专利名称：流体方向控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体方向控制阀，其用于建立第一通流路径和第二通流路径，在所述第一通流路径中，流体被吸入，并且在压力作用下输送到消耗器，在所述第二通流路径中，流体从消耗器中被抽出，所述流体方向控制阀具有外壳，所述外壳具有储罐接口，用于与泵的压力侧连接的压力接口，用于与泵的吸入侧连接的吸入口和消耗器接口 ；至少一个阀瓣，所述阀瓣设置在外壳的内部，并且可在用于建立第一通流路径的第一阀瓣位置和用于建立第二通流路径的第二阀瓣位置之间移动，其中，所述外壳具有两个部分，在这两个部分上分别构成有至少两个阀座。
背景技术：
从文献W02005/108840A1中已知这种类型的流体方向控制阀。在这个文献中公开的原理的基础上制造的流体阀具有外壳，所述外壳具有基件， 在所述基件上设置有两个接口 ；盖部件，在所述盖部件上设置有另两个接口。在所述外壳部分之间设置有隔板，所述隔板借助于相对复杂的密封件限定通流路径。已知的流体方向控制阀相对大地构成，并且具有相对大量的构件。
发明内容
相比之下，本发明的目的是，提供一种改进的流体方向控制阀，其特别可以更紧凑地构成，并且具有更少的构件。该目的根据本发明的第一观点由此实现，所述外壳具有基件，在所述基件上构成储罐接口，压力接口，吸入口和消耗器接口 ；盖部件，所述盖部件具有封闭的管道，所述管道与相关联的阀座连接。在根据本发明的流体方向控制阀中，一方面可以更容易地到达所述接口，因为它们设置在外壳部分中的一个上。此外，由于盖部件构成有封闭的管道，因此构件数量的减少是可能的。特别是所述阀外壳仅由基件和盖部件组成，其中，所述基件和盖部件优选分别一件式地构成。换言之，不需要用于建立通流路径的中间件，以至于可以取消在这个中间件和基件或盖部件之间的密封。所述目的因此得以完全实现。特别优选的是，储罐接口，压力接口，吸入口和消耗器接口构成在基件的一侧上。因此，还可以进一步简化所述储罐的、消耗器的和泵的接口。根据另一优选的实施形式，在基件和盖部件之间的接口上构成有第一和第二阀室。在此，如在上述W02005/108840A1中公开的，所述阀室的密封可优选通过同样在阀瓣上模制的环形阀室密封件来实现。此外有利的是，在基件上构成有第一阀座，所述第一阀座将压力接口与第一阀室连接。此外优选的是，在盖部件上构成第二阀座，所述第二阀座将吸入口与第一阀室连接。以这种方式，第一阀室可以通过第一和第二阀座与压力接口或与吸入口连接。相应地优选的是，在基件上构成有第三阀座，所述第三阀座将吸入口与第二阀室连接，并且/或者在盖部件上构成有第四阀座，所述第四阀座将压力接口与第二阀室连接。以这种方式，第二阀室可以通过第三或第四阀座或与吸入口连接，或与压力接口连接。为了建立通流路径，在此优选的是，阀瓣具有第一阻塞体，所述第一阻塞体可在阀室的内部且在第一和第二阀座之间移动。相应地优选的是，所述阀瓣具有第二阻塞体，所述第二阻塞体可在第二阀室的内部且在第三和第四阀座之间移动。因此，所述阀瓣优选设置有两个阻塞体，所述阻塞体设置在第一或第二阀室的内部，并且与阀瓣的运动一致地同步运动。在为基本位置的第一阀瓣位置中，所述阻塞体优选密封地紧贴在第一阀座或第三阀座上。反之，在第二阀瓣位置中，所述阻塞体优选密封地紧贴在第二阀座或第四阀座上。此外，总体来说优选的是，封闭的管道分别具有流动回转点，其中，封闭的管道中的至少一个与压力接口相连，并且其中，该管道的流动回转点的横截面面积不大于从所述流动回转点通向阀座的管道段的横截面面积。在流动回转点的区域中，通过处于压力下的流量施加力，所述力指向盖部件从基件抬升的方向。由于所述流动回转点的横截面面积在所需尺寸上的限制，能够尽可能地减小所述力。这导致可减少用于相对于盖部件密封基件的费用，因为能够通过该措施降低指向抬升的方向的力。根据另一总体来说优选的实施形式，封闭的管道分别具有流动回转点，其中，封闭的管道中的至少一个与压力接口连接，并且其中，从压力接口道通向流动回转点的管道段倾斜地定向。通过该措施可能的是，所述流体以一定角度倾斜地被引导到流动回转点，以至于可能的是，尽可能减小所述流动回转点的横截面面积。在此，倾斜的管道段优选成形为，使得它直接通入流动回转点。在此优选的是，从压力接口通向流动回转点的管道段以大于45度，优选大于60度的角相对于在基件和盖部件之间的分界面定向。通过该措施可实现，使得垂直于分界面作用的力尽可能最小化(投影的压力面最小化)，所述力沿盖部件的从基件抬升的方向作用。此外，外壳形状可因此紧凑地构成。根据本发明的第二观点，上述目的通过流体方向控制阀得以实现，所述流体方向控制阀具有第一和第二阀室，其中，可在第一和第二阀瓣位置之间移动的阀瓣具有第一和第二阻塞体，所述第一和第二阻塞体设置在第一或第二阀室的内部，其中，阻塞体在阀瓣位置中的至少一个上可从不同的侧面借助处于压力下的流体加载，并且其中，第一或第二阀室的配设给所述阀瓣位置的阀座和/或阻塞体构成为，使得所述阀瓣借助于处于压力下的流体压入所述阀瓣位置中。通过该实施形式可实现，使用所述流体压力将阀瓣压入阀瓣位置中。因此，所述阀瓣可以说能够自闭塞地保持在阀瓣位置中，所述阀瓣位置优选为流体方向控制阀的基本位置。为此可替代的是，使用所述流体压力辅助由致动器施加的力。但是，优选仅使用所述致动器将阀瓣带到一个阀瓣位置中，其中，所述致动器在接通泵后需要时也可以断开，因为这样建立的阀瓣位置通过流体压力保持。在这种情况下特别有利的是，阻塞体在一个阀瓣位置中紧贴在第一阀室或第二阀室的相应的阀座上，其中，在该阀座上受到压力加载的面积的大小不同。因此，借助于比将另一个阻塞体压离另一个阀座所需要的力大的力将一个阻塞体压靠在阀座上。因为施加在阻塞体上的力除了压力以外还取决于受压力加载的面积。显而易见，前面提及的并且下面还要阐述的特征不仅能够以分别说明的组合方式使用，而是也能够以其它组合方式或独自地使用，而不超出本发明的范围。
在附图中示出并且在下述说明中详细解释本发明的实施例。附图示出图1示出具有尿素喷射装置的机动车的示意图，所述尿素喷射装置具有根据本发明的流体方向控制阀，其中，示出在第一阀瓣位置中的所述流体方向控制阀；图2示出在第二阀瓣位置中的流体方向控制阀的相应于图1的视图；图3示出阀瓣的俯视图，如其可用于根据本发明的流体方向控制阀。图4示出沿着图3的剖面线IV-IV的剖视图；以及图5示出在第一阀瓣位置中的根据本发明的流体方向控制阀的类似于图1的示意图。
具体实施例方式在图1中以10示意地绘出机动车。所述机动车10具有内燃机12，它的废气通过排气装置14排出。此外，机动车10配设有尿素喷射装置20，尿素可借助于所述尿素喷射装置喷入排气装置14中，以便减少氮气。这样的尿素喷射装置的技术基础普遍已知，并且因此在这里由于紧凑的图示的原因不再说明。所述尿素喷射装置20具有尿素储罐22，尿素能够大量容纳在所述储罐中。此外， 所述尿素喷射装置20具有尿素喷射阀M，所述尿素喷射阀为流体消耗器，并且借助于所述尿素喷射阀，尿素可喷射到排气装置14中。尿素是一种流体，其能够在如经常在机动车中所受到的低温下冷冻。因此绝对必要的是，在内燃机12停机后将尿素喷射装置20排空，其中，位于尿素喷射装置20中的尿素被泵回到尿素储罐22中。泵沈用于借助于尿素喷射阀M喷射尿素，也用于抽空尿素喷射装置20，所述泵优选单向地构成。所述泵沈根据需要借助于泵电机观(例如电动机)驱动。为了能够一方面在压力下将尿素输送到尿素喷射阀24，并且为了能够将尿素从尿素喷射装置20中抽出，设置有流体方向控制阀30，所述流体方向控制阀在这里构成为4/2 方向阀。此外，所述流体方向控制阀30构成为具有阀瓣32的止回阀，所述阀瓣可在如在图 1中示出的第一阀瓣位置(基本位置)和如在图2中示出的第二阀瓣位置之间来回移动。 为了使阀瓣32来回移动，设置有阀瓣杠杆34，所述阀瓣杠杆从流体方向控制阀30向外延伸，并且可借助于阀致动器36操作。所述阀致动器36优选具有电磁致动器38，所述电磁致动器可使电枢40移动。所述电枢40通过第一弹簧42与阀瓣杠杆34耦联。此外，所述电枢40通过第二弹簧44与阀瓣杠杆34耦联。通过弹簧耦联可实现，在阀瓣杠杆34上不总是作用完全的致动力，而是作用从弹簧42、44的相应的弹簧常数中得出的力。因此可避免在阀瓣32上施加太大的力。所述流体方向控制阀30具有外壳50，所述外壳优选仅由基件52和盖部件M组成。所述基件52和盖部件M通过分界面55相互连接。在基件52上设置有消耗器接口 58，所述消耗器接口与尿素喷射阀M连接。此外， 在基件52上设置有用于与泵沈的压力侧连接的压力接口 60和用于与泵沈的吸入侧连接的吸入口 62。最后，在基件52上设置有用于与尿素储罐22连接的储罐接口 56。在外壳50中设置有第一阀室64，在所述第一个阀室的内部，阀瓣32的第一阻塞体 66可在第一阀瓣位置和第二阀瓣位置之间移动。此外，在外壳50中设置有第二阀室68，在所述第二阀室的内部，阀瓣32的第二阻塞体70可在第一和第二阀瓣位置之间移动。所述阀室64、68在外壳50中设置为，使得所述分界面55延伸穿过阀室64、68。如下面还要说明，所述阻塞体66、70双双在阀瓣32上模制，并且因此在第一阀瓣位置和第二阀瓣位置之间相互同步地移动。在第一阀室64中构成有第一阀座72和第二阀座74。所述阻塞体66可在第一阀座72和第二阀座74之间来回移动。相应地，在第二阀室68中构成有第三阀座76和第四阀座78，第二阻塞体70可在所述第三和第四阀座之间来回移动。第一阀座72和第三阀座 76设置在基件52上。第二阀座74和第四阀座78设置在盖部件M上。压力接口 60通过第一压力连接管道80与第一阀座72连接。第二压力连接管道82将压力接口 60与第四阀座78连接。在此，第二压力连接管道82延伸穿过基件52和穿过盖部件M。第一吸入连接管道84将吸入口 62与第三阀座76连接。第二吸入连接管道86将吸入口 62与第二阀座74连接，其中，第二吸入连接管道86延伸穿过基件52和穿过盖部件 54。储罐管道88将储罐接口 56与第一阀室64连接，而且不取决于第二阻塞体66、70 的位置。消耗器管道90将消耗器接口 58与第二阀室68连接，而且不取决于第二阻塞体70 的位置。第二压力连接管道82具有第一连接管道92，所述第一连接管道倾斜地从压力接口 60延伸到在分界面55的区域中的第一转换点94。在盖部件M中构成有第一封闭的管道96，所述管道从第一转换点94首先沿垂直于分界面55的方向延伸，并且随后沿与其倾斜地方向延伸，以便随后返回到第四阀座78。第二吸入管道86具有第二连接管道98，所述第二连接管道从吸入口 62沿与分界面55倾斜地方向延伸到在分界面55的区域中的第二转换点100。在盖部件52中构成有第二封闭的管道102，所述管道将第二转换点100与第二阀座74连接。第二封闭的管道102 也构成为，使得它从第二转换点100出发首先沿与分界面55垂直的方向延伸，并且随后沿与其倾斜的方向延伸，其中，第二封闭的管道102随后沿分界面55的方向向着第二阀座74 向回延伸。在泵沈工作的情况下，在第一封闭的管道96中存在总是处于压力下的流体。 那么，特别是当所述阻塞体70紧贴在第四阀座78上时(见图2)，在此由于流动回转点 104，——在所述流动回转点处远离分界面55的流体流返回分界面55——，出现轴向力，所述轴向力将盖部件M从基件52压开。但是，所述轴向力在这里可以如下限定，即通过第一封闭的管道96的流动回转点104具有非常小的横截面米面积106，所述横截面面积优选不大于将流动回转点104与第四阀座78连接的管道段的横截面面积。此外，从第一转换点94通向流动回转点104的管道段沿倾斜方向延伸，使得其通入流动回转点104，并且因此不扩大处于压力下的流体可以作用的面积。此外，对此在图2中示出，封闭的管道96的从转换点94通向流动回转点104的管道段相对于分界面阳倾斜，而且以角α倾斜。所述角α应大于45度，优选大于60度。通过该措施，能够降低轴向力或使轴向力最小化，借助所述轴向力，处于压力下的流体可将盖部件M从基件52压开。所述流体方向控制阀30可以如下所述。在图1中示出的基本位置中，所述阻塞体 66、70压靠阀座72、76，在所述基本位置中所述阀瓣32位于第一阀瓣位置中。因此，第一阀室64与吸入口 62连接，并且，第二阀室68与压力接口 60连接。因此，在泵沈工作的情况下，流体从尿素储罐22经由储罐接口 56、储罐管道88、 第一阀室64、第二封闭的管道102、第二连接管道98、吸入口 62、泵沈、压力接口 60、第一连接管道92、第一封闭的管道96、第二阀室68、消耗器管道90和消耗器接口 58输送到尿素喷射阀24。上述通流路径在图1中用E绘出，并且通过相应的箭头标识。通过将尿素喷射到排气装置14中，可净化废气，特别是可释放氧化氮。显而易见， 因此“消耗” 了尿素，以至于在一定的工作时间后重新灌满尿素储罐22是必要的。在此，所述泵沈可以产生例如在9bar的范围的很高的压力，以至于所述尿素在相应的喷管构造中能够以很高的压力并且因此以细密的溅射方式并且因此高效地喷射到排气装置14中。所述阀致动器36用于建立上述的第一阀瓣位置，借助于所述阀致动器可以在阀瓣32上施加力Ff。如下所述，第一阀瓣位置也可以自闭塞地构成，其中，由泵沈产生的流体压力致使所述阀瓣32保持在第一阀瓣位置中。当车辆10停止运行时，必要的是，将尿素喷射装置20排空，并且将尿素泵回到储罐22中。为了这个目的，如在图2中所示，所述阀致动器36操作为，使得在阀瓣32上施加反作用力IV因此，阀瓣32被压入第二阀瓣位置中，在所述第二阀瓣位置中，第一阻塞体66紧贴在第二阀座上，并且，第二阻塞体70紧贴在第四阀座78上。因此，第一阀室64与压力接口 60连接。第二阀室68与吸入口 62连接。因此，在泵沈工作的情况下，流体可以从尿素喷射阀M经由消耗器接口 58、消耗器管道90、第二阀室68、第一吸入连接管道84、吸入口 62、泵沈、压力接口 60、第一压力连接管道80、第一阀室64、储罐管道88和储罐接口 56泵回到储罐22中。在这种情况下建立的通流路径在图2中以L绘出，并且通过箭头标示。在图3和4中示意地示出阀瓣32，所述阀瓣优选用于根据本发明的流体方向控制阀30。所述阀瓣32具有阀瓣杠杆34，所述阀瓣杠杆例如可以从外壳50向外延伸，并且阀致动器36直接或间接作用在所述阀瓣杠杆上。阀瓣杠杆34具有第一腹板，所述第一腹板延伸到外壳50的内部中，并且在所述第一腹板的端部上支承有第一阻塞体66。相应地，所述阀瓣杠杆34能够具有第二腹板，所述第二腹板延伸到外壳50中，并且在第二腹板的自由端上支承有第二阻塞体70。此外，第一阀室密封件108和第二阀室密封件110在阀瓣杠杆34上模制。所述阀室密封件108、110分别构成为环形，因此它们可以密封在分界面55的区域中的阀室64、 68 (例如在图5中示出)。在此，所述阀瓣32构成为，使得所述阻塞体66、70与阀瓣杠杆34的从外壳50向外延伸的部分的运动同步地摆动，而且围绕在图4中示出的摆动轴111。因此，所述阀瓣杠杆；34构成为围绕摆动轴111的双侧杠杆。此外，所述阻塞体66、70通过阀瓣杠杆34相互机械地连接，以至于作用在一个阻塞体66上的力通过阀瓣杠杆34传递到另一个阻塞体70， 并且反之亦然。在图5中以示意的方式示出根据本发明的流体方向控制阀30的截面，它的结构和工作原理通常相应于在图1和2中说明的流体方向控制阀30。因此，相同的元件借助同样的附图标记标识。下面仅阐述不同之处。所述阀瓣32在结构和工作原理上与在图3和4中示出的阀瓣32相似地构造。此外，在图5中示出，第一阀座72和第三阀座76不同地构成，在所述第一和第三阀座上，阻塞体66、70紧贴在第一阀瓣位置中。在第一阀瓣位置中(相应于图1的状态)， 第一阻塞体66必须使第一阀座72相对于在压力接口 60上提供的流体压力密封。在图5 中以箭头绘出作用在第一阻塞体66上的压力。在第二阻塞体70上作用数值相等，但方向相反的流体压力，如在图5中同样通过箭头示出。那么，所述阀座72、76不同地构成，使得作用在第一阻塞体66上的压力加载第一面积112，所述第一面积基本上相当于第一压力连接管道80的横截面。第三阀座76成形为，使得作用在第二阻塞体70上的压力加载第二面积114，所述第二面积明显大于第一压力加载面积112。因为施加在所述阻塞体66、70上的力分别为压力与压力加载面积112、114的结果，所以总体上在阀瓣32上沿在图5中示出的第一阀瓣位置的方向施加的力比沿相反方向施加的力大。因为两个阻塞体66、70通过阀瓣杠杆34刚性地相互连接，因此，所述阀瓣32仅由于流体压力保持在图5中示出的第一阀瓣位置中。
权利要求
1.一种流体方向控制阀(30)，用于建立第一通流路径(E)和第二通流路径(L)，在第一通流路径(E)中，流体被吸入并且在压力作用下输送到消耗器(V)，在所述第二通流路径(L)中，流体从所述消耗器(V)中被抽出，所述流体方向控制阀具有外壳(50)，所述外壳(50)具有储罐接口(56)，用于与泵06)的压力侧连接的压力接口(60)，用于与所述泵 (26)的吸入侧连接的吸入口(62)和消耗器接口(58)；至少一个阀瓣(32)，所述阀瓣(32) 设置在所述外壳(50)的内部，并且所述阀瓣(3 能够在用于建立所述第一通流路径(E) 的第一阀瓣位置和用于建立所述第二通流路径(L)的第二阀瓣位置之间移动，其中，所述外壳(50)具有两个部分(5254)，在这两个部分上分别构成有至少两个阀座(72至78)，其特征在于，所述外壳(50)具有基件(52)，在所述基件(5 上构成有所述储罐接口(56)、所述压力接口(60)、所述吸入口(62)和所述消耗器接口(58)；盖部件(M)，所述盖部件(54)具有封闭的管道(96、102)，所述管道(96、10幻与相关联的所述阀座(74、78)连接。
2.如权利要求1所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述储罐接口(56)、所述压力接口(60)、所述吸入口(62)和所述消耗器接口(58)构成在所述基件(52)的一侧上。
3.如权利要求1或2所述的流体方向控制阀，其特征在于，第一和第二阀室(64、68)构成在所述基件(5 和所述盖部件(54)之间的接口上。
4.如权利要求3所述的流体方向控制阀，其特征在于，在所述基件(52)上构成有第一阀座(72)，所述第一阀座(72)将所述压力接口(60)与所述第一阀室(64)连接。
5.如权利要求3或4所述的流体方向控制阀，其特征在于，在所述基件(54)上构成有第二阀座(74)，所述第二阀座(74)将所述吸入口(6 和所述第一阀室(64)连接。
6.如权利要求3至5之一所述的流体方向控制阀，其特征在于，在所述基件(52)上构成有第三阀座(76)，所述第三阀座(76)将所述吸入口(6 和所述第二阀室(68)连接。
7.如权利要求3至6之一所述的流体方向控制阀，其特征在于，在所述盖部件(54)上构成有第四阀座(78)，所述第四阀座(78)将所述压力接口(60)和所述第二阀室(68)连接。
8.如权利要求4和5所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述阀瓣(32)具有第一阻塞体(66)，所述第一阻塞体(66)能够在所述第一阀室(64)的内部且在所述第一和所述第二阀座(72、74)之间移动。
9.如权利要求6和7所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述阀瓣(32)具有第二阻塞体(70)，所述第二阻塞体(70)能够在所述第二阀室(68)的内部且在所述第三和所述第四阀座(76、78)之间移动。
10.如权利要求1至9之一所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述封闭的管道(96、 102)分别具有流动回转点(104)，其中，所述封闭的管道中的至少一个(96)与所述压力接口(60)连接，并且其中，这个管道的所述流动回转点(104)的横截面面积(106)不大于从这个流动回转点(104)通向阀座(78)的管道段的横截面面积。
11.如权利要求1至10之一所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述封闭的管道 (96,102)分别具有流动回转点(104)，其中，至少一个封闭的管道(96)与所述压力接口 (60)连接，并且其中，从所述压力接口(60)通向所述流动回转点(104)的管道段是倾斜地定向的。
12.如权利要求11所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述从所述压力接口(60)通向所述流动回转点(104)的管道段以大于45度的角(α)相对于在所述基件(5 和所述盖部件(54)之间的分界面(55)定向。
13.一种流体方向控制阀，特别是如权利要求1至12之一所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述流体方向控制阀具有第一和第二阀室(64、68)，其中，能够在第一和第二阀瓣位置之间移动的阀瓣(3 具有第一和第二阻塞体(66、70)，所述第一和第二阻塞体(66、 70)设置在所述第一或所述第二阀室(64、68)的内部，其中，所述阻塞体(66、70)能够在所述阀瓣位置中的至少一个上从不同的侧面借助处于压力下的流体加载，并且其中，所述第一或所述第二阀室(64、68)的配设给所述阀瓣位置的阀座(72、76)和/或所述阻塞体(66、 70)构成为，使得所述阀瓣(32)借助于处于压力下的流体压入所述阀瓣位置中。
14.如权利要求13所述的流体方向控制阀，其特征在于，所述阻塞体(66、70)在所述一个阀瓣位置中紧贴在所述第一阀室(64)或所述第二阀室(68)的相应的阀座(72、76)上， 其中，在所述阀座(72、76)上受到压力加载的面积(112、114)的大小不同。
全文摘要
本发明涉及一种流体方向控制阀(30)，其用于建立第一通流路径(E)和第二通流路径(L)，在所述第一通流路径中，流体被吸入，并且在压力作用下输送到消耗器(V)，在所述第二通流路径中，流体从消耗器(V)中被抽出，所述流体方向控制阀具有外壳(50)，所述外壳具有储罐接口(56)，用于与泵(26)的压力侧连接的压力接口(60)，用于与泵(26)的吸入侧连接的吸入口(62)和消耗器接口(58)；至少一个阀瓣(32)，所述阀瓣设置在外壳(50)的内部，并且可在用于建立第一通流路径(E)的第一阀瓣位置和用于建立第二通流路径(L)的第二阀瓣位置之间移动，其中，所述外壳(50)具有两个部分(52、54)，在这两个部分上分别构成有至少两个阀座(72至78)。在此，所述外壳(50)具有基件(52)，在所述基件上构成有储罐接口(56)、压力接口(60)、吸入口(62)和消耗器接口(58)；盖部件(54)，所述盖部件具有封闭的管道(96、102)，所述管道与相关联的阀座(74、78)连接。
文档编号F16K27/02GK102203477SQ200980140770
公开日2011年9月28日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者于尔根·德廷杰, 彼得·博斯特 申请人:罗尔夫·普雷特尔