KR20090114362A - 슬라이드 밸브 - Google Patents

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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은 저압과 고압 사이의 값으로 작동 연결부 (A) 의 유압을 조절하기 위한 슬라이드 밸브에 관한 것으로, 이를 위해 밸브 슬라이드 (1) 가 선형적으로 이동할 수 있도록 하우징 (4) 의 구멍 (3) 에 수용되고, 이 하우징 (4) 은 저압 연결부 (T), 고압 연결부 (P) 및 작동 연결부 (A) 를 구비하며, 작동 연결부 (A) 는 밸브 슬라이드 (1) 의 제 1 위치에서 저압 연결부 (T) 에 연결되고, 작동 연결부 (A) 는 밸브 슬라이드 (1) 의 제 2 위치에서 두 개의 추가의 연결부 (P, T) 로부터 분리되어 있으며, 밸브 슬라이드 (1) 의 제 3 위치에서는 작동 연결부 (A) 는 고압 연결부 (P) 에 연결되어 있다. 본 발명은 밸브 슬라이드 (1) 에 배치되는 복수의 반경방향 구멍 (7) 을 제공하며, 이 반경방향 구멍 (7) 을 통해서 흐름이 지나갈 수 있으며, 이 반경방향 구멍 (7) 은 적절한 시일링 링 (2) 에 의해 누설없이 구멍 (3) 의 밸브 슬라이드 (1) 를 시일하는 하우징 (4) 의 복수의 주위의 메터링 에지 (6) 와 상호작용한다.

Description

슬라이드 밸브{SLIDE VALVE}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 슬라이딩 스풀 밸브에 관한 것이다.
브레이크 서보 유닛에서의 압력 제어를 위한 이러한 슬라이딩-스풀 밸브는 DE 39 12 936 A1 에 이미 공지되어 있다. 이런 슬라이딩-스풀 밸브의 비용 집약형 생산 및 자주 나타나는 누설은 특별히 단점인 것으로 보아야 한다. 밸브 스풀 및 하우징은 일반적으로 강으로 생산되며 경화되어야 한다. 누설의 최소화를 위해, 직경 차는 매우 작아야 하고 형상 공차 및 위치 공차는 극히 엄격하게 설계되어야 한다. 이는 높은 생산 비용을 유발한다.
그러므로, 가장 낮은 누설 흐름 가능성에 대한 소망은 특별한 기술적인 도전을 나타내는데, 금속적으로 제한된 간극에 의한 통상적인 시일링의 경우에 이것은 수 마이크로미터의 크기로 설계되어야 하기 때문이다. 이러한 정확도는 세라믹과 같은 특별한 재료 또는 상기 경화강에 의해서만 달성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 간극을 통한 시일링의 경우에 잔류 누설이 남는다.
간극 지오메트리가 불변인 경우의 시일링 간극의 누설없는 시일링을 가능하게 하는 엘라스토머 시일의 사용은 기계 수리학에 이미 실제로 공지되어 있다. 그러나, 종래의 슬라이딩-스풀 밸브의 경우에 있어서, 이는 메터링 에지 (metering edge) 의 가변 시일링 간극에 적용되지 않는다. 가변 시일링 간극에 엘라스토머 재료를 사용하기 위한 모든 실질적인 시도는 예컨대 금속 메터링 에지에서의 전단 또는 보어에의 침입에 의한 대응하는 시일링 본체의 손상을 야기했다.
그러므로, 본 발명의 목적은 개시된 유형의 슬라이딩-스풀 밸브가 상기 단점을 특징으로 하지 않도록 상기 슬라이딩-스풀 밸브를 향상시키는 것이다.
이 목적은 청구항 1 의 특징부를 특징으로 하는 개시된 유형의 슬라이딩-스풀 밸브에 대한 본 발명에 따라 달성된다.
청구항 1 에 개시되어 있는 특징부에 따르면, 누설없는 슬라이딩-스풀 밸브가 만들어지며, 여기서 누설없는 슬라이딩-스풀 밸브는, 엘라스토머가 개념상으로 메터링 에지와 상호작용하지 않으며, 메터링 에지 자체가 엘라스토머 본체로서 형성되고, 반경 방향으로 변형가능하게 되어 있으며, 내측으로부터 외측으로의 흐름에 자주 노출됨으로써 메터링 에지에서도 손상 위험 없이 엘라스토머를 영구적으로 사용하는 것을 충족시키기 때문에 값비싼 재료 및 제조 공정이 생략될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면을 참조한 이하의 실시예에 대한 설명에 기재되어 있다.
도 1 은 슬라이딩-스풀 밸브의 종단면도이다.
이제, 도 1 을 참조하여 본 발명에 따른 슬라이딩-스풀 밸브의 기본 구성 및 기능을 설명한다.
종단면으로 도시되어 있는 슬라이딩-스풀 밸브는 저압과 고압 사이의 값으로 작동 포트 (A) 의 유압을 제어하는 역할을 하며, 이를 위해 피스톤형 밸브 스풀 (1) 이 선형운동가능하게 하우징 (4) 의 보어 (3) 에 수용되어 있으며, 이 슬라이딩-스풀 밸브는 저압 포트 (T), 고압 포트 (P) 및 작동 포트 (A) 를 구비한다.
밸브 스풀 (1) 의 예시적으로 나타낸 제 1 위치에서 작동 포트 (A) 는 저압 포트 (T) 에 연결되고, 밸브 스풀 (1) 의 제 2 위치에서 작동 포트 (A) 는 2 개의 포트 (P, T) 로부터 분리되어 있으며, 또한 밸브 스풀 (1) 의 제 3 위치에서 작동 포트 (A) 는 고압 포트 (P) 에 연결되어 있다. 밸브 스풀 (1) 의 이런 세 개의 위치는 도면에서 좌측을 향하는 작동력하에 밸브 스풀 (1) 을 작동시킬 때 거슬로 올라가는 순서로 통과되고, 하우징측의 유체 연결의 차단 및 개방은 주위의 메터링 에지 (6) 에 의해 실행된다.
종래 기술에서는 밸브 스풀의 주위의 메터링 에지가 통류 (throughflow) 에 노출될 수 있는 하우징의 반경방향 보어와 상호작용하는 것에 비해, 본 발명에서는 통류에 노출될 수 있고 하우징 (4) 의 주위의 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 를 밸브 스풀 (1) 에 배치하는 것이 제안된다.
하우징측 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 는 차단을 위한 메터링 에지 (6) 의 초과이동 (over-travelling) 에 의해 밀폐되는 반경방향 보어 (7) 의 입부에 의해 차단가능하게 되어 있다. 차단가능한 반경방향 보어 (7) 의 통류에의 노출은 하우징 (4) 에 고정되는 복수의 시일링 링 (2) 의 영역에 서 항상 내측에서 외측으로 실행되고, 따라서 전단 또는 침입에 의한 시일링 링 (2) 에 대한 손상이 방지된다.
메터링 에지 (6) 는 하우징 (4) 의 환상 홈에 견고하게 고정되어 있는 시일링 링에 직접 형성되어 있다. 하우징 (4) 의 밸브 스풀 (1) 의 누설 없는 시일링을 위해, 적어도 시일링 링 (2) 의 시일링면은 엘라스토머 재료로 구성되며 본 실시예에서는 컵 시일의 경우에 사용되는 시일링 립을 구비하는 것이 바람직하다.
통류에의 원하는 노출의 간단한 실현을 위해, 밸브 스풀 (1) 은 서로 분리되어 있고 서로 독립적으로 통류에 노출될 수 있는 두 개의 캐비티 (8, 9) 를 구비하며, 일 캐비티 (8; 고압 캐비티) 는 고압 포트 (P) 와 영구적인 유압 소통 상태에 있고, 타 캐비티 (9; 작동압력 캐비티) 는 작동 포트 (A) 와 영구적인 유압 소통 상태에 있다. 또한, 두 개의 캐비티 (8, 9) 에 대하여 영구적인 유압 연결이 있는데, 이 영구적인 유압 연결은 밸브 스풀 (1) 에 의해 초과이동되는 메터링 에지 (6) 의 유효 영역으로부터 거리를 두고 배치되는 밸브 스풀 (1) 의 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 에 의해 간단하게 형성되고, 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 는 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 와 달리 외측에서 내측으로 통류에 항상 노출된다.
두 개의 캐비티 (8, 9) 의 간단한 통합을 위해, 밸브 스풀 (1) 은, 적어도 제 1 캐비티 (8; 고압 캐비티) 가 두 개의 스풀 구역의 결합의 결과로서 형성되도록 두 개의 구역으로 구성된다. 이를 위해, 두 개의 스풀 구역은 제 1 캐비티 (8; 고압 캐비티) 가 시일되도록 압밀식으로 함께 결합되어 가압된 매체의 교환이 관련된 반경방향 보어 (7, 7') 를 통해서만 일어난다. 한편, 제 2 캐비티 (9; 작동압력 캐비티) 는, 작동 방향의 저압 포트 (T), 작동 포트 (A) 및 고압 포트 (P) 의 명확한 배치를 고려하여, 외측 슬리브형 스풀 구역과 외측 슬리브형 스풀 구역에 가압되는 플런저형 스풀 구역 사이의 개방된 환상부로서 구성된다.
제 2 캐비티 (9; 작동압력 캐비티) 의 개구부는 보어 단차에 의해 한정되는 반경방향으로 넓은 챔버 (10) 에 작동 방향으로 연장되며, 각각의 경우에 챔버 (10) 에 공급되는 압력은 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 에 작용한다. 플런저형 스풀 구역의 단부는 슬리브형 스풀 구역으로부터 보어 단차로 연장되기 때문에, 유압 챔버 (10) 는 단차 보어 및 밸브 스풀 (1) 로 들어가 있는 밸브 스풀 (1) 의 단차 피스톤 구역에 의해 한정되는 환상부를 형성하며, 챔버 (10) 의 용적 용량은 밸브 스풀 (1) 의 이동 거리에 따라 달라진다.
보어 (3) 의 바닥과 플런저형 스풀 구역의 단부 면 사이에는 저압 포트 (T) 에 연결되는 압력 챔버 (11) 가 있다. 링 시일 (5) 에 의한 보어 (3) 내측의 단차 피스톤 구역의 시일링의 결과로서, 압력 릴리프 챔버 (11) 는 챔버 (10) 에 대해 유압적으로 분리되어 있다. 압력 챔버 (11) 내측에는, 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 에 규정된 힘을 작용시키는 스프링 (12) 이 있다. 대안적으로는, 스프링 (12) 은 유압 챔버 (10) 및 작동 압력 캐비티 (9) 에 배치될 수 있다.
또한, 도 1 로부터, 고압 포트 (P) 는 환상부 (14) 에 이르며, 이 환상부 (14) 는 하우징 (4) 에 통합되어 있고, (고압) 메터링 에지 (6) 를 형성하는 시일 링 링 (2) 에 의해 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되며, 추가의 시일 (13) 바람직하게는 컵 시일에 의해 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일된다는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 작동 포트 (A) 는 하우징 (1) 의 추가의 환상부 (14) 에 이르고, 이 환상부는 (고압) 메터링 에지 (6) 를 형성하는 시일링 링 (2) 에 의해 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되고, 추가의 시일 (13) 바람직하게는 컵 시일에 의해 작동 방향으로 밸스 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일된다. 저압 포트 (T) 또한 분명히 하우징 (4) 의 환상부 (14) 에 이르고, 이 환상부는 (저압) 메터링 에지 (6) 를 지니는 시일링 링 (2) 에 의해 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되고, 추가의 시일 (13) 중 한 시일에 의해 작동 방향으로 밸스 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일된다.
또한, 도 1 로부터, 압력 형성과 관련되어 있는 차단가능한 반경방향 보어 (7) 는 본질적으로 한 평면에 배치된다는 것을 알 수 있으며, 소망 또는 요건에 따라 밸브 스풀 축선 방향의 보어 위치의 의도된 작은 편차로 인해 더 원활한 압력 형성 거동이 만들어질 수 있다. 또한, 차단가능한 반경방향 보어 (7) 는 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 보다 더 작은 직경을 가지며, 이에 의해 메터링 에지 (6) 의 기능을 가지는 시일링 링 (2) 의 긴사용수명에 추가로 기여하게 된다.
*도면 부호의 설명*
1 밸브 스풀
2 시일링 링
3 보어
4 하우징
5 링 시일
6 메터링 에지
7, 7' 반경방향 보어
8 캐비티
9 캐비티
10 챔버
11 압력-릴리프 챔버
12 스프링
13 시일
14 환상부

Claims (20)

  1. 저압과 고압 사이의 값으로 작동 포트 (A) 의 유압을 제어하기 위한 슬라이딩-스풀 밸브로서, 이를 위해서 밸브 스풀 (1) 이 선형적으로 이동가능하게 하우징 (4) 의 보어 (3) 에 수용되고, 이 슬라이딩-스풀 밸브는 저압 포트 (T), 고압 포트 (P) 및 작동 포트 (A) 를 구비하고, 밸브 스풀 (1) 의 제 1 위치에서 작동 포트 (A) 는 저압 포트 (T) 에 연결되고, 밸브 스풀 (1) 의 제 2 위치에서 작동 포트 (A) 는 2 개의 추가의 포트 (P, T) 로부터 분리되며, 또한 밸브 스풀 (1) 의 제 3 위치에서 작동 포트 (A) 는 고압 포트 (P) 에 연결되는 슬라이딩-스풀 밸브에 있어서, 통류에 노출가능한 복수의 반경방향 보어 (7) 가 밸브 스풀 (1) 에 배치되고 하우징 (4) 의 복수의 내부 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 하우징측 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 는 차단을 위한 메터링 에지 (6) 의 초과이동 (over-travelling) 에 의해 밀폐가능한 반경방향 보어 (7) 의 입부에 의해 차단가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 는 하우징 (4) 에 고정되어 있는 복수의 시일링 링 (2) 의 영역에서 내측 에서 외측으로 통류에 반경방향으로 노출가능한 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 메터링 에지 (6) 는 시일링 링 (2) 에 직접 형성되어 있고 하우징 (4) 의 환상 홈에 견고하게 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징 (4) 의 밸브 스풀 (1) 의 누설없는 시일링을 위해, 적어도 시일링 링 (2) 의 시일링면은 엘라스토머 재료로 구성되고 바람직하게는 컵 시일로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 스풀 (1) 은 서로 분리되어 있으며 서로 독립적으로 통류에 노출될 수 있는 두 개의 캐비티 (8, 9) 를 구비하며, 한 캐비티 (8) 는 고압 포트 (P) 와 영구적인 유압 연통 상태에 있고 다른 캐비티 (9) 는 작동 포트 (A) 와 영구적인 유압 연통 상태에 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 두 개의 캐비티 (8, 9) 에 대하여 추가의 영구적인 유압 연결이 있으며, 이 영구적인 유압 연결은 밸브 스풀 (1) 에 의해 초과이동될 수 있 는 메터링 에지 (6) 의 작동 영역으로부터 거리를 두고 배치되어 있는 밸브 스풀 (1) 의 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  8. 제 7 항에 있어서, 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 는, 메터링 에지 (6) 와 상호작용하는 반경방향 보어 (7) 와 달리, 외측에서 내측으로만 통류에 노출되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  9. 제 6 항에 있어서, 밸브 스풀 (1) 은 두 개의 구역으로 구성되고, 제 1 (고압) 캐비티 (8) 는 두 개의 스풀 구역을 함께 결합함으로써 만들어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  10. 제 6 항에 있어서, 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향의 제 2 (작동압력) 캐비티 (9) 는 외측 슬리브형 스풀 구역과 상기 슬리브형 스풀 구역으로 연장되는 플런저형 스풀 구역 사이에 배치되는 개방된 환상부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  11. 제 10 항에 있어서, 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향의 제 2 캐비티 (9) 는 보어 단차에 의해 한정되는 반경방향으로 넓어진 챔버 (10) 로 연장되고, 밸브 스풀 (1) 은 챔버 (10) 에 공급되는 압력에 의해 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향에 반대로 작용 할 수 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  12. 제 11 항에 있어서, 유압 챔버 (10) 는 환상부로서 형성되고, 이 유압 챔버 (10) 의 용적 용량은 밸브 스풀 (1) 의 이동 거리에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 보어 (3) 의 바닥과 플런저형 스풀 구역의 단부면 사이에서, 챔버 (10) 로부터 분리되어 있는 압력-릴리프 챔버 (11) 가 밸브 스풀 (1) 에 배치되고 저압 포트 (T) 에 연결되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 스풀 (1) 에 복원력을 발생시키기 위해, 스프링 (12) 이 하우징 (4) 과 밸브 스풀 (1) 사이에 배치되고, 작동 거리에 종속하는 힘이 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 에 작용하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  15. 제 14 항에 있어서, 스프링 (12) 은 압력-릴리프 챔버 (11) 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  16. 제 14 항에 있어서, 스프링 (12) 은 유압 챔버 (10) 및 작동 압력 캐비티 (9) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  17. 제 1 항에 있어서, 고압 포트 (P) 는 환상부 (14) 에 이르며, 이 환상부 (14) 는 하우징 (4) 에 통합되어 있고, (고압) 메터링 에지 (6) 를 형성하는 시일링 링 (2) 에 의해 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되고 추가의 시일 (13) 에 의해 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  18. 제 1 항에 있어서, 작동 포트 (A) 는 하우징 (1) 의 추가의 환상부 (14) 에 이르고, 이 환상부 (14) 는 (고압) 메터링 에지 (6) 를 형성하는 시일링 링 (2) 에 의해 밸브 스풀 (1) 의 작동 방향에 반대로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되고 추가의 시일 (13) 에 의해 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  19. 제 1 항에 있어서, 저압 포트 (T) 는 하우징 (4) 의 환상부 (14) 에 이르고, 이 환상부 (14) 는 (저압) 메터링 에지 (6) 를 지니는 시일링 링 (2) 에 의해 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되고 추가의 시일 (13) 중 한 시일에 의해 작동 방향으로 밸브 스풀 (1) 과 하우징 (4) 사이에 시일되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 차단가능한 반경방향 보어 (7) 는 대략 일 평면에서 밸브 스풀 (1) 에 배치되고, 차단가능한 반경방향 보어 (7) 는 차단불가능한 반경방향 보어 (7') 보다 더 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩-스풀 밸브.
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