技术领域
[0001] 本
发明涉及一种具有阀壳体的阀装置，中空的阀部件在阀壳体中以可纵向移动的方式被引导，该阀部件在由操纵机构操控的情况下在至少一个打开的
位置中释放穿过阀在
流体输入端与流体输出端之间沿着针
对流体的可预给定的流动路径的流体路径并且在关闭的位置中将所述流体路径截止，在所述关闭的位置中，阀部件与阀关闭部件处于贴靠中，所述阀部件在相应打开的位置中从阀关闭部件升起。
背景技术
[0002] 由DE 101 21 616 A1已知一种这种类型的同轴阀，其具有阀壳体，呈管形式的中空的阀部件以可纵向移动的方式在该阀壳体中被引导，该阀部件与端侧的
阀座共同作用，该阀座布置在阀关闭部件中。此外，为了使中空的阀部件运动，设置有磁
驱动器作为操纵机构，该磁驱动器具有安装在阀部件外侧上的
衔铁，其中，沿运动方向在衔铁两侧的空间经由具有限定横截面的贯通部相互连接。在此，这样选择贯通部的横截面，使得阀部件朝具有阀座的阀关闭部件的关闭运动放慢。因此，通过相应选择贯通部的横截面可调整阀的打开和关闭特性。尤其是，在关闭已知的阀时(这通过呈压
力弹簧形式的
蓄能器的力或通过磁驱动器本身引起)可防止中空的阀部件过于激烈地撞击到阀关闭部件的阀座上，该撞击在专业术语上也被称为“关闭冲击”。关闭冲击的避免引起针对阀的使用寿命延长。但是，由于放慢的关闭特性，又防止了阀的快速响应，从而已知的阀并不适用于多种如下应用，在这些应用中重要的是阀部件的快速的响应特性。
[0003] 在实践中也已表明，在这种同轴阀中可发生：由于阀输入或
输出侧上的压力
波动而发生不期望的打开过程，其方式为，中空的阀部件克服压力弹簧的弹簧力而被干脆
挤压离开具有阀座的阀关闭部件。
[0004] 为了应付这种情况，在DE 10 2005 012 851 A1中在同轴阀中已经提出，使阀座沿中空的阀部件的轴向的运动方向可移动地得到支承并且在此借助在中空的阀部件中处于压力下的介质给阀座朝着中空的阀部件方向加载所述压力；只是针对如下的解决方案设置有连接通道，该连接通道将阀中空内部空间与阀座的背侧连接，以便据此确保阀关闭部件的阀座始终朝着中空的阀部件的方向被加载压力。然而为了可靠地避免所述连接通道由于要控制的流体中的污物而发生掺混和污染，需要附加装备，如用于连接通道的暂时封闭的要操控的膜片关闭部件或
过滤器，该过滤器被插入到通道中。
发明内容
[0005] 因此，从所述
现有技术出发，本发明基于如下任务，以成本有利的且功能可靠的方式提供一种阀装置，该阀装置防止中空的阀部件过于激烈地撞击到阀关闭部件上并且尽管如此仍能实现快速的响应特性、以及确保不会由于在运行时的压力波动而发生阀装置的不期望的打开。
[0006] 一种具有
权利要求1的特征的阀装置解决该任务。
[0007] 通过如下方式，即，根据权利要求1的特征部分存在至少一个流动导引机构，一旦阀部件占据打开的位置，该流动导引机构引起在针对从阀部件中出来的流体的流动路径方面至少部分地换向，确保了：在阀部件与阀关闭部件之间的在中空的阀部件移动关上期间在阀装置关闭时减小的间距同时实现降低有害的流动速度和压力损耗，从而有效地防止压力冲击或关闭冲击。尤其是，由于所述换向也不再发生由流动引起的抽吸效应，所述抽吸效应否则加剧
空化和所提及的关闭冲击。这样能够明显提高这种阀装置的使用寿命，而不会使所述阀装置的响应特性变差。尤其是根据本发明的阀能够在需要的情况下快速切换。
[0008] 此外，对于同轴阀领域普通技术人员而言，令人惊讶的是，其通过所提供的借助于根据本发明的流动导引机构产生的在流动路径方面的换向实现了：即使在阀装置的流体输入或输出侧上产生压力波动的情况下也不再发生阀装置的不期望的打开，其方式为，中空的阀部件在关闭位置中正是可靠地保持在阀关闭部件上。
[0009] 在根据本发明的阀装置的一种优选的实施方式中规定，在针对流体的流动路径的方向上，至少一个另外的流动导引机构彼此相继地连接到所述一个流动导引机构上，所述另外的流动导引机构给由所述一个流动导引机构引起的在所述流动路径方面的换向至少部分地补充另一次换向，使得优选在经历过针对流体的这两次换向之后，在阀部件中主要存在的直线的流体流动方向在经历过这两个流动导引机构之后再次得以获得。这样，相对于已知的解决方案，在阀装置被打开时经由这两个导引机构获得明显变长的流动路径，这在可预给定的流体量的关于时间的流量不变的情况下导致流动速度减小，这迎合了期望的主动的关闭位置阻尼。
[0010] 在根据本发明的阀装置的另一种优选的实施方式中规定，所述一个流动导引机构包括阀部件的和阀关闭部件的如下部分，所述部分在换向的范围内就此而言界定针对在阀部件打开的位置中从阀部件中出来的流体的流动路径。
[0011] 优选地，还规定，所述另外的流动导引机构包括所述一个流动导引机构的部分以及包括引导机构，引导机构优选由阀壳体的壁部分构成。
[0012] 这样可借助阀构造中本身总归已经存在的阀部件实现相应的带有流动掉转的流动导引，这有助于降低成本，并且由于数量少的已经存在的结构部件，提高了功能可靠性。
[0013] 在根据本发明的阀装置的一种特别优选的实施方式中规定，这两个流动导引机构在形成总流动导引机构的情况下一同展开至少一个共同的平面，该平面相应延伸穿过阀部件的纵轴线，并且流体的流动路径在该平面中构造
波形。优选正弦形地延伸的波状部在根据本发明的阀装置的整个横截面上构造环形的波带，该波带意味着流动不受干扰，从而避免了在运行时的
能量损耗。
[0014] 特别优选地规定，这两个流动导引机构至少部分地包括阀部件的、阀关闭部件的和引导机构的如下壁部分，所述壁部分界定在阀部件与阀关闭部件之间的以及在所述关闭部件与引导机构之间的在相对彼此同心的布置下环形的流动空间。这样所形成的分立的流动空间允许在阀装置的流动运行时不受干扰地构造波形。
[0015] 通过如下方式，即，阀关闭部件以与已知的解决方案(DE 10 2005012 851A1)相反的方式固定地布置在阀壳体中并且具有由优选弹性体材料制成的关闭板，在作为所述操纵机构的一部分的蓄能器的作用下，在作为所述操纵机构的另一部分的操纵磁体未通电的情况下，阀部件在其关闭的位置中以密封的方式抵着所述关闭板进行贴靠，得到结构上简单的具有少量可运动的阀部件的构造，这有利于功能可靠性。
[0016] 维护也变得简单，并且布置在阀关闭部件上的关闭板能够在需要的情况下、即例如在磨损的情况下毫无问题地用新部件来替换。因为优选由弹性体材料构造的关闭板相对于特定的介质可具有不相容性，所以就此而言也能够视流体或介质使用而定毫无问题地将一个关闭板用更稳固的关闭板替换。
[0017] 通过如下方式，即，在根据本发明的阀装置的一种优选的实施方式中，在阀部件完全打开的位置中，操纵磁体的磁衔铁在释放作为磁的分隔部的分隔间隙的情况下朝向所述操纵机构的磁极铁芯压到底，并且此时阀部件在其轴向的移动方向上脱离与阀关闭部件的接合，并且阀部件的和阀关闭部件的面向彼此的端侧相对彼此具有轴向的间距，经由选择在阀部件与阀关闭部件之间的间距也开启了如下可行性：经由气隙的大小按照需要调整磁的分隔部。
[0018] 在根据本发明的阀装置的另一种优选的实施方式中规定，在阀部件关闭的位置中，阀部件的自由端侧以一种控制棱边在形成一个流动空间的情况下由阀关闭部件的另一种环形的控制棱边包围。这两个控制棱边不仅能够相对彼此优化地得到调整且能够鉴于其相应端侧的接近性而好地制成，这包括高度、深度和
角度调整在内，而且能够被简单且成本有利地制造。
[0019] 此外，对于阀装置的运行而言有利的是，在阀部件明显打开的位置中，阀部件的自由端侧在增大所述一个流动空间的情况下沿轴向方向离开阀关闭部件的关闭板，并且在阀部件满打开的位置中，阀部件的自由端侧与引导机构齐平地结束，该引导机构限界另一个流动空间。在阀装置运行时，这两个流动空间以其相应的流体填充根据使得在运行时不会出现不
稳定性来使从阀部件至阀关闭部件的移动运动稳定。
[0020] 此外，通过如下方式有利于已经说到的波形的流动走向且使该流动走向稳定：相应的环形的控制棱边通过在所述阀部件上的和/或在所述阀关闭部件上的在其各自的自由端部上的锥状倾斜的环面限界，并且阀关闭部件的一个环面是朝着流体出口方向倾斜的，而阀部件的另一个环面是朝着流体入口方向倾斜的。
[0021] 在根据本发明的阀装置的另一种优选的实施方式中，阀关闭部件在阀壳体中容纳、优选夹紧地容纳在同一阀壳体的如下壳体部件之间，这些壳体部件限界一种环状部，该环状部包括所述另一个流动空间，所述另一个流动空间优选连续扩宽地连接到其他的环状空间上。通过将流动腔室以一种环状部来设计，使得在从阀部件至阀关闭部件的过渡中的连同所述装置的流体输出端中的流体通流变得均匀，从而在这样实现的
层流范围内排除了形成空穴的紊流的可能性。优选地，在此阀关闭部件嵌接穿过环状部，并且在此具有布置在环形凸缘上的穿通部，所述穿通部在两侧通入到环状部中，该环状部在输出侧通向阀装置的流体出口。因为在根据本发明的阀装置中能够使用多个通用件，即使在使用不同的密封材料的情况下也能够使用多个通用件，这样相对于已知的解决方案相应地降低了制造成本。也有助于此的是，阀关闭部件能够基本上构造为转动部件地由总共仅四个构件组合而成，更确切地说以如下形式：用于一个密封插入件的一个
密封件，该密封插入件能够借助于一个
固定器件、如单个的固定螺钉固定在阀关闭部件的一个阀座容纳器件中。在此，该密封件由弹性体的关闭板形成，并且密封插入件本身是独立的构件，该构件引导阀关闭部件的控制棱边。
附图说明
[0022] 下面借助附图详细阐述本发明。附图中：
[0023] 图1示出具有阀部件的阀装置的示意性简化的纵截面，其中，该阀部件布置在其关闭的位置中；
[0024] 图2示出根据图1的阀装置的自由端部区域的相对于图1放大且打断地描绘的示意性简化的纵截面；
[0025] 图3示出根据图1和2的阀装置的阀关闭部件的示意性简化的纵截面；以及[0026] 图4示出图3中的阀装置的阀关闭部件的透视的斜视图。
具体实施方式
[0027] 图1示出阀装置的示意性简化的纵截面，该阀装置具有阀壳体4，中空的柱状的阀部件6在该阀壳体中以可纵向移动的方式被引导。在图1中示出在作为操纵机构8、14一部分的呈压力弹簧形式的蓄能器8的作用下处于关闭的位置中的与阀关闭部件10处于贴靠中的阀部件6，在该关闭的位置中，所述阀部件将穿过阀装置在流体输入端E与流体输出端A之间沿着针对流体、如液压介质(油)的可预给定的流动路径的流体路径截止。
[0028] 在附图中未详细示出的至少一个打开的位置中(在该打开的位置中，由作为操纵机构8、14另一部分的磁操纵机构14操控的阀部件6在其克服压力弹簧8作用的轴向的移动方向上脱离与阀关闭部件10的接合并且从该阀关闭部件升起)，穿过阀装置在流体输入端E与流体输出端A之间沿着针对流体的可预给定的流动路径的流体路径被释放。在阀部件6的所述打开的位置中，阀部件6和阀关闭部件10的面向彼此的端侧42、46相对彼此具有轴向的间距。
[0029] 图1中所示出的磁操纵机构14包括可被通电的操纵磁体16，该操纵磁体以常见并因此不再详细描述的方式具有线圈绕组47，该线圈绕组能够经由插头部件被从外部通电。此外，存在可纵向移动的磁衔铁18，该磁衔铁在紧挨着贴靠的情况下且固定地与阀部件6连接，直接地作用到所述阀部件上。如果线圈绕组47被通电，则沿图1的观察方向看，磁衔铁18从其在图1中示出的线圈绕组47的未通电的状态向左移动，并且阀部件6也克服呈压力弹簧形式的蓄能器8的作用向左移动。在阀部件6的完全打开的位置中，操纵磁体16的磁衔铁18在释放分隔间隙20的情况下(该分隔间隙用作用于操纵磁体16的阶梯状地构造的磁的分隔部)朝向操纵机构8、14的磁极铁芯22压到底。
[0030] 如图2中所示，阀关闭部件10在阀壳体4中容纳、优选夹紧地容纳在同一阀壳体的壳体部件24之间且固定地布置在那。这些壳体部件24在阀壳体4内限界一种环状部26，阀关闭部件10嵌接穿过该环状部，并且该环状部在输出侧通向流体出口A。如图4中所示，阀关闭部件10具有布置在环形凸缘28上的穿通部30，这些穿通部在两侧通入到环状部26中并且优选在圆形轨道上延伸，并且该阀关闭部件具有图3中所示的由优选弹性体材料制成的关闭板32，在操纵磁体16未通电的情况下，阀部件6在其关闭的位置中在蓄能器8的作用下以密封的方式抵着所述关闭板进行贴靠。
[0031] 如图2进一步示出的，所述阀装置具有一个流动导引机构34，一旦阀部件占据相应打开的位置(该位置在附图中未详细示出)，该流动导引机构引起在针对从阀部件6中出来的流体的流动路径方面换向180°。所述一个流动导引机构34基本上包括阀部件6的和阀关闭部件10的如下部分，这些部分在换向的范围内就此而言界定针对在阀部件打开的位置中从阀部件6中出来的流体的流动路径。
[0032] 在针对流体的流动路径的方向上，在图2中示出的至少一个另外的流动导引机构36连接到所述一个流动导引机构34上，所述另外的流动导引机构给由所述一个流动导引机构34引起的在流动路径方面的换向至少部分地补充另一次换向，该换向又是180°，使得在经历过针对流体的这两次换向之后，在阀部件6中主要存在的直线的流体流动方向在经历过这两个流动导引机构34、36之后再次朝着流体输出端A方向得以获得。所述另外的流动导引机构36包括所述一个流动导引机构34的部分以及包括由阀壳体4的限界环状部26的壁部分构成的引导机构38。
[0033] 所述一个流动导引机构34和所述另外的流动导引机构36在形成总流动导引机构的情况下一同展开至少一个共同的处于附图平面中的虚构的平面，该虚构的平面相应延伸穿过阀部件6的纵轴线L，并且流体的流动路径在该虚构的平面中构造波形。这两个流动导引机构34、36至少部分地包括阀部件6的、阀关闭部件10的和引导机构38的如下壁部分，所述壁部分界定在阀部件6与阀关闭部件10之间的以及在所述阀关闭部件10与引导机构38之间的在相对彼此同心的布置下环形的流动空间40。就此而言，虚构的平面和波形也构造本身闭合的环形的三维空间。
[0034] 如图2所述，在阀部件6关闭的位置中，该阀部件的自由端侧42以一种环形的控制棱边43在形成一个流动空间44的情况下由阀关闭部件10的另一种环形的控制棱边45包围，所述另一种环形的控制棱边构造在阀关闭部件的自由端侧46上。如图3所示，阀关闭部件10上的环形的控制棱边45通过在阀关闭部件自由端部上的朝着流体出口A方向倾斜的锥状的环面64限界。
[0035] 如图2所示，阀部件6的环形的控制棱边43通过阀部件6上的在其自由端部上的朝着流体入口E方向倾斜的另一个锥状的环面62限界。如在附图中未详细示出的，在阀部件6明显打开的位置中，该阀部件的自由端侧42在一个流动空间44增大的情况下沿轴向方向离开阀关闭部件10的关闭板32。在阀部件6满打开的位置中，该阀部件的自由端侧42与引导机构38齐平地结束，该引导机构限界另一个流动空间48。环状部26包括所述另一个流动空间48，所述另一个流动空间优选连续扩宽地连接到其他的环状空间66上。
[0036] 如图3所示，阀关闭部件10还具有柱状的构造为转动部件的密封插入件50和密封件容纳器件52，该密封插入件具有端部侧的底部60，引导通过部延伸穿过该底部。在密封插入件50中容纳关闭板32。密封插入件50的内直径在其最小的部位上大于阀部件6的外直径。密封件容纳器件52具有设有内
螺纹的
盲孔54，用于旋入固定螺钉56，关闭板32和密封插入件50能够借助于该固定螺钉、尤其是借助该固定螺钉的
螺钉头作用于关闭板32且延伸穿过关闭板32的和密封插入件50的引导通过部的情况下被固定在密封件容纳器件52上。密封插入件50的朝着流体入口E方向指向的边缘区域(该边缘区域朝着阀部件6方向伸出超过关闭板32)形成阀关闭部件10的环形的控制棱边45。
[0037] 在如图3中所示的纵截面中观察，面向密封插入件50内侧的对阀关闭部件10的控制棱边45进行限界的内壁部从密封插入件50的一个端部58朝着底部侧的另一个端部60方向首先倾斜于阀关闭部件10的纵轴线L、尤其是锥状收缩地以在8度与18度之间的、优选13度的角度α延伸。朝着所述另一个端部60的方向，平行于阀关闭部件10的纵轴线L的无倾斜的走向连接到该倾斜的走向上，在该无倾斜的走向上，密封插入件50具有其最小的内直径。倾斜的走向与无倾斜的走向之间的比率在10:1与10:5之间、优选为10:3。在控制棱边45的无倾斜的走向之后，密封插入件50的内壁部的内直径跳跃式地扩宽。关闭板32这样布置在该内直径扩宽部的区域中，使得密封插入件50的控制棱边45在其面向关闭板32的端部上以凸起部的方式朝着阀关闭部件10的纵轴线L方向突出超过关闭板32。
[0038] 在如图2中所示的纵截面中，面向阀部件6内侧的对阀部件6的控制棱边43进行限界的内壁部，从阀部件6的一个端侧42朝着其另一个端侧方向倾斜于阀部件6的纵轴线L、尤其是锥状收缩地以在30度与40度之间的、优选35度的角度β延伸。
[0039] 在此，密封件容纳器件52为了流体的流动引导在其背离密封插入件50的这侧和面向流体出口A的这侧上部分地锥状收缩。
[0040] 下面描述流动穿过阀的流体在流体输入端E与流体输出端A之间的流动路径:
[0041] 如果阀关闭部件10布置在一个其打开的位置中(该打开的位置在附图中未详细示出)，则在第一步骤中，流体从流体输入端E出发基本上直线地流动穿过中空的阀部件6。在第二步骤中，流体流过一个流动导引机构34，通过所述一个流动导引机构引起在流动路径方面换向180°，并且紧接着在第三步骤中，流体流过另外的流动导引机构36，通过所述另外的流动导引机构引起在流动路径方面的另一次换向，该换向又是180°。此时，流体经过一个流动空间44并且穿过该流动空间到达环状部26中的另一个流动空间48，阀关闭部件10固定地布置在所述环状部中。在第四步骤中，流体流过阀关闭部件10的环形凸缘28中的穿通部30并且到达其他的环状空间66中。在最后的步骤中，流体基本上直线地流过流体输出端A。
[0042] 如果将阀装置打开；则即中空柱状的阀部件6以其自由端侧离开固定地布置在壳体4中的阀关闭部件10的端侧，流体从阀部件6中出来并且以被节流的方式向径向外部转向90°地沿着阀关闭部件10的关闭板32被引导。接着，流体还在速度降低的情况下碰到密封插入件50的内侧并且多亏具有阀关闭部件10的向外指向的控制棱边45的一个流动导引机构
34，发生已经描述的流体转向或换向180°。在稍微打开的阀位置中，如下流体流动以被强烈节流的方式进行，这提高了流体引导的稳定性。除了经由阀部件6的控制棱边43的第一次换向以外，沿相反方向经由具有阀关闭部件的控制棱边45的另外的流动导引机构36朝着阀装置的流体输出端A方向发生另一次换向。在此，在打开过程开始时也发生进一步节流，这减小了在打开阀装置时的动态。在阀部件6进一步打开的情况下，经由两个流动导引机构34、
36作为阀装置的总流动导引机构达到的节流效果减小，并且流体速度增加。此时，则在阀装置的流体输入端E上的流体流和在阀装置的流体输出端A上的流体流平行地指向，从而流动损耗不能导致在过滤装置内发生紊流的流动走向，这否则加剧尤其是在阀关闭部件10上出现的空化。在打开过程中对流体流的已经描述的节流也这样沿反过来的方向在关闭阀装置时存在，从而阀部件6仅在有阻尼的情况下与阀关闭部件10发生贴靠，这有助于避免令人担心的关闭冲击。通过这两个流动导引机构34、36也实现了：阀部件6独立于在流体输入端E上的或在流体输出端A上的可能的压力波动而仍保持在关闭的位置(参见图1)中，因为尤其是具有控制棱边45的所述另外的流动导引机构36有助于避免这种压力波动可未被屏蔽地作用于阀部件6的端侧。为了使针对阀部件6的关闭位置稳定，也有帮助的是，所述阀部件以其控制棱边43以密封的方式在形成环形贴靠的情况下沉入到关闭板32的弹性体材料中。因为就此而言阀部件6的控制面受到保护以防不期望的流体作用，则甚至也不再需要将呈压力弹簧8形式的蓄能器设计成强度或
刚度特别大，这否则可对阀装置的总能量平衡产生不利作用，因为则需要更强的操纵磁体16，以便能够使磁衔铁18连同阀部件6克服压力弹簧8的作用移动。这因此在现有技术中没有相应情况。
