本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的具有止回閥功能的方向閥。

背景技術(shù)：

這種方向閥具有柱塞，在該柱塞的圓周上設(shè)置有輸入接頭，且在該柱塞的第一端側(cè)設(shè)置有輸出接頭。柱塞的第一端側(cè)被施加以輸出接頭的壓力。該壓力（此外）還通過一個或多個用作補(bǔ)償通道的柱塞孔傳遞到柱塞的位于對面的第二端側(cè)，進(jìn)而傳遞到方向閥的壓力腔中，從而該壓力在那里沿關(guān)閉方向作用在柱塞上。

這種方向閥可以通過在操縱面上進(jìn)行的液壓控制被主動地打開，該操縱面通常是柱塞上的環(huán)面。

在文獻(xiàn)de102009036596a1中公開了一種方向閥，其柱塞在端側(cè)被輸出接頭的平均壓力加載。但該壓力局部地沿著端面改變，壓力最大值（滯止點(diǎn)）直接在柱塞之前居中地形成。就用于控制壓力劑的居中的分接部而言，存在于柱塞的背腔中的壓力大于端側(cè)之前的平均壓力。這使得柱塞難以徹底打開，即使這種打開主動地利用環(huán)面予以支持或控制。

就所提到的de102009036596a1而言，因而將用于控制壓力劑的分接部構(gòu)造在柱塞端面的邊緣附近。但已表明，這樣會使得柱塞難以可靠地關(guān)閉。其原因是，在柱塞的開度較小時，在柱塞邊緣在第一端面的區(qū)域中產(chǎn)生高的射束速度，且只能量?。╝bgreifen）較小的壓力。該壓力不足以在背腔中與設(shè)置在那里的彈簧一起產(chǎn)生足夠的關(guān)閉力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這種背景下，本發(fā)明的目的在于，提出一種具有止回閥功能的方向閥，其控制特性得到了改善。

該目的通過一種具有權(quán)利要求1的特征的帶有止回閥功能的方向閥得以實(shí)現(xiàn)。

所要求保護(hù)的方向閥具有止回閥功能，且優(yōu)選被構(gòu)造成主動邏輯閥。該方向閥具有在閥殼體中引導(dǎo)的柱塞，通過該柱塞可控制在徑向接頭與軸向接頭之間的壓力劑連接，其中，柱塞的第一端側(cè)被施加以在輸出接頭上產(chǎn)生的壓力。此外，設(shè)有用于控制壓力劑的居中的分接部，通過該分接部對由柱塞的背側(cè)的第二端側(cè)限定的控制壓力腔施加以輸出接頭上的壓力，從而輸出接頭的壓力在那里作為控制壓力沿關(guān)閉方向作用在柱塞上?？梢栽谥圃旒夹g(shù)上簡單地設(shè)置居中的貫通的柱塞孔。

根據(jù)本發(fā)明，在第一端側(cè)的徑向外部區(qū)域上，在那里的端面的外邊緣上，設(shè)有圓錐形的柱塞區(qū)段，例如圓錐形的斜面，和/或倒圓的柱塞區(qū)段或其它自由形狀輪廓。該區(qū)段經(jīng)過適當(dāng)構(gòu)造，從而在大的以及小的流量或者柱塞或方向閥的開度情況下，總是在用于控制壓力劑的分接部上出現(xiàn)適當(dāng)?shù)膲毫虞d。在流量較小時，用于控制壓力劑的分接部位于壓力滯止點(diǎn)，其壓力盡可能無減小地傳遞到第二端側(cè)。由此在柱塞的背腔中產(chǎn)生了足夠大的關(guān)閉力。在流量較高時，壓力滯止點(diǎn)離開柱塞朝向中央的輸出接頭游移。由此在開度較大情況下產(chǎn)生了第二端側(cè)的略微較小的壓力加載。方向閥的完全打開便捷了。

術(shù)語“輸入接頭”和“輸出接頭”在此僅用于區(qū)分，原則上，壓力劑液流也可以從輸出接頭朝向“輸入接頭”。

在理想情況下，壓力滯止點(diǎn)是同心的或居中的，從而它與用于控制壓力劑的分接部一起位于柱塞的或方向閥的中軸線上。

在柱塞開度較大時，壓力滯止點(diǎn)也可以強(qiáng)度較小地或者集中度較小地構(gòu)造，從而其壓力（值）比在開度較小的情況下小。由此可以支持沿關(guān)閉方向起作用的控制壓力的根據(jù)本發(fā)明的弱化。

本發(fā)明的其它有利的設(shè)計(jì)在從屬權(quán)利要求中有所記載。

優(yōu)選在閥殼體上構(gòu)造有閥座，在方向閥或柱塞關(guān)閉時，柱塞的邊緣與所述閥座處于接觸中。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)中，圓錐形的柱塞區(qū)段設(shè)置在邊緣內(nèi)部，且直接與其鄰接地布置，從而在柱塞打開時壓力劑流經(jīng)環(huán)形的通路，然后或者在這種情況下經(jīng)過圓錐形的柱塞區(qū)段。之后，壓力劑流—特別是在開度較小情況下—朝向用于控制壓力劑的分接部。

在一種特別優(yōu)選的改進(jìn)中，在閥座內(nèi)部且直接與其鄰接地設(shè)置有殼體區(qū)段，該殼體區(qū)段也是圓錐形的。由此—特別是在開度較小情況下—圓錐形的殼體區(qū)段包夾圓錐形的柱塞區(qū)段。這兩個圓錐形的區(qū)段在柱塞或方向閥的開度較小情況下形成環(huán)形的通路，并規(guī)定了壓力滯止點(diǎn)相距第一端側(cè)的距離。特別地，在開度較小情況下，壓力劑流直接在附近朝向用于控制壓力劑的分接部。

圓錐形的殼體區(qū)段和圓錐形的柱塞區(qū)段的斜度差例如小于8度。這兩個圓錐形的區(qū)段，在柱塞或方向閥的開度較小情況下形成環(huán)形通路的圓錐形形狀，該通路的液流方向大致相應(yīng)于這兩個圓錐形的區(qū)段的平均的斜度。

在閥殼體中形成的輸入側(cè)的壓力腔優(yōu)選是環(huán)繞的—例如環(huán)形的，其帶有相應(yīng)地環(huán)繞的—例如環(huán)形的限定面。根據(jù)本發(fā)明的一種改進(jìn)，該限定面設(shè)置在圓錐形的殼體區(qū)段的外圓周上，且垂直于中軸線布置。由此可以使得液流方向在柱塞或方向閥的開度增大情況下越來越徑向地朝向，由此使得壓力滯止點(diǎn)相距第一端側(cè)的距離減小。特別地，在柱塞或方向閥完全打開情況下，液流方向基本上徑向地朝向。由此減小了分接部上的壓力。

根據(jù)本發(fā)明的方向閥的另一變型方案，在第一端側(cè)上在圓錐形的柱塞區(qū)段的內(nèi)部形成環(huán)面，該環(huán)面垂直于方向閥或柱塞的中軸線布置。在柱塞或方向閥的開度越來越大特別是最大的情況下，環(huán)面與限定面一起形成了用于壓力劑的徑向的液流引導(dǎo)機(jī)構(gòu)。

作為第一種變型方案的改進(jìn)，可以在環(huán)面的內(nèi)部構(gòu)造另一圓錐形的柱塞區(qū)段，其例如大致具有頭一次提到的圓錐形區(qū)段的斜度。從該另一圓錐形的柱塞區(qū)段起，液流在流經(jīng)比較寬的或者完全打開的環(huán)形的通路之后被引導(dǎo)離開第一端側(cè)，從而壓力滯止點(diǎn)移動離開用于控制壓力劑的分接部。

為了構(gòu)造銳角的環(huán)繞的分流棱邊，可以與圓錐形的柱塞區(qū)段直接鄰接地在第一端側(cè)中特別是在環(huán)面中設(shè)有凹缺。由此使得壓力滯止點(diǎn)的局部的構(gòu)造穩(wěn)定。

按照一種在流體技術(shù)方面優(yōu)選的設(shè)計(jì)，該凹缺是環(huán)形槽。

在一種優(yōu)選的改進(jìn)中，在第一端側(cè)設(shè)有同心的管式隆起，且優(yōu)選與柱塞一體地構(gòu)造。在管式隆起中或上構(gòu)造了用于控制壓力劑的分接部。由此使得用于控制壓力劑的分接部—特別是在開度較小情況下—靠近壓力滯止點(diǎn)。在制造技術(shù)上簡單的是，使得管式隆起被中間的柱塞孔穿過。

如果在管式隆起上構(gòu)造了外部的倒棱，則壓力劑在直接于用于控制壓力劑的分接部上形成壓力滯止點(diǎn)之前沿著所述倒棱流動。

方向閥優(yōu)選是主動邏輯閥，其中，在柱塞上在兩個端側(cè)之間形成主動的環(huán)面，該環(huán)面限定了在主動邏輯閥的打開方向上起作用的另一控制壓力腔。為了打開止回閥的貫通方向，可以特別是通過切換閥給主動的環(huán)面例如加載以輸入接頭的壓力。在關(guān)閉方向上起作用的彈簧貼靠在柱塞的第二端側(cè)上。

通過本發(fā)明的措施來保證在用于控制壓力劑的分接部上出現(xiàn)在大的以及小的流量或開度情況下大致均勻的充分的壓力加載。在流量較小情況下，用于控制壓力劑的分接部處于壓力滯止點(diǎn)。這樣就在柱塞的背腔中產(chǎn)生了足夠大的關(guān)閉力。在主動的環(huán)面卸載時，方向閥可靠地關(guān)閉。在流量較高時，壓力滯止點(diǎn)離開柱塞朝向中央的輸出接頭游移。由此在開度較大情況下產(chǎn)生控制壓力腔的略微較小的壓力加載。借助于對主動的環(huán)面的控制來便于方向閥的完全打開。

附圖說明

附圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的具有止回閥功能的方向閥的多個實(shí)施例。本發(fā)明將借助這些附圖予以詳述。

圖1為本發(fā)明的根據(jù)第一實(shí)施例的方向閥的縱剖視圖；

圖2在大開度的位置示出本發(fā)明的根據(jù)第二實(shí)施例的方向閥的一部分；

圖3為圖2的第二實(shí)施例的在小開度的位置的縱剖視圖；

圖4為本發(fā)明的根據(jù)第三實(shí)施例的方向閥的縱剖視圖；

圖5在小開度的位置示出本發(fā)明的根據(jù)第四實(shí)施例的方向閥的一部分。

具體實(shí)施方式

圖1示出本發(fā)明的方向閥的第一實(shí)施例，該方向閥被構(gòu)造成主動邏輯閥。它有一個兩組件式的閥殼體1，臺階式的柱塞2在該閥殼體中引導(dǎo)。該柱塞2具有第一端側(cè)4和與該第一端側(cè)相對的第二端側(cè)6。在第一端側(cè)4的區(qū)域中設(shè)有輸出側(cè)的壓力腔8，該壓力腔與輸出接頭a連通，而在柱塞2的外圓周上設(shè)置了由多個徑向孔形成的輸入接頭b。

在主動邏輯閥的或柱塞2的圖1中所示的關(guān)閉位置，柱塞2的第一端側(cè)4的邊緣12壓入到殼體側(cè)的閥座14中。為此，彈簧16的力起作用，該彈簧局部地插入到柱塞2的第二端側(cè)6，且該彈簧支撐在閥殼體1的（未示出的）區(qū)段上。此外，輸出接頭a的壓力在關(guān)閉方向上起作用，該壓力通過分接部（abgriff）18和柱塞孔20傳遞到背側(cè)的控制壓力腔22，并在那里對第二端側(cè)6加載。確切地說，輸出接頭a的壓力沿著第二端側(cè)6的在關(guān)閉方向上起作用的整個面起作用，該整個面大于在柱塞2的第一端側(cè)4上的由邊緣14限定的在打開方向上起作用的整個面。

此外，在柱塞2的外圓周上，在兩個端側(cè)4、6之間設(shè)有環(huán)形的另一控制壓力腔24，該另一控制壓力腔可以通過（未示出的）連接管路和切換閥優(yōu)選與輸入接頭b連接。控制壓力腔24被柱塞2的主動的（aktiv）環(huán)面26限定，該環(huán)面在柱塞2的打開方向上起作用。代替被構(gòu)造成徑向凸肩的主動的環(huán)面26，例如也可以采用圓錐形的環(huán)面。對主動的環(huán)面26的造型的選擇主要根據(jù)如下情況來進(jìn)行：通過容納在閥殼體1或頂蓋中的傳感器是要連續(xù)地還是要離散地獲知打開行程。

柱塞2、輸出接頭a、輸出側(cè)的壓力腔8、用于控制壓力劑的分接部18、柱塞孔20、背側(cè)的控制壓力腔22、彈簧16、另一控制壓力腔24、主動的環(huán)面26和兩個端側(cè)4、6關(guān)于中軸線28旋轉(zhuǎn)對稱地布置。

主動邏輯閥按照管筒構(gòu)造方式來設(shè)計(jì)，其中，殼體1的（在圖1中）下部的部分插入到（未示出的）液壓的裝置中。為此，殼體1的（在圖1中）下部的部分具有兩個外部的密封圈29，這些密封圈在殼體1的外圓周上限定了輸入側(cè)的壓力腔30。

根據(jù)本發(fā)明，柱塞2的第一端側(cè)4和閥座14如下構(gòu)造：第一端側(cè)4具有被構(gòu)造成圓錐形倒棱（fase）的圓錐形的柱塞區(qū)段32，該柱塞區(qū)段設(shè)置在邊緣12的內(nèi)部且直接與該邊緣鄰接。在圓錐形的柱塞區(qū)段32的內(nèi)部設(shè)有環(huán)面34，該環(huán)面與圓錐形的柱塞區(qū)段32相鄰地且直接與它鄰接地設(shè)置。在環(huán)面34的內(nèi)部設(shè)有軸向凸起，下面稱為管式隆起36，該軸向凸起與環(huán)面34相鄰地且直接與它鄰接地設(shè)置。在管式隆起36的端部區(qū)段上安置了外部的倒棱38。

在閥座14的內(nèi)部設(shè)有圓錐形的殼體區(qū)段40。該殼體區(qū)段40可以與閥座14相鄰地且直接與它鄰接地設(shè)置，或者與它一體地形成。

相比于圓錐形的殼體區(qū)段40，圓錐形的柱塞區(qū)段32相對于中軸線28略微更加陡峭。于是，根據(jù)斜度差/角度差，產(chǎn)生了一個橫截面為楔形的環(huán)形間隙，該環(huán)形間隙朝向閥座變窄。

在柱塞2開始打開時，或者在柱塞2的開度較小時，從輸入接頭b到輸出接頭a的環(huán)繞的環(huán)形通路開通，該通路的形狀由圓錐形的區(qū)段32、40規(guī)定。確切地說，該通路基于由邊緣12和閥座14形成的環(huán)形間隙朝向輸出接頭a打開。在此，在柱塞2的開度較小時，在分接部18上產(chǎn)生規(guī)定的壓力滯止點(diǎn)（druckstaupunkt），該壓力滯止點(diǎn)可以具有比較高的壓力，而在柱塞2的開度較大時，壓力滯止點(diǎn)從分接部18移開并會在這種情況下減弱。

這樣就保證了在用于控制壓力劑的分接部18上出現(xiàn)在大的以及小的流量或開度情況下大致均勻的充分的壓力加載。在流量較小情況下，用于控制壓力劑的分接部18處于（圖1中未示出的）壓力滯止點(diǎn)。這樣就能在柱塞2的背側(cè)的控制壓力腔22中產(chǎn)生足夠大的關(guān)閉力。在主動的環(huán)面26卸載時，主動邏輯閥可靠地關(guān)閉。在流量較高時，壓力滯止點(diǎn)離開柱塞朝向中央的輸出接頭a游移。由此在開度較大情況下產(chǎn)生控制壓力腔22的略微較小的壓力加載。借助于對主動的環(huán)面26的控制來便于主動邏輯閥的完全打開。

圖2和3分別示出本發(fā)明的主動邏輯閥的第二實(shí)施例的一部分。在此，圖2中示出了柱塞2的較大的開度，而圖3中示出了較小的開度。在圖2中示出了較弱的且特別是與用于控制壓力劑的分接部18間隔開的壓力滯止點(diǎn)42，而圖3中示出了壓力較高的且特別是直接設(shè)置在用于控制壓力劑的分接部18上的壓力滯止點(diǎn)42。本發(fā)明的這種原理也在根據(jù)圖1的第一實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。

在根據(jù)圖2和3的第二實(shí)施例中，兩個圓錐區(qū)段32、40的斜度相互補(bǔ)償（angleichen），從而圓錐形的殼體區(qū)段40與圓錐形的柱塞區(qū)段32之間的斜度差或角度差相比于圖1的第一實(shí)施例有所減小。

此外，可看出與根據(jù)圖1的第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于，在環(huán)面34與管式隆起36之間在第一端側(cè)4設(shè)有另一圓錐形的柱塞區(qū)段44。

直接圍繞柱塞2設(shè)有環(huán)繞的環(huán)形的輸入側(cè)的壓力腔30，該壓力腔被環(huán)繞的環(huán)形的限定面46限定，該限定面垂直于中軸線28朝向。

在柱塞2的圖2中所示的開度較大情況下，經(jīng)過輸入側(cè)的壓力腔30流入的或者由該壓力腔流入的壓力劑一方面通過在閥殼體上的環(huán)繞的限定面46、另一方面由柱塞側(cè)的環(huán)面34而徑向地朝向，從而通過另一圓錐形的區(qū)段44實(shí)現(xiàn)使得壓力劑離開分接部18朝向輸出接頭a轉(zhuǎn)向。由此使得壓力滯止點(diǎn)42在大開度情況下集中度較小，特別是遠(yuǎn)離用于控制壓力劑的分接部18，從而在這種狀態(tài)下且特別是在柱塞2的打開行程中使得在背側(cè)的控制壓力腔22（參見圖1）中的壓力有所減小，從而能快速地且低阻力地完全打開柱塞2。

在柱塞2的圖3中所示的開度較小情況下，可以看出，通過兩個圓錐形的區(qū)段32、40，壓力劑直接在分接部18的附近有針對性地朝向。通過倒棱28，可以實(shí)現(xiàn)使得壓力滯止點(diǎn)42更加靠近分接部18。根據(jù)本發(fā)明，由此使得傳遞到背側(cè)的控制壓力腔22（參見圖1）的控制壓力最大。由此特別是加速了且便于柱塞2的關(guān)閉運(yùn)動，從而可以在根據(jù)圖3的給定狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)可靠地且快速地關(guān)閉柱塞2。

圖4示出了本發(fā)明的主動邏輯閥的第三實(shí)施例，該主動邏輯閥在很大程度上相應(yīng)于根據(jù)圖1的第一實(shí)施例的主動邏輯閥。補(bǔ)充于根據(jù)圖1的第一實(shí)施例，在柱塞側(cè)的環(huán)面34與第一端側(cè)4的圓錐形的柱塞區(qū)段32之間，設(shè)有環(huán)繞的環(huán)形槽48。該環(huán)形槽與圓錐形的區(qū)段32一起形成了在柱塞2上的環(huán)繞的分流棱邊（str?mungsabrisskante）50。這樣就能更精確地且更可靠地在分別所希望的位置、特別是在分接部18上形成壓力滯止點(diǎn)42。

圖5示出本發(fā)明的主動邏輯閥的第四實(shí)施例的一部分?？梢钥闯觯c根據(jù)圖4的第三實(shí)施例的主要區(qū)別在于，兩個圓錐形的區(qū)段32、40的角度差或斜度差有所減小，只有幾度而已。此外示出，通過兩個圓錐形的區(qū)段32、40，液流旋轉(zhuǎn)對稱地朝向，且在此在由環(huán)形槽48形成的分流棱邊50處分開。

公開了一種具有止回閥功能的方向閥，其帶有柱塞2，該柱塞具有被第一接頭的壓力加載的沿打開方向起作用的第一端面4。此外，柱塞2具有也被第一接頭的壓力加載的沿關(guān)閉方向起作用的第二端面6。為了連接這兩個端面4、6，在第一端面4上設(shè)置有與第二端面6連接的分接部18。為了使得分接部18上的壓力適配于柱塞2的不同的打開位置，壓力滯止點(diǎn)42相距分接部18具有可改變的距離。

附圖標(biāo)記清單

1閥殼體

2柱塞

4第一端側(cè)

6第二端側(cè)

8輸出側(cè)的壓力腔

12邊緣

14閥座

16彈簧

18分接部

20柱塞孔

22控制壓力腔

24另一控制壓力腔

26主動的環(huán)面

28中軸線

29密封圈

30輸入側(cè)的壓力腔

32圓錐形的柱塞區(qū)段

34環(huán)面

36管式隆起

38倒棱

40圓錐形的殼體區(qū)段

42壓力滯止點(diǎn)

44另一圓錐形的柱塞區(qū)段

46環(huán)繞的限定面

48環(huán)形槽

50分流棱邊

a輸出接頭、軸向接頭

b輸入接頭、徑向接頭。