本發(fā)明涉及一種用于液壓致動器、尤其用于矯形技術裝置的調(diào)節(jié)閥，其布置在流道中并且具有用于液壓流體的入口和出口。所述調(diào)節(jié)閥具有閥套筒和閥體，所述閥套筒具有套筒壁，所述套筒壁形成接收空間并且在所述套筒壁中形成至少一個徑向定向的套筒壁開口，所述閥體能在關閉位置和打開位置之間移動地布置在所述閥套筒的接收空間內(nèi)、通入到由閥體形成的空腔中并且具有至少一個閥體壁，所述閥體壁與所述至少一個套筒壁開口對置并且在所述閥體壁中形成通道開口，所述通道開口在所述打開位置中與對應的套筒壁開口對置。根據(jù)流動方向的不同，所述空腔通入到入口或出口中。如果液壓流體從閥套筒流入空腔，則該空腔通入到出口中，如果液壓流體反過來流入空腔并且流經(jīng)通道開口和套筒壁開口，則空腔通入到入口中。

背景技術：

1、矯形技術裝置尤其包括但不限于假肢、矯形器和外骨骼。假肢可替代不存在或不再存在的肢體。矯形器和外骨骼固定在肢體上，并且支持、影響或限制肢體的某些運動或姿態(tài)。就跨關節(jié)矯形器或外骨骼而言，上部固定在肢體的近端上并且下部固定在肢體的遠端上并通過關節(jié)可樞轉(zhuǎn)地相互連接。

2、假肢可以具有近端上部和遠端下部，在這兩個部分之間布置有關節(jié)裝置，以實現(xiàn)上部和下部之間的可樞轉(zhuǎn)連接。

3、在矯形技術裝置的近端上部和遠端下部之間可以布置致動器或阻力裝置，它們可以影響上部和下部之間的偏轉(zhuǎn)運動。這種影響可以通過提供阻力來實現(xiàn)，例如通過液壓阻尼器或氣動阻尼器。為了主動支持運動，給矯形技術裝置配置驅(qū)動裝置或蓄力裝置，以主動實現(xiàn)運動或者轉(zhuǎn)換和儲存動能。代替關節(jié)裝置地，矯形技術裝置還可以影響兩個部件之間的線性位移。

4、為了能夠影響兩個部件(例如關節(jié)裝置的上部和下部)之間的運動，在液壓致動器的流道中布置有用于影響流動阻力的裝置，所述液壓致動器可以設計為液壓驅(qū)動裝置或被動式阻尼器。通常在兩個液壓腔之間的用活塞隔開的流道中布置一個或多個調(diào)節(jié)閥，通過所述調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)流動橫截面。所述調(diào)節(jié)可以尤其在矯形技術裝置的使用過程中基于傳感器進行。為此，傳感器數(shù)據(jù)被檢測并傳送至控制單元。在控制單元中對傳感器數(shù)據(jù)進行分析，并在使用矯形技術裝置期間將其轉(zhuǎn)換為控制信號，在此基礎上對調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)。由此，可以使矯形技術裝置適應相應的使用情況。

5、由于矯形技術裝置內(nèi)的尺寸相對較小且壓力較高，因此流道內(nèi)的流速較高，因此調(diào)節(jié)閥內(nèi)的流速也較高。這有時會導致高噪音，其不僅對于矯形技術裝置的使用者而且對于周圍環(huán)境都能被感受到。此外，調(diào)節(jié)閥區(qū)域中的液壓致動器容易受到流量損失的影響，這導致矯形技術裝置內(nèi)的基本阻力增加。因此，控制精度下降，并且關節(jié)部件的偏轉(zhuǎn)性能或液壓致動器所在部件的運動性能長期受到影響。在流道尺寸小并且壓力高時產(chǎn)生的流速有時會導致湍流和不希望的局部溫度峰值以及矯形技術裝置中的不利的熱量分布。溫度峰值會導致液壓流體的粘度發(fā)生不希望的變化。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的任務是提供一種調(diào)節(jié)閥，通過該調(diào)節(jié)閥可以提供更舒適的使用和更好的控制性能。

2、所述任務可通過具有優(yōu)選技術方案特征的調(diào)節(jié)閥來解決。本發(fā)明的有利方案和拓展方案在可選技術方案、說明書和附圖中公開。

3、用于液壓致動器、尤其用于矯形技術裝置的調(diào)節(jié)閥布置在流道中并且具有用于液壓流體的入口和出口，所述調(diào)節(jié)閥具有閥套筒和閥體，其中所述閥套筒具有套筒壁，所述套筒壁形成接收空間并在該接收空間中形成至少一個徑向定向的套筒壁開口，所述閥體可在關閉位置和打開位置之間移動地布置在所述閥套筒的接收空間內(nèi)并通入到由所述閥體形成的空腔中并且具有至少一個閥體壁，該閥體壁與所述至少一個套筒壁開口對置并在該閥體壁中形成通道開口，該通道開口在所述打開位置中與對應的套筒壁開口對置，其特征在于，在套筒壁和/或閥體壁中形成至少一個通道，并且形成在套筒壁中的通道通至所述套筒壁開口處并且形成在閥體壁上的通道通至所述通道開口處。

4、在調(diào)節(jié)閥中，液壓流體例如徑向地從外部首先流過套筒壁開口，進而朝閥體方向流過閥套筒中的入口開口，并且在閥體相對于閥套筒的相應位置中流過通道開口。在層流時更容易實現(xiàn)非常精確和可被明確影響的流動。如果套筒壁開口和通道開口直接對置，則調(diào)節(jié)閥的流量最大。如果閥體相對于閥套筒發(fā)生位移，例如扭轉(zhuǎn)或移動，則流量截面會減小。由于所述至少一個通道布置或形成在套筒壁或閥體壁外側(cè)，因此流體在一條位移路徑上被引導至通道開口或套筒壁開口，其中該路徑的流動特性為層流。因此，由于閥體相對于閥套筒的可調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)或位移導致流動截面減小，所以可以防止在節(jié)流點區(qū)域中因紊流而產(chǎn)生強烈的局部加熱。此外，與紊流相比，層流不會或僅會產(chǎn)生輕微的噪音，從而使用戶在使用矯形技術裝置時更加舒適?？梢栽谔淄脖诤?或閥體壁中形成多個通道并且使之朝壁內(nèi)各自開口的方向流動。這些通道可以是直的，或者尤其也可以是彎曲的。通道橫截面的設計尤其要保證存在層流。因此，通道沿著各自的壁呈直線延伸是有利的，而如果是彎曲壁，則流道會自然地繞縱向延伸進行彎曲。

5、在一個設計方案中，在套筒壁上形成的通道與在閥體壁上形成的通道相對，從而使兩個通道相互補充。這些通道的布置方式可以使它們在閥體相對于閥套筒的整個調(diào)節(jié)路徑上相對。由于通道的長度有限，所以通道不會在整個長度上完全重疊和互補。替換地，只能在通道的部分長度上重疊或者僅僅在通道的部分長度上設置重疊。

6、在一個設計方案中，通道至少部分地被設計成向外敞開的通道或溝紋，從而使得例如在橫截面為半圓形的情況下，相對的通道就會對其進行補充，從而形成橫截面為圓形的封閉通道。在對壁光滑的情況下，通道或溝紋被對壁封閉。在通道處于套筒壁中的情況下，該通道由閥體壁封閉，反之亦然。

7、在一個設計方案中，所述通道朝通道開口或套筒壁開口的方向擴大并導致朝以下開口方向的流速降低，該開口將液壓流體引向出口。

8、在一個設計方案中，除了所述至少一個通道開口和一個檢修口或進入開口外，空腔是封閉的，其中特別是與檢修口相對的空腔端壁是封閉的。在閥體壁內(nèi)部，可以形成多個與套筒壁中的套筒壁開口相對應的通道開口，以允許液壓流體的多個的部分流進入或流出空腔。這種封閉式設計可有效分流和影響液壓流體的流速。

9、在一個設計方案中，閥體可旋轉(zhuǎn)或可移動地支承在閥套筒中。通過在閥套筒中旋轉(zhuǎn)或移動閥體，可為閥體空腔中的液壓流體提供不同的橫截面?？偟目捎萌肟跈M截面源于套筒壁開口與分別對置的通道開口的重疊幾何形狀。在靜態(tài)閥套筒和相對于它可運動地支承的閥體中，入口橫截面可因相對運動而增大或減小，在極端情況下，入口橫截面完全關閉。通過套筒壁開口和通道開口的相應幾何形狀，可以為每個扭轉(zhuǎn)角度或每個移動位置產(chǎn)生用于入流開口的最佳橫截面。例如，從關閉位置開始，最初只使入口橫截面緩慢增大并且只有從預定的扭轉(zhuǎn)角度或移動位置開始才逐漸增大，然后減少增大，直到完全打開位置，以便進行微調(diào)，則可能是富有意義和可取的。反過來，也可以選擇在中等打開范圍內(nèi)單位移動行程或單位調(diào)節(jié)角度的變化較小，以便在中等阻尼范圍或激活范圍內(nèi)進行微調(diào)。

10、在一個設計方案中，閥體與調(diào)節(jié)裝置耦合，通過該調(diào)節(jié)裝置可以將閥體調(diào)節(jié)或移動到所需位置并保持在所需位置中。調(diào)節(jié)裝置可與手動或電動驅(qū)動裝置耦合；調(diào)節(jié)裝置也可與機械驅(qū)動裝置耦合，例如用于實現(xiàn)入口橫截面的打開或關閉與路徑或負載有關。

11、閥套筒可以設計成液壓致動器殼體的一部分，例如阻尼器殼體的一部分。替換地，閥套筒設計成單獨的構件，從而可以將由閥套筒、閥體和擴散器插件組成的調(diào)節(jié)閥設計成模塊式單元并可單獨制造。這樣的調(diào)節(jié)閥可以插入到液壓致動器中，必要時還可以與調(diào)節(jié)裝置耦合。

12、在一個設計方案中，套筒壁開口和/或通道開口形成為狹槽或孔，其中可以在相應的壁中布置或形成多個開口，以便使液壓流體通過。例如，多個相應布置和定向的孔可以與一個狹槽相對，從而使得液壓流體可以從兩個孔進入一個狹槽，反之亦然。例如，狹槽形成在閥體中，而孔則并排地形成在套筒壁中。

13、在一個設計方案中，套筒壁開口和/或通道開口形成為狹槽并且相對于調(diào)節(jié)閥的縱向延伸傾斜。狹槽可以在閥套筒和/或閥體的圓周上直線地形成，即具有恒定的斜率。替換地，所述狹槽彎曲地或至少在某些區(qū)域彎曲地構成，這樣可以通過均勻的調(diào)節(jié)運動實現(xiàn)套筒壁開口和通道開口的不同重疊。狹槽的寬度可以沿其縱向延伸改變，以實現(xiàn)沿其縱向延伸或沿調(diào)節(jié)閥軸向延伸的寬度增減。由此，可以實現(xiàn)進入空腔的入口橫截面的適當變化。

14、在一個設計方案中，通道的布置或設計方式使得在關閉位置中在套筒壁開口和通道開口之間沒有流體連接。在關閉位置中，沒有液壓流體可以通過所述通道。例如，當閥體可扭轉(zhuǎn)地支承在閥套筒中時，通道的長度被設計成當調(diào)節(jié)閥處于關閉位置時，所述通道在通道開口或閥套筒壁開口的前方結束。例如，如果在可扭轉(zhuǎn)的設計方案中調(diào)節(jié)閥的圓周上僅有一個套筒壁開口和一個通道開口，則通道的最大圓周長度為形成該通道的壁的圓周長度減去套筒壁開口的寬度和通道開口的寬度。在沿縱向延伸可移動支承的方案中，通道的長度為最大位移長度減去對置開口的尺寸。流體連接也可以通過套筒壁或閥體壁表面的相應曲率和通道的相應走向來中斷。在關閉位置中，通道不會重疊，但由于通常的制造公差以及閥體和閥套筒之間的環(huán)形間隙，絕對密封是不可能的。不過，在應用中，在關閉位置中幾乎沒有值得一提的體積流。

15、在一個設計方案中，空腔通向出口并且在空腔中布置有擴散器插件，該擴散器插件使液壓流體從通道開口向出口方向偏轉(zhuǎn)。擴散器插件可防止徑向流入的液壓流體撞擊閥體的反面壁，或與從另一個套筒壁開口流入的液壓流混合或相遇。這將導致閥體內(nèi)的空腔內(nèi)的紊流，從而產(chǎn)生高噪音并增加流動阻力，尤其是當通道開口完全打開時。閥體空腔內(nèi)的擴散器插件可使液壓流體偏轉(zhuǎn)，從而使液壓流體不會以直角撞擊閥體壁，而是朝出口方向偏轉(zhuǎn)。由此可以防止在閥體的空腔內(nèi)形成死角和湍流，從而減少流動阻力和噪音。

16、在一個設計方案中，擴散器插件與閥體分開制造，并緊固在閥體上或閥體中。由此，可以使用與閥體不同的材料制造擴散器插件，尤其使用與閥體壁不同的材料制造擴散器插件，在所述閥體壁上形成一個或多個套筒壁開口。此外，擴散器插件的單獨制造還可以使擴散器插件的外輪廓或幾何形狀適應不同的使用條件或型號以及不同的液壓致動器。此外，與套筒式閥體相比，具有可從外部自由進入可能性的復雜三維結構的制造更為容易。替換地，擴散器插件是閥體的整體組成部分，并且例如在增材或加法制造工藝的框架內(nèi)制造，在增材或加法制造工藝中可以在成型期間通過層狀地堆積材料層來制造復雜的三維結構。

17、在一個設計方案中，擴散器插件構造為朝出口方向逐漸變細，以便緩慢增加朝出口方向的流動橫截面。

18、在一個設計方案中，閥體具有多個通道開口，擴散器插件具有布置在在所述通道開口之間的分隔壁。由此可以將相應通道開口的流道隔開并分別進行轉(zhuǎn)向。流道內(nèi)可能存在不同的流動條件，因此也可以以不同的方式進行部分流的轉(zhuǎn)向，以實現(xiàn)對部分流的最佳影響和轉(zhuǎn)向。

19、在一個設計方案中，分隔壁并不延伸至空腔的端部或出口，而是僅在軸向延伸的部分長度上劃分閥體的空腔，從而使液壓流體的各個部分流在空腔內(nèi)匯合。如果分隔壁朝出口方向逐漸變細，從而使流體流的橫截面逐漸變寬，以保持或產(chǎn)生盡可能少的紊流，尤其保持或產(chǎn)生層流，則是有利的。在替換方案中，分隔壁一直延伸到出口，從而使得各個部分流只在出口之后才匯合。

20、通往調(diào)節(jié)閥的入口和從調(diào)節(jié)閥出去的出口可與矯形技術裝置的活塞-缸單元在流體技術上連接并且與被活塞-缸單元的活塞隔開的兩個腔連接。由此在入口和出口之間建立液壓回路。原則上，調(diào)節(jié)閥所在的活塞-缸單元的腔之間可能只有一個流道。于是，必要時具有擴散器插件的調(diào)節(jié)閥只在一個方向上有效。在相反的方向上，入口將是出口并且液壓流體將在高壓下通過空腔和通道開口流回套筒壁開口。優(yōu)選在腔之間的液壓連接部中布置多個調(diào)節(jié)閥，尤其用于可分別影響調(diào)節(jié)運動。

21、在一個設計方案中，所述通道或者一個溝紋或所有溝紋的設計使得在通道中形成層流并且使得在壓力和流量之間存在比例關系。這一點特別是通過使通道具有恒定寬度和/或恒定深度來實現(xiàn)。

22、本發(fā)明還涉及一種具有如上所述的調(diào)節(jié)閥的液壓致動器。