阀单元、功率调节系统和具有这种功率调节系统的轴向活塞机

文档序号:498329 发布日期:2022-01-07 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 阀单元、功率调节系统和具有这种功率调节系统的轴向活塞机 (Valve unit, power control system and axial piston machine having such a power control system ) 是由 帕特里克·伍尔豪瑟 于 2021-10-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于轴向活塞机的功率或转矩调节的液压阀单元,包括具有可移动地安装在第一阀壳体中的控制活塞的第一阀和与第一阀同轴地布置的第二阀,所述第二阀具有可移动地安装在第二阀壳体中的压力活塞。借助于阀单元能够根据控制活塞的位置将施加在工作接口上的工作压力降低到施加在控制接口上的控制压力上。控制活塞通过布置在第一阀中的调节弹簧预紧。根据本发明,控制活塞和压力活塞通过弹性元件力锁合地相互连接,所述弹性元件被设计用于将作用到压力活塞上的力传递到控制活塞上。在控制活塞和压力活塞之间附加地布置有用于产生用于功率或转矩调节的特性曲线的第一特性曲线弹簧,所述第一特性曲线弹簧被设计用于从压力活塞确定移动第一行程距离起施加力。本发明还涉及一种具有根据本发明的阀单元的功率调节系统和一种具有这种功率调节系统的轴向活塞机。(The invention relates to a hydraulic valve unit for power or torque control of an axial piston machine, comprising a first valve having a control piston movably mounted in a first valve housing and a second valve arranged coaxially to the first valve, said second valve having a pressure piston movably mounted in a second valve housing. The valve unit can be used to reduce the working pressure applied to the working connection to the control pressure applied to the control connection as a function of the position of the control piston. The control piston is prestressed by means of a control spring arranged in the first valve. According to the invention, the control piston and the pressure piston are connected to one another in a force-fitting manner by means of an elastic element which is designed to transmit a force acting on the pressure piston to the control piston. A first characteristic spring for generating a characteristic curve for the power or torque control is additionally arranged between the control piston and the pressure piston, said first characteristic spring being designed to exert a force upon the pressure piston, starting from the determination of the displacement by the first stroke distance. The invention also relates to a power regulating system having a valve unit according to the invention and to an axial piston machine having such a power regulating system.)

阀单元、功率调节系统和具有这种功率调节系统的轴向活 塞机

发明领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的阀单元以及一种具有这种阀单元的功率调节系统和一种具有这种功率调节系统的轴向活塞机。

背景技术

轴向活塞机广泛地用于液压系统中,并且用于许多移动式工作机器,例如液压挖掘机。轴向活塞机可以作为轴向活塞电机或作为轴向活塞泵起作用,这取决于是否使用机械驱动的驱动轴来输送液压流体,特别是液压油(泵功能),或者反之亦然(电机功能)。

为了保护轴向活塞机和液压系统中的其余部件免受过载并且例如限制某些参数,例如工作压力,已知的是,使用作用于轴向活塞机或其可枢转的斜盘的用于功率或转矩调节的系统。这种系统典型地包括液压调节装置的复杂布置,所述液压调节装置通常仅能繁琐地适配或调节。此外,这种调节系统通常在紧邻受调节的轴向活塞机的地方要求相当大的结构空间,这使得多个轴向活塞机的灵活的、模块化的布置变得困难。

发明内容

因此,本发明的目的是提供一种用于轴向活塞机的功率或转矩调节的装置,该装置具有提高的模块性和简单的可调节性。此外,本发明的目的是提供一种实施有这种装置的轴向活塞机,所述轴向活塞机能够简单且灵活地装配并且能够简单地调节。

根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的阀单元来实现。因此,提出一种用于轴向活塞机的功率或转矩调节的液压阀单元,该液压阀单元包括具有可移动地安装在第一阀壳体中的控制活塞的第一阀和具有可移动地安装在第二阀壳体中的压力活塞的第二阀。借助于阀单元能够根据控制活塞的位置将施加在工作接口上的工作压力降低到施加在控制接口上的控制压力上。在此,控制活塞通过布置在第一阀中的调节弹簧预紧。第一阀和第二阀彼此同轴地布置。工作压力尤其是轴向活塞机的工作压力。

根据本发明,控制活塞和压力活塞通过弹性元件力锁合地相互连接,其中,弹性元件被设计用于将作用到压力活塞上的力传递到控制活塞上。在控制活塞和压力活塞之间附加地布置有用于产生用于功率或转矩调节的特性曲线的第一特性曲线弹簧,其中,第一特性曲线弹簧被设计用于从压力活塞确定移动第一行程距离起施加力。第一特性曲线弹簧优选地与弹性元件同轴地布置。通过第一特性曲线弹簧施加的力尤其优选沿背离控制活塞的方向作用到压力活塞上。

通过使用用于将力从压力活塞传递到控制活塞上的弹性元件,还可能的是,适配或根据需要调节第一阀和第二阀彼此间的间距。这例如可以通过工厂预配置或在需要时也可以在装配状态下实现。此外,使用至少一个特性曲线弹簧能够实现产生用于功率或转矩调节的特性曲线。与弹性元件的组合能够实现特性曲线的简单适配,例如通过改变第一阀和第二阀的间距和/或通过改变调节弹簧的预紧。

在仅使用一个特性曲线弹簧的情况下,得到具有两个线性直线区段和一个屈曲点的特性曲线,该屈曲点相应于压力活塞移动第一行程距离,在该第一行程距离中,特性曲线弹簧在其止挡部上碰撞并且达到力锁合。

两个阀的同轴布置确保了在装配状态下的简单可调节性和简单的装配。此外,由此得到阀单元的相对小的径向伸展。通过阀单元相对于受控的轴向活塞机的巧妙布置,可以如此限制结构空间,使得能够实现多个轴向活塞机的灵活布置,特别是串联布置。

本发明的有利的实施方式由从属权利要求和下面的描述得出。

由第一特性曲线弹簧在压力活塞移动超过第一行程距离时施加的力尤其沿背离控制活塞的方向作用到压力活塞上。由此,在“接入”第一特性曲线弹簧的情况下,为了使压力活塞移动确定的距离,必须比在没有第一特性曲线弹簧作用的情况下施加更高的力。由此得到压力-冲程图中的特性曲线的屈曲点,该屈曲点近似用于功率或转矩调节的双曲线。第一特性曲线弹簧在其止挡部接触时尤其与阀单元或第二阀的壳体力锁合。

在一个实施方式中设置,弹性元件是弹簧,所述弹簧固定在压力活塞上并且优选地将弹簧座压向控制活塞。压力弹簧尤其具有比第一特性曲线弹簧更小的弹簧常数。优选地,压缩弹簧比第一特性曲线弹簧长。

在另一实施方式中设置,第一特性曲线弹簧围绕弹性元件布置并且在第一孔内被引导,所述第一孔的深度大于松弛的第一特性曲线弹簧的长度,其中,第一特性曲线弹簧在压力活塞移动第一行程距离时与第一孔的底部接触。底部用作第一特性曲线弹簧的止挡部。第一孔优选具有居中的凹部,弹性元件和/或控制活塞被引导穿过该凹部。在此,第一孔不必是阀单元的壳体中的孔,而是也可以是第二阀的壳体部件或套筒中的孔。

在另一实施方式中设置,在控制活塞和压力活塞之间还布置有第二特性曲线弹簧,所述第二特性曲线弹簧有助于产生用于功率或转矩调节的特性曲线,并且所述第二特性曲线弹簧被设计用于从压力活塞移动第二行程距离起施加力,其中,第二行程距离比第一行程距离长,并且其中,第二特性曲线弹簧优选与第一特性曲线弹簧和/或弹性元件同轴地布置。通过第二特性曲线弹簧施加的力如已经在第一特性曲线弹簧中那样尤其作用到压力活塞上并且优选沿背离控制活塞的方向作用。当然,也可以设置多于两个的特征曲线弹簧,所述特征曲线弹簧在压力活塞移动时相继地在其止挡部上碰撞并且达到力锁合。

在具有两个特性曲线弹簧的解决方案中,得到具有三个直线区段和两个屈曲点的特性曲线,所述屈曲点对应于压力活塞围绕第一和第二行程距离的位移,在所述位移中,特性曲线弹簧在其相应的止挡部处碰撞并且达到力锁合。具有两个屈曲点的特性曲线可能是有利的,因为在较大数量的屈曲点的情况下,相应的特性曲线变化或直线斜率的变化在这些屈曲点处不太明显。此外,通过更多数量的特性曲线弹簧或屈曲点实现特性曲线更好地接近真实双曲线。

在另一实施方式中设置,压力活塞具有压力活塞控制面,在该压力活塞控制面上施加工作压力并且在控制活塞的方向上施加力,其中,在压力活塞控制面与工作接口之间优选地布置有用于减小在压力活塞控制面上的压力波动的第一节流阀。节流阀防止由第一阀的打开或关闭引起的压力脉动作用到压力活塞控制面上。

在另一实施方式中设置,控制活塞具有控制活塞控制面,在该控制活塞控制面上施加由阀单元产生的控制压力并且在调节弹簧的方向上施加力。因此,控制压力支持通过压力活塞施加到控制活塞上的力。

在另一实施方式中设置,工作压力相对于控制压力的降低通过控制活塞的位置来确定,其中,控制活塞具有第一控制边缘,所述第一控制边缘在打开时允许液压流体从工作接口流向控制接口。第一控制边缘的打开导致控制压力的提高,所述控制压力存在于控制接口处。通过控制压力的增加尤其增大力作用,所述力作用将控制活塞挤压到第一控制边缘的关闭位置中。优选地,控制活塞在调节弹簧的方向上的移动导致第一控制边缘的闭合。

在这一点上要注意的是,严格地说,活塞的边缘和周围壳体的相关联的边缘的组合形成实际的控制边缘。然而,为了简单起见,在下文中将术语“控制边缘”用于活塞的边缘。

在另一实施方式中,设有共同的箱接口,通过所述箱接口能够将两个阀的液压流体泄漏导出至液压箱。共同的箱接口优选设置在阀单元的共同的壳体中。此外,箱接口优选与特性曲线弹簧腔连接,弹性元件和/或第一特性曲线弹簧安装在该特性曲线弹簧腔中。在此,术语“特性曲线弹簧腔”不应被理解为限制意义上的特性曲线弹簧腔,即在其中必须强制存在特性曲线弹簧。更确切地说,在此也可以是阀单元的或共同的壳体或两个阀中的一个阀的壳体的任意的腔,两个阀的泄漏流入所述腔中。由此可以省去第二箱接口,这节省了制造时的成本。

在另一实施方式中设置,调节弹簧安装在调节弹簧腔中,所述调节弹簧腔与箱接口通过在控制活塞中延伸的纵向孔连接,其中,所述纵向孔作为盲孔从朝向特性曲线弹簧腔的端部延伸到控制活塞中,并且其中,在控制活塞中设置有第一径向孔或倾斜孔,所述第一径向孔或倾斜孔从其外侧通入纵向孔中。优选地,通过径向孔或倾斜孔和纵向孔在调节弹簧腔和特性曲线弹簧腔之间存在流体连接,流体泄漏可以通过所述流体连接流出。优选地,径向孔或倾斜孔包括第二节流阀,或者替代地这样构造,使得孔施加节流作用。由此实现控制活塞的功能运动的阻尼。

在另一实施方式中设置,控制活塞具有第二控制边缘,所述第二控制边缘在打开时允许液压流体从控制接口流向箱接口,优选通过在控制活塞中延伸的纵向孔和至少一个从纵向孔出发的第二径向孔或倾斜孔。在第二控制边缘打开时,控制压力朝向液压箱卸载,尤其通过共同的箱孔卸载,所述箱孔同样用于导出两个阀的流体泄漏。

在另一实施方式中设置,第一阀和第二阀布置在共同的壳体中,其中,优选地,第一阀布置在第一锥形孔中,尤其是阶梯孔中,并且第二阀布置在第二锥形孔中,尤其是阶梯孔中,并且能够从外部引入到壳体中。由此得到两个阀的简单的可装配性和可接近性。由此,第一阀和/或第二阀可以作为预装配的组件,例如以筒式结构方式安装到壳体中,并且在功率调节装置的运行期间容易地实现或更换或调节。

优选地,第一阀和第二阀分别包括旋入壳体,从而所述第一阀和第二阀能够从外部拧入到阀单元的壳体中。旋入壳体可以是第一阀壳体和/或第二阀壳体或其一部分。

在另一实施方式中设置,第一阀和第二阀作为预装配的组件可装配到壳体中并且优选以筒式结构方式实施。

在另一实施方式中设置,调节弹簧的预紧是可改变的或可调节的,其中,第一阀壳体优选包括调节螺栓,调节弹簧固定在所述调节螺栓上。通过将调节螺栓拧入或拧出到第一阀壳体的螺纹孔中,调节螺栓的间距以及由此预紧的调节弹簧的固定点相对于第二阀的间距是可改变的。优选地,调节螺栓能够借助于螺母固定。通过拧出调节螺栓,调节弹簧的预紧减小并且因此根据本发明的阀单元的调节开始朝向较低的工作压力移动。通过拧入调节弹簧,可以相反地增大预紧。然后只有在较高的工作压力下才进行调节。由此可以改变功率或转矩调节的特性曲线,其中,尤其在压力-冲程图中得到特性曲线的平行移动。

在另一实施方式中设置,第二阀壳体如此构造,使得其与第一阀的间距不可改变。例如可以规定,第二阀壳体是或包括旋入壳体,由此第二阀能够拧入阀单元的壳体的孔中。在此,可以在第二阀壳体上设置止挡部或突出部,以便将第二阀相对于阀单元的壳体夹紧和固定。

在另一实施方式中设置,第一阀壳体和/或第二阀壳体是或包括旋入壳体,所述旋入壳体如此构造,使得旋入壳体的间距能够调节并且尤其能够通过螺母固定。通过调节相应阀的旋入壳体与相应另一阀的间距能够改变用于功率或转矩调节的特性曲线,尤其以便补偿调节弹簧的预紧的变化。

在另一实施方式中设置,工作压力不仅被输送给控制活塞而且被输送给压力活塞。优选地,阀单元具有共同的壳体,所述壳体具有共同的工作接口,液压流体从所述工作接口输送给两个活塞。两个入口可以通过用于减小压力活塞上的压力波动的第一节流阀分开。

在另一实施方式中设置有第一压力产生器件,借助于该第一压力产生器件能够将附加的、可调节的压力施加到控制活塞上,其中,第一压力产生器件优选包括控制活塞的控制面、减压单元和/或致动器,尤其是比例磁体或伺服电机。由此能够将附加的、运行可变的力施加到控制活塞上,以便能够灵活地适配阀单元的调节参数。

在另一实施方式中设置有第二压力产生器件,借助于该第二压力产生器件能够将附加的、可调节的压力施加到压力活塞上,其中,第二压力产生器件优选包括压力活塞的控制面、减压单元和/或致动器,尤其是比例磁体或伺服电机。由此能够将附加的、运行可变的力施加到压力活塞上,以便能够灵活地适配阀单元的调节参数。

在另一实施方式中设置,弹性元件是具有非线性弹簧常数的特性曲线弹簧。由此,弹性元件也有助于产生特征曲线。

本发明还涉及一种用于轴向活塞机的液压功率调节系统,该液压功率调节系统具有根据本发明的阀单元和液压调节装置。通过阀单元产生的控制压力作为输入变量施加在调节装置上,所述调节装置优选是体积流量控制阀或体积流量调节阀。该功率控制系统可用于轴向活塞机的功率或转矩调节。

在功率调节系统的一种实施方式中设置,调节装置具有可移动地安装在第三阀壳体中的阀活塞,控制压力施加在所述阀活塞上,其中,阀活塞力锁合地,尤其通过反馈弹簧与可移动地安装的调节活塞连接。由此,关于轴向活塞机的调节活塞或与其连接的调节杆的位置的信息以简单的方式传输给功率调节系统。

在功率调节系统的另一实施方式中设置,调节装置具有工作接口,在该工作接口上施加有轴向活塞机的工作压力,其中,借助于调节装置根据阀活塞的位置能够将工作压力降低到调节压力上,该调节压力施加在调节活塞上并且向调节活塞施加背离所述阀活塞的力,并且其中,调节压力优选地施加在阀活塞的两侧或相应构造的并且具有相同面积的阀活塞控制面上,从而阀活塞的运动与调节压力的数值无关。

在功率调节系统的另一实施方式中设置,阀单元的第一阀和第二阀以及调节装置布置在共同的壳体部件中,尤其布置在轴向活塞机的连接板中,其中,优选地,第一阀和第二阀的纵轴线垂直于调节装置的纵轴线定向。由此得到相应的部件在轴向活塞机上的有利的且节省空间的布置。

本发明还涉及一种具有根据本发明的功率调节系统的轴向活塞机,特别是轴向活塞电机或轴向活塞泵。轴向活塞机包括可枢转地安装在轴向活塞机的壳体中的斜盘,在斜盘的前侧上与斜盘连接的用于调节斜盘的枢转角度的调节杆和布置在斜盘的后侧上的复位装置,所述复位装置将力施加到斜盘的后侧上。调节杆的与斜盘相反的端部在此与调节装置的调节活塞连接,从而斜盘的枢转角度由作用到调节活塞上的力总和得出。复位装置尤其是复位弹簧。

在轴向活塞机的一个实施方式中设置有连接板,其中,调节装置布置在连接板的孔中并且优选地以筒式结构方式实施,其中,阀单元的阀布置在装配在连接板上的壳体中或者布置在连接板中,并且其中,优选地,壳体或连接板如此构造,使得阀单元不伸出超过构造在连接板的背离斜盘的背侧上的连接面,从而第二轴向活塞机能够通过其连接面装配在连接面上,以形成具有共同的驱动轴的串联布置。

本发明还涉及一种具有至少一个根据本发明的轴向活塞机的移动式工作器具。在此,明显地得到与针对根据本发明的轴向活塞机或根据本发明的功率调节系统和根据本发明的阀单元相同的优点和特性,因此在此省去重复描述。

附图说明

本发明的其他特征、细节和优点由下面根据附图阐述的实施例得出。示出:

图1:示出了根据一个实施例的轴向活塞机的根据本发明的功率调节系统的电路图;

图2:示出了根据一个实施例的根据本发明的阀单元的纵截面图;

图3:示出了根据图2的阀单元的控制活塞的放大局部图;

图4a-b:示出了可通过根据本发明的阀单元产生的特性曲线的两个示例;

图5:示出了根据一个实施例的根据本发明的功率调节系统的调节装置的纵截面图;

图6:示出了根据一个实施例的根据本发明的轴向活塞机的纵截面图;

图7:示出了根据一个实施例的根据本发明的轴向活塞机的连接板的透视图;和

图8:示出了根据本发明的阀单元的另一实施例的纵截面图。

附图标记列表

10 阀单元

12 工作接口

14 控制接口

16 箱接口

18 孔

19 特性曲线弹簧腔

20 凹部

21 纵向孔

22 第一节流阀

23 径向孔

24 壳体

30 液压箱

32 封闭元件

34 密封件

36 支撑环

38 第一阶梯孔

39 第二阶梯孔

40 调节装置

42 第三阀壳体

44 阀活塞

45 阀活塞控制面

46 反馈弹簧

47 反馈弹簧腔

48 调节活塞

49 调节活塞腔

50 工作接口

52 控制接口

54 第一箱接口

56 第二箱接口

57 径向孔

58 贴靠面

59 孔

60 径向孔

70 轴向活塞机

72 壳体

74 斜盘

76 调节杆

78 复位装置

80 连接板

82 孔

84 连接面

86 驱动轴

87 驱动轴孔

88 驱动机构活塞

90 液压接口

92 另一阀单元

100第一阀

102第一阀壳体

104控制活塞

105调节螺栓

106调节弹簧

107调节弹簧腔

108第一控制边缘

110第二控制边缘

114控制活塞控制面

121螺母

122旋入壳体

123控制壳体

124径向槽

126倾斜孔

128径向内槽

130径向内槽

132控制腔

134径向内槽

136径向孔

138纵向孔

140纵向孔

141封闭元件

142径向孔

144环形空间

146径向孔

148环形空间

150调节弹簧座

152卷边

200第二阀

202第二阀壳体

203突出部

204压力活塞

206弹性元件(压力弹簧)

208第一特性曲线弹簧

210第二特性曲线弹簧

212弹簧座

214压力活塞控制面

218径向外槽

220倾斜孔

222旋入壳体

223套筒

224碟形弹簧堆垛

225延伸部

226卷边

228径向外槽

230径向孔

232固定元件

234螺母

300特性曲线(一个特性曲线弹簧)

302特性曲线(一个特性曲线弹簧)

310特性曲线(两个特性曲线弹簧)

312特性曲线(两个特性曲线弹簧)

314特性曲线(两个特性曲线弹簧)

αmax 斜盘的最大摆动角度

A 工作接口

K 其他力/力

pA 工作压力

pA1 调节开始的工作压力

pA2 调节开始的工作压力

pmax 最大工作压力

pSteu 控制压力

pStell 调节压力

S 抽吸接口

Vmax 轴向活塞机的最大输送体积

Vmin 轴向活塞机的最小输送体积

具体实施方式

图1示出了根据一个实施例的轴向活塞机70的根据本发明的功率调节系统的电路图。功率调节系统包括液压阀单元10和实施为体积流量控制阀的液压调节装置40,所述液压调节装置通过调节杆76与轴向活塞机70的可枢转的斜盘74耦联。

轴向活塞机70具有液压工作接口A,在该液压工作接口上存在液压工作压力pA。该工作压力pA作为输入变量不仅被输送给阀单元10而且被输送给体积流量控制阀40。通过阀单元10通过降低工作压力pA产生控制压力pSteu,该控制压力同样作为输入变量输送给体积流量控制阀40。

体积流量控制阀40具有阀活塞44,控制压力pSteu施加在阀活塞上。根据控制压力pSteu或阀活塞44的位置,体积流量控制阀40将工作压力pA降低到调节压力pStell上,该调节压力作用于体积流量控制阀40的与轴向活塞机70的调节杆76连接的调节活塞48上。为了调节压力pStell不对调节活塞48或调节杆76的位置施加影响,调节压力pStell在阀活塞44的两个(端)侧上被输送相同大小的控制面58(参见图5)。

调节杆76的移动导致斜盘74的枢转并且因此导致枢转角度的改变。斜盘74的最大和最小枢转角度对应于最大和最小输送体积Vmax和Vmin

根据本发明的阀单元10包括两个液压阀100和200,所述液压阀的纵轴线彼此同轴地延伸。第一阀100容纳控制活塞104并且在第二阀200中存在压力活塞204,其中,在这两个活塞104,204之间存在机械的、力锁合的连接。在控制活塞104上作用有朝向压力活塞204的方向的力,所述力由预紧的调节弹簧106产生。另外的外力K可以作用在控制活塞104和/或压力活塞204上。

轴向活塞机70的工作压力pA作为输入变量输送给两个阀100,200。压力活塞204具有用于工作压力pA的控制面214,该控制面被定向为使得工作压力pA在压力活塞204上施加朝向控制活塞104的力作用。在压力活塞204和控制活塞104之间的机械连接是弹性连接,所述弹性连接通过压力弹簧206引导。该压力弹簧206将作用于压力活塞204上的全部力传递到控制活塞104上并且同样与阀100,200或与控制和压力活塞104,204同轴地定向。

通过阀单元10通过根据控制活塞104的位置降低工作压力pA产生控制压力pSteu。通过打开控制活塞104的第一控制边缘108(参见图2)可以提高控制压力pSteu。根据其开口宽度,得到控制压力pSteu的压力水平明显低于工作压力pA的水平,仅略微减小的压力水平等等。也可以规定,在最大开口时,控制压力pSteu等于工作压力pA。通过控制活塞104的第二控制边缘110可以将控制压力pSteu朝向液压箱30卸载。控制边缘108,110的打开、闭合和保持,即控制活塞104的运动根据用于轴向活塞机70的功率或转矩调节的特性曲线(尤其是力-行程长度变化特性曲线300,310,参见图4a-b)进行。

在以下讨论的实施例中,第一阀和第二阀100和200位于共同的壳体24中,其中,也可以考虑在阀单元10的分开的并且尤其是可连接的壳体中的布置。壳体24具有三个压力接口12,14,16,更确切地说,具有用于输送工作压力pA的工作接口12,用于调节或控制压力pSteu的控制接口14和用于卸载控制压力pSteu并且用于共同地导出两个阀100,200的液压流体泄漏的箱回引部16。

根据本发明,在压力活塞204和控制活塞104之间存在至少一个用于产生之前提到的特性曲线300,310的特性曲线弹簧。在图1中示出的电路图示出阀单元10的实施例,所述阀单元配备有两个特性曲线弹簧208,210。

在第一观察中,应忽略控制活塞104的运动。在所示的状态下,压力活塞204和控制活塞104之间的力锁合仅通过长的压力弹簧206存在。一旦作用于压力活塞204上的力总和(当前由工作压力pA和必要时存在的另外的力K引起,其中,后者仅是可选的,如下面进一步阐述的那样)相应地大,使得较长的(在电路图中为下部的)特性曲线弹簧208接触其支承面,则该力总和必须抵抗两个弹簧,即压力弹簧206和特性曲线弹簧208的复位力作用。因此,从压力活塞204的该位置起,随着力总和的再次相同的增加,压力活塞204的由此实现的附加的移动变得更小。一旦压力活塞204运动了第一行程距离,第一特性曲线弹簧208就接触支承面。一旦较短的(在电路图中为上部的)第三特性曲线弹簧210也碰到其支承面上,则重复相应的情况。

因此,对于到目前为止所考虑的具有两个特性曲线弹簧208,210的布置,得出力-行程长度变化特性曲线310,所述力-行程长度变化特性曲线由三个彼此相邻的直线区段构成(参见图4b)。根据特性曲线310的这种设计,通过关系pA*Q=常数表示的实际的功率双曲线。其中Q是轴向活塞机70的工作接口A处或抽吸接口S处的液压流体的体积流量。

在一个简单的实施方式中,仅处于力锁合中的压力弹簧206和一个或多个特性曲线弹簧208,210的复位力以及施加在压力活塞204的控制面214上的工作压力pA作用到压力活塞204上,并且附加地作用在压力活塞204上的力总和K具有值零。

在控制活塞104的背离压力活塞204的端侧上存在可调节的压力弹簧,该压力弹簧此后被称为调节弹簧106。调节弹簧106的预紧的增强导致,要施加到压力活塞204上的力必须朝控制活塞104的方向再次变大,以便将控制活塞104从其静止位置中挤压出来。

在预期以下解释的情况下,应提及的是,通过调节弹簧106的预紧来调节调节开始,也就是说,确定用于工作压力pA的压力水平pA1,pA2(参见图4a),从达到压力水平pA1,pA2起,对于增加的超过触发斜盘74的自动的更强的回摆。

在控制活塞104的在图1中示出的位置中,阀100的第一控制边缘108具有最大开口的位置,从而阀单元10的输出变量,控制压力pSteu相应于工作压力pA,该工作压力输送给液压地连接在下游的体积流量控制阀(以下仅还为阀40)。此外,控制压力pSteu也被输送给控制活塞104的在下文中被称为控制活塞控制面114的控制面,所述控制面如此定向,使得由此施加到控制活塞104上的力支持由压力活塞204通过压力弹簧206输送的力。此外,该电路图表明如下特征:两个阀100,200的泄漏包括控制压力pSteu的压力卸载通过特性曲线弹簧腔到达共同的箱回引部或箱接口16中。

阀40具有工作接口50(参见图5),该工作接口具有与轴向活塞机70的致动活塞腔49的流体连接。通过体积流量控制阀40的两个控制边缘,根据阀活塞位置(i)在用于工作压力pA的工作接口50和致动活塞腔49之间形成流体连接,(ii)在箱30和致动活塞腔49之间形成流体连接,或者(iii)致动活塞腔49既不与工作接口50也不与箱30连接(中性位置)。阀活塞44的位置通过反馈弹簧46的复位力和存在于其阀活塞控制面45上的控制压力pSteu的相应的力平衡得到。如在电路图中示出的那样,调节压力pStell通过节流阀输送给背离调节活塞腔49的阀活塞端侧。由此实现,调节压力pStell对阀活塞位置没有影响。后者涉及调节装置40的下面考虑的结构上的实施例,其中调节压力pStell施加在朝向调节活塞腔49的阀活塞横截面上。

如可看出的那样,反馈弹簧46支撑在阀活塞44和调节活塞48之间。由此,以结构简单的方式将关于调节活塞48的位置的信息或关于轴向活塞机70的驱动机构活塞冲程的瞬时值的信息反馈给根据本发明的功率调节系统。

在图2中示出了根据本发明的阀单元10的实施例的纵截面图,其中,与在图1中示出的解决方案相反,仅存在一个特性曲线弹簧208。

阀100和200布置在共同的壳体24中并且分别具有布置在壳体24内部的阀壳体102,202,压力和控制活塞104,204可移动地安装在所述阀壳体中。通过总共三个壳体孔或接口12,14,16实现的是,工作压力pA通过工作接口12输送给两个阀100,200,其中,阀200通过在壳体中延伸的纵向孔21和从该纵向孔引导至阀200的径向孔23获得工作压力pA。在纵向孔21中设置有节流阀22,用于使两个压力输入部部分解耦。径向孔23碰到第二阀壳体202的径向外槽218上,倾斜孔220从该径向外槽延伸至压力活塞204,从而工作压力施加在压力活塞204的背离控制活塞104的端侧上,该端侧充当压力活塞控制面214。径向孔23由制造决定地延伸直至壳体24的外侧并且通过封闭元件32密封。

节流阀22防止由于阀100的控制边缘108,110的打开或闭合而可能引起的压力脉动作用到压力活塞204的控制面214上。节流阀22在纵向孔21中的所示安装位置能够实现简单的安装。纵向孔同样通过封闭元件32封闭,所述封闭元件由结构决定地设置。

在共同的壳体24的端侧上存在多级的盲孔或阶梯孔38,39,所述盲孔或阶梯孔在壳体24内相互连接并且阀100,200布置在所述盲孔或阶梯孔中。随着进入壳体24中的穿透深度的增加,在两个阶梯孔38,39中分别存在直径的逐级减小。由此,阀100,200可以作为预装配的结构单元从外部装入或拧入到壳体24中。

第二阀200的壳体(以下:第二阀壳体202)构造为旋入件或旋入壳体并且在壳体24中通过螺纹连接对中并且与环形的突出部203共同作用固定,所述突出部在安装的端部位置中与壳体表面夹紧。如可看出的那样,利用这种结构简单的解决方案不可能从外部手动调节处于力锁合中的压力弹簧206的预紧,因为借助于突出部203仅存在固定的、不可调节的止挡部。然而,预紧可以通过使用具有--关于其相应的安装位置--不同的轴向尺寸的另外的构件来实现,或者通过增加垫片等来实现。

在图2中可以看到设计为预紧的压力弹簧的弹性元件206,所述弹性元件固定在压力活塞204的面向控制活塞104的端侧上。在压力弹簧206的背离压力活塞204的端部上存在弹簧座212,所述弹簧座挤压控制活塞104。同样固定在压力活塞204上的是第一特性曲线弹簧208,所述第一特性曲线弹簧与压力弹簧206同轴地布置并且包围所述压力弹簧。压力弹簧206比第一特性曲线弹簧208更薄并且因此具有更小的弹簧常数。第一特性曲线弹簧208在第一孔18内延伸,所述第一孔在图2中示出的实施例中构造在共同的壳体24中。孔18的与压力活塞204相对置的盲孔底部是用于第一特性曲线弹簧208的止挡部并且在中心具有凹部20,压力弹簧206穿过该凹部延伸至控制活塞104。孔18形成特性曲线弹簧腔19。

压力活塞204在第二阀壳体202中被引导并且在其沉入其中的端面上被加载工作压力pA,该端面是压力活塞控制面214。当然,为此设置的压力活塞控制面214也可以仅在该端面的部分区域上延伸。通过压力活塞204在其弹簧贴靠面上的相应分级的直径尺寸,压力弹簧和特性曲线弹簧206,208在其相应的端部线圈上固定在该压力活塞上。根据该原理,弹簧座212也固定在压力弹簧206上。阀200的所述组件可以作为预装配的单元,特别是以筒式结构方式安装和拆卸到壳体24中。阀壳体102,202通过一系列密封件或密封环34和支撑环35向外密封。

在压力活塞204的在图2中示出的位置中,第一特性曲线弹簧208还未处于力锁合中。一旦在超过相应高的工作压力pA时,即在压力活塞204移动第一行程距离时存在该压力,则第一特性曲线弹簧208支撑在孔18的盲孔底部上并且与压力弹簧206不同地不直接作用到控制活塞104上。在第一特性曲线弹簧208(或可选地设置的另外的特性曲线弹簧210)存在在压力活塞204和壳体24之间的力锁合时,由于第一特性曲线弹簧208的复位力,压力弹簧206被较小程度地张紧,从而较小的力由压力活塞204施加到控制活塞104上。

代替在此示出的使用特性曲线弹簧208,由此通过仅由两个直线区段组成的特性曲线300近似功率双曲线的理论双曲线走向(参见图4a),通过阀200的扩展也可以安装第二特性曲线弹簧210(未示出),由此得到由三个直线区段组成的特性曲线310(参见图4b)。为此,关于壳体24,孔18的相应的长度区段可以实施成具有更大的直径,并且在其中加工另外的盲孔底部,第二特性曲线弹簧210可以支撑在该盲孔底部上。于是,所有三个弹簧206,208,210处于同轴的并且相互布置的配置中。在实施例中示出的压力活塞204的设计方案的原理能够继续,该原理能够实现弹簧206,208的独立的固定,以便能够实现第二特性曲线弹簧210的固定。

如可看出的那样,在该实施例中,第二阀200的整个组件包括第二阀壳体202、具有支撑环35的密封件34、压力活塞204、压力弹簧206,第一特性曲线弹簧208和弹簧座212已经装配在壳体24外部并且因此作为预装配的单元装入到壳体24中。

构造为旋入壳体的第二阀壳体202的由支撑环35和密封环34构成的密封部相对于壳体表面的所示定位具有特别有效的密封。因此,阀200的整个泄漏可以通过特性曲线弹簧腔19导出到箱孔16中,所述箱孔从壳体24的外侧垂直于阀200的纵轴线延伸到特性曲线弹簧腔19并且通入到所述箱孔中。

第一阀100的壳体(以下:第一阀壳体102)包括控制壳体123以及在外部联接到其上的旋入壳体122,控制活塞104可移动地安装在该控制壳体中。在后者中构造有调节弹簧腔107,在所述调节弹簧腔中安装有预紧的调节弹簧106,所述调节弹簧通过调节弹簧座150支撑在控制活塞104的背离压力活塞204的端侧上。调节弹簧106在与调节弹簧座150对置的端部上安装在调节螺栓105上,所述调节螺栓通过螺纹孔安装在旋入件122中,预紧的旋入壳体122向外延伸并且在那里通过螺母121固定。预紧的调节弹簧106对控制活塞104施加作用力,该作用力抵消由于工作压力pA而由压力活塞204施加的作用力。通过调节调节螺栓105的旋入深度,即通过旋入或旋出,可以改变和调节调节弹簧106的预紧并且由此改变和调节工作压力pA,在所述工作压力下进行控制活塞104的运动(调节开始)。

阀100的包括控制壳体123、完全在其中引导的控制活塞104、旋入壳体122、容纳在其中的调节弹簧106、调节螺栓105、锁紧螺母121、调节弹簧座150以及密封环34、支撑环35和装入到控制壳体123中的封闭元件141的组件,同样可以作为预装配的单元,尤其以筒式结构方式装入到壳体24中。该组件的拆卸例如可以通过在控制壳体123和旋入壳体122之间存在形状配合或者通过控制壳体123和旋入壳体122一件式地实施来实现。在图2中示出了在制造技术方面不太复杂的第一选项。当旋入壳体122稍后作为单独的部件安装时,控制活塞104到控制壳体123中的装配明显更简单。控制壳体123的周面在其朝向旋入壳体122的端部区段中具有弯曲的轮廓,由此旋入壳体122可以通过卷边152固定。

处于高压下的液压流体能够进入的泄漏路径沿着阶梯孔38,39延伸,因此在那里的密封部35利用支撑环34加强。相反,调节弹簧腔107仅利用简单的密封环34向外封闭,因为到达该内部空间中的液压流体不具有高压。

在控制壳体123和控制活塞104之间存在的泄漏要么直接流入特性曲线弹簧腔19中要么首先流入调节弹簧腔107中。这同样适用于控制壳体123和壳体24之间的泄漏。完全在开始时,在安装第一阀100之后,少量的液压流体可以到达壳体24和旋入壳体122之间的区域中。在旋入壳体122和壳体24之间通过阶梯孔38的在那里呈锥形的设计和高的接触压力的密封部在该过渡部处是非常有效的。

为了能够实现从调节弹簧腔107中必要的泄漏导出,存在以下泄漏路径:在控制活塞104的朝向调节弹簧座150的端部区域中,其外径相对于位于控制壳体123中的活塞孔具有明显的不足尺寸。由此得到的宽间隙或环形空间148在控制活塞104中通过径向延伸的孔或径向孔146(参见图3)存在到在控制活塞104中居中延伸的纵向孔138中的流体连接,其中,径向孔146优选具有节流作用或安装的节流阀。作为盲孔在控制活塞104内部终止的纵向孔138通入到控制活塞104的面向压力活塞204的端侧中并且通过弹簧座212中的中央孔继续,由此存在从调节弹簧腔107直至特性曲线弹簧腔19的流体连接。通过从壳体表面到特性曲线弹簧腔19中的孔存在到液压箱30的箱接口16。在径向孔146中使用的节流阀(出于更好的概览原因未示出)实现了控制活塞104的功能运动的阻尼。

控制壳体123大致在其中间具有环绕的凹槽或径向凹槽124,所述凹槽或径向凹槽具有相对大的横截面,所述凹槽或径向凹槽与工作接口12的壳体孔交叉,处于工作压力pA下的液压流体通过所述壳体孔到达阀单元10中。从该径向槽124出发,处于工作压力pA下的液压流体通过倾斜设置的径向孔或倾斜孔126被引导到控制活塞104处,所述径向孔或倾斜孔通向控制壳体123的第一径向内槽128中。为了减轻控制压力pSteu所需的流体连接从第二控制边缘110的区域(参见图3)延伸经过径向孔134,所述径向孔分别伸入到纵向孔138中。

壳体24中的控制压力孔14遇到环形空间144,该环形空间由于控制壳体123相对于壳体24中的阶梯孔38的尺寸不足而存在。流体连接从该环形空间144通过径向孔142延伸到控制壳体123中,该径向孔与在那里无中心地设置的纵向孔140相遇。后者又碰到第二径向内槽130上。在制造中,纵向孔140必须由控制壳体123的盖面安置。该开口通过封闭元件141密封。

在图3中示出了控制活塞104在如下区域中的放大局部图,所述区域在图2中通过用X表示的圆来表示。如可看出的那样,控制活塞104在左侧相对于邻接于第二径向内槽130的控制腔132具有更大的直径,由此得到控制活塞控制面114并且因此得到控制压力pSteu到控制活塞104上的力作用,该力作用符合电路图图示(图1)和对此给出的解释。控制活塞104具有两个控制边缘108,110,所述两个控制边缘根据控制活塞104的位置与控制壳体123的相应的边缘共同作用。

在根据图3的图示中,控制活塞104具有两个控制边缘108,110闭合的位置,即轴向活塞机70的功率或转矩调节处于静止状态。在保持调节弹簧106的调节的情况下,由压力活塞204传递到控制活塞104上的力的减小导致控制活塞104向右(朝压力活塞204的方向)移动,这触发第一控制边缘108的打开并且因此触发控制压力pSteu的提高。在此,在始终存在工作压力pA的第一径向内槽128与控制腔132之间产生流体连接。通过控制压力pSteu的增加,力作用增大,所述力作用将控制活塞104向左挤压到第一控制边缘108的闭合位置中,因为--如已经提到的那样--在控制腔132中存在相应定向的控制活塞控制面114。

从控制活塞104的在图2中示出的位置出发,在保持调节弹簧106的调节的情况下,由压力活塞204传递到控制活塞104上的力的增加导致控制活塞104向左(朝调节弹簧106的方向)移动,这触发第二控制边缘110的打开并且因此控制压力pSteu的减小或卸载。然后存在从控制腔138通过第三径向内槽134通过延伸穿过控制活塞104的径向孔136到在控制活塞104内部延伸的居中的纵向孔138中直至到特性曲线弹簧腔19中并且到箱回引部16的流体连接。控制压力pSteu的压力卸载导致作用到控制活塞控制面114上的力减小,所述力向左挤压控制活塞104并且反作用于第二控制边缘110的闭合。

阀单元10的三个液压接口12,14,16位于壳体24的唯一一个平坦的外表面上,这对于安装或装入到液压装置,例如轴向活塞机70的连接板80中是有利的。

根据本发明的阀单元10的工作原理现在借助于用于调节特性曲线的描述来阐述。为此,图4a和4b示出了通过阀单元10产生的具有一个特性曲线弹簧208(图4a)和两个特性曲线弹簧208,210(图4b)的特性曲线300,310的两个示例。

图4a示出了用于阀单元10的示例性特征曲线300,所述阀单元的第二阀200仅包含一个特征曲线弹簧208。最大可能的枢转角度αmax,即受调节的轴向活塞机70的驱动机构活塞88的最大冲程(参见图6)由轴向活塞机70的条件或以其他方式存在的端部止挡部得出。在调节具体的特性曲线时,在第一步骤中通过调节调节弹簧106的预紧通过调节螺栓105来预设如下工作压力pA1,pA2的高度,所述工作压力应当在最大枢转角度αmax处存在。该工作点也称为调节开始的工作压力。如在图2和3中可见的那样,控制活塞控制面114针对控制压力pSteu这样定向,使得由控制活塞控制面施加到控制活塞104上的力反作用于调节弹簧106的复位力。

特征曲线300的右侧直线区段的斜率(在此还不存在通过特征曲线弹簧208的力锁合)由用于控制压力pSteu的控制活塞控制面114和用于工作压力pA的压力活塞控制面214的大小比得出。关于所述直线区段,调节弹簧106的更强的预紧在保持冲程的情况下导致在更高的工作压力的方向上并且因此导致对于调节开始pA2平行移动的提高的工作压力的特征曲线302。

从工作压力pA的一定的压力水平或压力活塞204移动第一行程距离起,压力弹簧206被压缩得足够远,使得第一特性曲线弹簧208抵靠孔18中的盲孔底部。在超过该工作压力阈值之后,由于工作压力pA施加在压力活塞控制面214上而存在的力的仅一部分作用到控制活塞104上。该力的另一部分导致支撑在压力活塞204和壳体24之间的第一特性曲线弹簧208的收缩。因此,该工作压力阈值表征特征曲线300,302的屈曲点,因为在该工作压力阈值之上,为了使控制活塞104移动确定的行程长度需要比在工作压力阈值之下更高的力。

屈曲点关于枢转角度或冲程的位置可以通过压力弹簧206的弹簧硬度和/或通过第一行程长度来改变,压力弹簧206必须被压缩所述第一行程长度,直到第一特性曲线弹簧208处于力锁合中。属于特征曲线300,302的左侧(在屈曲点的左侧)的直线区段的斜率首先由用于控制压力pSteu的控制活塞控制面114和用于压力活塞204上的工作压力pA的压力活塞控制面214的大小比确定,并且另一方面由第一特征曲线弹簧208的弹簧硬度确定。

然而,调节弹簧106的更强的预紧不仅引起调节开始的提高,而且已经导致压力弹簧206的附加的收缩并且因此导致特性曲线屈曲点朝向稍大的枢转角度的一定的移动。图8示出了根据本发明的阀单元10的一个实施例,其中第二阀200具有带有螺母234的旋入壳体222,通过该旋入壳体能够对压力弹簧206的预紧进行补偿,该预紧通过调节在调节弹簧106上的预紧得到。

在具有两个特性曲线弹簧208,210的解决方案中,得到具有三个直线区段和两个屈曲点(图4b)的特性曲线310,312,314,所述屈曲点相应于压力活塞204的第一和第二行程距离的工作压力或位移,在所述第一和第二特性曲线弹簧208,210分别在其止挡部上碰撞并且达到力锁合。上述关于特性曲线300相对于较高工作压力平行移动的实施方案和可能的补偿相应地适用于图4b的特性曲线310。具有两个屈曲点的特性曲线310可以是有利的,因为在最大枢转角度αmax和最大工作压力pmax保持不变的情况下,在较大数量的屈曲点的情况下,在这些屈曲点处的相应的特性曲线变化不那么强烈或突变(当存在多个特性曲线弹簧时,邻接于一个屈曲点的直线区段的相对角度变大并且因此过渡更平缓)。此外,通过更多数量的特性曲线弹簧或屈曲点实现特性曲线300,310更好地接近双曲线。

如已经阐述的那样,特性曲线300,310的直线区段的斜率由控制和压力活塞104,204的控制面114,214的比例得出(以及在其中至少一个特性曲线弹簧处于力锁合中的直线区段的情况下,也由相应的特性曲线弹簧的弹簧常数得出)。然而,调节弹簧106的预紧的调节不改变直线区段的斜率。为了实现后者,可以规定,控制活塞104或由控制活塞104和控制壳体123构成的单元是可更换的。为此,控制壳体123和旋入壳体122必须两件式地实施。由此可以使用不同构造的控制活塞104(尤其具有不同形状的控制活塞控制面114),以便进一步提高根据本发明的阀单元10的可调节性(尤其以便能够在其斜率方面适配特征曲线300,310的右侧直线区段)。

图5示出了调节装置40的一个实施例的纵截面图,该调节装置构造为体积流量控制阀40并且在控制接口52上作为液压输入变量将控制压力pSteu、阀单元10的输出变量输送给该调节装置。阀40集成在筒状的阀壳体(以下:第三阀壳体42)中,该阀壳体在该实施例中可以直接拧入轴向活塞机70的连接板80中(参见图7)。

第三阀壳体42具有四个径向外槽50,52,54,56。通过在连接板80中相应地布置的孔(在此仅看到通向槽54的孔),流体连接被引导到相应的外槽50,52,54,56中到阀壳体42处。这些径向外槽50,52,54,56是用于输送工作压力pA的工作接口50,用于提供由阀单元10产生的控制压力pSteu的控制接口52,用于对调节活塞48进行压力卸载的第一箱接口54和用于排出泄漏的第二箱接口56。在每个径向外槽50,52,54,56中,在槽底处分别存在至少一个穿透阀壳体42的壁的孔,以便提供与阀活塞44的流体连接。

控制压力pSteu冲击到阀活塞控制面45上,所述阀活塞控制面如此定向,使得施加在其上的控制压力pSteu朝调节活塞腔49的方向将力施加到阀活塞44上。在所示的实施例中,阀40和调节活塞48彼此同轴地布置。直接作用到罐形的阀活塞44上的反馈弹簧46与调节活塞48力锁合。因此,通过该反馈弹簧46作用到阀活塞44上的复位力取决于调节活塞48的位置或驱动机构活塞88的冲程,因此,该压力弹簧46尤其被称为反馈弹簧。

阀40具有第一控制边缘,通过该第一控制边缘可以打开从工作接口50到阀活塞44(以下称为反馈弹簧腔47)的空心体积和与之联接的调节活塞腔49的流体连接,在该工作接口中存在工作压力pA的压力水平。通过第二控制边缘能够打开从第一箱接口54到调节活塞腔49的流体连接,其中,工作压力pA降低到在调节活塞腔49中存在的并且作用到调节活塞48上的调节压力pStell上。在阀活塞44的中间位置中,在调节活塞腔49和工作接口50之间或在调节活塞腔49和第一箱接口54之间不存在流体连接;除了通过第二箱接口56的泄漏连接之外,所述第二箱接口如此设计,使得所述泄漏连接仅实现非常小的体积流量。该泄漏连接延伸穿过仅一个唯一的径向孔57,该径向孔穿透阀活塞44的壁,该径向孔具有朝向反馈弹簧腔47的变窄部。

来自打开的控制边缘的流体连接通过多个穿透阀活塞44的壁的径向孔60延伸到反馈弹簧腔47中,该反馈弹簧腔与调节活塞腔49形成直接相连的内部容积。对于阀单元10的第一阀100,即使在其相应的控制边缘108,110的最大打开的情况下,相应相对小的流动横截面也足够。在40号阀的情况下是不同的。如在图5中可见的那样,必须通过流动横截面能够实现调节活塞腔49的足够快速的填充或排空。出于该原因,用于调节压力pStell的流体连接通过阀活塞44的壁通过多个径向孔60引导。

调节压力pStell作用到调节活塞48的整个径向横截面上。对于功率或转矩调节,必须存在与阀活塞44的工作压力pA和活塞冲程以及轴向活塞机70的转速的相关性,而应避免或补偿其他相关性,其中也包括通过调节压力pStell对阀活塞44的位置的影响。出于该原因,反馈弹簧腔47的盲孔底部具有连续的孔59,由此调节压力pStell也存在于阀活塞44的背离调节活塞腔49的一侧上。

当然,在阀活塞44上,调节压力pStell的两个贴靠面58必须具有相同的面积。由于用于控制压力pSteu所需的控制面,阀活塞44在背离调节活塞腔49的端侧上具有比在纵向区段中更小的外直径,阀活塞44沿着所述纵向区段在第三阀壳体42中被引导。为了存在调节压力pStell对阀活塞44的反作用的补偿,所述阀活塞的外直径在朝向调节活塞腔49的端部区段上具有相同的外直径(其中,反馈弹簧腔47的盲孔底部计入贴靠面58)。

为了再次将阀活塞44装入阀壳体42中,第三阀壳体42中的阀孔必须在其进入侧(在图5中右侧)具有相应更大的直径。在装配阀40时,首先将阀活塞44装入到第三阀壳体42中并且随后在阀活塞44和阀壳体42之间装入装配环54。装配环54本身锚固在第三阀壳体42中,由此作用到其上的调节压力pStell不对阀活塞44施加影响。

图6示出了根据本发明的轴向活塞机70的实施例的纵截面图,所述轴向活塞机包括壳体72和可转动地安装在壳体中的驱动轴86。在驱动轴86上安置有驱动机构筒,多个缸孔以筒转塔状的方式加工到该驱动机构筒中,驱动机构活塞88可轴向移动地安装在该缸孔中。驱动机构活塞88在其未沉入缸孔中的端部上具有可通过球窝接头枢转的滑靴。驱动轴86被引导通过可枢转地安装在壳体72中的斜盘74(也称为枢转摇篮),该斜盘不与驱动轴86一起转动。此外,驱动轴86与可枢转的缩回板抗扭矩地连接,该缩回板将驱动机构活塞88的滑靴压向斜盘,从而滑靴在斜盘74的前侧上滑动并且由此驱动机构活塞88围绕平行于驱动轴86的旋转轴线在其气缸中升降。通过调整斜盘74的枢转角度,可以调整缩回板的角度,进而调整驱动机构活塞88的冲程,从而以已知的方式,驱动机构活塞88根据所调整的枢转角度在其缸孔中升高和降低一定的距离,或者以确定的输送体积V执行冲程。

轴向活塞机70还具有连接板80,该连接板具有中央驱动轴孔87。为了调节斜盘74的枢转角度,调节杆76与斜盘的前侧连接。调节杆76的与斜盘74相反的端部与阀40的调节活塞48连接,所述调节活塞布置在连接板80的孔82中(参见图7)。调节杆76通过调节活塞48的运动的移动导致斜盘74的枢转。复位弹簧78作用到斜盘74的后侧上,所述复位弹簧施加朝调节活塞48的方向作用的力。

图7以透视图示出了根据一个实施例的根据本发明的轴向活塞机的连接板80,其具有安装在连接板80上的根据本发明的阀单元10。轴向活塞机70的液压接头90(工作接头A和抽吸接头S)位于连接板80的侧面上,其中一个在透视图中可见。同样可以在连接板80的后侧上看到驱动轴孔87。

连接板80在其后侧上具有用于直接安装另一轴向活塞机70的更准备好的连接面84。特别是在这种所谓的串联布置中,其他构件和组件等的向后突出的安装是干扰性的,因此按照本发明的阀单元10这样实施,使得所述阀单元不突出超过连接板80的后端部或连接面84的边缘,而是替代地侧向地(在两侧)突出超过连接板80的端部。

在存在用于驱动轴穿通的孔87上方可以看到如下孔82,阀40拧入到所述孔中。在其上方,连接板80以平坦的面终止,所述平坦的面形成用于根据本发明的阀单元10的接触面并且通过所述平坦的面同时将具有与阀单元10兼容的孔图案(参见图2:连接部12,14,16)的三个液压接口引出。在阀单元10上方,另外的液压阀装配在另外的阀单元92中。

在示出的实施例中,阀100和200的调节器轴线分别垂直于驱动轴轴线以及垂直于阀40的纵轴线。同样可以看到阀100和200的两个调节壳体的良好的可接近性或两个阀轴的可接近性。由于这种可接近性,阀100,200可以作为预制组件安装或更换,以便例如--如针对第二阀200所描述的那样--实现特性曲线斜率的改变。良好的可接近性也允许安装另外的入口,以便例如通过安装附加的致动器,例如比例磁体、伺服电机或减压单元或节流阀来实现对特性曲线的操作可变的影响。

与在图2中示出的实施方式不同,图8示出了根据本发明的阀单元10的一个实施例,在该实施例中,压力弹簧206的预紧可从外部手动调节。通过这种可能性,可以修正在调节开始的过程中特性曲线屈曲点的不期望的移动。为了这种功能扩展,在结构上这样扩展/改变阀单元10,使得第二阀200的旋入壳体222的定位设置在壳体24的不同深度中或设置在阶梯孔39中。

对于理解该功能扩展而言重要的是,旋入壳体222在其调节区域的任何位置中都不将沿轴向方向直接作用的力施加到压力活塞204上。在存在第一特性曲线弹簧208的力锁合时,旋入壳体222对压力活塞204施加间接的力作用,但不施加直接的力作用。

特性曲线弹簧腔19直接被安装在壳体24中的套筒223包围。在与旋入壳体222相对置的端侧上,套筒223通过碟形弹簧堆垛224支撑,该碟形弹簧堆垛贴靠在阶梯孔39的肩部区域上。套筒223在径向方向上朝向第一阀100延伸超过碟形弹簧224的自由内部区域。在套筒223的背离特性曲线弹簧腔19的突出部225上存在径向外槽,在安放碟形弹簧224之后将固定元件232,尤其是固定环施加到所述径向外槽上。碟形弹簧224在一侧支撑在壳体孔39的盲孔底部上,并且在对置侧支撑在套筒223的肩部区域上。因此,碟形弹簧224不对包含在阀单元10中的两个活塞104,204中的任何一个施加力作用。通过拧紧锁紧螺母234,旋入壳体222的设定位置被固定。

对于装配阀单元10的优选方法,首先将压力弹簧206以其端部线圈之一固定在压力活塞204上。随后,第一特性曲线弹簧208固定在压力活塞204上。随后,将弹簧座212放置到压力弹簧206的相对置的端部线圈上。装配有其的套筒223和旋入壳体222然后通过形锁合(该形锁合在此也通过弯曲的端部轮廓和卷边226实现)相互连接并且插入到壳体24或锥形的阶梯孔39中。

通过这种结构和这种装配顺序,在这种实施方案中,第二阀200也可以作为预装配的单元装入和拆卸到壳体24中。为此,也可以提供在其长度和弹簧硬度方面不同的压力弹簧和特性曲线弹簧,以便以这种方式具有模块化系统,利用该模块化系统可以提供具有不同特性曲线的扭矩或功率调节。

旋入壳体222和套筒223可替代地一体地制造。然而,优选地,所述部件分开地制造并且在安装到壳体24中之前通过形锁合226彼此连接。

为了在旋入壳体222的整个调节区域上存在对于泄漏导出所需的流体连接,穿透套筒壁的径向孔230碰到构造在套筒223中的径向外槽228上,所述径向外槽在轴向方向上具有相应宽的伸展,以便在阶梯孔39内的不同的可能的位置中始终覆盖箱接口16的孔。

超出可从外部手动执行的特性曲线屈曲点移动的可能性的功能扩展是运行可变的可调节性。在保持基本结构的情况下,这是可能的,其方式为,例如,挺杆穿过旋入壳体222中的中央纵向孔,挺杆例如可以通过致动器如比例磁体或伺服电机在控制活塞104的方向上将附加的力施加到压力活塞204上。当然,在此必须实现沿着从挺杆外壁到挺杆孔的中间空间的泄漏限制,以及存在相应的泄漏导出。

为了能够在该区域中放弃针对工作压力pA的这种密封,替选地,压力活塞204可以实施为多级活塞并且用于工作压力pA的压力活塞控制面214可以在压力活塞204的周面的多级处实现。

在图2和8的实施例中,通过调节弹簧106的预紧来调节第一阀100中的调节开始。这可以手动地从外部通过调节螺栓105预先给定。然而,作为这种机构的替代方案,在此也可以在第一阀100的阀装置上固定致动器,例如比例磁体或伺服电机等,并且相应的力作用通过固定在其上的挺杆施加到控制活塞104或替代调节螺栓105的元件上。

另一替代方案是使用减压单元。在此,阀100必须配备有另外的控制面。通过使用减压单元,避免了阀单元10的结构长度的增加。也可以为第二阀200设置这样的减压单元。

上述两个替代方案具有的优点是,调节开始是运行可变的,也就是说也可以在运行期间并且在此甚至持续地改变。

在相应高的件数的情况下,连接板80的这种扩展可以是有意义的,使得阀单元10安置在连接板80中并且可以省去用于阀单元10的单独的壳体24。

除其他外,本发明具有以下优点:

一方面,在装配和调整过程中易于操作:

-可拆卸的结构,可从侧面进入阀门100和200,因此可方便地进入调节装置(调节螺栓或致动器);

-通过第一阀100简单地调整调节开始;

-主要通过第二阀200进一步影响特性曲线300,310;

-存在调节开始和特性曲线300,310的斜率或第一直线区段(即具有相对高的工作压力和特性曲线的相对小的枢转角度的直线区段)以及特性曲线屈曲点的斜率的近似分开的可调节性;

-对于三个阀100,200,40中的每一个,可以使用筒式结构。因此,整个根据本发明的功率调节系统可以通过预装配的阀进行装配。

此外,整个结构在轴向活塞机70的纵向方向上具有小的延伸并且因此特别好地适合于多个轴向活塞机70的串联布置。

根据本发明的阀单元10的两个阀100,200通过共同的箱接口16共同的泄漏回引也是有利的。

此外,得到根据本发明的阀单元10或根据本发明的功率调节系统的有利的模块化:

-前述的筒式结构允许简单地更换所有阀100,200,40。由此,对于第二阀200提供如下可能性,即,这种阀200配备有不同的特性曲线弹簧并且准备就绪。因此,可以通过更换预装配的第二阀200来调整用于功率或转矩调节的特性曲线300,310;

-所述装置可以在保留许多相同部件的情况下以不同的拆卸阶段实施:

-在一个简单的实施方案中,弹簧预紧的可从外部执行的适配是不可能的,也就是说,不存在调节开始的外部调节的可能性和/或不存在特性曲线屈曲点的外部移动的可能性;

-在已经更灵活的实施方案中,弹簧预紧的可从外部执行的适配是可能的,也就是说存在调节开始的外部调节和/或特性曲线300,310的外部调节的可能性;

-在更灵活的实施方案中,第一阀100的控制活塞104和/或第二阀200的压力活塞204可以在运行期间利用从外部输送的控制变量来影响,例如通过相应安装的比例磁体或伺服电机来影响,所述比例磁体或伺服电机通过挺杆将力施加到控制活塞和/或压力活塞104,204上,或者例如通过使用另外的控制面来影响,所述另外的控制面加载借助于减压单元提供的压力水平。

因为本发明一方面仅涉及阀单元10,所以可行的是,该阀单元在具有用于轴向活塞机70的功率或转矩调节的现有调节装置(例如类似于体积流量控制阀40)的现有系统中使用或简单地改装。结合阀40得到根据本发明的功率调节系统,该功率调节系统同样可以在现有的轴向活塞机70中改装。

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