限壓閥和靜液壓式行走驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種具有無沖擊的功能的限壓閥,其中，阻尼部件在無沖擊的功能下控制地關(guān)閉一個流出橫截面。
【專利說明】限壓閥和靜液壓式行走驅(qū)動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有無沖擊的功能的限壓閥，其具有權(quán)利要求的特征以及一種具有這樣設(shè)計成的限壓閥的液壓式行走驅(qū)動裝置(移動裝置)。

【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的行走驅(qū)動裝置，例如在DE4234139C2, DE19850162C1和DE10303487B4中描述的那樣，具有液壓馬達，它在開式循環(huán)回路中由泵供給壓力介質(zhì)。液壓馬達的旋轉(zhuǎn)方向通過行駛方向閥預(yù)先給定，通過它可以將液壓馬達的兩個接頭中相應(yīng)的一個接頭與泵連接和將另一個接頭與儲罐連接。
[0003]在行駛方向閥和液壓馬達之間布置制動閥，由它可以影響液壓馬達的壓力介質(zhì)的流出并且該制動閥由高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的壓差被調(diào)節(jié)到一個位置上，在該位置上壓力介質(zhì)可以沿著在行駛方向閥上調(diào)整的方向上從液壓馬達在很大程度上不被節(jié)流地流走。壓力介質(zhì)從泵到液壓馬達的流入不受制動閥的影響，因為該流入經(jīng)由一個具有朝著液壓馬達方向打開的止回閥的旁通路線來進行。在進給運行中，高壓側(cè)上的壓力下降，因此制動閥被在它的中立位置的方向上調(diào)節(jié)并且壓力介質(zhì)從液壓馬達到儲罐的流出被節(jié)流或者完全阻斷，因此液壓馬達通過在出口中建立的壓力被制動并且因此獲得制動作用。已知的行走驅(qū)動裝置此外還實施成具有兩個限壓閥，通過該限壓閥將系統(tǒng)壓力限制到一個最大值上。尤其在制動時可能發(fā)生，在出口中達到最大調(diào)整的壓力并且相關(guān)的限壓閥打開。如果該打開快速地進行，那么在行走驅(qū)動裝置中出現(xiàn)不希望的沖擊式的壓力波動并且因此出現(xiàn)行駛狀態(tài)的改變。
[0004]為了避免這種情況，在由US5，335，495A已知的行走驅(qū)動裝置中為限壓閥各配置一個阻尼部件，該阻尼部件在一個方向上被在限壓閥的輸入接頭處的壓力加載。該壓力經(jīng)由兩個節(jié)流閥截取，其中，限壓閥的閥體被在兩個節(jié)流閥之間的壓力在關(guān)閉方向上加載。在限壓閥的輸入端處的壓力建立期間，首先阻尼部件被在一個止擋的方向上移動，因此存在經(jīng)由兩個噴嘴的控制油流。通過這種控制油流，在關(guān)閉方向上作用的壓力減小，因此限壓閥在較低的壓力下打開。在阻尼部件朝著止擋移動期間，經(jīng)由噴嘴的控制油流接近零，因此在關(guān)閉方向上作用的控制中，在限壓閥的輸入端處的壓力建立起來。閥體實施成具有一個面積差，因此在打開方向上僅僅還作用與該面積差相對應(yīng)的力分量，閥打開時的壓力因此明顯高于壓力限制功能開始時(阻尼部件還不在止擋處)。這樣開頭解釋的壓力突變在壓力限制功能中可以被阻尼。
[0005]在DE19734020A1中示出一種具有無沖擊的功能的限壓閥，其中，一個主級的閥椎經(jīng)由彈簧預(yù)張緊在閥座上。與前面描述的現(xiàn)有技術(shù)類似地，用于該彈簧的彈簧室經(jīng)由節(jié)流閥/噴嘴與阻尼室連接，阻尼室在端面處由實施成環(huán)形活塞的阻尼部件限制。在壓力接頭上的壓力經(jīng)由另一個噴嘴也作用于彈簧室中。在壓力接頭上的壓力升高時，阻尼部件由于在阻尼室中作用的壓力被移動，因此阻尼室的容積增大并且相應(yīng)地彈簧室的容積和因此彈簧室中的壓力減小。閥錐此時克服彈簧力從其閥座上抬起，其中，該壓力位于一個明顯低于應(yīng)該通過限壓閥限制的那個系統(tǒng)壓力的水平上。在壓力接頭處的壓力停止升高時，阻尼部件則達到應(yīng)該止擋位置，因此在彈簧室中又建立起輸入壓力并且相應(yīng)地閥錐又阻斷從壓力接頭到低壓接頭的壓力介質(zhì)連接。限壓閥在上述系統(tǒng)壓力下時才又打開。
[0006]上述短時間停止在一個較低的壓力水平上，在行走驅(qū)動裝置中產(chǎn)生較高的行駛舒適性，其中，由于降低沖擊負荷，用于力矩傳傳遞的相關(guān)的機械部件例如軸和齒輪得到保護。
[0007]尤其在直接控制的限壓閥中，限壓閥在達到系統(tǒng)壓力時響應(yīng)的這種時間延遲基本上通過環(huán)形活塞形的阻尼部件來表征，該阻尼部件通過所述的節(jié)流閥鏈系統(tǒng)被移動并且在此情況下釋放阻尼室的容積，該容積在一定的時間上必須充填壓力介質(zhì)。該延遲時間基本上通過節(jié)流橫截面限制，因此作為時間-壓力-特征線得到一個或多或少階梯形的曲線，其具有在低壓力和對應(yīng)于要限制的系統(tǒng)壓力的最大壓力水平之間的陡的斜率。
[0008]與此相應(yīng)地，本發(fā)明的目的在于提供一種限壓閥和由此實施的行走驅(qū)動裝置，其中在壓力限制功能中的阻尼，例如在制動過程期間，得到改善。
[0009]該目的就限壓閥而言通過權(quán)利要求1的特征來實現(xiàn)和就行走驅(qū)動裝置而言通過并列的權(quán)利要求10的特征來實現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明有利的擴展方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0011]按照本發(fā)明的具有無沖擊的功能的限壓閥具有壓力接頭和低壓或出口接頭以及閥體，最好閥錐，它經(jīng)由彈簧和壓力室中的壓力在關(guān)閉方向上被加載。在限壓閥中此外構(gòu)造有控制油路，它使壓力接頭與阻尼室連接并且在其中布置第一噴嘴。控制油路此外使壓力室經(jīng)由另一個噴嘴與阻尼室連接，該阻尼室一方面被阻尼部件限制。該阻尼部件這樣地構(gòu)造，即它隨著從基本位置出來的增大的移動，在該基本位置上阻尼室是最小的，對由閥體控制的壓力介質(zhì)流出通路在朝著低壓方向上進行節(jié)流。
[0012]通過對流出橫截面的這種節(jié)流，低壓力水平到高的系統(tǒng)壓力水平的過渡也可以在直接控制的限壓閥中比開頭所述的現(xiàn)有技術(shù)中明顯“更軟地”設(shè)計，因此所述的沖擊式負荷在脈動或類似情況期間被進一步阻尼。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)可以在預(yù)控制的和在直接控制的限壓閥中使用。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，阻尼部件如此地設(shè)計，即它的內(nèi)周面隨著增大的調(diào)節(jié)一方面限制一個最好設(shè)計成環(huán)形間隙的間隙，該間隙形成流出橫截面。這樣的間隙另一方面例如可以通過閥套限制，在該閥套上引導(dǎo)阻尼部件并且該閥套形成在朝著低壓接頭方向上的壓力介質(zhì)流出通路的一部分。
[0014]阻尼功能可以進一步優(yōu)化，如果阻尼部件的外圓周段與一個外殼側(cè)的內(nèi)周壁限制出另一個節(jié)流橫截面的話。
[0015]如果尼部件構(gòu)造成具有分段的外徑的階梯式套筒，則限壓閥的結(jié)構(gòu)特別簡單，其中，具有減小的外徑的末端段限制上述的另一個節(jié)流橫截面并且階梯式套筒的內(nèi)徑限制最好實施成環(huán)形間隙的間隙。
[0016]如果阻尼部件的內(nèi)圓周段構(gòu)造成密封面，則可以取消使用自己的密封件，例如密封環(huán)或類似物。通過取消傳統(tǒng)的密封件，這些密封件在脈動期間也承受磨損，例如裝配得到顯著簡化，因為不會忘記或損壞任何密封件。
[0017]如果阻尼部件實施成可以分段地彈性變形，從而它例如在它的終端位置上密封地貼緊在相鄰的部件上，那么高壓和低壓之間的密封可以得到進一步的改善。
[0018]阻尼部件的行程可以相對簡單地通過一個環(huán)形凸肩限制，該環(huán)形凸肩構(gòu)造在階梯式套筒處并且碰到相應(yīng)的外殼側(cè)的止擋面上。
[0019]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，第一噴嘴構(gòu)造在閥體中和第二噴嘴構(gòu)造在的閥套的外壁中。
[0020]按照本發(fā)明的靜液壓式行走驅(qū)動裝置最好設(shè)計成具有直接控制的按照本發(fā)明的限壓閥。
[0021 ] 以下借助于示意圖詳細解釋本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
[0022]附圖中所示
圖1是一個靜液壓式行走驅(qū)動裝置的線路圖的一部分，
圖2是按照圖1的行走驅(qū)動裝置的限壓閥在它的基本位置上，
圖3是在壓力限制功能中的限壓閥和圖4是按照圖2和3的限壓閥的特征線。
[0023]在圖1中示出的線路圖中以及其簡化的方式示出了一個靜液壓式行走驅(qū)動裝置，其中原則上僅僅示出用于理解本發(fā)明的主要的部件。關(guān)于詳細的描述可以參閱 申請人:的更早的專利申請DE102012003166.1。相應(yīng)地，一種這樣的靜液壓式行走驅(qū)動裝置I通常具有泵2，它為液壓馬達4供給壓力介質(zhì)。在示出的實施例中液壓馬達4和泵2在開式液壓循環(huán)回路中示出。原則上當(dāng)然也可以使用閉式液壓循環(huán)回路。壓力介質(zhì)經(jīng)由連接到行駛方向閥10的兩個工作接頭上的工作管道6，8實現(xiàn)聯(lián)通。該行駛方向閥實施成可持續(xù)調(diào)節(jié)的方向閥，其中，在示出的實施例中該調(diào)節(jié)以電動液壓方式進行。不僅液壓馬達4而且泵2可以實施成斜盤式機器，它的輸送量/排量可以通過合適的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)。工作管道6，8中的壓力通過按照本發(fā)明的限壓閥12，14限制，在超過預(yù)先確定的壓力水平時該限壓閥控制(打開)從引導(dǎo)高壓的工作管道到引導(dǎo)低壓的另一個工作管道的壓力介質(zhì)連接。兩個限壓閥12，14設(shè)計成具有無沖擊的功能，其中，該無沖擊的功能在按照圖1的線路圖中通過阻尼部件16，18形成，它們的功能在下面還將詳細解釋。行走驅(qū)動裝置此外具有開頭所述的在圖1中示意示出的制動閥19。
[0024]此外如從按照圖1的線路圖中可以獲知的那樣，在工作管道6，8中的相應(yīng)的壓力在打開方向上作用于兩個限壓閥12，14上。在以下的觀察中說明在液壓馬達4的出口中設(shè)置的限壓閥，在它的壓力接頭上施加有在制動過程中升高的出口壓力。在關(guān)閉方向上每個限壓閥12，14通過彈簧20，22的力被加載。圖1示出的另外的功能元件借助于圖2和3詳細解釋。
[0025]限壓閥12，14結(jié)構(gòu)相同地實施，因此以下僅僅解釋限壓閥12的結(jié)構(gòu)。該限壓閥以筒形插裝式結(jié)構(gòu)形式實施并且插入到靜液壓式行走驅(qū)動裝置的控制塊24中。限壓閥12具有進口接頭或壓力接頭26，它連接到相應(yīng)的工作管道上，例如出口側(cè)的工作管道6上。附圖標(biāo)記28標(biāo)示低壓或出口接頭，它經(jīng)由示出的通道30與另外的工作管道，例如入口側(cè)的工作管道8連接。
[0026]在具體的實施例中，限壓閥12支座套32，它與在其中引導(dǎo)閥錐36的閥套34連接。閥錐通過彈簧20預(yù)張緊在構(gòu)造在支座套32上的支座38上。彈簧20容納在彈簧室40中，它一方面通過閥套34的一個擴展的部分和另一方面通過帽42來限制，帽旋擰在控制塊24的階梯式的閥孔44中。彈簧20在背側(cè)支撐在帽42上并且經(jīng)由彈簧座圈47作用在椎體36的反向階梯狀的銷柱46上。
[0027]銷柱46的直徑小于支座直徑，因此椎體36設(shè)計成具有在打開方向上有效的面積差。彈簧室40通過椎體36的軸向孔48與壓力接頭26連接，其中，在該軸向孔48中布置第一噴嘴50，它形成一個控制油路的一部分，壓力接頭26通過該控制油路與彈簧室40連接。
[0028]閥套34的外圓周與閥孔44的一個內(nèi)圓周段限制出一個阻尼室(尤其參見圖3)，它在按照圖2的圖示中具有最小的容積。該阻尼室在圖2中向右方向上通過帽42和另一方面通過阻尼部件54限制，后者密封地在閥套34的外圓周上和在閥孔44的內(nèi)圓周壁處被引導(dǎo)。阻尼部件54實施成環(huán)形活塞并且朝著椎體36方向上被設(shè)計成反向階梯結(jié)構(gòu)(向后臺階)，因此阻尼部件54的停止的末端段56的外圓周面與閥孔44的內(nèi)圓周壁一起限制一個置換室60限制。該置換室60經(jīng)由第三噴嘴/節(jié)流橫截面與進口側(cè)的通道30連接。在示出的實施例中該節(jié)流橫截面，以下稱為第三噴嘴62，一方面通過末端段56和另一方面通過控制塊側(cè)的阻尼條64限制并且也與阻尼部件54的行程相關(guān)地，對此在下面還將詳細討論。
[0029]在閥套34的環(huán)形外壁中構(gòu)造第二噴嘴66，彈簧室40經(jīng)由該噴嘴與阻尼室52連接。與此相應(yīng)地，該在圖2中最小的阻尼室52經(jīng)由所述的控制油路(軸向孔48，第一噴嘴50，彈簧室40，第二噴嘴66)與壓力接頭26連接，在液壓馬達4出口中的壓力施加在該壓力接頭上。
[0030]此外如可以在圖2中獲知的，椎體36的背側(cè)的環(huán)形端面經(jīng)由星形孔68與通道30連接，因此該環(huán)形端面被用進口壓力加載。
[0031]在“正?！边\行中，椎體36因此通過彈簧20的力和在彈簧室40中有效的壓力在它的關(guān)閉方向上被預(yù)張緊。阻尼部件54在此情況下由于作用于它的左邊的環(huán)形端面上的進口壓力位于它的示出的基本位置上，在該位置上阻尼室52最小和置換室60最大。
[0032]如所述的那樣，阻尼部件54的內(nèi)圓周壁密封地貼靠在閥套34的外圓周壁上，因此可以取消附加的密封件。為了提高密封可以在端面上設(shè)置空隙，通過空隙構(gòu)造密封唇70，密封唇通過系統(tǒng)壓力彈性地在密封貼合的方向上被加載在閥套34的外圓周上。當(dāng)然這些彈性區(qū)域也可以通過阻尼部件56的其它的設(shè)計結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。
[0033]在圖2中示出的基本位置上，末端段56以它的端面與第三噴嘴62處于一個很小的間距下，因此它的打開橫截面最大。
[0034]在進口中布置的限壓閥14的情況下，在彈簧室40中作用著在至液壓馬達的進口中的高壓力(系統(tǒng)壓力)，因此此時相應(yīng)地在高壓力側(cè)的限壓閥54中阻尼部件54被向左移動。
[0035]如所述的那樣，在設(shè)置在出口中的限壓閥的情況下，例如限壓閥14，在正常的行駛運行中，低壓施加在輸入接頭(壓力接頭)26上。
[0036]在開頭描述的制動中，在液壓馬達4的出口中，即在低壓側(cè)的工作管道6中的壓力升高。該壓力升高相應(yīng)地也施加在壓力接頭26上。由于前面描述的控制油路，相應(yīng)地彈簧室40中的壓力也升高并且由此阻尼室52中的壓力也升高。由于該在制動中形成的壓力此時可能超過在進口中的壓力，因此相應(yīng)地阻尼部件54從它的在圖2中示出的位置被向左移動，因此阻尼室52增大。運動速度和因此阻尼效果除了其他方面以外通過前述控制油路的噴嘴50，66的橫截面來確定，控制油經(jīng)由該噴嘴從壓力接頭26流到阻尼室52中。置換室60中的控制油然后經(jīng)由第三噴嘴62被排擠到通道30中，該通道與進口側(cè)的工作管道8連接。也就是說，第三噴嘴62的有效橫截面也決定限壓閥12，14的阻尼部件的阻尼特性。
[0037]這種移動中阻尼部件54的徑向后移的末端段56沉入到阻尼條64中，因此第三噴嘴62的有效橫截面減小并且相應(yīng)地阻尼部件54的運動變慢。第三噴嘴62的有效橫截面此時通過末端段56的外圓周和阻尼條64的內(nèi)周壁之間的環(huán)形間隙來確定。在一個部分行程期間第三噴嘴62的該阻尼橫截面則保持恒定。在另一個行程之后阻尼部件54的末端段56沉入通道30的區(qū)域中并且然后越來越多地覆蓋閥套34的一個或多個流出開口 72，因此壓力介質(zhì)從壓力接頭26到通道30 (現(xiàn)在低壓接頭)的流出被節(jié)流。這種節(jié)流隨著阻尼部件54的增大的移動而增大。在一個預(yù)先確定的行程之后，阻尼部件54的環(huán)形凸肩碰到控制塊24的相應(yīng)地構(gòu)造成環(huán)形凸肩74上；它因此作為阻尼部件54的行程限制起作用。節(jié)流橫截面因此則不再進一步改變，因此此時經(jīng)由限壓閥壓力被限制在調(diào)整的系統(tǒng)壓力上。
[0038]在此情況下得到的特征線在圖4中示出。它示出在限壓閥12的阻尼功能期間壓力P依賴于時間t的升高。
[0039]如前所述，設(shè)置在出口中的限壓閥12先是關(guān)閉的。在制動時壓力升高，因此以前述方式阻尼部件54被移動并且相應(yīng)地壓力室52增大。通過彈簧室40中的壓力下降，在關(guān)閉方向上作用于椎體36上的力減小，因此椎體升起并且相應(yīng)地只要阻尼部件54進行移動，壓力就不能夠超過該較低的壓力水平(Pmin)。在時間tl之后，阻尼部件54此時得到一個位置，在該位置上經(jīng)由末端段56流出開口 72被覆蓋，因此相應(yīng)地流出的壓力介質(zhì)體積流被節(jié)流并且壓力接頭26上的壓力進一步升高，因為相應(yīng)的在彈簧室40中有效的控制壓力被建立起來。壓力此時隨著對流出開口 72的增大的節(jié)流連續(xù)地升高，因此在按照圖4的圖示中形成特征線的傾斜的升高。在時間t2之后，阻尼部件54則達到它的止擋位置，因此對流出的壓力介質(zhì)體積流的進一步節(jié)流不再發(fā)生并且因此阻尼部件16，18不再是有效的，即壓力此時以常規(guī)方式經(jīng)由限壓閥被限制在調(diào)整的系統(tǒng)壓力上，因此出口中的壓力不能夠超過該系統(tǒng)壓力。
[0040]前述的阻尼功能也可以在預(yù)控制的限壓閥中設(shè)置。
[0041]特征線在區(qū)域t2中的斜率可以通過在阻尼部件54的末端段56的內(nèi)周壁和閥套34的外圓周壁之間的環(huán)形間隙76的相應(yīng)設(shè)計來確定。但是原則上也可以在閥套34上設(shè)計不同地構(gòu)造的流出橫截面，它們此時在移動時被末端段56覆蓋，以便相應(yīng)地連續(xù)地改變，最好減小流出橫截面。
[0042]阻尼或節(jié)流鏈的另一個影響可以通過選擇噴嘴50，66的橫截面或所謂的第三噴嘴62的節(jié)流橫截面來確定。它們的變動是特別簡單的，因為為此即將僅僅只需要改變阻尼條64的直徑和末端段56的外徑。
[0043]原則上也可能的是，通過如下方式形成另一個節(jié)流橫截面，即阻尼部件54的較大部分的外徑和閥孔44的內(nèi)圓周直徑相互如此地協(xié)調(diào)，即形成一個節(jié)流間隙，通過該節(jié)流間隙阻尼室52與置換室60節(jié)流地連接。
[0044]公開了一種具有無沖擊-功能的限壓閥，其中，阻尼部件在無沖擊-功能下控制一個流出橫截面。
【權(quán)利要求】
1.具有無沖擊的功能的限壓閥，具有壓力接頭和出口接頭以及閥體，該閥體經(jīng)由彈簧(20，22)和壓力室中的控制壓力在關(guān)閉方向上被加載，并且具有控制油路，該控制油路使壓力接頭(26)與壓力室連接和在控制油路中布置第一噴嘴(50)并且該控制油路經(jīng)由第二噴嘴(66)與阻尼室(52)連接，該阻尼室由阻尼部件(54)限制，其特征在于，阻尼部件(54)這樣地構(gòu)造，即它隨著從一個基本位置出來的增大的移動，在該基本位置上阻尼室(52)是最小的，對由閥體控制的、通向出口接頭的壓力介質(zhì)流出線路節(jié)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限壓閥，其中，阻尼部件(54)的內(nèi)周壁隨著增大的調(diào)節(jié)一方面限制一個最好實施成環(huán)形間隙(76)的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的限壓閥，其中，所述間隙另一方面由一個閥套(34)的圓周段限制，在該閥套上引導(dǎo)阻尼部件(54)并且該閥套限制壓力介質(zhì)流出通路的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的限壓閥，其中，具有外殼側(cè)的壁的阻尼部件(54)的一個外圓周段限制一個第三噴嘴￠2)或節(jié)流橫截面。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的限壓閥，其中，阻尼部件(54)構(gòu)造成具有階梯式外徑的階梯式套筒，其中，具有減小的外徑的末端段(56)限制第三噴嘴￠2)并且階梯式套筒的內(nèi)周壁限制壓力介質(zhì)流出通路中的所述間隙。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的限壓閥，其中，阻尼部件(54)的內(nèi)圓周段構(gòu)造成密封面。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的限壓閥，其中，阻尼部件(54)為了改善密封設(shè)計成可以分段地彈性變形，最好具有密封唇(70)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的限壓閥，具有用于限制阻尼部件(54)的行程的環(huán)形凸肩(74)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的限壓閥，其中，第一噴嘴(50)構(gòu)造在閥體中和第二噴嘴(66)構(gòu)造在一個閥套(34)的外壁中，所述閥體在所述閥套中被引導(dǎo)。
10.靜液壓式行走驅(qū)動裝置，具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的預(yù)控制的或者直接控制的限壓閥。
【文檔編號】F16K17/06GK104520620SQ201380042895
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】施特爾策 R. 申請人:羅伯特·博世有限公司