve and assembly method}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 밸브 보어 내에 장착하기 위한 밸브에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 밸브의 장착 방법에 관한 것이다.

보쉬 렉스로트 아게는 2/2-방향-장착 밸브라는 명칭으로 데이터 시트 RD 21010 및 RD 21050에 따라 시트 밸브 또는 시트 슬라이드 밸브를 제공하고, 상기 밸브들은 DIN ISO 7368에 따라 장착 보어 내에 삽입하기 위한 밸브 부시와 장착 보어를 폐쇄하는 제어 커버로 구성된다. 제어 커버 내에 배치된 제어 채널과 경우에 따라서는 예비 제어 밸브 장치에 의해, 밸브 부시 내에 삽입된 밸브 피스톤의 스프링 챔버가 제어된다. 로직 밸브 또는 1단 로직 밸브라고도 하는 이러한 밸브 시스템의 장점들은 높은 가변성, 강건성 및 높은 정격 체적 유량에서도 경제적인 작동이다. 이러한 컨셉의 개선에 의해 소위 액티브 로직 밸브 - 2단 및 3단 로직 밸브라고도 함 - 의 구성이 이루어졌고, 상기 액티브 로직 밸브는 연장된 밸브 피스톤을 포함하고, 상기 밸브 피스톤은 제어 커버 내로 돌출하고, 상기 밸브 피스톤에는 밸브 피스톤의 유압 조절을 위한 다른 면들이 제공된 작동 피스톤이 형성된다. 상기 다른 면들은 예컨대 밸브 보어 내의 압력과 무관하게 구현될 수 있는 신속한 개방 과정 또는 폐쇄 과정에 사용될 수 있다.

일반적인 액티브 로직 밸브들은 흔히 제어 커버 내로 연장된 밸브 부시를 포함하고, 상기 밸브 부시는 EP 0 798 471 B1호에 공지된 바와 같이, 밸브 피스톤 전체를 수용한다. 이것은 장착 보어(하기에서 밸브 보어라고도 함)가 미리 제공된 경우에 밸브 부시에서 필요로 하는 벽 두께에 의해 밸브의 이용 가능한 제어 횡단면 및 최대 정격 체적 유량을 감소시킨다.

다른 액티브 로직 밸브들은 예컨대 파커 하니핀 코퍼레이션(오하이오, 미국)의 카탈로그 HY 14-3201/US에 설명된 밸브들 "액티브 카트리지 밸브 - 모니터드, 시리즈 C13DCC 및 C18DCC" 처럼 제어 커버 내에서 밸브 피스톤의 작동 피스톤을 움직인다. 그러나, 제어 커버는 다수의 채널들로 인해 제조가 어렵다. 제어 커버 내에 고정된 스프링은 예비 조립된 유닛으로서 커버와 밸브 부시의 제공을 어렵게 한다. 1단 로직 밸브에 비해 소수의 부품들이 필요하고, 이것은 1단 로직 밸브와는 다른 부품들, 제어 커버, 밸브 부시 및 밸브 피스톤들의 제조 비용을 과도하게 높인다. 기능의 변형은 높은 비용을 수반하는데, 그 이유는 이를 위해 개별 부품들 자체가 변경되어야 하기 때문이다.

본 발명의 과제는 특히 저렴하게 구현될 수 있는 전술한 방식의 밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 밸브에 의해 달성된다.

밸브 보어 위에 배치될 밸브 커버가 축방향으로 2개의 부분들 - 중간 커버,및 제어 채널을 가진 기능 커버 - 로 세분됨으로써, 간단하고 저렴하게 제조되는 2단 또는 3단 로직 밸브가 제공된다. 또한, 저렴한 비용으로 다수의 변형예들이 제공될 수 있다. 중간 커버는 작동 섹션을 위한 수용 챔버를 형성할 뿐만 아니라, 밸브 부시가 삽입된 하우징과 기능 커버 사이에 미리 주어질 수 있는, 예컨대 표준화된 인터페이스를 형성하고, 상기 기능 커버에 의해 다수의 변형예로 밸브의 유압 작동과 회로도가 정해진다. 예를 들어 일반적인 1단 로직 밸브 모델로부터 공지된 변형되지 않은 기존의 제어 커버가 기능 커버로서 사용될 수 있는데, 그 이유는 중간 커버가 이에 필요한 인터페이스를 제공하기 때문이다. 또한, 1단 로직 밸브 모델로부터 공지된, 간단하게 구성된 밸브 부시가 사용될 수 있는데, 그 이유는 밸브 피스톤의 작동 섹션이 중간 커버 내에 안내되기 때문이다.

다수의 밸브 변형예를 제공하기 위해, 공칭 치수마다 그리고 2단 및 3단 회로도 사이의 구분을 위해 소수의 중간 커버, 경우에 따라서는 하나의 중간 커버만 제공하는 것으로 충분하다. 밸브 부시와 관련해서, 시트 밸브 또는 시트 슬라이드 밸브의 변형만 차이가 있다. 기능 커버와 관련해서, 보쉬 렉스로트 아게의 데이터 시트 RD 21010 및 RD 21050에는 소수의 제어 커버와 예비 제어 밸브들로 효율적으로 구현될 수 있는, 1단 로직 밸브를 위한 다수의 예비 조절 변형예들이 설명되어 있고, 상기 1단 로직 밸브들은 2단 및 3단 로직 밸브들에도 사용될 수 있다. 장착 시 밸브 스프링을 고정하기 위해 밸브 커버를 2체형으로 구현하는 것도 가능하므로, 예비 응력을 받은 스프링의 이송에 필요한 이송 고정부 및 소실 고정부가 생략된다.

상기 과제는 또한 상기 밸브의 제공을 위한 장착 방법에 의해 해결된다.

예비 장착된 유닛의 제공은 장착을 용이하게 하고 단축시키며, 최종 장착 시 에러율을 감소시킨다. 밸브 부시, 중간 커버 및 밸브 피스톤은 여러 밸브 변형예에서 동일하므로 물류의 품질을 개선하고 물류 비용을 낮추기 위해 제조사에 통합될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들은 종속 청구항에 제시된다.

예비 장착된 유닛들이 밀봉 수단을 포함하는 경우, 상기 밀봉 수단은 바람직하게 이송 동안, 개별 부품들의 충분한 결합을 위해 사용될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라, 중간 커버의 메인 보어의 베이스 면이 기능 커버에 - 특히 기능 커버의 단부면에 형성된다. 밸브 커버의 이러한 축방향 세분은 분리 지점에서 밀봉을 용이하게 한다. 또한, 제조가 더 간단해 지는데, 그 이유는 주로 밸브 피스톤의 이동 축을 가진 중간 커버가 평행한 보어를 포함하기 때문이다. 특히 밸브 커버의 상기와 같은 세분은 스프링의 삽입을 용이하게 한다.

바람직하게 작동 섹션은 메인 보어를 기능 커버측 작동 압력 챔버와 밸브 부시측 작동 압력 챔버로 세분하고, 중간 커버에는 밸브 부시측 작동 압력 챔버를 향해 제어 채널이 배치된다. 이것은 밸브 하우징에서 종래의 접속 다이어그램을 이용하여 2단 또는 3단 로직 밸브의 제어를 용이하게 한다.

특히 바람직한 실시예에 따라, 기능 커버는 유압 기능 형성 수단들을 포함하고, 상기 수단들은 특히 예비 제어 밸브 또는 상기 밸브용 장착 보어, 스로틀, 예비 제어 밸브용 접속면, 행정 제한 장치, 거리 센서 및 접속 위치 모니터링 장치들을 포함할 수 있다. 1단 로직 밸브에 대해 공지된 이러한 변형예들은 적은 비용으로 2단 또는 3단 로직 밸브 - 즉 액티브 로직 밸브 - 에 사용될 수 있다.

변형예의 개수를 높이거나 지금까지 불가능했거나 어려웠던 기능들을 얻기 위해, 중간 커버도 유압 기능 형성 수단들을 포함할 수 있다. 상기 수단들은 특히 작동 차단 장치, 행정 제한 장치, 거리 센서, 접속 위치 모니터링 장치, 스로틀 및 예비 제어 밸브를 포함할 수 있다.

바람직하게 밸브 피스톤은 작동 섹션과 일체형으로 형성된다. 바람직하게는 작동 섹션으로부터 밸브 피스톤으로 인장력 및 전단력이 유격 없이 전달되어야 하고, 이를 위해 작동 섹션은 예컨대 작동 피스톤에도 형성될 수 있고, 상기 작동 피스톤은 밸브 피스톤에 축방향으로 유격 없이 고정된다.

기능 커버를 향한 중간 커버의 단부면에 적어도 제어 접속부와 관련해서 표준화된 접속 다이어그램이 특히 DIN ISO 7369에 따라 제공되는 경우, 변형되지 않거나 약간만 변형된 다수의 기존 제어 커버가 사용될 수 있다.

밸브 부시와 밸브 피스톤 사이에 밀봉 수단들이 배치되는 경우에, 밸브의 밀봉력이 개선될 수 있다. 또한, 방사방향 유격이 가능하므로, 더 낮은 제조 공차가 요구되어야 한다. 작동 섹션과 중간 커버의 메인 보어 사이에 밀봉 수단이 제공되는 경우에도, 동일한 사항이 적용된다. 즉 밸브 부시와 밸브 피스톤 사이에 또는 작동 섹션과 메인 보어 사이에 헐거운 끼워 맞춤, 특히 DIN 7157에 따른 헐거운 끼워 맞춤 H7/e5, H7/f6, 또는 H7/g5 또는 H8/e5, H8/f6, 또는 H8/g5이 허용될 수 있다. 이로써 밸브 피스톤의 미세 가공은 생략될 수 있다.

바람직하게 제어 접속부 및/또는 고정 수단은 중간 커버의 메인 보어에 대해서, 중간 커버의 정렬이 밸브 보어를 중심으로 미리 주어진 각도 단계로 변경될 수 있도록 배치된다. 이로써 기능 커버측 작동 압력 챔버용 또는 밸브 부시측 작동 압력 챔버용 제어 채널은 하우징 또는 밸브 블록의 상이한 제어 접속부들에 연결될 수 있고, 따라서 예를 들어 밸브의 회로도가 변경될 수 있다. 바람직하게는 이를 위해 기능 커버로부터 떨어져 있는 중간 커버의 단부면에 중간 커버의 각도 정렬을 결정하는 고정 핀이 분리 가능하게 고정된다.

메인 보어가 기능 커버측 유입부에서 기능 커버로부터 떨어진 측 유입부에서보다 작은 횡단면을 갖는 경우에, 분리 지점에 있는 압력이 가해지는 더 작은 면에 의해 통상적인 420 bar 또는 350 bar대신에 높은 압력 부하, 예를 들어 500 bar가 허용될 수 있다.

하기에는 본 발명 및 본 발명의 장점들이 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된다.

도 1은 메인 제어 섹션과 작동 섹션인 2단 구성을 포함하는 본 발명에 따른 2/2-방향 제어 밸브의 단면도.
도 2a는 차단 밸브로서 형성된 도 1에 도시된 밸브의 변형예를 도시한 도면.
도 2b는 예비 제어 밸브 구성을 갖는, 도 2a에 따른 밸브의 유압 회로도.
도 3은 신속 차단 밸브로서 형성되고 행정 제한 장치를 가진, 도 1에 도시된 밸브의 다른 변형예를 도시한 도면.
도 4a는 추가의 작동면을 포함하는 2단 작동 섹션과 메인 제어 섹션을 포함하며 도 1에 도시된 밸브의 변형예로서 3단 밸브 구성을 도시한 도면.
도 4b는 밸브 커버에 거리 측정 센서가 통합된, 도 4a에 도시된 밸브의 변형예를 도시한 도면.

도 1에는 유압식으로 사용하기 위한 밸브, 보다 정확히 말하면 작동 피스톤에 의해 조절 가능하고 액티브 로직 밸브라고도 하는 2/2-방향 제어 밸브가 도시된다. 밸브(1)에는 밸브 부시(3), 밸브 부시(3) 내에 삽입된 밸브 피스톤(5), 밸브 커버(7), 및 상기 밸브 피스톤(5)과 상기 밸브 커버(7) 사이에 배치된 스프링(9)이 제공된다. 밸브 부시(3)는 그것 내에 배치된 밸브 피스톤(5)과 함께 제어 블록(13)의 밸브 보어(11) 내에 삽입된다. 여기에는 밸브(1)의 부하 접속부들(A, B)과 제어 접속부들(X, Y; 도시되지 않음, Z1, Z2)용 채널들이 제공된다. 밸브 커버(7)는 밸브 보어(11)를 통해 제어 블록(13)에 나사 조임된다. 밸브 보어(11) 및 제어 접속부들(X, Y, Z1, Z2)의 배치는 DIN ISO 7368에 따른다.

밸브는 대략 메인 단(main stage)과 작동 단(actuating stage)으로 나눠진다. 메인 단은 밸브 부시(3) 내에 삽입된 밸브 피스톤(5)에 의해 형성되고, 상기 밸브 피스톤은 밸브 부시(3) 내에 제공된 시트면과 함께 부하 접속부들(A, B) 사이의 개방 횡단면을 제어한다. 밸브 커버(7)와 밸브 피스톤(5)은 방사방향으로 돌출한 작동 섹션(21)과 함께 작동 단을 형성하고, 상기 작동 섹션은 작동 압력 챔버(22, 23)를 형성하면서 밸브 커버(7)에 의해 수용된다. 작동 압력 챔버들(22, 23)은 제어 접속부(X, Y; 도시되지 않음, Z1, Z2)에 의해 제어된다. 경우에 따라서 예비 제어 밸브들이 중간 접속된다. 예비 제어 밸브용 접속 채널들(25, 26)은 밸브 커버(7) 상에 도시된다.

밸브 커버(7)는 축방향으로 중간 커버(15)와 기능 커버(17)로 세분되고, 상기 중간 커버는 직접 제어 블록(13) 상에 고정되고, 상기 기능 커버는 중간 커버(15) 상에 배치된다.

중간 커버(15)에 밸브 피스톤(5) 또는 상기 밸브 피스톤의 작동 섹션(21)을 수용하기 위한 메인 보어(27)가 배치된다. 상기 메인 보어는 제어 블록(13)의 방향으로 밸브 보어(11) 내로 축방향으로 돌출한 링 칼라(19) 내로 연장된다. 밸브 부시(3)를 수용하기 위해, 링 칼라(19)에서 메인 보어(27)의 단이 확장된다. 또한, 중간 커버(15)에 메인 보어(27)를 중심으로 축대칭으로 보조 보어들(28, 29)이 제공된다. 상기 보조 보어들은 제어 채널로서 이용된다. 보조 보어(28)로부터 보어(30)가 가로방향 또는 대각선으로 분기되므로, 상기 보어(30)는 작동 압력 챔버(23)에 연결될 수 있다. 대안으로서 보어(30)는 수직으로 분기하도록 구현될 수 있다. 또한, 보어(29)로부터 작동 압력 챔버(23)를 향해 및 상기 작동 압력 챔버 내로 이어지도록 가로방향 보어가 구현될 수 있다(도시되지 않음). 상기 가로방향 보어들 중 하나 - 보어(30)를 포함하여 - 는, 해당하는 유체 연결이 필요하지 않은 경우에, 마개에 의해 폐쇄될 수 있다. 또한, 메인 보어(27)와 보조 보어들(28, 29)은, 기능 커버(17)를 향한 중간 커버(15)의 단부면에 동일한 접속 보어들의 패턴이 제공되도록 구현되어 배치되고, 상기 접속 보어들의 패턴이 제어 블록(13)의 상부면에도 제공된다. 그러나 바람직하게는 결정적인 차이점이 있다. 이러한 차이점은 나중에 설명된다.

기능 커버(17)는 중간 커버(15)를 향한 단부면에 의해 메인 보어(27)를 폐쇄하고, 스프링(9)용 지지면을 형성한다. 제어 채널(25')은 기능 커버(17)를 통해 작동 압력 챔버(22) 내로 안내된다. 이것은, 예비 제어 밸브의 중간 접속 하에 이루어질 수 있고, 상기 예비 제어 밸브를 위해 중간 커버(15)로부터 떨어져 있는 기능 커버(17)의 단부면에 접속 채널들(25, 26)이 제공된다. 필요하지 않은 제어 접속부들은 기능 커버(17)에 있는 해당 보어를 제거함으로써 중간 커버(15)와 기능 커버(17) 사이의 분리면에서 차단된다.

제조 시 중간 커버(15), 밸브 피스톤(5) 및 부시(3) 그리고 경우에 따라서 스프링(9)은 예비 조립된 유닛으로서 제공된다. 중간 커버(15)와 밸브 피스톤(5) 사이 또는 밸브 피스톤(5)과 밸브 부시(3) 사이의 밀봉 링(98, 99)은 이송에 충분한 부품들의 결합을 제공한다. 스프링(9)은 예비 응력을 받지 않으므로 간단하게 이송될 수 있다. 전술한 밀봉 링들(98, 99)의 사용은 부품들 사이, 특히 밸브 피스톤(5)과 밸브 부시(3) 사이의 끼워 맞춤 공차의 확장을 가능하게 한다. 이것은 제조를 간단하게 하는데, 그 이유는 밸브 피스톤(5)의 미세 가공이 필요 없어지기 때문이다. 기능 커버(17)는 소정의 유압 회로도에 따라 구성되고, 별도로 제공된다. 전술한 데이터 시트 RD 21010 및 RD 21050에 개시된 다수의 제어 커버들이 제공된다.

제어 블록(13) 내에 밸브(1)의 장착 또는 조립은 다음과 같이 이루어진다. 먼저, 중간 커버(15), 밸브 피스톤(5) 및 밸브 부시(3)로 이루어진 예비 장착된 유닛이 밸브 보어(11)에 삽입되고, 제어 블록(13) 상에 정렬되고 고정된다. 스프링(9)은 밸브 피스톤(5) 내에 삽입된다. 그 후에 기능 커버(17)는 중간 커버(15) 상에 장착된다. 중간 커버(15)와 기능 커버(17)의 고정은 각각의 지지부에서 별도로 이루어질 수 있다. 기능 커버(17)와 중간 커버(15)는 함께 스크루에 의해 제어 블록(13)에 고정될 수 있고, 상기 스크루는 그 헤드로 기능 커버(17)에 지지하고, 중간 커버(15)를 통해 안내된다.

중간 커버(15)는 제어 블록(13)을 향한 단부면에 핀을 갖고, 상기 핀은 제어 블록(13)(공개 내용에 포함될 수 있는, DIN ISO 7368의 G 참조)의 보어 내에 수용되므로, 중간 커버(15)의 각도 정렬이 결정될 수 있다. 핀은 중간 커버에 분리 가능하게 고정되므로, 중간 커버는 다른 각도 정렬로 장착될 수 있다. 바람직하게는, 처음에 정해진 각도 정렬과 90°, 180°또는 270°의 단계들로 편차를 갖는 각도 정렬이 이용된다. 따라서, 예를 들어 채널은 작동 압력 챔버(23)를 향해 보어들(28, 30)을 지나 다른 제어 접속부인 예컨대 Z2, X 또는 Y 에 할당 배치될 수 있다. 이로 인해 구현 가능한 회로도의 변형의 다양성이 증가한다. 경우에 따라서, 중간 커버(15)에는 핀을 위한 다른 수용부가 형성되고, 상기 핀은 중간 커버(15)의 장착을 전술한 대안적인 각도 정렬로 결정한다.

도 2a 및 도 2b에는 도 1에 도시된 밸브(1)에 대한 변형예(1')가 도시된다. 도 2a에는 밸브(1')의 단면도가 도시되는 한편, 도 2b는 유압 회로도를 도시한다.

밸브(1')는 실질적으로 밸브(1)에 상응한다. 차이점 또는 다른 점은 하기에서 설명된다. 밸브(1)의 밸브 피스톤(5)이 접속부들(A, B)로부터 개방 방향으로 직접 작용할 수 있는 면을 포함하는 한편, 밸브(1')의 밸브 피스톤(5)은 압력 매체에 의해서만 접속부(A)에 직접 작용할 수 있는 면을 포함한다. 접속부(B)로부터 직접 작용할 수 있는 면은 이 변형예에서 제공되지 않는다. 또한, 채널(32)이 밸브 피스톤(5)에 제공되고, 상기 채널은 밸브 피스톤(5)과 기능 커버(17) 사이의 작동 압력 챔버(22)를 접속부(A)에 연결한다. 밸브 부시(3)의 길이는 장착 보어의 깊이에 상응하다. 밸브 부시는 삽입된 상태에서 밸브 보어(11)의 유입부에서 제어 블록(13)의 상부면과 동일 평면으로 끝난다. 중간 커버(15)를 향한 밸브 부시(3)의 단부면은 평평하고 상기 밸브 부시를 향한 중간 커버의 단부면에 접촉한다.

중간 커버(15)는 메인 보어(27)를 포함하고, 상기 메인 보어는 가장 넓은 위치에서 밸브 보어(11)의 유입부의 직경(d2)보다 작은 직경(d1)을 갖는다. 이로 인해 기능 커버(17)에 부하를 주는 정역학적 힘이 감소하고, 더 높은 작동 압력이 허용될 수 있다. 도 2a는 도 1에 비해 90°회전되어 도시되므로, 제어 접속부들(X, Y; 도 2a에는 도시되어 있지 않고, 도 2b에 도시되어 있음) 및 중간 커버(15) 내의 해당 보조 보어들(28', 29')을 볼 수 있다.

기능 커버(17)는 예비 제어 밸브들을 수용하기 위한 2개의 장착 보어들(34, 36)을 포함한다. 상기 장착 보어들은 제어 커버 내에 연장된 보어들(37, 37')을 통해 중간 커버(15)의 보조 보어들(28', 29') 및 제어 접속부(X 또는 Y)에 연결된다. 다른 보어(39)는 장착 보어들(34, 36)을 보어들(28(도시되지 않음), 30)을 통해 작동 압력 챔버(23)에 연결한다.

도 2b의 회로도는 예시적인 예비 제어 밸브 구성을 가진 밸브(1')를 도시한다. 중간 커버(15)와 기능 커버(17) 및 밸브 피스톤과 밸브 부시(3)는 개략적으로 도시된다. 예비 제어 밸브들로서 예비 제어식 2/2-방향-시트 밸브(38) 및 2/2-방향 스위칭 밸브(40)가 장착 보어들(34 또는 36)에 삽입된다. 2개의 예비 제어 밸브들(38, 40)은 전기로 작동될 수 있다. 작동 압력 챔버(22)는 채널(32)을 통해 접속부(A)에 연결된다. 작동 압력 챔버(23)는 예비 제어 밸브(38)를 통해 제어 오일 공급 라인(X)에 연결되거나 또는 예비 제어 밸브(40)를 통해 릴리프 접속부(Y)에 연결된다.

밸브(1')의 기능은 차단 밸브의 기능이다. 접속부(A) 내의 압력 매체의 압력은 접속부(A)를 향한 밸브 피스톤(5)의 단부면에 대한 작동 압력 챔버(22)를 제한하는 밸브 피스톤(5)의 면의 면적 초과량에 의해, 압력 챔버(23)가 감압되는 동안 밸브를 폐쇄시키는 힘을 야기한다. 이것은 예비 제어 밸브들(38, 40)이 작동하지 않는 상태에서 나타난다. 2개의 예비 제어 밸브들(38, 40)의 작동 시 작동 압력 챔버(23)는 릴리프 접속부(Y)와 분리되고, 제어 오일 공급 라인(X) 내에 연결된다. 제어 오일 공급 라인(X) 내에 충분한 압력이 전제되는 경우에, 밸브 피스톤(5)은 작동 압력 챔버(23)로부터 작동 섹션(21)에 작용하는 유체정역학적 힘에 의해 부하 접속부들(A, B) 사이의 연결을 개방한다. 2개의 예비 제어 밸브들(38, 40)의 정상적으로 기능하여 작동하는 경우에만 A와 B사이의 연결부를 개방할 수 있다는 점에서 안전성의 요구가 충족된다. 예컨대 예비 제어 밸브(40)의 작동이 이루어지지 않으면, 작동 압력 챔버(23)에는 밸브 피스톤(5)의 개방을 위해 충분한 압력이 설정될 수 없다.

사용 시 제어 오일 공급 라인(X)이 접속부(B)에 연결되면, 예비 제어 밸브들(38, 40)의 작동 시 밸브(1')의 체크 밸브 기능이 주어진다. 밸브(1')는 유동 방향(B->A)으로는 개방하고, 유동 방향과 반대 방향(A->B)으로는 폐쇄한다.

밸브(1, 1')의 다른 변형예로서 도 3에는 밸브(1")가 도시되고, 상기 밸브(1")는 신속한 차단 밸브로서 구성된다. 밸브(1")는 밸브들(1 또는 1')과 유사한 구성을 갖는다. 차이점들은 하기에 설명된다.

밸브(1")의 밸브 피스톤(5)은 작동 섹션(21)을 포함하고, 상기 작동 섹션(21)은 - 밸브(1, 또는 1')에서 처럼 - 방사방향 돌출부로서 형성되는 것이 아니라, 밸브 부시(3) 내에 안내된 밸브 피스톤(5)의 섹션에 비해 단(step)(42) 뒤로 방사방향으로 물러나 있다. 중간 커버(15) 내의 메인 보어(27)는 숄더에서 상응하게 좁아지므로, 작동 섹션(21)은 메인 보어(27)의 좁아진 상부 섹션에 안내된다. 또한, 2개의 작동 압력 챔버들(22, 23)이 형성된다.

기능 커버(17)에 의해 제한된 작동 압력 챔버(22)에 압력이 공급되면, 힘이 밸브 피스톤(5)에 폐쇄 방향으로 작용한다. 작동 섹션(21)이 방사방향으로 뒤로 물러나서 형성되므로, 밸브 피스톤(5)과 밸브 부시(3)에 의해 제한된 링형 작동 압력 챔버(23)에 압력 공급도 밸브 피스톤(5)에 대한 폐쇄 방향으로의 힘 작용을 일으킨다. 이에 대한 작동 면은 밸브 피스톤(5)이 밸브 부시(3) 내로 삽입되는 원형 면(p/4)^*d3²과, 작동 섹션(21)이 좁아진 메인 보어(27)에 안내되는 원형 면(p/4)^*d4²의 차에 상응한다.

기능 커버(17)에 행정 제한 장치가 제공된다. 상기 장치는 핀(44)과 조절부(45)를 포함하고, 상기 핀은 기능 커버를 통해 안내되며, 중간 커버의 메인 보어(27) 내로 돌출하고, 상기 조절부는 핀(44)이 메인 보어(27) 내로 돌출하는 깊이를 조절할 수 있다. 핀(44)과 기능 커버(17) 사이에는 적합한 밀봉체가 제공된다.

차단 밸브(1')에서처럼, 차단 밸브(1")의 밸브 피스톤(5)을 통해 채널(32)이 안내되고, 상기 채널은 작동 압력 챔버(22)를 부하 접속부(A)에 연결한다. 차단 밸브(1")의 밸브 피스톤(5)은 부하 접속부(B)로부터 형성된 환형 면을 갖는다.

접속부(A)를 차단하는 밸브 피스톤(5)의 단부면은 작동 압력 챔버(22)를 제한하는 밸브 피스톤(5)의 작동 섹션(21)의 면보다 약간 더 크다. 이러한 면 구성에서, 제어 압력 챔버(23)가 감압될 때 제어 피스톤(5)의 단부면들의 면적 차이로 인한 A에서의 압력이 스프링(9)의 예비 응력을 극복하기에 충분할 경우에, 밸브 피스톤(5)이 연결부 A-B를 개방한다. 접속부(B)에 압력이 공급되더라도, 밸브(1")는 스프링(9)에 대항해서 개방된다. 제어 접속부(Z1) 또는 채널(28)을 통해 제어 압력 챔버(23)에 압력이 공급됨으로써, 연결부 A-B가 차단될 수 있다. 차단 과정은 매우 신속하게 이루어지는데, 그 이유는 개방 방향으로 작용하는 힘이 작고, 환형으로 형성된 제어 압력 챔버(23)는 작은 체적만 갖기 때문이다.

제어 압력 챔버(23)의 제어는 제어 접속부(Z1)에 의해 제어 블록(13)으로부터 직접 이루어질 수 있고, 상기 제어 블록에는 밸브(1")가 삽입된다. 대안으로서, 기능 커버(17)에 예비 제어 밸브가 배치될 수 있고, 상기 예비 제어 밸브에 의해 제어 압력 챔버(23)는 임의적으로 제어 압력에 연결될 수 있거나 또는 감압될 수 있다. 제어 블록(13) 내에 Z1-접속부가 천공되지 않을 수 있다. 밸브(1")에서 - 그리고 밸브(1')에서도 - 채널(32) 대신에 중간 커버(15)와 기능 커버(17)를 통해 연장된 채널들을 통해 제어 압력 챔버(22)와 접속부(A)의 연결이 이루어질 수 있다.

대안으로서, 부하 접속부(A)를 향한 밸브 피스톤(5)의 단부면이 제어 압력 챔버(22)를 제한하는 밸브 피스톤(5)의 단부면보다 약간 작은 경우에, 밸브(1")는 체크 밸브의 기능을 한다. 접속부(A)로부터 압력 공급 시 밸브(1")가 차단되는 반면, 접속부(B)로부터 압력 공급 시 반대로 개방될 것이며, 접속부(A)에서 상응하게 낮은 압력이 전제된다. 이러한 경우에, 제어 압력 챔버(23)에 압력 공급에 의해 B에서 A로의 연결부가 차단된다.

도 4a 및 도 4b에 따라, 액티브 로직 밸브(1''')의 다른 3단 변형예가 도시된다. 전술한 변형예 및 실시예에 비해, 3단 구조를 얻기 위해 밸브 피스톤(5)과 중간 커버(15)에서 약간의 변형만이 필요하다.

밸브 피스톤(5)은 밸브 부시(3)에 삽입된 메인 단 섹션(50)으로부터 먼저 방사방향으로 돌출한 작동 섹션(21)을 포함한다. 작동 섹션(21)에 비해 방사방향으로 뒤로 더 좁은 폭을 가진 다른 작동 섹션(20)이 작동 섹션(21)에 축방향으로 접속된다. 이 경우 작동 섹션(20)의 직경(d5)은 메인 단 섹션(50)의 직경(d3)보다 약간 작다. 중간 커버(15)는 메인 보어(27)에 대해 축방향으로, 2단으로 구성된 밸브들(1, 1', 1")의 경우보다 약간 더 길게 구현된다. 메인 보어(27)는 숄더(52)를 포함한다. 상기 메인 보어는 숄더(52)에 의해 밸브 부시(3)를 향한 제 1 보어 섹션과, 상기 제 1 보어 섹션에 비해 좁아지고 기능 커버(17)를 향한 제 2 보어 섹션으로 세분된다. 제 1 보어 섹션과 제 2 보어 섹션의 직경은, 작동 섹션(21)이 제 1 보어 섹션에 안내되고, 작동 섹션(20)이 제 2 보어 섹션에 안내되도록 선택된다. 끼워 맞춤은 매우 충분하게 설계된다. 압력 챔버들로 밀봉 분할을 위해 밀봉 링(99)이 사용된다.

밸브(1''')의 전술한 중간 커버(15) 및 밸브 피스톤(5)에 의해 작동 압력 챔버(23)가 밸브 부시(3)와 작동 섹션(21) 사이에서 제한되고, 작동 압력 챔버(24)는 작동 섹션(21)과 단(52) 사이에서 제한되고, 작동 압력 챔버(22)는 작동 섹션(20)과 기능 커버(17) 사이에서 제한된다.

작동 압력 챔버들(23, 24)이 제어됨으로써, 밸브 피스톤(5)은 개방 방향으로 또는 폐쇄 방향으로 이동될 수 있다. 작동 압력 챔버들(23, 24)의 제어는 예컨대 기능 커버(17)에 배치된 방향 밸브에 의해 이루어질 수 있다. 이로써 밸브 피스톤(5)에 의해 개방되는 연결부(A-B)의 개방 횡단면은 비례적으로 조절될 수 있다. 작동 압력 챔버(22)는 추가 차단 기능을 위해 또는 접속부(A)를 향한 단부면에 대해서 밸브 피스톤(5)의 압력 보상을 위해 사용될 수 있다.

도 4b에 도시된 밸브(1''')는 도 4a에 도시된 밸브와 달리 거리 센서(49)로 보완된다. 거리 센서(49)가 핀(47)에 의해 밸브 피스톤(5)에 결합됨으로써, 밸브 피스톤의 위치를 측정할 수 있다. 스프링(9)은 핀(47)의 접시형 확장부에 배치되고, 상기 핀을 밸브 피스톤(5)에 접촉 지지한다. 도 4b에 도시된 밸브는 전자 조절 장치, 거리 센서(49), 및 상기 전자 조절 장치에 의해 제어되는 4/2 방향-예비 제어 밸브와 함께 2/2 방향-조절 밸브의 기능을 포함하고, 상기 2/2 방향-조절 밸브의 경우 - 구조적으로 설정된 사항 내에서- 임의적으로 미리 주어진 개방 횡단면은 확실하고 신속하게 설정될 수 있다. 상기 4/2 방향-예비 제어 밸브는 거리 센서(49)의 필요 공간으로 인해 기능 커버(17) 측면에 또는 경우에 따라서 중간 커버(15) 측면에 장착될 수 있다.

전술한 각각의 밸브 변형예들과 무관하게, 본 발명에 공칭 치수마다 상이한 밸브 피스톤(5)과 중간 커버(15)의 확연히 적은 개수로 다수의 상이한 액티브 로직 밸브들이 결합될 수 있다. 기본적으로 데이터 시트 RD 21010 및 RD 21050(제어 커버 모델 LFA)에 언급된 전체적으로 다양한 압력 및 방향 밸브 기능을 제공할 수 있는 기능 커버(17)는 최대 가변성을 제공한다. 밸브 부시(3)는 소수의 변형예로 제한될 수 있다. 예를 들어 시트 밸브 변형예와 시트 슬라이드 밸브 변형예 사이에는 차이가 있을 수 있다. 이와 관련해서, RD 21010 및 RD 21050의 부시 모델과 피스톤 모델(장착 밸브 모델 LC)이 참조된다. 피스톤(5)의 메인 단 섹션(50)의 형성은 데이터 시트 RD 21010 및 RD 21050에 기술된 피스톤 모델을 따를 수 있다.

중간 커버(15) 내에 전술한 4개의 보조 보어들(28, 28', 29, 29') 모두 구현될 필요가 없다. 보조 보어가 생략됨으로써, 제어 블록측에 구현된 제어 접속부들(X, Y, Z1 또는 Z2)이 폐쇄될 수 있다. 또한, 경우에 따라서 기능 커버(17) 내의, 중간 커버(15)를 향한 접속부들은 중간 커버(15) 내의 보조 보어들이 생략됨으로써 폐쇄될 수 있다.

밸브들(1', 1", 1''')의 장착은 밸브(1)와 관련해서 설명된 것처럼 간단하게 이루어진다. 밸브 부시(3), 밸브 피스톤(5) 및 중간 커버(15)는 예비 장착된 유닛으로서 제공될 수 있다. 예비 장착된 상기 유닛을 제어 블록(13)에 삽입한 후에 기능 커버(17)가 나사 조임되고, 상기 기능 커버에는 경우에 따라서 이미 예비 제어 밸브들 등이 장착되어 있다.

상기 상세한 설명과 도면들은 본 발명의 더 나은 이해를 위해서만 사용되고, 본 발명을 실시예들 또는 설명된 변형예들에만 제한하지 않는다. 동작, 작용 원리, 기술적 실시 및 특징들을 나타내기 위해, 도면들은 부분적으로 개략적으로 도시된다. 기본적으로 도면에 또는 텍스트에 제시된 각각의 동작, 원리 및 기술적 실시와 특징들은 여기에 공개된 내용에 포함되거나 제시된 모든 청구범위들, 텍스트와 도면 내의 특징들, 동작, 원리, 기술적 실시 및 특징들과 자유롭게 임의적으로 조합될 수 있으므로, 모든 가능한 조합들이 본 발명의 공개된 내용의 범위에 포함될 수 있다. 텍스트, 즉 상세한 설명의 각각의 단락들, 청구범위들 내의 모든 개별 실시예들 간의 조합 및 텍스트, 실시예 및 도면 내의 상이한 실시예들 간의 조합도 포함된다.

청구범위들은 공개된 내용과 제시된 모든 특징들의 조합 가능성을 제한하지 않는다. 제시된 모든 특징들은 개별적으로 및 이 공개 내용의 본 발명의 다른 모든 특징들과 조합해서 포함된다.

본 발명에 따라, 액티브 로직 밸브에서, 밸브 커버는 축방향으로 2개의 부품들, 즉 중간 커버와 제어 채널을 구비한 기능 커버로 세분된다.

A, B 부하 접속부
X, Y 제어 접속부들
Z1, Z2 제어 접속부들
1, 1', 1", 1"' 밸브
3 밸브 부시
5 밸브 피스톤
7 밸브 커버
9 스프링
11 밸브 보어
13 제어 블록
15 중간 커버
17 기능 커버
19 링 칼라
20, 21 작동 섹션
22, 23, 24 작동 압력 챔버
25, 25', 26 접속 채널
27 메인 보어
28, 28' 보조 보어
29, 29' 보조 보어
30 보어
32 채널
34, 36 장착 보어
37, 37' 보어
38 2/2-방향-시트 밸브
39 보어
40 2/2-방향-스위칭 밸브
42 단
44, 47 핀
45 조절부
49 거리 센서
50 메인 단 섹션
98, 99 밀봉 링

Claims

하우징의 밸브 보어 또는 밸브 블록(13)의 밸브 보어 내에 장착하기 위한 밸브로서,
상기 밸브 보어 내에 삽입하기 위한 밸브 부시(3),
상기 밸브 부시(3) 내에서 축방향으로 이동 가능하게 안내되고 상기 밸브 부시(3)를 넘어서 축방향으로 돌출하는 작동 섹션(21)을 가진 밸브 피스톤(5), 및
밸브 커버(7)를 포함하고,
상기 밸브 커버는 상기 밸브 보어 위에 배치되고, 상기 밸브 피스톤(5)의 작동 섹션(20, 21)과 함께 적어도 하나의 작동 압력 챔버(22, 23, 24)를 형성하는, 밸브에 있어서,
상기 밸브 커버(7)는 축방향으로 2개의 부분들로 세분되되, 중간 커버(15)는 상기 작동 섹션(20, 21)을 상기 중간 커버(15)에 형성된 메인 보어(27) 내에서 안내하고, 기능 커버(17)는 상기 밸브 부시(3)로부터 떨어져서 상기 중간 커버(15) 상에 배치되고 하나 이상의 제어 채널(25, 25', 26, 37, 37', 39)을 포함하며,
상기 작동 섹션(20, 21)은 상기 메인 보어를 기능 커버측 작동 압력 챔버(22)와 밸브 부시측 작동 압력 챔버(23, 24)로 세분하고, 상기 밸브 부시측 작동 압력 챔버(23, 24)를 위한 제어 채널(28, 29)이 상기 중간 커버(15) 내에 배치되며,
상기 기능 커버(17)를 향한 상기 중간 커버(15)의 단부면에, 적어도 제어 접속부들과 관련해서 상기 기능 커버(17)의 제어 채널들에 연결되는 접속 보어들의 패턴이 제공되고,
동일한 패턴의 접속부들이 상기 중간 커버(15)의 상부면과 하부면에 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 중간 커버(15)의 상기 메인 보어(27)의 베이스면이 상기 기능 커버(17)에 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 스프링(9)은 상기 기능 커버(17)와 상기 밸브 피스톤(5) 사이에서 상기 메인 보어(27) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기능 커버(17)는 유압 기능 형성 수단을 포함하고, 상기 수단은 예비 제어 밸브(38, 40), 스로틀, 예비 제어 밸브용 접속면, 행정 제한 장치(44, 45), 거리 센서(49) 및 접속 위치 모니터링 장치 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중간 커버(15)는 유압 기능 형성 수단을 포함하고, 상기 수단은 작동 차단 장치, 행정 제한 장치, 거리 센서, 접속 위치 모니터링 장치, 스로틀 및 예비 제어 밸브 또는 예비 제어 밸브용 접속면 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 피스톤(5)은 상기 작동 섹션(20, 21)과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작동 섹션은 작동 피스톤에 형성되고, 상기 작동 피스톤은 상기 밸브 피스톤에 축방향 유격 없이 결합되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브는 시트 밸브로서, 또는 시트-슬라이드 밸브로서 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 부시(3)는 상기 중간 커버(15)의 메인 보어(27) 내로 돌출하는 길이가 없이 삽입되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 11 항에 있어서, 상기 중간 커버(15)는 상기 밸브 부시(3)에 대한 방사방향으로 연장하는 지지면을 포함하고, 및/또는 상기 중간 커버(15)는 상기 밸브 부시(3)를 수용하는, 상기 밸브 보어 내로 삽입 가능한 칼라(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 부시(3)와 상기 밸브 피스톤(5) 사이에 밀봉 수단(98)이 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작동 섹션(20, 21)과 상기 중간 커버(15)의 상기 메인 보어(27) 사이에 밀봉 수단(99)이 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브 부시(3)와 상기 밸브 피스톤(5) 사이에 헐거운 끼워 맞춤이 있고, 상기 헐거운 끼워 맞춤은 상기 밸브 피스톤(5)의 미세 가공 없이 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 작동 섹션(20, 21)과 상기 메인 보어(27) 사이에 헐거운 끼워 맞춤이 있고, 상기 헐거운 끼워 맞춤은 상기 작동 섹션(20, 21)의 미세 가공 없이 제공되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중간 커버(15)는 상기 밸브 보어(11)와 상기 중간 커버(15)의 메인 보어(27)가 동축으로 정렬된 상태에서 상기 하우징 또는 밸브 블록(13)에 대해 상기 중간 커버(15)의 메인 보어(27)의 축을 중심으로 미리 주어진 각도만큼 회전 가능하여, 상기 중간 커버(15)의 제어 채널(28, 28', 29, 29')이 상기 하우징 또는 밸브 블록(13)의 상이한 제어 접속부(X, Y, Z1, Z2)에 연결 가능한 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기능 커버(17)로부터 떨어져 있는 상기 중간 커버(15)의 단부면에 상기 중간 커버(15)의 각도 정렬을 결정하기 위한 고정 핀이 분리 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 메인 보어(27)는 기능 커버측 유입부에 상기 기능 커버로부터 떨어진 측 유입부에서보다 작은 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 밸브.
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 밸브(1, 1', 1", 1''')의 제공을 위한 밸브 장착 방법으로서,
상기 밸브 부시(3), 상기 밸브 부시 내에 삽입되는 밸브 피스톤(5) 및 중간 커버(15)는 예비 장착된 유닛으로서 제공되고, 상기 중간 커버의 메인 보어(27) 내에 상기 작동 섹션(20, 21)을 가진 상기 밸브 피스톤(5)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 밸브 장착 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 예비 장착된 유닛은 상기 밸브 부시(3)와 상기 밸브 피스톤(5) 사이에 및 상기 작동 섹션(20, 21)과 상기 중간 커버(15)의 상기 메인 보어(27) 사이에 밀봉 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 장착 방법.