TWI457512B - 閥與油壓控制裝置 - Google Patents
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Description
本發明關於申請專利範圍第1項之引文的一種閥,一具有二個流體接頭及具有一個以可動方式導進的封閉元件,該封閉元件可在一第一位置及一第二位置之間切換,該第一位置中,該元件將二個流體接頭之間的一流過橫截面開放,而在第二位置中該元件將二個流體接頭間的流體通道閉塞,且還具有一止擋元件,該可受到封閉元件作最大開放的流過橫截面可利用該止擋元件限制。
此外,本發明還關於一種油壓控制裝置。
主要用於將二個流體接頭之間的「流過橫截面」作控制的閥很簡單地建構,且大多用於控制具有大體積流要求的油壓耗能器。這類閥的一例子為2/2路徑建入閥--亦即邏輯閥(Bosch Rexroth AG公司)--它在資料簿RD 21010/03.05中有關路徑閥功能實施方面提到,而在資料簿RD 21050/02.03有關壓力功能的實施方面提到。
人們往往希望利用這閥將體積流作節流(Drosselung),例如當一壓機缸解壓縮時,或用於將一油壓耗能器(例如在一壓鑄機的鑄造缸)的速度作調整。為此,將一止擋銷***該「建入閥」(Einbauventils,英:built-in valve)的一「控制蓋」中,該控制蓋將「建入開口」(Einbauffnung,英:built-in opening)蓋住,該止擋銷突伸到建入閥的一彈簧室中,因此將封閉元件的行程限制。止擋銷建入彈簧室的深度,以及封閉元件的最大行程可經由一螺絲的螺紋用手調整。具有限制行程作用的這種閥的基本構造見於教科書”Der Hydrauliktrainer,第4卷,Technik der 2-Wege-Einbauventile”的103頁(1989,Mannesmann Rexroth GmbH,Lohr a,Main,IsBN 3-8023-0291-5。依此Bosch Rexroth公司的資料簿RD 63147/01.94”Pressenmodule Typ P”,這種閥[見第8a頁及第9頁的位置(.150)及(.151)’]用於將壓模缸解壓縮。其用於限制壓缸速度的應用見於位置(.520)及(.521)或(.510)及(.511)。
這些習用控制裝置的缺點為:要作節流功能,各需要一自身之分別的閥,因此,舉例而言,除了入口閥(.110)/(.111)外,還需要閥(.150)/(.151),雖然該二個閥係與缸的同一封閉件連接。除了入口閥(.120)/(.121)外,還有閥(.520)/(.521)或(.510)/(.511)存在。
本發明的目的在提供一種改良的閥或使油壓控制裝置有效率地建構。
這種目的係利用具有申請專利範圍第1項的特點的一種閥達成。
依本發明的一種閥具有二個流體接頭及具有一個以可動方式導進的封閉元件,該封閉元件可在一第一位置及一第二位置之間切換,該第一位置中,該元件將二個流體接頭之間的一流過橫截面開放,而在第二位置中該元件將二個流體接頭間的流體通道閉塞,且還具有一止擋元件,該可受到封閉元件作最大開放的流過橫截面可利用該止擋元件限制。
依本發明,該止擋元件可利用一可遙控之調整裝置在不同之止擋位置之間調整。
用此方式,可將閥的流過橫截面限制作用,以及體積流的節流作用任意地且特別是自動地經由一種控制裝置作切換。流過橫截面的限制作用可在一油壓控制裝置的各操作循環週期中(如有必要也可作數次)調整。此外,該閥可作其他功能,例如止回閥的功能或一控制大流過橫截面的切換路徑閥的功能。利用本發明的閥,以其可將流過橫截面的限制作用作調整的功能,可將一傳統油壓控制裝置的數個的個別閥取代。這點可使一油壓控制裝置的建構能簡單有效率且強固。由於閥本身係基於一切換閥的建構,因此該閥可簡單地廉價地描述且其特別為可靠的操作。
此外,這種目的還利用一種油壓控制裝置達成,其中使用本發明的閥,由於該閥除了其路徑切換或還有壓力切換的功能外還可藉遙控動作將流過橫截面的限制作用調整,因此在習知方式另外存在的流動閥或節流閥可省却。特別是一種解壓縮功能速度控制作用整合到所需之閥之,例如整合到控制方向或安全的閥中。
本發明的其他有利設計,該調整裝置有一個與止擋元件耦合的最終控制元件(Stellglied,英:final control element),它可在預設之調整位置之間移行。將可預設之調整位置(它們被最終控制元件所起行)確定,可使可開放的流過橫截面能以可重現(reproducible)的方式預設。如此,舉例而言,假設壓力或力量之預設值已知,將可將一耗能器(Verbrauche,英:consumer)的解壓縮期間或速度簡單準確地調整。調整裝置一特別簡單的實施例可使最終控制元件在二個可預設的調整位置之間切換。
如果該在一預設的調整位置之最大可開放的流過橫截面可調整,則該可預設的調整位置預先在製造的範疇中統一地確定且不管以後的應用如何。與此相關的流過橫截面如此可在操作時對應於所要的應用而確定。為此,該止擋元件的一個在預設之調整位置時所佔的止擋位置宜為可調整者。這點可使一油壓控制裝置的操作參數(例如速度)舉例而言,可直接在為此相配合的閥上特別簡單地調整。
依本發明的一特佳的設計,該止擋閥可利用一個可用油壓方式施力的活塞調整。此可用油壓調整的活塞為一種很簡單的最終控制元件,它特別是可用活塞止擋部而得到二個可用機械方式預設的調整位置。此外該調整裝置的油壓方式動作可確保該不同的調整位置可靠地控制,控制作用可直接由油壓管路特別利用預控制閥達成。
依另一設計,在封閉元件上有一控制面,其上有一壓力,該壓力在流體接頭之一中,它將封閉元件向著使流過橫截面積變大的方向施力,活塞的一控制面(此活塞可在此控制面上沿著將流過橫截面作較大限制的方向施力)大於封閉元件的該控制面。如此即使當找來自流體接頭的高壓對抗時,也能保證將止擋位置確實地保持住。
依一較佳設計,該閥有一個包含封閉元件的「建入組」及一個控制蓋,該控制蓋將一個容納該「建入組」的「建入孔」蓋住。在封閉元件與控制蓋之間形成一彈簧室,活塞在控制蓋中的一圓柱形空腔中可運動導進,且止擋元件從活塞開始突伸到該彈簧室中。這種具控制蓋的建入閥可對許多不同的閥應用作組構。用於止擋的調整裝置--換言之該圓柱形空腔與活塞--在控制蓋中更使這種「建入閥」的應用領域在將不同閥功能組合在一閥中的方面作擴充。因此,如上述,除了預設之閥功能外,流過橫截面的限制作用可任意改變,特別是可以切換。此外也可藉調整止擋部,使閥的封閉過程加速。如果止擋部可沿封閉元件方向調整得遠,則封閉元件也可逆著一股向開放方向作用的壓力而保持關閉。同樣地,在一種座閥(Sitzventil)的場合,用此方式,也可將閥座上的密封作用加強。
該控制蓋的一種特別簡單而有效的建構(它另外可止擋位置調),係在活塞上設一活塞桿,它在控制蓋的背向建入孔的那一側上向外導進,該活塞與活塞桿設有一貫穿的軸向孔,具一銷旋入該軸向孔中,該銷突伸到該自由空間中。
如果在止擋元件上設一盤,有一彈簧支持在盤上,該彈簧將封閉元件向使流過橫截面放大的方向施力,則一個在正常位置開放的(常開)閥可用很少的成本實施。該閥宜做成閥構造。這點可使流體接頭之一能簡單製造,且能無地阻塞住。
另一設計有一測量裝置,利用它可將止擋元件的一位置檢出,它特別是一路徑感測器或一終開關。舉例而言,利用此終開關,可檢出一止擋位置,在該處可確保該可最大開的流過橫截面的一預設之起碼最小值。利用這種裝置,可將安全規定列入計算,例如在一定的操作時間間隔要求無限制的閥開放。此外,利用一種路徑測量系統可在位置調節的範疇內將止擋元件準確地且很有變通性地確定。
依一較佳設計,設有一預控制裝置,利用它可將該止擋元件的一預設止擋位置依流體接頭之一中的壓力而定作控制。這種閥可用於避免解壓縮的打擊。舉例而言,為此,如果耗能器接頭中的壓力很高,則將流過橫截面利用該止擋部限制在一小的值。當壓力下降得夠了,則可經由止擋部調整至可開得較大的流過橫截面;俾使留下的剩餘壓力迅速瓦解。
為此,宜設一預控制閥,它依流體接頭之一的壓力而定,將該流體接頭與一「控制壓力室」(它被活塞定出界限)之間的連接作控制。如此,解壓縮過程的流程可自動地用簡單方式且只用油壓方式控制。
一預控制閥(一個由活塞界定「控制壓力室」及/或封閉元件的彈簧室可利用此控制閥施以「控制流體」)可使閥作有效率的控制。如果由活塞界定的控制壓力室ㄙ及彈簧室經由相同的閥控制,則構件成本減少。
如果止擋元件設計成油壓最終控制元件形式,且利用一路徑感測器檢出其位置而作位置調節,則本發明的閥在短時間內打開到任意預設且可以可靠地調整的流過橫截面。在閥打開時可用的流過橫截面可有效而不複雜地利用一標稱信號預設。當封閉元件碰到止擋部時,該鄰界到最終控制元件的油體積會將一些振動緩衝。同樣地,緩衝性質可利用該位置調節回路而改變。這種閥在控制壓力鑄造機時(特別是在推動階段,其中鑄造機須在最短時間加速到一預設速度),很有利。
一特別短的閥打開時間可利用所謂的主動邏輯(Aktivlogik)構件達成。在此,該封閉元件設計成分段活塞形式,該分段活塞以其環形面界定一個環形空間,且可沿打開方向用一控制壓力施到該環形面上。此外,可藉控制環形空間使封元件倚靠在止擋元件上,並經由止擋元件以位置調節的方式作調節。
此外,該閥除了可將封閉程作任意可預設的限制外,還可組構成可閉塞的止回閥形式。為此,在分段活塞上在對立的端側上形成二個另外的控制面,二個控制面被施以一輸出接頭中的一壓力,且共總積在將流體的連接阻塞的方面還有多餘之面積。一種有利的簡單構造方式及一快速的關閉反應係藉著在分段活塞設一軸向貫通孔而達成。
在止擋元件與封閉元件之間宜設一油壓機械或止擋緩衝手段。用此方式,特別是在封閉元件快速打開時,振動過程減輕,且止擋元件「所受負荷減少」。
如不用一油壓式最終控制元件,該止擋元件也可利用一電調整驅動器(特別是利用一電馬達配合一螺紋驅動器)調整。油壓力量,特別是作用在軸承及增速聯動器上的軸向力量--如果止擋元件利用一油壓式系列控制手段耦合到該電調整驅動器--則可減到最小。在此情形,電驅動器只要對應於該在系列控制手段上發生之流動力量,施小小的調整及保持力量。我們可使用具小功率及小構造尺寸的電驅動器。軸承及增速聯動器的度量及尺寸設計可做成較弱小。
在止擋元件上發生的油力量也可用以下方式減少,可將止擋元件用一股在流體接頭之一中瀰漫的壓力沿著限制該可開放的流過橫截面的方向施力。如此,該封閉元件的彈簧室中作用到止擋元件上的壓力,以及該由檢出接頭在封閉元件停在止擋元件上時作用到止擋元件上的油壓力量至少可部分地抵消。
一種緊密的構造用以下方式達成:將電馬達設在止擋元件側面,且該封閉元件利用一根銷(它在止擋元件中的一長孔中導進)與一位置感測器連接。
藉著將該作用到止擋元件上的油壓力量(部分地)抵消〔藉著系列控制裝置或將止擋元件施以油壓流體,朝向增速聯動器的負荷解除的方向〕才可使用電驅動器全然有用地用於調整止擋元件。液壓靜力如不作抵消,則驅動器和增速聯動器的度量設計就要很大,使得要用於此目的時,由於成本高,構造尺寸大,重量大,而不能被接受。
以下,本發明及其優點配合圖式中所示之實施例詳細說明。
依圖1,一個所謂的邏輯閥,亦即一個2/2路徑建入閥(10)包含一建入組(12)[它嵌入一閥塊(11)(Ventilblock)的一建入孔(14)中]及一控制蓋(30)[它建入孔(14)及放入其中的建入組(12)蓋位]。在閥塊(11)中一條流體通道(26)側向開口到建入孔(14)中。閥塊(11)中另一流體通道(圖未示)開口到建入孔(14)的一底區域。
建入組(12)包含一匣(16),有一封閉銷體(18)以可動的方式的在匣(16)中導進。封閉錐體(18)具有一盲孔狀的凹陷部(17)。彈簧(19)放入凹陷部中。彈簧(19)再支持在控制蓋(30)上並將封閉錐體朝向一天在匣(16)中形成的支持面(20)的方向施力。利用封閉錐體(18)可將前端側開口(21)和匣(16)的徑向孔(22)之間的流體連繫作控制。在封閉錐體(18)上的一控制面(23)開孔(21)中的壓力而被向著封閉錐體(18)的開放方向施力。另一控制面(24)利用該孔(22)中的壓力向開放方向施力。在端側開口(21)之對側,匣(16)、封閉錐體(18)及控制蓋(30)界定出一彈簧室(25)。利用一股在彈簧室(25)中的控制力量,可將封閉錐體(18)的朝向建入孔(14)開口的背側沿關閉方向施力。
在控制蓋(30)中設有一控制流體通道(32),它從控制蓋(30)的一接頭面(31)通到彈簧室(25)中。此外,一「控制流體取出通道」(它具有通道部段(27)及(34))從流體通道(26)出來到接觸面(31)上。此外,在控制蓋(30)中形成一缸形空腔,此空腔被一活塞(40)分成一個朝向閥(11)的環形空間(42)及一個背向閥塊(11)的環形空間(44)。活塞以一控制面(65)界定該環形空間(44)。在環形空間(44)中,一圓環形***部(4)形成活塞(40)的一上止擋部。活塞(40)的底面(62)形成活塞的一下止擋部。活塞(40)延續到一活塞桿(46),它在背向閥塊(11)的外側面(35)從控制蓋伸出來。該可拿掉的蓋片(36)設在活塞(46)通過孔上方。
有一軸向孔(48)延伸通過活塞桿(46)及活塞(40),孔(48)設有一螺紋。有一銷(50)旋入該孔(48)中,銷(50)在一背向閥塊(11)的部段上設有一螺紋(50),它利用該螺紋固定在孔(48)中。一保持螺母(52)將銷的旋入位置保持住。銷(50)通過該控制蓋(30)之朝向閥塊(11)的部段中的一孔(38)通入彈簧室(25)中。銷(50)從環形室(42)進入彈簧室(25)中的貫通孔利用一密封件(54)防止壓力媒溢流的情事。利用一位置開關可將銷(50)位置檢出。
「控制流體通道」(56)從環形室(44)通到接頭面(31)。環形室(42)到接到控制流體通道(58)「控制流體通道」在閥塊(10)中利用「控制流體通道」(28)延續。在環形室(42)中設有一彈簧(43),它對彈簧(46)施一力,此力的朝向從閥塊(11)離出。
以下說明本發明的閥(10)的功能,利用封閉錐體(18)將匣(16)中在開口(21)與徑向孔(22)間的流體連接用封閉錐體(18)控制。封閉錐形(18)所開放的流過橫截面取決於封閉錐形(18)相對於底面(28)的行程。藉著將彈簧室(25)施以控制壓力,將封閉錐體(18)以習知方式控制。此點,可參考上述教科書”Der Hydrauliktrainer,第4卷,Technik der 2-Wege-Einbauventile”。藉著設置彈簧(19),將圖示之閥(10)關閉在未動作的正常位置。
活塞(40)可在控制蓋(30)中在其二個端止擋部(62)(64)[它們由控制蓋殼體形成]之間移行。當環形室(44)洩壓時,彈3(43)將活塞(40)推到端止擋部(64),藉著將環形室(44)施壓,可使活塞(40)頂逆著彈簧(43)的作用力移到端止擋部(62)。
封閉錐體(18)的行徑可用以下方式限制:使盲孔凹陷部(17)的底面碰到銷(50)。利用活塞(40)的位置,可將銷(50)突伸到彈簧室(25)中的距離預設,如果活塞倚在端止擋部(62)上,則封閉錐體(18)可移出的行程為最小。將行徑限制使得封閉錐體(18)可開放的最大的流過橫截面受限制。藉著將銷(50)在孔(48)中調整,可將封閉錐體(18)在活塞(40)此位置時能移出的最大行程調整,且因此可調整可經由閥室達成之最大流過橫截面。
如果將控制壓力室(44)的壓力解除,則活塞(40)在彈簧(43)作用下回復到其背向建入組(12)的止擋部(64)。對應於此,銷(50)從彈簧室(25)拉回,在活塞(40)或銷(50)的這種位置時,封閉元件(18)作較大的行程。在閥壓上之流過橫截面的限制作用大大減少或根本沒有。如果當活塞(40)倚在止擋部(64)上時,銷(50)只較少地突伸到彈簧室(25)中使得封閉錐體(18)的行程不受銷(50)限制,而係受到控制蓋(30)之朝向該錐體的面的限制,則特別會發生上述情形。這點可在結構上利用活塞(40)之對應地長的行程而確保。
因此銷(50)的位置以及封閉錐體(18)之最大可達成的相關行程可藉由將環形室(44)利用「控制流體」控制而作任意調整。環形室(42)利用通道(58)及(28)與一「控制流體壓力流管路」連接。但也可將環形室(42)用控制流體施力。舉例而言,活塞(40)可利用一股在環形室(42)中連續存在的壓力用油壓方式向止擋部(64)的方向施應力。
活塞(40)上的控制面(65)比起封閉錐體(18)上的控制面(23)(24)的總和更大。因此可確保活塞(40)可藉環形室(44)施油壓的壓力而確實保持在止擋部(62)上,即使當封閉錐體(18)倚在銷(50)上且在一股作用到控制面(23)及/或(24)上的靜液壓式對立力量得到活塞(40)上時亦然。
由活塞(40)和銷(50)構成的設置用於幫助封閉錐體(18)關閉。特別是可使關閉運動的速度增加。如果活塞(40)從止擋部(64)移行到止擋部(62),且封閉錐體(18)倚在銷(50)上,則活塞被銷(50)的移出動作帶動,直到活塞(40)倚在止擋部(62)上為止。封閉錐體(18)之留下的行程一般很小。該封閉錐體由於該沿關閉方向運動的封閉錐體(18)的慣性以及彈簧(12)的作用而很快關閉。此外銷(50)可調整成使它在該封閉錐體(18)關閉時以及活塞(40)壓力朝向封閉錐體(18)的方向,在活塞(40)達到其止擋部(12)之前或之時倚在封閉錐體(18)上,用此方式可藉著將活塞(40)的控制面(65)施壓力,將一股沿封閉錐體(18)的關閉方向作用的力量加,特別是一力量[封閉錐體(18)以此力量倚在應面(20)上]可提高如此,在關閉的閥位置中的密封性質可改善。此外,閥(10)也可頂逆著一壓力在接頭(21)或(22)中可靠地保持住,利用位置開關(60),可用機械方式將銷(50)的位置檢出。此位置開關(60)只用示意方式圖示。舉例而言,一適當的設計為一微開關,它利用一固定在銷(50)上的盤動作,因此,舉例而言,可檢知是否銷(50)是否由彈簧室(19)拉回得夠遠。俾不會將閥(10)流過橫截面明顯限制。因此,可作檢查,看是否閥(10)是否會開。銷(50)夾住的情事可確實檢出。如此,可滿足意外防止規定。
銷(50)的位置同樣地(且如有必要,另外)可用一路徑感測器檢出。如此,一方面,可檢查看閥(10)功能是否可靠。另方面,銷(50)的位置可作調節。相關的調節回路包含銷的路徑感測器,一調節器、一比例閥[控制該「控制壓力室」(44)以及可能還有(42)]、及活塞。如此,可用高準確度對關閉錐體(18)預設任何止擋位置。特別是該止擋位置不再會受以下方式限制:它本來受到活塞(40)的二個止擋部(62)及(64)的位置限制,如不採此方式,也可在活塞(40)的運動間隙空間內預設任何位置,此外,調整作用可用純電子方式預設標稱值而達成。不需將銷(50)在孔(48)內調整,此外,利用這種控制,可用該2/2路徑建入閥達成一種閥性質,它相當於一種預控制的比例閥的性質,因此閥開口可任意地一直作控制。
本發明另一(第二)實施例示於圖2中,圖2中所示之2/2路徑建入閥(10)大致相當於圖1所示之2/2路徑建入閥。因此相同的構件用相同圖號表示且不再贅述。
圖2中所示之2/2路徑建入閥(10)與上述實施例不同,係為常開者。為此,在銷(50)上設一盤(70),一彈簧(74)頂在盤(70)上,彈簧(74)倚在一固定在封閉錐體(18)上的環(72)上,環固定在封閉錐體(18)上的方式不詳示,舉例而言,可用螺絲接合,在入、粘接、或熔接。
倚在環(72)上的彈簧(74)對封閉錐體(18)施一力,朝開放方向作用。如果彈簧室(25)壓力解除,則封閉錐體(18)沿開放方向一直移到它倚靠在銷(50)上或盤(70)上為止。一如第一實施例,封閉錐體(18)之最大可達成之開放行程受銷(50)突伸到彈簧室(25)中的長度調整,與此相關之在第一實施例所述之特點與作用也一成不變地適用於第二實施例。
圖3顯示第一及第二實施例所述之2/2路徑建入閥的應用,以一簡單「壓迫控制裝置」(80)為例。用此壓迫控制裝置(80)控制一「壓迫缸」(81)。壓迫缸(81)有一設有一活塞桿的活塞,它將缸內空間分成一環形室(82)及一缸室(83),缸室983)經一後吸閥(85)與一油槽(84)連接。壓迫控制裝置的基本功能已在Bosch Rexroth公司的上述資料簿RD 63147/0.94提到。在以下主要說明其特點,這些特點係在使用依第一第二實施例之本發明的閥產生者。
壓迫控制裝置(80)包含一接頭(86)以接主壓力供應環,及一接頭(87)以接控制壓力供應源。經由油槽接頭(88)可使壓力媒流出,一第一分枝從泵接頭(86)通到一第一閥裝置(101),閥裝置(101)由建入組(102)及一控制蓋(103)構成。在控制蓋(103)中設有一壓力限制閥,利用它限制建入組(102)的彈簧室中的壓力。此外,可經由一彈簧室到油槽的一切換閥(104)洩壓。對應於此,該閥裝置(101)具有一受預控制的「壓力限制閥」的功能,以將泵接頭(86)保持位,並具有一切換閥的功能,以將一無壓力的循環切換。
另一分枝從泵接頭(86)通到一4/3路徑閥(105),此閥用於控制壓迫缸(81)的方向。一流體途徑(106)(Fluidpfad)從閥(105)的一第一耗能器接頭跑到壓迫缸(81)的缸室(83),有一分枝(107)從該途徑(106)經另一閥裝置(108)通到油槽,閥裝置(108)就其建入組(109)及其控制蓋(110)而言,係相當於第二實施例的2/2路徑建入閥(見圖2),二個預制閥(111)(112)接在控制蓋(110)上。一交換閥(113)用於在來自流體途徑(106)的內控制流體途徑(114)(Steuerflnidabgriff)及一外控制壓力供應源之間的預控制閥(112),該建入組(109)的彈簧室(25)(見圖2)選擇性地與控制壓力或與油槽連接。對應於此,當預控制閥(112)動作時,建入組(109)從一封閉的正常位置切換到一關閉位置,預控制閥(11)被一彈簧向一第一切換位置的方向施力,在該位置時,該閥將設在控制蓋(110)中的活塞(40)朝油槽的壓力室(44)(見圖2)洩壓。在此切換位置時,活塞(40)(見圖2)倚在止擋部(64)上。一股位在控制流體途徑(114)中的壓力將預控制閥(111)朝一第二切換位置的方向施力。在該位置時,壓力室(44)(見圖2)被施以來自控制流體途徑(114)的控制流體。在此預控制閥(111)的第二切換位置,活塞(40)(見圖2)倚在止擋部(62)上。
經由預控制閥(112)(111),該缸室(83)的解壓縮作業依一壓迫過程作控制,在此壓迫過程時,預控制閥(112)動作,則建入組(109)位於關閉的閥位置,如果預制閥(112)的動作結束,則建入組(109)的封閉錐體(見圖2的(8)可打開,但且壓縮過程開始,預控制閥(111)自動控制解壓縮的流程。首先,全部壓迫力作用在控制流體(14)上。對應於此,預控制閥(111)位在第二切換位置。活塞(40)(見圖2)倚在止擋部(62)上。銷(50)(見圖2)位在彈簧室(25)前一段長距離,且限制封閉錐體(18)開放到一小小的流過橫截面,經由此小小過流橫截,該位於缸室(83)中的流體慢慢解壓縮,解壓縮的衝擊可防止,壓力媒從缸室(83)流出的縮度可藉著將銷(50)(見圖2)在孔(48)中的旋入深度作調整而確定。
當流體途徑(106)中的壓力降到一值以下--此值相當於預控制閥(111)的彈簧的壓力對應值,例如50巴,則預控制閥(111)的切換到第一切換位置,且使壓力室(見圖2)洩壓,如此,銷(50)(見圖2)對應於活塞(40)的運動從彈簧室(25)被拉回,且閥(108)開放了一個大的流過橫截面,以快速將缸室(83)中的剩餘壓力瓦解。
同時,該閥裝置(108)當作安全閥用,壓迫缸(81)的缸室(83)中的壓力,只有當一方面閥裝置(108)受預控制閥(112)動作而關閉且另方面閥裝置(101)關於切換閥(104)動作而抑制該無壓力的循環時,才能建構起來。此外,在操作時監視看是否該閥裝置(108)銷(50)(見圖2)只在解壓縮壓迫階段將封閉錐體的開放面積作限制。為此,有一端開關(見圖2的(60),它將銷(50)(見圖2)的一拉回位置檢出。
壓迫缸(81)的環形室(82)利用一流體途徑(116)[它依序通過閥裝置(120)及(103)]與路徑閥(105)的第二耗能器接頭連接。閥裝置(120)具有一可解閉塞之止回閥的功能,解閉塞係藉著預控制閥(121)的動作達成。
閥裝置(130)的建入組(131)和控制蓋(132)與圖1的閥(10)相當,有一4/3路徑預控制閥(134)接到控制蓋(132)。該閥可用電動作,在預控制閥(134)的中性位置時,壓力室(44)(見圖1)與彈簧室(25)與閥裝置(130)的控制流體發送器(Abgriff,英:pickoff)(135)連接。對應於此,閥裝置(130)呈止回閥的作用,並沒有一股壓力媒朝壓力室(82)方向流動,且在所有情形都可節流。
在預控制閥(174)之一第一動作位置(左),彈簧室(25)(見圖1)與控制流體發送器(135)連接,同時壓力室(44)(見圖1)與油槽連接。在此,閥裝置(130)呈止回閥的作用。活塞(40)(見圖1)位在其止擋部(64)上。封閉錐體(18)(見圖1)可開放一大的流過橫截面,此預控制閥(134)的閥位置在壓迫缸(81)的活塞桿的拉回階段作切換。經由閥裝置(130)(120),流體供入環形室(82)的損失很少。
在預控制閥(134)的第二動作位置(右),在閥裝置(130)的場合,該彈簧室(25)(見圖1)與油槽連接,同時,壓力室(44)(見圖1)與控制流體發送器(135)連接。因此封閉錐體(18)(見圖1)解除閉塞,且當壓力作用在建入組(131)(見圖1的21與26)的二接頭上時就打開。然而,由於壓力室(44)(見圖1)施壓造成之可開放的流過橫截面有限。如果壓迫缸(81)的活塞在輸入端要由於本發明本身重量下降時,則此預控制閥(134)的第二位置就動作。同時要藉預控制閥(121)動作將閥裝置除閉塞,壓迫缸活塞的下降速度可藉調節銷(50)旋入孔(48)中的深度而確定。
利用該二閥裝置(120)(130)先前切換,可確把閥裝置的工種瑕疪不會導致壓迫缸活塞失控地下降。閥裝置(120)的封閉錐體的位置另外利用一端開關監視。閥裝置(130)實施一種可解除閉塞的止回閥的功能,且流過量的限制作用在解除閥塞的狀態不切換。
依圖4中本發明的另一(第三)實施例係的一2/2路徑建入閥(10)。依此第三實施例的2/2路徑建入閥(10)有一封閉錐體(18),呈一階段形活塞形式。封閉錐體(18)控制接頭(22)與接頭(21)之間的連接。在封閉錐體(18)上有三個控制面A1,A2,A3。控制面A1及A3由封閉錐體的各前端面形成.控制面A2為在一活塞階段部上形成的環形面。控制面A1朝向接頭(21),控制面A3限制彈簧室(25)。控制面A2界定出一可獨立控制的控制室(160),它可利用一切換閥(151)供以一「控制壓力」。
通道(159)通過封閉錐體(18),它們將該二個鄰接到前端面A1及A3的空間連接。因此彈簧室(25)瀰漫著一股壓力,它亦存在接頭(21)中。彈簧(19)將封閉錐體(18)向關閉方向施力。面積A1與A2的總和等於面積A3。
在該2/2路徑建入閥中設有一可調節的止擋部。該止擋部主要由活塞(40)的一活塞缸裝置構成,該活塞在一圓柱形「建入空間」(161)中以可運動的方式導進。銷(50)從活塞(40)開始呈一活塞桿方式突伸到彈簧室(25)中。活塞(40)可在一圓形面(65)及一環形面(66)上施以一「控制壓力」。
活塞(40)的位置可利用一位置檢出器(157)檢出。此位置值送到一「調節電子電路」(155),利用一比例閥(153)可控制該活塞(40)的控制面(65)與(66)。比例閥(153)本身被一調節電子電路(155)控制。利用此調節回路[它由調節電子裝置(155),比例閥(153)活塞(40)及位置感測器(152)形成]可將銷(50)作位置調節調整。
利用切換閥(151)可造成接頭(22)和「控制壓力室」(160)之間的連接,以控制面A2施壓。在切換閥(151)的未動作位置時,控制壓力室(160)的壓力解除。
圖4中所示的2/2路徑建入閥(10)可很迅速地--在幾msec中--打開到一種開口橫截面,此橫截面由該可調整的止擋部(40)(50)預設,一較佳的應用係為供應到一種壓力鑄造機(熱室壓鑄機、冷室壓鑄機)模製機(Tixomouldingmaschine)、一塑膠射出成形機或類似的機器(其中流動的模鑄材料要放入一模中)的鑄缸的供應量的控制。在此,接頭(22)呈輸入接頭的形式接到一低壓儲存器。接頭(21)呈輸出端形式與鑄造缸連接,在德專利DE 10 2005 035 170.0中提到使用一類似構造的2/2路徑建入閥,但沒有一可調整的止擋部(40)(50)。關於鑄造過程的流動及該2/2路徑建入閥(10)的止逆功能可參考上述文獻。
在壓力傳送過程時的一重要階段為在推動階段(Schuphase)開始時將鑄造缸加速到一預定速度,利用該可調整的止擋部(40)(50)可預先預定速度。換言之,在推動階段前--將閥(10)調整到最大開放橫截面,然後,要導入推動階段,可藉著切換閥(51)動作,將封閉錐體(18)很快地打開到利用銷(50)預設的位置。如此,鑄造缸可在很短時間內加速到一準確預定的速度。加速時間在約10~20msec範圍。
如此,可使上述方式控制的壓力鑄造機(其中鑄造缸的速度經由供應量控制)可簡單、廉價及具高準確度地實施。該止擋部之油壓方式位置調節式的調整作用可使開放程度可靠地調整,且有很高的重複準確度。此調整作用可很有效地由一操作枱(Bedienpult)著手實施。
如果封閉錐體(18)碰到銷(50)上,則利用活塞(40)的油壓應力已造成一緩衝作用。緩衝性質可利用「調節電子電路(155)中的調節參數改變。此外,該緩衝作用可用一油壓止擋緩衝件改良,它作於封閉錐體(18)與銷(50)之間。為此,舉例而言,可使用一種以油壓力量為基礎的習知緩衝機構。
閥(10)也可呈可依比例調整的2路徑擋板方式操作。為此,該室(160)施以一控制壓力,因此封閉錐體(18)倚在銷(50)上。經由該銷(150)之位置調節方式的調節,利用活塞,可將開口的程度任意及連續地作調整。如此,該閥(10)在供應側將一壓力鑄造機的複充填階段控制。
依本發明另一(第四)實施例,在圖5中顯示一個2/2路徑建入閥(10),它具有一可調整之止擋銷(50)。依此第四實施例,此2/2路徑建入閥與第一或第二實施例的建入閥不同處主要在於可調整的止擋部的構造方法。因此在以下只說明該止部。依此實施例之可調整止擋部也可直接使用在第三實施例的2/2路徑建入閥(10)。
依圖5,該封閉錐體(18)的最大開放行程係由止擋銷(50)預設。銷(50)做成活塞桿形式,且接到活塞(40),活塞(40)在一控制蓋(30)中在一缸室中以可運動的方式導進,且將缸室分成二壓力室(177)(179)。活塞(40)設有一中心之盲孔狀的孔(180)。有一預控制活塞(175)突伸到孔(180)中,預控制活塞(175)支承在一螺絲螺紋(173)上。利用一電馬達(171)可將預控制活塞(175)轉動,並因此沿軸向調整。利用一縱齒牙裝置(圖未示)將馬達軸(183)與預控制活塞(175)沿軸向解耦合。
預控制活塞(175)具有數***部,利用它們將孔(180)分成數個室,其中一室經由活塞(40)中一徑向孔一「控制壓力接頭」(174)連接,被***部(184)由此室隔開的尚有另一室,它經由活塞(40)中另一孔與壓力室(179)連接。壓力室(179)與一洩壓接頭(176)連接,此此還容納該「調整彈簧」(185),***部(184)隨同活塞(40)中一徑向孔形成二個「控制緣」(181)(182),徑向孔(186)經由一壓力室(177)連接。
活塞(40)與控制閥(175)呈一種油壓順序控制的方式耦合,壓力媒可經由控制緣(181)(182)送到壓力室或由壓力室導離。如果控制緣(181)或控制緣(182)開放,則由於壓力室(177)施壓或洩壓,使活塞(40)追循預控制活塞,當達到活塞(40)之調整位置[它利用預控制活塞(40)預設]控制緣(181)(182)進一步關閉時,在壓力室(177)中調一股壓力,此壓力將「調節彈簧」(185)的力量以及一股由封閉錐體(18)作用到銷(50)上的力量抵消。
控制面[活塞(40)以它界定出壓力室(177)]大於封閉錐體(18)之全部沿打開方向之有效面積。因此,即使當該2/2路徑建入閥(10)的接頭(21)中有高壓時,銷(50)也保持在一預設位置。
電馬達(171)與螺紋(173)沿軸向只受到小小負荷,此負荷主要由控制緣(181)(182)上的流動力量造成,因此該電驅動的力量可設計成較弱。
舉例而言,銷(50)或活塞(40)的位置可直接利用一個耦合在活塞(40)上的位置感測器檢出。如不用此方式,也可利用馬達上一個旋轉角度感測器測銷(50)的位置。
依一第五實施例,一路徑閥用的止擋部(它可利用一電驅動器調整)的另一構造方式在以下利用圖6說明,依此實施例之可調整止擋部可直接用於依前述實施例的2/2路徑建入閥(10)。
依第五實施例的2/2路徑建入閥(10)有一封閉錐體(18),它用於控制接頭(41)(22)之間的流體連接。銷(50)突伸到彈簧室(25)中。銷設計成活塞桿形式,且嵌到一活塞(194)上,該活塞以可運動的方式在控制蓋(30)的一缸室中導進。有一軸向孔沿銷(5)的中央軸延伸。有另一銷(208)以可運動的方式在此軸向孔中導進。銷(208)之朝向封閉錐體(18)的一端過渡變成一盤部段(210),此盤部段(210)利用彈簧(19)[它夾緊在盤部段(210)與一支持環(204)之間]的作用倚靠在封閉錐體(18)上,此外,彈簧(19)將封閉錐體(18)沿關閉方向施力。
銷(208)用於將封閉錐體(18)與一位置感測器(212)耦合。位置感測器(212)呈共軸方式設在控制蓋(30)之背向封閉錐體(18)的那一側上的止擋部(50)的延長部中。
銷(50)可利用一螺紋驅動器的一螺紋(173)沿軸向調整。經由一個具有二齒輪(191)(192)的增速聯動器,使銷(50)與一電馬達(171)聯接。此增速聯動器可使電馬達對銷(50)的軸作側向錯開的設置,且因此使位置感測器(212)簡單地耦合到封閉錐體(18)上。
位在銷(50)上的活塞(194)在控制蓋(30)中界定一環形空間(206)。此環形空間(206)經一通道(198)與閥(10)的接頭(21)連接。因此在活塞(194)的環形面(196)上的壓力與在接頭(21)中相同。
一環形室(202)[它在活塞(194)之朝向封閉錐體(18)的環形面(194)上形成]經由支持環(204)的中心開口與彈簧室(25)接通成能使流體相通的方式。彈簧室(25)可經由切換閥(200)供以插頭(21)中的壓力或洩壓。
如果彈簧室(25)的壓力解除,則一壓力作用到封閉錐體(18)的控制面(21)或(24)上使它開放直到它倚在止擋銷(50)上為止。這些力量[它們利用油壓靜壓力在控制面(23)(24)上作用到銷上]至少部分地被環形面(196)上的壓力抵消。此環形面(196)宜相當於控制面(23)。如此沿軸向作用到銷(50)上的力量[此處它係基於接頭(21)中的壓力]的主要作用被抵消。
如果彈簧室(25)經由閥(200)施以接頭(21)中的壓力,則在彈簧(19)的作用下,以及由於該封閉錐體(18)之朝向彈簧室(25)的面積超過量而封閉錐體(18)關閉。全部由彈簧室(25)那邊作用到銷(50)與活塞(40)上的壓力有一部分被作用在活塞(40)的環形面(196)上的壓力抵銷。
藉著將該沿螺紋(173)方向作用於銷(50)上的軸向力量抵銷。使該螺紋(173)、增進聯動器(191)(192)的軸承以及電馬達受到較小的負荷,且可設計成較薄弱,且固而較廉價。
(10)...2/2路徑建入閥
(11)...閥塊
(12)...建入組
(14)...建入孔
(16)...匣
(17)...盲孔式凹陷部
(18)...封閉錐體
(19)...彈簧
(20)...支持面
(21)...端側開口
(22)...徑向孔
(23)...控制面
(24)...控制面
(25)...彈簧室
(26)...流體通道
(27)...通道部段
(28)...控制流動通道
(30)...控制蓋
(31)...接頭面
(32)...控制流體通道
(34)...通道部段
(35)...外表面
(36)...封蓋片
(38)...孔
(40)...活塞
(42)...環形室
(43)...彈簧
(44)...環形室
(46)...活塞桿
(48)...軸向孔
(50)...銷
(52)...保持螺母
(54)...密封件
(56)...控制流體通道
(58)...控制流體通道
(60)...位置開關
(62)...端止擋部
(64)...端止擋部
(65)...控制面
(66)...控制面
(70)...盤
(72)...環
(74)...彈簧
(80)...壓迫控制裝置
(81)...壓迫缸
(82)...環形室
(83)...缸室
(84)...油槽
(85)...後吸閥
(86)...接頭(主壓力供應)
(87)...接頭(控制壓力供應)
(88)...油槽接頭
(101)...閥裝置
(102)...建入組
(103)...控制蓋
(104)...切換閥
(105)...4/3路徑閥
(106)...流體途徑
(107)...分枝
(108)...閥裝置
(109)...建入組
(110)...控制蓋
(111)...預控制閥
(112)...預控制閥
(113)...交換閥
(114)...控制流體
(116)...流體途徑
(120)...閥裝置
(121)...預控制閥
(130)...閥裝置
(131)...建入組
(132)...控制蓋
(134)...4/3路徑預控制閥
(135)...控制流體發送器
(151)...切換閥
(153)...比例閥
(155)...調節電子電路
(157)...位置感測器
(159)...通道
(160)...控制室
(161)...建入室
(171)...電馬達
(173)...螺絲螺紋
(174)...控制壓力接頭
(175)...預控制活塞
(176)...洩壓接頭
(177)...壓力室
(179)...壓力室
(180)...孔
(181)...控制緣
(182)...控制緣
(183)...馬達軸
(184)...***部
(185)...調整彈簧
(186)...徑向孔
(187)...軸向孔
(191)...齒輪
(192)...齒輪
(194)...活塞
(196)...環形面
(197)...環形面
(198)...通道
(200)...切換閥
(202)...開放的環形室
(204)...支持環
(206)...環形室
(208)...銷
(210)...盤部段
(212)...位置感測器
圖1係經本發明第一實施例一在正常位置關閉(常開)的建入閥的剖面圖,它具有控制蓋。
圖2係依本發明第二實施例經一個在正常位置開放(常開)的建入閥的部面圖,它具有控制蓋。
圖3係一壓迫控制模組的示意管路圖,使用圖1及圖2所示的閥。
圖4係一建入閥,具有一可分別控制的控制面及具有一位置受調節之可調節之止擋部,圖5係一建入閥,具有一油壓系列控制裝置,以將止擋元件及一電驅動器耦合。
圖6係一建入閥,其中該止擋元件可經由一設在側面的電馬達調整,且有一控制面以將螺紋驅動器的力量負荷解除。
(10)...2/2路徑建入閥
(11)...閥塊
(12)...建入組
(14)...建入孔
(16)...匣
(17)...盲孔式凹陷部
(18)...封閉錐體
(19)...彈簧
(20)...支持面
(21)...端側開口
(22)...徑向孔
(23)...控制面
(24)...控制面
(25)...彈簧室
(26)...流體通道
(27)...通道部段
(28)...控制流動通道
(30)...控制蓋
(31)...接頭面
(32)...控制流體通道
(34)...通道部段
(35)...外表面
(36)...封蓋片
(38)...孔
(40)...活塞
(42)...環形室
(43)...彈簧
(44)...環形室
(46)...活塞桿
(48)...軸向孔
(50)...銷
(52)...保持螺母
(56)...控制流體通道
(58)...控制流體通道
(60)...位置開關
(62)...端止擋部
(64)...端止擋部
(65)...控制面
Claims (13)
- 一種閥;具有二個流體接頭(21)(22)及具有一個以可動方式導進的封閉元件(18),該封閉元件可在一第一位置及一第二位置之間切換,該第一位置中,該元件將二個流體接頭(21)(22)之間的一流過橫截面開放,而在第二位置中該元件將二個流體接頭(21)(22)間的流體通道閉塞,且還具有一止擋元件,該可受到封閉元件(18)作最大開放的流過橫截面可利用該止擋元件限制,其特徵在:該止擋元件可利用一可遙控之調整裝置(30)(40)在不同之止擋位置之間調整;該調整裝置(30)(40)有一最終控制元件(40),與該止擋元件耦合,該最終控制元件可在預設之調整位置(62)(64)之間移行;該在一預設之調整位置(62)時可開之最大的流過橫截面一可調整,且該止擋元件有一銷(50),其以可調整的方式旋入該最終控制元件(40)中。
- 如申請專利範圍第1項之閥,其中:該止擋元件可利用一可用油壓方式施力的活塞(40)調整。
- 如申請專利範圍第第2或第3項之閥,其中:在該封閉元件(18)上有一控制面(23)(24),有一股在流體接頭(210(22)中的壓力在該控制面上將封閉元件(18)朝向使通過橫截面變大的方向施力,且該活塞(40)的一控制面(65)[在該控制面上活塞可朝通過橫截面作較大限制的方向施力]大於上述封閉元件(18)的控制面(23)(24)。
- 如申請專利範圍第3項之閥,其中: 該閥有一個包含該封閉元件(18)的建入組(12)及一控制蓋(30),該控制蓋將一個容納建入組(12)的建入孔(14)蓋住,在封閉元件(18)與控制蓋(30)之間形成一彈簧室(25),活塞(40)在控制蓋(80)中的一圓柱形空腔(42)(44)中以可運動的方式導進,且止擋元件從活塞(40)突伸到彈簧室(25)中。
- 如申請專利範圍第4項之閥,其中:在活塞(40)上設有一活塞桿(46),該活塞桿在控制蓋(30)背向建入孔(14)的那一側(35)向外導進,活塞(40)與活塞桿(46)設有一貫通的軸向孔(48),有一銷(50)旋入軸向孔(48)且突伸到彈簧室(25)中。
- 如申請專利範圍第1或第2項之閥,其中:在止擋元件上設有一盤(70),該盤上支持著一個彈簧(74),該彈簧將封閉元件(18)朝向使通過橫截面變大的方向施力。
- 如申請專利範圍第1或第2項之閥,其中:該閥做成座閥的構造方式。
- 如申請專利範圍第1或第2項之閥,其中:設有一測量裝置,利用該測量裝置可將止擋元件的一位置檢出,特別是一路徑感測器或一端開關(60)。
- 如申請專利範圍第1或第2項之閥,其中:設有一預控制裝置(11),藉之可依流體接頭之一(107)中的壓力而定將止擋元件的一預知止擋位置作控制。
- 如申請專利範圍第2項之閥,其中:設有一預控制閥(111),依流體接頭之一(107)中的壓力 而定,將該流體接頭(107)與一個被活塞(40)界定的「控制壓力室」(44)之間的連接作控制。
- 如申請專利範圍第4項之閥,其中:設有一預控制閥(134),藉之可將一由該活塞(40)界定的控制壓力室(44)及/或該封閥元件(18)的彈簧室(25)各施以控制流體。
- 如申請專利範圍第1或第2項之閥,其中:在該止擋元件和該封閉元件(18)之間設有一油壓機械式止擋緩件。
- 一種用於控制一油壓耗能器的油壓控制裝置,具有申請專利範圍第1項的一種閥。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |