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1、(10)申请公布号 CN 104024088 A (43)申请公布日 2014.09.03 C N 1 0 4 0 2 4 0 8 8 A (21)申请号 201280065184.9 (22)申请日 2012.12.10 11010236.5 2011.12.27 EP B62D 5/32(2006.01) (71)申请人丹佛斯动力系统有限公司 地址丹麦诺堡 (72)发明人尼尔斯E塞维斯蒂德 莫顿H彼得森 赫勒B拉斯穆森 (74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人王静 (54) 发明名称 液压转向设备 (57) 摘要 提供了一种液压转向设备，包括具有供给端 口(P。
2、)和返回端口(T)的供给端口布置、具有两个 工作端口(L，R)的工作端口布置、布置在所述供 给端口布置和所述工作端口布置之间的方向阀装 置(2)、至少两个流量计(3，4)，所述流量计(3，4) 中的每一个均具有可移动的计量元件(12，15)， 所述计量元件(12，15)由轴(5)连接，所述轴(5) 具有轴线，提供选择阀装置(6)，所述选择阀装置 (6)在第一位置中以液压方式并联布置所述流量 计(3，4)且在第二位置中关闭所述流量计(3，4) 之一，所述选择阀装置(6)具有在平行于所述轴 线的方向上可移动的阀门元件(20)。一个目的是 以简单的方式减少所述液压转向设备中的磨损。 为了这个目的，所。
3、述选择阀装置(6)被布置在所 述两个流量计(3，4)之间，所述轴(5)延伸通过所 述阀门元件(20)。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.06.27 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/005120 2012.12.10 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/097926 EN 2013.07.04 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104024088 A CN 104024088。
4、 A 1/2页 2 1.一种液压转向设备(1)，包括具有供给端口(P)和返回端口(T)的供给端口布置、具 有两个工作端口(L，R)的工作端口布置、布置在所述供给端口布置和所述工作端口布置之 间的方向阀装置(2)、至少两个流量计(3，4)，所述流量计(3，4)中的每一个均具有可移动 的计量元件(12，15)， 所述计量元件(12，15)由轴(5)连接，所述轴(5)具有轴线，提供选择阀装置(6)，所 述选择阀装置(6)在第一位置中液压地并联布置所述流量计(3，4)和在第二位置中关闭所 述流量计(3，4)之一，所述选择阀装置(6)具有在平行于所述轴线的方向上可移动的阀门 元件(20)，其特征在于，所。
5、述选择阀装置(6)被布置在所述两个流量计(3，4)之间，所述轴 (5)延伸穿过所述阀门元件(20)。 2.根据权利要求1所述的液压转向设备，其特征在于，所述选择阀装置(6)包括壳体 (19)，所述壳体(19)具有孔(21)，所述阀门元件(20)被布置在所述孔(21)中，所述孔(21) 为所述阀门元件(20)提供停止件(22)，其中，提供可移除的保持装置(6)以防止所述阀门 元件(20)离开所述孔(21)。 3.根据权利要求2所述的液压转向设备，其特征在于，所述保持装置(6)是螺母(26)。 4.根据权利要求3所述的液压转向设备，其特征在于，所述螺母(26)包括与所述壳体 (19)内的内螺纹螺纹。
6、连接的外螺纹。 5.根据权利要求3或4所述的液压转向设备，其特征在于，所述螺母(26)在与所述阀 门元件(20)相对的面中包括转矩传递几何结构(38)。 6.根据权利要求2到5任一项所述的液压转向设备，其特征在于，在正常转向模式中， 所述阀门元件(20)抵靠所述保持装置支撑。 7.根据权利要求2到6任一项所述的液压转向设备，其特征在于，在所述保持装置和所 述阀门元件(20)之间提供弹簧装置(7)。 8.根据权利要求2到7任一项所述的液压转向设备，其特征在于，在紧急转向模式中， 所述停止件(22)使所述阀门元件(20)的运动停止，以在所述阀门元件(20)和靠近所述阀 门元件(20)的流量计(3)。
7、之间留出间隙(24)。 9.根据权利要求2到8任一项所述的液压转向设备，其特征在于，在正常转向模式中， 所述保持装置被固定在所述壳体(19)内，以在所述保持装置和靠近所述阀门元件(20)的 流量计(4)之间留出距离(27)。 10.根据权利要求7到9任一项所述的液压转向设备，其特征在于，所述阀门元件(20) 包括具有台阶(35)的孔(34)，所述弹簧装置(7)抵靠所述台阶(35)支撑。 11.根据权利要求7到10任一项所述的液压转向设备，其特征在于，所述弹簧装置(7) 包括多个盘簧，所述盘簧沿圆周方向分布。 12.根据权利要求7到10任一项所述的液压转向设备，其特征在于，所述弹簧装置(7) 包。
8、括围绕所述轴(5)的单个盘簧(40)。 13.根据权利要求2到12任一项所述的液压转向设备，其特征在于，提供了转动防止装 置(23)，防止所述阀门元件(20)在所述壳体(19)中转动。 14.根据权利要求2到13任一项所述的液压转向设备，其特征在于，所述阀门元件 (20)包括多个在外表面内的沟槽(33)，所述沟槽(33)在圆周方向具有宽度(A)，所述壳体 (19)在面对所述外表面的内表面上包括相应数量的开口(31，32)，其中彼此相邻的开口之 权 利 要 求 书CN 104024088 A 2/2页 3 间的距离(B)大于所述宽度(A)。 权 利 要 求 书CN 104024088 A 1/5。
9、页 4 液压转向设备 技术领域 0001 本发明涉及一种液压转向设备，包括具有供给端口和返回端口的供给端口布置、 具有两个工作端口的工作端口布置、布置在所述供给端口布置和所述工作端口布置之间的 方向阀装置、至少两个流量计，所述流量计中的每一个均具有可移动的计量元件，所述计量 元件由轴连接，所述轴具有轴线，提供了选择阀装置，所述选择阀装置在第一位置中以液压 方式并联布置所述流量计且在第二位置中关掉所述流量计之一，所述选择阀装置具有在平 行于所述轴线的方向上可移动的阀门元件。 背景技术 0002 从DE19511501A1已知这种液压转向设备。当在所谓的“正常模式”中致动配备有 这种液压转向设备的。
10、车辆时，两个流量计被并联布置。在这种情况下，车辆的转向可受到在 小角度范围内转动的转向轮的影响。在所谓的“紧急转向模式”中，不提供受到压力的液压 流体。在这种情况下，流量计之一被当作辅助泵操作。然而，车辆轮子的转向要求转向轮进 行更大的、转矩被减小的转动。可借助于在供给端口的压力和借助于在相反方向作用的弹 簧实现两种模式之间的自动切换。 0003 从DE19511501A1已知的设计在两个流量计之间要求相当短的万向轴。这产生了 一些问题，例如，因为万向轴没有很多“移动”的机会而导致相对较高的输入转矩。这也可 能导致在制造期间产生废料问题，因为流量计的各部件必须很好地配合在一起。此外，很 多特殊。
11、组件，例如特殊外壳、特殊螺栓等等也是必不可少的，因为液压流体必须围绕螺栓流 动，这又造成螺栓无法引导得足够好，以至于必须使用导销等。 0004 为了克服这个问题，从US2009/0199915A1已知在两个流量计之间放置选择阀。在 该转向设备中，换档阀装置包括布置在两个流量计之间的转动阀元件。这使结构变得复杂 化。当流量计之间的选择阀和两个流量计被以很大的力夹紧在一起时，转动阀装置就不再 能够转动了。当减小夹紧力时，很难获得不泄漏的转向设备。因为必须以相当高的精度制 造防泄漏的转向设备部件。 0005 从EP1212231B1已知其他的转向设备，其中选择阀装置布置在围绕万向轴的壳体 内。这要求。
12、给选择阀装置留出额外的空间。 发明内容 0006 本发明的基本目的是以简单的方式减少所述液压转向设备中的磨损。 0007 该目的的解决在于：所述选择阀装置被布置在所述两个流量计之间，所述轴穿过 所述阀门元件延伸。 0008 这种设计结合了使用能够基本上平行于轴的轴线移动的滑动阀元件的优点以及 在两个流量计之间布置选择阀装置以允许使用相当长的轴的优点。在这种情况下，实际上 有可能仅使用标准组件进行制造。使各部件(齿轮组和万向轴)配合在一起的精度可以被 减小。液压转向设备的全长可被保持为与此前几乎相同。获得液密的液压转向设备相当简 说 明 书CN 104024088 A 2/5页 5 单。 000。
13、9 在优选实施例中，所述选择阀装置包括壳体，所述壳体具有孔，所述阀门元件被布 置在所述孔中，所述孔为所述阀门元件提供停止件，其中，提供了可移除的保持装置以防止 所述阀门元件离开所述孔。当保持装置被安装在壳体内时，阀门元件被陷在孔中的停止件 和保持装置之间。停止件和保持装置彼此间隔一段距离，以允许阀门元件在至少两个位置 之间移动，这些位置之一被分配给正常转向模式，而其他位置被分配给紧急转向模式。选择 阀装置可通过把阀门元件插入所述壳体并安装保持装置而被预先安装。可检测这样生产出 的选择阀装置，并且只有在它以可接受方式工作时，才将它用于液压转向设备的进一步生 产。 0010 优选地，所述保持装置是。
14、螺母。螺母可被容易地固定到壳体，使得安装操作相当简 单。 0011 优选地，所述螺母包括与所述壳体内的内螺纹螺纹连接的外螺纹。用这种方法，有 可能把螺母插入壳体，使得壳体可被设计为具有轴向方向的，即，平行于轴的轴线的方向的 两个相对端处的平坦表面设计壳体。这使得选档装置容易被插入两个流量计之间。 0012 在优选实施例中，所述螺母在相对所述阀门元件的一面中包括转矩传递几何结 构。可使用工具啮合该转矩传递几何结构，以旋转壳体内的螺母。这种设计不需要任何部 件凸出选择阀装置的端面。 0013 优选地，在正常转向模式中，所述阀门元件抵靠所述保持装置支撑。在正常转向模 式中，保持装置的位置限定了阀门元。
15、件的位置，该正常转向模式是在操作中的最优选模式。 因此，保持装置可被用于阀门元件的位置的微调。 0014 在优选实施例中，在所述保持装置和所述阀门元件之间提供了弹簧装置。该弹簧 装置被用于把阀门元件带到用于紧急转向模式(即，供给端口处的压力已经在其中消失或 减小到不允许转向的等级的模式)的正确位置。 0015 在优选实施例中，在紧急转向模式中，所述停止件使所述阀门元件的运动停止，以 在所述阀门元件和靠近所述阀门元件的流量计之间留出间隙。这防止阀门元件挤压流量 计，这种挤压接着将引起增加的磨损。由弹簧装置产生的力完全被选择阀的壳体吸收。 0016 此外，优选的是，在正常转向模式中，所述保持装置被。
16、固定在所述壳体内，以在所 述保持装置和靠近所述阀门元件的流量计之间留出距离。该距离防止选择阀装置对其他流 量计施加压力，这将同样产生磨损。 0017 优选地，所述阀门元件包括具有台阶的孔，所述弹簧装置抵靠所述台阶支撑。这是 相当简单的设计，允许轴穿过所述阀门元件，且同时允许由弹簧装置施加足够的压力。 0018 在优选实施例中，所述弹簧装置包括多个盘簧，所述盘簧沿圆周方向分布。用这种 方法，可使所述弹簧装置产生的力足够大，而且可使它沿圆周方向均匀地分布，以便防止阀 门元件在所述阀门壳体内倾斜。 0019 在另一个实施例中，所述弹簧装置包括围绕所述轴的单个盘簧。这是更简单的设 计。在安装期间，弹簧。
17、装置的装卸只需要将单个弹簧插入阀门元件。 0020 优选地，提供了转动防止装置，防止所述壳体中的所述阀门元件的转动。该阀门元 件应当在一个位置处连接壳体的孔的内壁中的开口，在壳体内放置了阀门元件。这些开口 被分配到在两个流量计中限定的压力腔。因此，开口应当在圆周方向具有固定位置。因此， 说 明 书CN 104024088 A 3/5页 6 有利的是防止所述阀门元件发生转动。 0021 可替换地或作为替代，所述阀门元件包括多个在外表面内的沟槽，所述沟槽在圆 周方向具有宽度，所述壳体在面对所述外表面的内表面上包括相应数量的开口，其中彼此 相邻的开口之间的距离大于所述宽度。在这种情况下，如果出现故障。
18、，阀门元件相对于所述 壳体的转动仍然允许转向，因为不存在所述转动产生短路的可能性。 附图说明 0022 现在将参考附图更详细地描述本发明的优选示例，其中： 0023 图1是转向设备的液压回路， 0024 图2是转向设备的示意性截面图， 0025 图3示出紧急转向模式中另一实施例的示意性截面， 0026 图4示出正常转向模式的图3的转向设备的一部分，以及 0027 图5示出一些通过转向设备的选择阀装置的截面。 具体实施方式 0028 液压转向设备1包括具有供给端口P和返回端口T的供给端口布置。此外，转向 设备1包括具有两个工作端口L，R的工作端口布置。方向阀装置2被布置在供给端口布置 P，T和工。
19、作端口布置L，R之间。在正常转向模式中，即，在供给端口P处具有足够压力的转 向模式中，被传递到工作端口L，R之一的液压流体由两个流量计3，4计量。这些流量计由 公共轴5连接，该公共轴常常被称作“万向轴”或“狗骨”。 0029 转向设备1包括负载感应线LS。这种负载感应线通常连接到具有可变排量的泵。 然而，对转向单元而言，具有负载感应和可变的泵并不是绝对要求。此外，固定排量泵是可 设想的，而且可在转向设备1之前可以插入先导阀。 0030 提供了选择阀装置6，以在两个模式之间切换转向设备1。在上面提及的“正常转 向模式”中，两个流量计3，4并联连接。在所示的位置，选择阀装置关闭流量计4，使该流量 。
20、计4短路并使该流量计4与返回端口T相连接。该位置被用在所谓的“紧急模式”，其中供 给端口P的压力不足以影响转向。选择阀门装置6在一个方向由供给端口P的压力致动，而 在相反方向由弹簧装置7的力致动。当供给端口P中的压力足以克服弹簧装置7的力时， 转向设备1被自动切换到正常转向模式。当压力减小，以至于弹簧装置7的力足以克服供 给端口P处的压力产生的力时，转向设备1就被自动切换到紧急模式。在紧急模式中，流量 计3起到辅助泵的作用，以使装备有转向设备1的车辆仍然能够被转向。 0031 这种液压回路本身是已知的。 0032 图2示意性地示出转向设备1的截面。相同的元件被指定以与图1中的相同的附 图标记。。
21、 0033 方向阀装置2包括壳体8、可转动地布置在所述壳体8内的套筒9，以及像本领域 已知的那样被旋转地布置在套筒9内的线轴10。转向轮(未示出)可借助于连接几何结构 11与线轴10相连接。 0034 以本身已知的方法，流量计3包括具有外齿的星形轮12和具有内齿的星形环13， 内齿的数量比外齿的数量多一个。压力腔14形成于星形轮12和星形环13之间。在此示例 说 明 书CN 104024088 A 4/5页 7 中，流量计3可以具有内齿轮油泵的设计。流量计4包括具有与流量计3的星形轮12和星 形环13相同横截面的星形轮15和星形环16。压力腔17被形成在星形轮15和星形环16 之间。流量计3和。
22、流量计4之间的唯一区别是流量计4在轴向更长，提供更大的排量。这 种设计留出了关于齿轮大小的自由选择(星形轮12；15和星形环13；16)，即，排量的比率， 并且允许限定不同的传动装置，诸如，例如在轴向长度上不同的传动装置。 0035 如本领域已知的那样，当致动转向轮时，线轴10相对于套筒9转动，关闭一些孔口 并打开其他孔口。打开的孔口允许液压流体传到两个流量计3，4，这些流量计由流体致动， 以使星形轮12，15转动。星形轮12，15借助于轴5彼此连接。星形轮12，15与套筒9借由 另一个万向轴18相连接。星形轮12，15的转动引起套筒9相对于线轴10转动，从而使打 开的孔口关闭。 0036 选。
23、择阀装置6被示以与图1相同的切换模式，即，紧急转向模式。 0037 选择阀门装置6包括壳体19和阀门元件20。在壳体19的孔21中，阀门元件20 可以滑动地移动。该孔21示出台阶22，当弹簧装置7的力超出由供给端口P处的压力产生 的力时，阀门元件20在该台阶处停止移动。销23被用作转动防止装置，防止壳体19内的 阀门元件20转动。 0038 选择台阶22的位置，以使在阀门元件20和把流量计3从选择阀门装置6中分离 的板25之间保留空隙24。用这种方法，可避免由阀门元件20和弹簧装置7在流量计3上 产生的压力，这样就减小了磨损的风险。 0039 在阀门元件20的与台阶22相对的侧面，螺母26被拧。
24、入壳体19。螺母26被用作 使阀门元件20保持在壳体19内的保持装置。螺母26包括外螺纹且壳体19包括内螺纹。 螺母26可被拧入壳体到这样的程度：在螺母26和把选择阀装置6从另一个流量计4中分 开的板28之间保留空隙或距离27。用这种方法，可避免流量计4上不期望的压力，以防当 供给端口P处的压力超过弹簧装置7的力时，阀门元件20朝第二流量计4方向移位。 0040 壳体19包括多个盲道29，30，通道29，30的数量与两个流量计3，4中的压力腔14， 17的数量相对应。盲道29，30通向带有开口31，32的孔。阀门元件20包括在轴向方向延 伸的沟槽33。沟槽33的数量与盲道29，30的数量相对应。
25、。当阀门元件在图2所示的位置 中移位时，每对压力腔14，17的两个盲道29，30就被彼此分开。当阀门元件20在其他位置 移位时，即，在朝着第二流量计4的方向上，每对压力腔14，17的两个盲道29，30由沟槽连 接，以使两个流量计3，4并联连接。 0041 轴5延伸穿过阀门元件20。为了这个目的，阀门元件20配备有孔34。该孔显示 出台阶35。弹簧装置7抵靠所述台阶35且抵靠螺母26支撑。 0042 在图2所示的实施例中，弹簧装置7包括多个盘簧，其沿圆周方向均匀地分布。在 圆周方向上，台阶35可被中断，以使沟槽33有足够的空间。 0043 所示的实施例具有如下优点：可通过把阀门元件20插入壳体1。
26、9内的孔21中、安 装弹簧装置7和安装螺母26的方式预先安装选择阀装置6。这种选择阀装置6是自足式 的，这样就能在把它安装到转向设备1中之前对其检测。 0044 阀门元件20中的孔34大到足以允许轴5的锯齿几何形状36通过，其中这种锯齿 几何形状36与第二流量计4的星形轮15中的相应锯齿几何形状37相啮合。 0045 螺母26在其与弹簧装置7相对的面上包括力传递几何结构38，其可通过多个沿圆 说 明 书CN 104024088 A 5/5页 8 周方向分布的盲孔实现。可以用工具啮合该转矩传递几何结构，以旋转螺母26。用这种方 法，就不需要使任何几何结构凸出朝向第二流量计4的螺母26的正面。选择。
27、阀装置6可被 设计为带有两个平坦的正面。 0046 方向阀装置2、流量计3，4和选择阀装置6可借由螺栓39被夹在一起。 0047 图3和4示出转向设备1的另一实施例。与图2中元件相对应的元件被指定以相 同的附图标记。 0048 图3示出紧急转向模式中的转向设备1。在与图1中位置相同的阀门元件20使盲 道29，30彼此分开。 0049 图4示出正常转向模式中的选择阀装置6，其中阀门元件20借由其沟槽33连接盲 道29，30。 0050 图2分别和图3，4所示的实施例的主要区别是弹簧装置7是通过抵靠螺母26且 抵靠阀门元件20的台阶35支撑的单个盘簧40实现的。盘簧40具有足以允许轴5的锯齿 几何。
28、形状36通过的内径。 0051 正如已经关于图2描述的那样，选择阀装置6可被预先安装并被在转向设备1的 外部检测。只有当检测结果充分时，才在转向设备1中安装选择阀装置6。 0052 图5a示出选择阀装置6的一些部件。图5b示出图5a的C-C截图，并且图5c示 出图5b的D的详细结构。 0053 对图2-4中所示的相同元件采用相同的附图标记。 0054 图5示出其中销23已经被损坏以使阀门元件20已经在壳体19内转动的情况。在 这种情况下，不再可能借助于沟槽33连接盲道29，30。然而，这种情况可能造成另一种危 险：两个流量计3，4的压力腔14，17可能分别被短路，从而使转向设备1无法运行。 0。
29、055 为了避免这个问题，沟槽33在圆周方向上具有宽度A，其略小于壳体19内相邻开 口32之间的距离B。宽度A和距离B之间的差值C足以使相邻开口抵靠彼此密封，而与壳 体19内的阀门元件20的转动位置无关。差值C可以相对较小，其可以是零点几毫米，例如 0.3-0.6mm。 0056 因此，即使是在转动防止失效的情况下，紧急转向辅助机构也将一直存在。 0057 在图1所示的液压转向设备1中，选择阀装置6由供给端口P处的压力致动。然 而，另一种可行做法(未示出)是根据其他参数(例如车辆速度或负载)或借由司机激活的 阀门/功能，使两个齿轮组之间的选择阀6对调，以使车辆，例如，可在场的末端快速转弯。 这种功能可与这样的事实相结合：如果供给端口P处的压力不复存在或者已经被减小到不 足以完成转向的压力，紧急转向就具有第一优先权。 说 明 书CN 104024088 A 1/4页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104024088 A 2/4页 10 图2 说 明 书 附 图CN 104024088 A 10 3/4页 11 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104024088 A 11 4/4页 12 图5a 图5b 图5c 说 明 书 附 图CN 104024088 A 12 。