專利名稱：先導(dǎo)控制的、尤其用于控制渦輪機(jī)的作動(dòng)缸的換向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制工作缸或伺服電動(dòng)機(jī)的換向閥，尤其用于控制渦輪機(jī)、 例如燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)的作動(dòng)缸，其中，具有力被控制的磁體的換向閥的控制活塞(先 導(dǎo)活塞)可以推移，并且因此在液壓接口之間的流體截面可以改變或者有選擇地在不同的 連接對(duì)中建立連接。
背景技術(shù)：
使用換向閥對(duì)工作缸進(jìn)行控制或位置調(diào)節(jié)是已知的。對(duì)于單一作用的氣缸例如 應(yīng)用具有彈簧復(fù)位裝置的3/3換向閥，并且對(duì)于雙重作用的氣缸應(yīng)用具有彈簧復(fù)位裝置的 4/3換向閥。這些氣缸分別具有通過(guò)電磁體致動(dòng)的控制活塞。電磁體抵抗彈簧來(lái)擠壓控制 活塞，并且由此將壓力接口 P與一個(gè)用戶接口或者說(shuō)兩個(gè)用戶接口 A，B其中之一連接起來(lái)， 以便將加壓的液壓介質(zhì)通過(guò)各自的接口導(dǎo)入用戶的預(yù)定的室中。例如在雙重作用的工作缸 中，用戶接口 A和工作缸的第一氣缸室連接，并且用戶接口 B和第二氣缸室連接，該第二氣 缸室通過(guò)氣缸活塞與第一氣缸室分隔開(kāi)。視壓力加載的液壓介質(zhì)從液壓壓力源通過(guò)換向 閥應(yīng)該導(dǎo)入兩個(gè)氣缸室中的哪一個(gè)的情況而定，連接在工作缸的活塞上的活塞桿伸出或縮 回。在雙重作用的氣缸中，通常這樣地設(shè)置4/3換向閥，即總是在第一用戶接口 A進(jìn)而 工作缸的第一氣缸室與壓力接口 P連接時(shí)，第二用戶接口 B進(jìn)而工作缸的第二氣缸室與換 向閥的油箱接口 T連接或反之亦然。油箱接口 T的特征在于相對(duì)較低的液壓壓力，從而使 得液壓介質(zhì)從和油箱接口 T連接的氣缸室導(dǎo)出并且通至液壓箱。視換向閥的控制活塞借助于電磁體克服復(fù)位彈簧的壓力是否推移或推移了多遠(yuǎn) 的情況而定，或者是第一用戶接口 A與壓力接口 P連接，或者是第二用戶接口 B與壓力接口 P連接，以及各個(gè)另外的用戶接口與油箱接口 T連接。因此液壓介質(zhì)流動(dòng)到工作缸的活塞的 一側(cè)上或者另一側(cè)上，并且對(duì)活塞的或者工作缸的連接在活塞上的活塞桿的伸出或縮回進(jìn) 行控制。為了將活塞連同其活塞桿定位在一個(gè)位置上，需要閉合的控制回路。此外，也被稱 為位移編碼器的位置測(cè)量裝置布置在工作缸上，其測(cè)量信號(hào)被引回到集成于換向閥的電磁 體中的控制電子設(shè)備上。這種控制電子設(shè)備將測(cè)量值和額定值加以比較，并且由差值為磁 體計(jì)算出的新的調(diào)節(jié)參數(shù)。因此相應(yīng)地增加或減小磁體的力，并且在需要的方向上推移控 制活塞以用于校正工作缸的活塞的位置。此外，換向閥的控制活塞與電磁體的電樞、也就是 說(shuō)磁體的那個(gè)由于磁體中的調(diào)節(jié)電壓或調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度的改變而伸出或縮回的部分，力配合 地連接，并且控制活塞的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)直接通過(guò)電樞實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)兩個(gè)部件(電樞和控制活 塞)始終共同地在控制活塞的推移方向上運(yùn)動(dòng)。在用戶接口 A，B和壓力接口 P或油箱接口 T之間的流體截面通過(guò)環(huán)形間隙確定， 控制活塞利用控制殼體限定該環(huán)形間隙的邊界，控制活塞在軸向方向上可推移地布置在該 控制殼體中。因?yàn)殡姶朋w的行程(Hub)被限制，從而限定了可以打開(kāi)和關(guān)閉常規(guī)的換向閥的流體截面的邊界?？刂苹钊闹睆揭膊豢梢匀我庠龃笥糜谟纱思訉捔黧w截面，這是因?yàn)?由此控制活塞的質(zhì)量也會(huì)增大而且其連同彈簧不可能再精確地通過(guò)磁體在閉合的調(diào)節(jié)回 路中動(dòng)態(tài)地進(jìn)行定位。尤其是出現(xiàn)的慣性力、固有頻率、摩擦力和震蕩都視為有問(wèn)題的。盡管存在上述問(wèn)題，為了使控制渦輪機(jī)的作動(dòng)缸的換向閥仍然可以使用較大的控 制活塞直徑以增大在換向閥中的流體截面，對(duì)此一方面存在著可能性，即應(yīng)用更大并且更 強(qiáng)的電磁體。然而這可能同時(shí)導(dǎo)致更高的電感和更大的電樞質(zhì)量，這可能對(duì)于換向閥的動(dòng) 力學(xué)、必要的結(jié)構(gòu)空間和費(fèi)用產(chǎn)生不利的影響。在另外的設(shè)計(jì)方案中提出，附加地布置位置測(cè)量裝置或者說(shuō)位移編碼器，利用其 測(cè)量控制活塞的位置并且測(cè)量信號(hào)被引回到電磁體的控制電子設(shè)備上。盡管在這個(gè)實(shí)施例 中不需要增大磁體，然而不利的是，位移傳感器相對(duì)于溫度和震動(dòng)的影響是敏感的。尤其是 在應(yīng)用這種換向閥來(lái)控制或調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)的作動(dòng)缸時(shí)，位移傳感器的高的周圍 環(huán)境溫度導(dǎo)致了短的維護(hù)間隔以及有可能導(dǎo)致?lián)Q向閥的相對(duì)較早地出現(xiàn)故障，這種高的周 圍環(huán)境溫度由流量應(yīng)發(fā)生變化的介質(zhì)燃?xì)饣蛘羝稹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種換向閥，該換向閥相對(duì)于已知的實(shí)施方式得到了改 進(jìn)。尤其是根據(jù)本發(fā)明的換向閥應(yīng)該能夠?qū)ο鄬?duì)較大的(單一作用的或雙重作用的)工作 缸的活塞桿迅速并且精確地定位，并且通過(guò)換向閥精確并且安全地控制相應(yīng)所必需的大的 流量。最后，換向閥應(yīng)該能夠價(jià)廉地制造并且具有長(zhǎng)久的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的目的通過(guò)一種具有權(quán)利要求1所述特征的換向閥實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要 求尤其說(shuō)明了本發(fā)明的有利的實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明的換向閥用于控制工作缸、伺服電動(dòng)機(jī)或類似物，尤其用于控制渦輪 機(jī)、如燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)的作動(dòng)缸(Stellzylinder)，除通常為電磁體的力被控制的磁體 (KraftgeregeltenMagnenten)之外，換向閥還具有液壓?jiǎn)卧撘簤簡(jiǎn)卧刂茪んw，控 制活塞(當(dāng)前稱為先導(dǎo)活塞)在換向閥的軸向方向上可推移地布置在該殼體中?？刂茪んw 具有至少三個(gè)液壓接口，例如正好三個(gè)液壓接口，以便形成3/3換向閥，或四個(gè)液壓接口， 以便形成4/3換向閥，即壓力接口 P、用戶接口 A和/或B以及油箱接口 T。壓力接口 P用 于連接液壓壓力源以及油箱接口 T用于連接液壓箱。一個(gè)或多個(gè)用戶接口 A，B用于連接用 戶，在此即工作缸或伺服電動(dòng)機(jī)。在液壓接口 A，B, P，T之間的流體截面通過(guò)先導(dǎo)活塞的推移而改變，如同這在說(shuō)明 書引言中所述的那樣。然而根據(jù)本發(fā)明為液壓?jiǎn)卧O(shè)有附加的作動(dòng)單元(Stelleinheit)，該作動(dòng)單元一 方面包括力被控制的磁體以及附加的、在控制殼體中或在連接在控制殼體上的法蘭中可推 移地布置的控制活塞。法蘭的定義在此說(shuō)明了附加的殼體的或容納裝置的每個(gè)合適的結(jié)構(gòu) 形式，該容納裝置可以設(shè)計(jì)與控制殼體成一個(gè)整體或者可以通常力配合或形狀配合地連接 在該控制殼體上?？刂苹钊@樣地與力被控制的磁體相對(duì)應(yīng)，尤其是支撐在同一個(gè)電樞上 或者力配合和/或形狀配合地與之連接，即控制活塞通過(guò)力被控制的磁體根據(jù)磁體的控制 被推移。通常，設(shè)計(jì)為電磁體的磁體的控制利用更大的電壓或更大的電流強(qiáng)度而使得電樞 進(jìn)一步伸出，尤其是克服例如是壓縮彈簧的彈性件的力，并且由此在遠(yuǎn)離磁體的方向上向控制活塞施壓。當(dāng)控制電壓更小或者控制電流強(qiáng)度更小時(shí)，電樞相應(yīng)地縮回，尤其是通過(guò)彈 性件的力或壓縮彈簧的力。附加的作動(dòng)單元具有作動(dòng)單元壓力接口 P、作動(dòng)單元油箱接口 t和作動(dòng)活塞接口 a。作動(dòng)單元壓力接口 P可以尤其地和單獨(dú)的、相對(duì)于壓力接口 P或控制殼體的壓力源分隔 開(kāi)的壓力源連接，并且因此起到保護(hù)作用，以防止出現(xiàn)由于經(jīng)過(guò)液壓?jiǎn)卧目赡艿拇蟮捏w 積流量而引起的壓力下降。作動(dòng)單元油箱接口 t可以和對(duì)應(yīng)于液壓?jiǎn)卧囊簤合溥B接，或者與一個(gè)附加的液 壓箱連接。根據(jù)本發(fā)明，作動(dòng)單元還具有作動(dòng)活塞(Stellkolben)，該作動(dòng)活塞同樣在換向閥 的軸向方向上、也就是說(shuō)在如液壓?jiǎn)卧南葘?dǎo)活塞的相同方向上在活塞腔中可推移，并且 力配合地和/或形狀配合地與先導(dǎo)活塞連接。作動(dòng)活塞將活塞腔分隔為兩個(gè)彼此密封的 活塞腔室，從而使得可以在第一活塞腔室中調(diào)節(jié)比第二活塞腔室中的壓力更高或更低的壓 力。第一活塞腔室液壓傳導(dǎo)地與作動(dòng)活塞接口 a連接，例如通過(guò)穿孔、尤其是在殼體或氣缸 中在軸向方向上的穿孔，作動(dòng)活塞可推移地承載在該穿孔中。第二活塞腔室例如可以與作 動(dòng)單元油箱接口 t固定不變地液壓傳導(dǎo)地連接，然而也可能填充氣體和/或與換向閥的周 圍環(huán)境連接。其他的連接也是有可能的。此外，作動(dòng)活塞通過(guò)第一彈性件、尤其是壓縮彈簧和控制活塞連接，尤其是形狀配 合地和/或力配合地連接，或者至少支撐在其上面，該壓縮彈簧當(dāng)前被稱為測(cè)量彈簧并且 克服在第一活塞腔室中的液壓壓力起作用，并且通過(guò)同樣也克服在第一活塞腔室中的液壓 壓力起作用的第二彈性件，例如同樣也以壓縮彈簧的形式(當(dāng)前被稱為復(fù)位彈簧)與控制 殼體或法蘭連接，并再次有利地形狀配合地和/或力配合地連接，或者至少支撐在這兩者 中任一個(gè)上。當(dāng)電磁體的電壓和/或電流強(qiáng)度相對(duì)更小時(shí)，測(cè)量彈簧可以由此引起電樞的 先前描述的縮回。第一彈性件、尤其是測(cè)量彈簧有利地具有不同于第二彈性件、尤其是復(fù)位彈簧的 另一個(gè)彈力。通常第一彈性件(測(cè)量彈簧)具有小于第二彈性件(復(fù)位彈簧)的彈簧力。如果壓縮彈簧設(shè)計(jì)為彈性件，其通常布置在第二活塞腔室中。當(dāng)然也有可能設(shè)置 一個(gè)或多個(gè)張力彈簧來(lái)替換壓縮彈簧，尤其是替換復(fù)位彈簧，隨之該張力彈簧有利地布置 在第一活塞腔室中或活塞腔室的外部。測(cè)量彈簧有利地設(shè)計(jì)具有比復(fù)位彈簧更小的外徑，并且由此可以徑向節(jié)省空間地 定位在復(fù)位彈簧的內(nèi)部。隨之復(fù)位彈簧在周向上包圍測(cè)量彈簧。這兩個(gè)彈簧可以具有大約 相同的長(zhǎng)度和/或基本上相同的匝數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的作動(dòng)器包括工作缸、尤其是以渦輪機(jī)的作動(dòng)缸的形式，此外還具有 所述類型的換向閥，該換向閥通過(guò)液壓管路與工作缸連接，以用于控制或調(diào)節(jié)工作缸的可 伸出和可縮回的活塞或者活塞桿的位置。在工作缸上，如已知的，連接有位置測(cè)量裝置，該 位置測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)工作缸的活塞或者活塞桿的位置和/或經(jīng)過(guò)的位移，并且和作動(dòng)單元、 尤其是在力被控制的磁體中集成地，連接，以便根據(jù)測(cè)量結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)磁體對(duì)控制活塞 的操縱并且進(jìn)而是對(duì)作動(dòng)活塞和先導(dǎo)活塞的操縱。換向閥自身可以不帶有那些測(cè)量了其中 一個(gè)活塞的或連接在其上的部件的運(yùn)動(dòng)或者位置的測(cè)量裝置。


下面根據(jù)實(shí)施例示范地說(shuō)明本發(fā)明。圖中示出圖1示出了根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的換向閥的一種可能的實(shí)施方式；圖2示出了根據(jù)圖1放大的附加的作動(dòng)單元的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中可看到液壓?jiǎn)卧溆删哂性谄渲性谳S向方向上可推移的先導(dǎo)活塞3的 控制殼體2構(gòu)成?？刂茪んw2具有四個(gè)液壓接口，即壓力接口 P、第一用戶接口 A、第二用戶 接口 B和油箱接口 T。這些接口如開(kāi)頭所述與一個(gè)液壓壓力源、工作缸的兩個(gè)氣缸室以及一 個(gè)液壓箱連接。先導(dǎo)活塞3具有相對(duì)較大的直徑，并且不同的液壓接口 A，B, P，T的相對(duì)較大的截 面能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)過(guò)換向閥的大的體積流量，其中壓力接口 P和兩個(gè)用戶接口 A，B與控制殼體 2中的環(huán)形室連接。所述的由控制殼體2和先導(dǎo)活塞3共同構(gòu)成的或限定的三個(gè)環(huán)形室可 以是液壓?jiǎn)卧幕蚩刂茪んw2的僅有的環(huán)形室。先導(dǎo)活塞3具有在徑向方向上走向的穿孔 或者狹孔，其能夠?qū)崿F(xiàn)取決于先導(dǎo)活塞3在控制殼體2中的軸向位置，使得液壓介質(zhì)從第一 用戶接口 A或者第二用戶接口 B中流出到油箱接口 T，其方法是這些穿孔或者狹孔和該油箱 接口流體傳導(dǎo)地連接，其中在示出的實(shí)施方式中，油箱接口 T在換向閥的軸向方向上設(shè)置 在換向閥的端面的端部上。因此，在先導(dǎo)活塞3中的徑向穿孔或者徑向狹孔能夠?qū)崿F(xiàn)將液壓介質(zhì)傳導(dǎo)入先導(dǎo) 活塞3的內(nèi)部并且從那里傳導(dǎo)到油箱接口 T。單獨(dú)的作動(dòng)單元1驅(qū)動(dòng)換向閥，該作動(dòng)單元包括3/3換向閥，該換向閥具有相對(duì)于 它軸向地布置的單一作用的、帶有彈簧復(fù)位裝置的作動(dòng)活塞1.5。3/3換向閥由控制活塞 1. 1構(gòu)成，該控制活塞可推移地(這里同樣也在換向閥的軸向方向上)布置在法蘭1.2的內(nèi) 部，并且和法蘭1. 2構(gòu)成作動(dòng)單元壓力接口 p、作動(dòng)活塞接口 a以及作動(dòng)單元油箱接口 t，尤 其如圖2所示。作動(dòng)單元壓力接口 p連接在單獨(dú)的壓力源上，并且因此受到保護(hù)以防止出 現(xiàn)由于液壓?jiǎn)卧械拇蟮捏w積流量而引起的壓力下降。控制活塞1. 1直接和力被控制的磁體1. 9的電樞連接，并且容納在法蘭1. 2的中 心圓柱形的穿孔中。在該穿孔中加入兩個(gè)環(huán)形的凹口，它們和控制活塞1. 1共同構(gòu)成第一 室，該室和作動(dòng)單元壓力接口 P液壓傳導(dǎo)地連接，并且因此壓力接口的液壓充滿在該室中， 并且構(gòu)成第二室，該室和作動(dòng)活塞接口 a連接用以傳導(dǎo)液壓介質(zhì)。在與作動(dòng)活塞接口 a連接的環(huán)形室和作動(dòng)單元油箱接口 t之間的流體連接通過(guò)徑 向的穿孔在控制活塞1. 1中形成。液壓介質(zhì)從該處流過(guò)繼續(xù)進(jìn)入兩個(gè)壓縮彈簧(測(cè)量彈簧 1. 4和復(fù)位彈簧1. 6)的安裝空間中，并且最后流回法蘭1. 2中直到作動(dòng)單元油箱接口 t，這 些壓縮彈簧對(duì)作動(dòng)活塞1. 5加載壓力，對(duì)此下文將單獨(dú)說(shuō)明。作動(dòng)單元壓力接口 p可以連 接在法蘭1.2的同一個(gè)軸向平面內(nèi)。氣缸1.7插入在法蘭1.2中(和當(dāng)前同時(shí)在控制殼體2中)，作動(dòng)活塞1.5在換向 閥的軸向方向上可推移地并且相對(duì)于氣缸1. 7的內(nèi)表面例如通過(guò)密封件或傳導(dǎo)帶密封地， 可滑動(dòng)地布置在該氣缸中。作動(dòng)活塞1. 5將活塞腔1. 10分隔為第一活塞腔室1. 11和第二 活塞腔室1. 12，該活塞腔由氣缸1.7在周向方向上和在軸向端部上限定邊界，并且在相對(duì)的軸向端部上由法蘭1. 2限定邊界。第一活塞腔室1. 11通過(guò)在軸向方向上伸入氣缸1. 7 的壁中的穿孔1. 13與作動(dòng)活塞接口 a液壓介質(zhì)傳導(dǎo)地連接。第二活塞腔室1. 12構(gòu)成與作 動(dòng)單元油箱接口 t連接的安裝空間以用于測(cè)量彈簧1.4和復(fù)位彈簧1.6。復(fù)位彈簧1. 6在法蘭1. 2和作動(dòng)活塞1. 5之間被夾緊。測(cè)量彈簧1. 4具有小于復(fù) 位彈簧1.6的直徑，并且可以由此節(jié)省空間地布置在復(fù)位彈簧1.6內(nèi)部。復(fù)位彈簧利用其 第一軸向端部通過(guò)桿1. 3支撐在控制活塞1. 1上，并且利用其另一個(gè)相反的端部同樣支撐 在作動(dòng)活塞1. 5上。測(cè)量彈簧1. 4從靜止位置在磁體1. 9的方向上將控制活塞1. 1推向安 全環(huán)，并且將這種由測(cè)量彈簧1. 4、桿1. 3和控制活塞1. 1組成的組合始終保持在中心地并 且限定地在止擋部上。作動(dòng)單元1或作動(dòng)活塞1. 5在“大換向閥”(液壓?jiǎn)卧?的先導(dǎo)活塞3上實(shí)現(xiàn)力配 合和形狀配合的連接。因此，作動(dòng)活塞1.5的細(xì)長(zhǎng)的端部裝配入先導(dǎo)活塞底部(在這里以 圓盤4的形式)中，并且和該底部借助于多個(gè)六棱螺母擰緊。當(dāng)然，另外的連接也可予以考 慮。此外，作動(dòng)活塞1. 5的同樣也可稱為活塞桿的細(xì)長(zhǎng)的端部經(jīng)過(guò)氣缸蓋1. 8伸展，該氣缸 蓋在所示出的實(shí)施方式中在端面上以螺釘擰緊在氣缸1. 7上并且構(gòu)成活塞腔1. 10或第一 活塞腔室1. 11的所述的軸向邊界。該活塞桿同時(shí)通過(guò)氣缸蓋1. 8引導(dǎo)，并且相對(duì)于該氣缸 蓋例如利用插入的密封環(huán)進(jìn)行密封。磁體1. 9例如在端面上如所示出地?cái)Q緊在法蘭1. 2上，并且其電樞利用其挺桿壓 入控制活塞1. 1的中央，并且在作動(dòng)活塞1. 5或先導(dǎo)活塞3的方向上移動(dòng)控制活塞1. 1。 力被控制的磁體1. 9有利地包括電子調(diào)節(jié)裝置以用于引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)裝置(作動(dòng)單元1)和用于 連接在換向閥上的工作缸(未示出)，并且如前面描述，尤其是和工作缸的位置測(cè)量裝置連 接。電子調(diào)節(jié)裝置可以設(shè)計(jì)為模擬或數(shù)字方式并且在調(diào)節(jié)對(duì)象方面匹配于待控制的工作缸 的尺寸。根據(jù)所示的實(shí)施方式，控制活塞1. 1、作動(dòng)活塞1. 5以及先導(dǎo)活塞3因此在軸向方 向上同中心一個(gè)接一個(gè)地并且彼此在一條直線上布置。并且法蘭1. 2、氣缸1. 7和控制殼體 2相對(duì)于不同活塞的共同的縱向軸線同中心地布置。接下來(lái)對(duì)利用所示出的換向閥的根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的控制方法加以說(shuō)明。在預(yù)先確定了用于工作缸(未示出)的位置額定值之后，借助于在設(shè)計(jì)為電磁體 的磁體1. 9上所施加的、特別在4和20毫安培之間的電流，從而使得調(diào)節(jié)器立即經(jīng)歷了調(diào) 節(jié)偏差。電子調(diào)節(jié)裝置由此計(jì)算出作為調(diào)節(jié)值的磁力額定值。改變的磁力導(dǎo)致了，即電樞 偏轉(zhuǎn)并且控制活塞1. 1向右壓向測(cè)量彈簧1. 4。因此，通過(guò)控制活塞1. 1和法蘭1. 2共同 構(gòu)成的3/3換向閥打開(kāi)并且開(kāi)通與作動(dòng)單元壓力接口 p連接的腔體的通道以及與作動(dòng)活塞 接口 a連接的腔體的通道。電樞和控制活塞1. 1如此繼續(xù)在作動(dòng)活塞1. 5或先導(dǎo)活塞3的 方向上運(yùn)動(dòng)，直到磁力和測(cè)量彈簧力達(dá)到平衡。因此構(gòu)成彈簧秤。由于第一活塞腔室1.11 利用供給壓力的壓力加載，作動(dòng)活塞1. 5通過(guò)兩個(gè)所述的室(p到a)的連接在控制活塞1. 1 的方向上或在遠(yuǎn)離先導(dǎo)活塞3的方向上(盡管人們關(guān)注在這兩個(gè)活塞之間的形狀配合的連 接)運(yùn)動(dòng)，并且繼續(xù)將測(cè)量彈簧1.4壓縮，直至這樣長(zhǎng)的時(shí)間，直到測(cè)量彈簧利用它的力再 次封閉通道或在兩個(gè)室之間的流體截面并且保持系統(tǒng)平衡，這兩個(gè)室與作動(dòng)單元壓力接口 P或作動(dòng)活塞接口 a相連接。這個(gè)平衡狀態(tài)可以稱為液壓的中心。由于作動(dòng)活塞1. 5在先導(dǎo)活塞3上的剛性連接而使得該先導(dǎo)活塞與作動(dòng)活塞1. 5共同運(yùn)動(dòng)，并且在液壓?jiǎn)卧目刂茪んw2的液壓接口 A、B、P和T之間相應(yīng)地調(diào)節(jié)流體截面。反之亦然，如果工作缸活塞(未示出)和對(duì)此的先導(dǎo)活塞3的運(yùn)動(dòng)在別的方向上 是必需的，那么磁力因此縮小，控制活塞1. 1在遠(yuǎn)離作動(dòng)活塞5或先導(dǎo)活塞3的方向上運(yùn)動(dòng) 并且朝向磁體1. 9運(yùn)動(dòng)，并且開(kāi)通在與作動(dòng)活塞接口 a連接的室和作動(dòng)單元油箱接口 t之 間的通道(流體截面)。液壓介質(zhì)、尤其是油通過(guò)復(fù)位彈簧1.6的伸展從氣缸1.7、即第一 活塞腔室1.11中壓出。作動(dòng)活塞1.5在遠(yuǎn)離控制活塞1.1的方向(在示圖中向右)上運(yùn) 動(dòng)并且使得測(cè)量彈簧1.4松弛。該彈簧精確地松弛到這樣的長(zhǎng)度，直到可用的磁力向右壓 控制活塞1. 1，并且終止了液壓介質(zhì)從第一活塞腔室1. 11經(jīng)過(guò)作動(dòng)活塞接口 a和作動(dòng)單元 油箱接口 t直到液壓箱(未示出)的流動(dòng)。磁力和測(cè)量彈簧力再次處于平衡。作動(dòng)活塞1. 5以及進(jìn)而先導(dǎo)活塞3的磁力變化和行程變化是彼此成比例的。一個(gè) 磁力變化因此總是分配有作動(dòng)活塞1. 5以及進(jìn)而先導(dǎo)活塞3的一個(gè)明確的位置。電導(dǎo)體可以布置在力被控制的磁體1.9的磁場(chǎng)中以用于通過(guò)在導(dǎo)體中減小的霍 耳電壓來(lái)測(cè)量磁通密度。該導(dǎo)體(未示出)可以和磁體1.9或用于磁體1.9的電子調(diào)節(jié)裝 置這樣地連接，即通過(guò)霍耳電壓的反饋來(lái)調(diào)節(jié)磁力。因此可以僅僅通過(guò)改變作動(dòng)活塞1.5 以及與其固定連接的先導(dǎo)活塞3的磁力的變化來(lái)精確地定位。為了對(duì)大的工作缸的活塞桿進(jìn)行定位而必需的先導(dǎo)活塞3的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)可以借助 于根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的換向閥理想地進(jìn)行。作動(dòng)活塞1. 5或先導(dǎo)活塞3的位置測(cè)量不是必需 的。因此可以放棄在換向閥之中或之上的熱敏的和易受故障影響的位置測(cè)量系統(tǒng)。有利的 是僅僅在工作缸上布置位置測(cè)量系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種用于控制工作缸或伺服電動(dòng)機(jī)的換向閥，尤其用于控制渦輪機(jī)、如燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)的作動(dòng)缸，1.1所述換向閥具有力被控制的磁體(1.9)；和1.2所述換向閥具有包括控制殼體(2)的液壓?jiǎn)卧?，先?dǎo)活塞(3)在所述換向閥的軸向方向上可推移地布置在所述控制殼體中；其中1.3所述控制殼體(2)具有至少三個(gè)液壓接口，即用于連接液壓壓力源的壓力接口(P)、用于連接所述工作缸或所述伺服電動(dòng)機(jī)的用戶接口(A，B)以及用于連接液壓箱的油箱接口(T)；并且1.4在所述液壓接口(A，B，P，T)之間的流體截面可通過(guò)所述先導(dǎo)活塞(3)的推移來(lái)改變；其特征在于，1.5設(shè)置有附加的作動(dòng)單元(1)，所述作動(dòng)單元包括所述力被控制的磁體(1.9)以及附加的、在所述控制殼體(2)中或在連接在所述控制殼體(2)上的法蘭(1.2)中可推移的控制活塞(1.1)，所述控制活塞可借助于所述力被控制的磁體(1.9)推移并且所述控制活塞通過(guò)推移來(lái)改變?cè)谧鲃?dòng)單元壓力接口(p)、作動(dòng)活塞接口(a)以及作動(dòng)單元油箱接口(t)之間的所述流體截面；其中1.6所述作動(dòng)單元(1)還包括作動(dòng)活塞(1.5)，所述作動(dòng)活塞同樣也在所述換向閥的軸向方向上可推移地力配合和/或形狀配合地連接在所述先導(dǎo)活塞(3)上，并且把活塞腔(1.10)分隔為兩個(gè)彼此密封的活塞腔室(1.11，1.12)，其中所述第一活塞腔室(1.11)液壓傳導(dǎo)地和所述作動(dòng)活塞接口(a)連接，并且1.7所述作動(dòng)活塞(1.5)通過(guò)第一彈性件與所述控制活塞(1.1)連接或者支撐在所述控制活塞上面，所述第一彈性件克服在所述第一活塞腔室(1.11)中的所述液壓壓力起作用，并且所述作動(dòng)活塞通過(guò)第二彈性件與所述控制殼體(2)或所述法蘭(1.2)連接或者支撐在其上面，所述第二彈性件克服在所述第一活塞腔室(1.11)中的所述液壓壓力起作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換向閥，其特征在于，所述第一彈性件設(shè)計(jì)為施壓件，尤其是 壓縮彈簧(測(cè)量彈簧1. 4)，所述施壓件/壓縮彈簧定位在所述第二活塞腔室(1. 12)中，和 /或所述第二彈性件設(shè)計(jì)為施壓件，尤其是壓縮彈簧(復(fù)位彈簧1. 6)，所述施壓件/壓縮彈 簧定位在所述第二活塞腔室(1. 12)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換向閥，其特征在于，所述第一彈性件、尤其是所述測(cè)量彈簧 (1.4)具有不同的、尤其是比所述第二彈性件、尤其是比所述復(fù)位彈簧(1.6)更小的彈力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述測(cè)量彈簧(1.4)具有 比所述復(fù)位彈簧(1.6)更小的直徑，并且所述測(cè)量彈簧在其外側(cè)由所述復(fù)位彈簧(1.6)在 周向方向上包圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述控制活塞(1.1)同樣 也可在所述換向閥的軸向方向上推移，并且所述先導(dǎo)活塞(3)、所述控制活塞(1.1)以及所 述作動(dòng)活塞(1.5)尤其是在軸向方向上同中心一個(gè)接一個(gè)地并且彼此成一條直線地布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述換向閥未設(shè)有位置測(cè) 量裝置，所述位置測(cè)量裝置測(cè)量所述活塞(3，1. 1，1.5)中的一個(gè)的位置或連接在所述活塞 上的部件的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述控制活塞(1.1)可滑 動(dòng)地布置在所述法蘭(1.2)的圓柱形穿孔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述作動(dòng)活塞(1.5)可 滑動(dòng)地布置在氣缸(1. 7)的內(nèi)部，所述氣缸插入在所述控制殼體(2)和/或所述法蘭(1. 2) 中或者與所述控制殼體(2)和/或所述法蘭(1.2) —體構(gòu)成，所述作動(dòng)活塞在周向方向上 和/或在軸向方向上的一側(cè)或兩側(cè)限定了所述兩個(gè)活塞腔室(1. 11，1. 12)，并且在所述氣 缸(1.7)中，尤其設(shè)計(jì)有在所述作動(dòng)活塞接口(a)和所述第一活塞腔室(1. 11)之間的、以 一個(gè)或多個(gè)穿孔(1. 13)的形式的液壓傳導(dǎo)的連接部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，所述作動(dòng)單元壓力接口 (P)相對(duì)于所述壓力接口(P)被液壓地并且氣密地密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的換向閥，其特征在于，在所述力被控制的磁體 (1.9)的磁場(chǎng)中布置了導(dǎo)體，所述磁體設(shè)計(jì)為用于電控制的電磁體，所述導(dǎo)體與所述磁體 (1.9)這樣地連接，即磁力進(jìn)而所述控制活塞(1. 1)、所述作動(dòng)活塞(1.5)以及所述先導(dǎo)活 塞(3)的位置通過(guò)在所述導(dǎo)體中產(chǎn)生的霍耳電壓來(lái)調(diào)節(jié)。
11.一種作動(dòng)器，包括工作缸，尤其是以渦輪機(jī)的作動(dòng)缸的形式；和換向閥，所述換向 閥通過(guò)液壓管路與所述工作缸連接以用于控制或調(diào)節(jié)所述工作缸的可伸出和可縮回的活 塞的位置，其特征在于，所述換向閥根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述地來(lái)設(shè)計(jì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的作動(dòng)器，其特征在于，位置測(cè)量裝置連接在所述工作缸上， 所述位置測(cè)量裝置檢測(cè)所述工作缸的所述活塞的位置和/或經(jīng)過(guò)的位移，并且設(shè)有控制單 元，所述控制單元根據(jù)所述位置測(cè)量裝置的尤其是以電壓形式的測(cè)量結(jié)果來(lái)調(diào)節(jié)力被控制 的磁體(1.9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制工作缸的先導(dǎo)控制的換向閥，除通常為電磁體的力被控制的磁體(1.9)之外換向閥還具有液壓?jiǎn)卧?，該單元包括控制殼體(2)，控制活塞(當(dāng)前稱為先導(dǎo)活塞(3))在換向閥的軸向方向上可推移地布置在該殼體中?？刂茪んw具有至少三個(gè)液壓接口，例如正好三個(gè)液壓接口，以形成3/3換向閥，或四個(gè)液壓接口，以形成4/3換向閥，即壓力接口P、用戶接口A和/或B以及油箱接口T。壓力接口P用于連接液壓壓力源并且油箱接口T用于連接液壓箱。一個(gè)或多個(gè)用戶接口A，B用于連接用戶，在此即工作缸或伺服電動(dòng)機(jī)。在液壓接口A，B，P，T之間的流體截面通過(guò)先導(dǎo)活塞(3)的推移而改變。
文檔編號(hào)F15B13/043GK101855458SQ200880115397
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2008年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者斯特芬·林多弗爾, 洛塔爾·奧克斯 申請(qǐng)人:沃依特專利有限責(zé)任公司