Поршневой клапан

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения, в частности к системам управления. Клапан для управления потоком текучей среды содержит внутреннюю втулку с управляющей поверхностью и среднюю втулку. Внутренняя втулка выполнена с возможностью первого движения относительно средней втулки. Клапан имеет управляющий поршень. За счет первого движения происходит второе движение управляющего поршня, за счет чего клапан переводится в состояние переключения. Система управления для транспортного средства содержит клапан для управления потоком текучей среды. Достигается улучшение работы клапана. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к клапану для управления потоком текучей среды и к системе управления для транспортного средства.

Из уровня техники известны клапаны, которые в гидравлических или пневматических системах переключают/управляют/направляют поток текучей среды.

Для направления потока текучей среды используются клапаны, которые содержат внутреннюю и среднюю втулку и корпус клапана. Внутренняя втулка может поворачиваться относительно средней втулки, за счет чего могут быть реализованы различные состояния переключения клапана. На корпусе клапана расположены соединительные выводы для подвода и отвода текучей среды. Поскольку средняя втулка может поворачиваться относительно наружной втулки/корпуса клапана на более чем 360°, то подвод и отвод текучей среды осуществляются через кольцевые канавки. Для обеспечения безупречной работы, переходы выполнены, например, округленными. Для этого, наряду с радиальной обработкой, необходимо выполнять также осевую обработку. Выполнения осевых канавок на внутренних стенках средней втулки связано со сложным процессом обработки. С точки зрения технологии изготовления этот процесс обработки является сложным, в частности, если средняя втулка выполнена очень небольшой. Кроме того, проблематичной является установка «гидравлической середины» клапана при комплектации/сборке/монтаже. Для этого необходимо сложное управление. Гидравлическая середина представляет исходную ситуацию расположения втулок относительно друг друга. В этом исходном состоянии поток текучей среды направляется, например, непосредственно в возврат.

Поэтому задачей является создание клапана, который прост в изготовлении и/или «гидравлическую середину» которого можно легко устанавливать или в котором обеспечивается возможность самостоятельной установки гидравлической середины.

В качестве первого варианта выполнения изобретения предлагается клапан для управления потоком текучей среды, содержащий внутреннюю втулку с управляющей поверхностью и среднюю втулку, при этом предусмотрена возможность первого движения внутренней втулки относительно средней втулки, при этом клапан имеет управляющий поршень, при этом за счет первого движения происходит второе движение управляющего поршня, за счет чего клапан переводится в состояние переключения.

За счет расположения управляющего поршня можно отказаться от осевой обработки внутренних стенок для направления потока текучей среды, за счет чего значительно упрощается процесс изготовления клапана.

В качестве второго варианта выполнения изобретения предлагается система управления для транспортного средства, содержащая клапан по любому из пп. 1–8 формулы изобретения.

Примеры выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно одному примеру выполнения изобретения, предлагается клапан, при этом в состоянии переключения поток текучей среды направляется в первом или втором направлении или при этом прерывается поток текучей среды.

Согласно одному другому варианту выполнения изобретения, предлагается клапан, при этом первое движение является поворотом/вращательным движением/осевым сдвигом и/или при этом второе движение является поворотом/вращательным движением/осевым сдвигом, при этом осевой сдвиг является сдвигом в направлении продольной оси клапана.

Согласно одному другому примеру выполнения данного изобретения, предлагается клапан, при этом клапан имеет средство для прижимания управляющего поршня к управляющей поверхности.

Согласно одному примеру выполнения изобретения, предлагается клапан, при этом упомянутое средство выполнено с возможностью действия вдоль продольной оси клапана.

За счет прижимания управляющего поршня к управляющей поверхности, при подходящем выполнении наклона управляющей поверхности относительно продольной оси, клапан может самостоятельно возвращаться после поворота в свое исходное положение. Самостоятельно устанавливаемое исходное положение можно определять в качестве «гидравлической середины».

Согласно одному примеру выполнения изобретения, предлагается клапан, при этом средство является пружиной.

За счет применения пружины можно простым образом создавать силу прижимания управляющего поршня.

В одном другом варианте выполнения изобретения предлагается клапан, при этом управляющая поверхность наклонена относительно продольной оси клапана и/или при этом управляющая поверхность за счет первого движения освобождает для управляющего поршня больше пространства или меньше пространства в направлении продольной оси.

Согласно одному другому примеру выполнения данного изобретения, предлагается клапан, при этом клапан имеет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или любое число управляющих поршней.

Как за счет применения любого числа управляющих поршней, так и конструкции/механического выполнения отдельного поршня/отдельных поршней, можно выбирать размеры клапана относительно его потока текучей среды в соответствии с требованиями.

В качестве одной идеи данного изобретения предлагается клапан, который можно переключать с помощью управляющего поршня. За счет этого можно отказаться от сложной обработки внутренних стенок втулок клапана.

Отдельные признаки можно, естественно, комбинировать друг с другом, за счет чего могут частично достигаться предпочтительные действия, которые выходят за сумму отдельных действий.

Другие подробности и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 – клапан согласно уровню техники;

фиг. 2 – клапан согласно изобретению;

фиг. 3 – клапан согласно изобретению, в разнесенной изометрической проекции;

фиг. 4 – продольный разрез участка клапана согласно изобретению;

фиг. 5 – поперечный разрез клапана согласно изобретению;

фиг. 6 – кривые для иллюстрации взаимосвязи между крутящим моментом и давлением.

На фиг. 1 показан клапан, согласно уровню техники, содержащий среднюю втулку 2 и внутреннюю втулку 1, при этом внутреннюю втулку 1 можно поворачивать относительно средней втулки 2. Средняя втулка 2 имеет продольные канавки 15, которые необходимы для безупречного подвода и вытекания текучей среды. Продольные канавки 15 требуют, наряду с радиальной обработкой, также осевую обработку внутренней стенки средней втулки 2, что связано с большими затратами на обработку.

На фиг. 2 показан клапан, согласно изобретению, содержащий внутреннюю втулку 5, которая установлена с возможностью поворота, и среднюю втулку 14. На корпусе 7 клапана расположены соединительные выводы для подвода и отвода 6, 12 текучей среды. В средней втулке 14 могут быть установлены управляющие поршни 10, которые с помощью пружин 9 могут удерживаться с напряжением в осевом направлении, т.е. в направлении продольной оси 20 клапана, и которые прилегают к управляющей поверхности 19. За счет поворота/вращения внутренней втулки 5 управляющая поверхность 19 может, например, изменять свой наклон в месте прилегания управляющего поршня 10 и управляющие поршни 10 могут сдвигаться в осевом направлении 20. За счет осевого сдвига управляющих поршней 10 может осуществляться переключение клапана.

На фиг. 3 показан в разнесенной изометрической проекции клапан, согласно изобретению, содержащий внутреннюю втулку 5 и среднюю втулку 14, при этом в средней втулке 14 расположены управляющие поршни 10. Управляющие поршни 10 с помощью пружин 9 удерживаются под механическим напряжением и прижимаются к управляющей поверхности 19. За счет поворота внутренней втулки 5 поворачивается также управляющая поверхность 19 и управляющие поршни 10 могут сдвигаться в осевом направлении.

На фиг. 4 показан в продольном разрезе участок клапана, согласно изобретению, с внутренней втулкой 5, средней втулкой 14 и управляющим поршнями 10. Управляющие поршни 10 прижимаются с помощью пружин 9 к управляющей поверхности 19 внутренней втулки 5. При повороте внутренней втулки 5 также поворачивается управляющая поверхность 19, и управляющие поршни 10 могут отжиматься вниз, или управляющие поверхности 19 могут освобождать пространство/место вверху, и управляющие поршни 10 могут с помощью пружин 9 отжиматься вверх. Поэтому за счет этого осуществляется осевой сдвиг управляющих поршней. Осевой сдвиг можно использовать для соединения/рассоединения кольцевых канавок, соответственно, канавок 11, 21, за счет чего могут быть реализованы состояния переключения клапана. После поворота, на основании прижимания управляющих поршней 10 к управляющей поверхности 19, может осуществляться обратный ход поворота, за счет чего клапан самостоятельно переходит в исходное состояние.

На фиг. 5 показан поперечный разрез клапана, согласно изобретению, с управляющими поршнями 10, которые установлены внутри средней втулки 14. Кроме того, показан механический упор 13, который обеспечивает не превышение максимального поворота управляющих поверхностей 19.

На фиг. 6 показан график зависимости между крутящим моментом М, который воздействует на внутреннюю втулку 5, и вызываемым за счет этого давлением Р внутри системы. Система может быть гидравлической или пневматической. Показано, что предпочтительно за счет изменения свойств пружин (мягкая пружина/жесткая пружина) можно получать различные характеристики 23, 24. При выборе характеристики 23 (мягкая пружина) за счет небольшого крутящего момента на внутренней втулке 5 уже получается большое изменение давления. При использовании жесткой пружины за счет небольшого крутящего момента получается лишь небольшое изменение давления в системе.

Следует отметить, что понятие «содержит» не исключает другие элементы или стадии способа, так же как понятие «один» и «одна» не исключает несколько элементов или стадий.

Применяемые цифровые позиции служат лишь для улучшения понимания и не должны рассматриваться в качестве ограничения, при этом объем защиты изобретения определяется формулой изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

1 Внутренняя втулка

2 Средняя втулка

3 Кольцевая канавка

4 Клапанная заслонка

5 Внутренняя втулка/поворотная заслонка

6 Вход

7 Наружная втулка/корпус клапана

9 Пружина

10 Управляющий поршень

11 Канавка

12 Возврат

13 Механический упор

14 Средняя втулка

15 Продольная канавка

16 Кольцевая канавка

17 Кольцевая канавка

18 Угол α

19 Управляющая поверхность

20 Продольная ось

21 Канавка

22 Подвод или отвод текучей среды

23 «Мягкая» пружина

24 «Жесткая» пружина

Р Давление

М Крутящий момент

1. Клапан для управления потоком текучей среды, содержащий:

внутреннюю втулку (5) с управляющей поверхностью (9) и

среднюю втулку (14), при этом предусмотрена возможность первого движения внутренней втулки (5) относительно средней втулки (14),

отличающийся тем, что клапан имеет управляющий поршень (10), при этом за счет первого движения происходит второе движение управляющего поршня (10), за счет чего клапан переводится в состояние переключения.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в состоянии переключения поток текучей среды направляется в первом или втором направлении или при этом прерывается поток текучей среды.

3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое движение является поворотом/вращательным движением/осевым сдвигом и/или при этом второе движение является поворотом/вращательным движением/осевым сдвигом, при этом осевой сдвиг является сдвигом в направлении продольной оси (20) клапана.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что клапан имеет средство для прижимания управляющего поршня (10) к управляющей поверхности (19).

5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что средство выполнено с возможностью действия вдоль продольной оси клапана.

6. Клапан по п.4 или 5, отличающийся тем, что средство является пружиной (9).

7. Клапан по п.4, отличающийся тем, что управляющая поверхность (19) наклонена относительно продольной оси (20) клапана и/или при этом управляющая поверхность (19) за счет первого движения освобождает для управляющего поршня (10) больше пространства или меньше пространства в направлении продольной оси (20).

8. Клапан по п.1, отличающийся тем, что клапан имеет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или любое число управляющих поршней (10).

9. Система управления для транспортного средства, содержащая клапан по любому из пп.1–8.