高度控制閥的製作方法
2023-04-23 13:01:16 1
專利名稱：高度控制閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛的拖臂懸掛裝置，更具體地說，涉及用於控制該懸掛裝置相對於車輛的行車高度的一種高度控制閥。
背景技術：
拖臂懸掛裝置是眾所周知的並在重型車輛中，例如半拖車/拖車結構中普遍使用。拖臂懸掛裝置包括安裝在車輛相對兩側上的二個相對的拖臂組件。該組件優選地是安裝在車架的縱梁上。每一個拖臂組件包括一個拖臂，它的一端樞轉地與從車架上懸掛下來的一個懸掛支架連接。拖臂的另一端安裝固定在車架縱軌上的一個空氣彈簧。該空氣彈簧對於拖臂圍繞著懸杆支架，相對於車架鋼軌的樞轉，形成阻尼。
一般，車軸組件橫跨並安裝到拖臂上，或由該拖臂託持。車軸組件可轉動地安裝著與地面接觸的車輪。隨著與地面的接觸，車輪的運動造成該拖臂轉動。這個轉動被空氣彈簧所緩衝。
一般，該空氣彈簧包括一個氣囊，壓力流體可以引入該氣囊中或從氣囊中排出，以調節空氣彈簧的阻尼性能。另外，可以調節空氣彈簧中的空氣體積，以改變車架相對於拖臂的高度。通常，對於拖車具有一個優選的行車高度；根據拖車裝載的負荷大小不同，該行車高度可以改變。對於一個具體的負載，可將加壓空氣送入氣囊中，或從氣囊中排出，以調節拖車車架縱梁相對於拖臂的相對高度。
傳統上，該行車高度的調節是由一個高度控制閥來進行的。該高度控制閥有一個輸入口、一個空氣彈簧口和一個排出口。該輸入口流體連接到車輛的加壓空氣系統。該空氣彈簧口流體直接空氣彈簧的氣囊；而該排出口則流體連接大氣。該空氣彈簧口可以與輸入口，或與排出口流體連接；以便將加壓空氣送入空氣彈簧中，或從空氣彈簧中排出。為了形成將加壓空氣送入氣囊或從氣囊中排出所必需的液體連通，一般使用一個三位閥。一般，閥體安裝在車輛或車輛車架上，而槓桿臂安裝在拖臂上。這樣，槓桿相對於閥體的運動可以表示拖臂和車輛之間的位置的相對變化。
目前使用的各種高度控制閥工作時可能有一個時間滯後，或者也可以立即對高度的改變作出響應。一般，這些閥的結構包括多個彈簧偏壓的柱塞，或者類似的零件。這些零件可根據拖臂的相對運動，密封住各個不同的口。這種高度控制閥的例子公開在下列美國專利中1992年11月10日授權的5,161,579號，1996年10月1日授權的5,560,591號，和1994年12月27日授權的5,375,819號。這些閥趨於使用O形圈等形式的密封裝置，該密封裝置包圍著動態的、或運動的柱塞，使柱塞相對於閥體密封。這些「動態」密封隨著閥杆作往復運動而受到磨損，最後導緻密封失效。
在高度控制閥範圍之外，但卻在座椅調節閥範圍內人們知道，利用一個剪切閥結構，以使加壓空氣輸入口與一個氣缸流體連接，或使作動缸與大氣連通，以使作動缸伸、縮，而升高或降低車輛座椅。該剪切閥包括一個腔，該腔與作動缸流體連通。剪切閥有選擇地將該腔與輸入口或排出口連通以延伸或收縮作動缸。該剪切閥包括一個放置在該腔內的固定圓盤，其具有與氣缸連接的一個開口，和與輸入口和排出口連通流體連接的各開口。具有一個可以有選擇地覆蓋輸入口和排出口的通道的一個迴轉圓盤由車輛使用者有選擇地轉動以有選擇性地使氣缸口與輸入口或排出口流體連通，使氣缸伸縮，而升高或降低座椅。
目前，仍然需要有一種高度控制閥，它不在閥的動態零件上使用傳統的密封，同時具有始終如一的重複性能。
發明內容
本發明涉及控制車輛車架和拖臂懸掛裝置之間的相對高度的一種高度控制閥。該拖臂懸掛裝置包括一個拖臂，其具有可樞轉地安裝在車輛車架上的一端，並託載可轉動地安裝與地面接觸的車輪的軸；空氣彈簧位於拖臂的另一端和車輛車架之間以阻止拖臂相對於車輛車架的轉動；根據本發明的高度控制閥優選地包括一個閥體，閥體具有一個內腔並具有一個與加壓空氣源流體連通的輸入口，在閥體中設置有一個輸出口，用於與空氣彈簧流體連通，另外，在閥體中設置一個與大氣流體連通的排出口，該閥放在內腔中，並可以有選擇地在填充位置、排出位置和中間位置之間工作；在填充位置時，空氣彈簧口流體連接到輸入口，以將從氣源來的加壓空氣引入空氣彈簧中；在排出位置，空氣彈簧口流體連接到排出口上，以將加壓空氣從空氣彈簧中排出；而在中間位置，空氣彈簧口與輸入口或排出口都不流體連通。通過使閥在中間、填充和排出位置之間運動，可以使空氣彈簧膨脹或凹陷，從而可調節車輛車架相對於拖臂的相對高度。
根據本發明的一個方面，本發明涉及的閥還包括一個轉動的閥元件，它放置在上述內腔內，並將輸入口與排出口在流體上隔開；該轉動的閥元件具有一個控制通道，當該轉動的閥元件在填充位置和排出位置之間轉動時，該控制通道有選擇地使空氣彈簧口與輸入口或排出口流體連通；該轉動閥元件優選地通過加壓空氣的壓力偏壓成相對閥體密封鄰接。
根據本發明的另一個方面，本發明涉及一種模塊化埠結構。其中，閥體包括一個支管本體。該支管本體形成一個空氣彈簧腔和一個輸入腔，空氣彈簧口終止在該空氣彈簧腔中；輸入口起始於該輸入腔並與一個支管蓋組合。該支管蓋可拆卸地安裝在該支管本體上，以封閉該空氣彈簧腔和輸入腔。優選地是，該支管蓋包括至少一個供氣接頭，用於將氣源與該輸入腔流體連接；另外還包括至少一個空氣彈簧接頭，用於使該空氣彈簧腔與空氣彈簧流體連通。該支管蓋還包括一個附件接頭，用於將車輛附件與該空氣彈簧腔流體連接。
優選地是，模塊化安全閥安裝在支管本體和支管蓋之間，用於選擇性地將空氣彈簧口與排出口流體連通，以便與高度控制閥的位置無關地，將加壓空氣從空氣彈簧中排出。
根據本發明的再一個方面，本發明涉及的高度控制閥包括一個槓桿，它的一端與該閥可操縱地連接，以選擇性地使閥在填充、排出和中間位置之間運動；而其另一端與拖臂連接。在這種結構中，拖臂的轉動使槓桿運動，從而可使閥在中間、填充和排出位置之間運動。優選地是，在這種結構中閥包括一個可動的閥元件和槓桿，該槓桿包括第一和第二個細長的臂；第一個臂的一端牢固地與該可動的閥元件連接，而第二個臂的一端與拖臂連接；該第二個臂可相對於第一個臂作轉動調節，以調節槓桿相對於拖臂的高度。
本發明的另一個方面涉及的閥還包括一個具有一個控制通道的可動的閥元件，該閥可在該控制通道使空氣彈簧口與輸入口流體連通以使閥處在填位置的第一個位置；該控制通道使空氣彈簧口與排出口流體連通以使該閥處在排出位置的第二個位置；和控制通道不與輸入口或排出口流體連通以使該閥處在中間位置的第三個位置之間運動；隨著閥運動至充滿位置或排出位置，該控制通道呈現出通向空氣彈簧口的橫截面積增大，從而通過空氣彈簧口的空氣流量作為可動閥元件的轉動度數的函數而增大。
根據本發明的又一個方面，本發明涉及穿過閥體並且有與閥相結合的鍵的軸。該閥還包括一個可動的閥元件，其上作出一個可容納該軸上的鍵的槽。在該槽內放入樹脂，用以充滿該鍵和槽之間的間隙。
圖1為具有根據本發明的一個高度控制閥的拖臂懸掛裝置的側視圖；圖2為圖1所示高度控制閥的分解透視圖；圖3為圖2所示的高度控制閥閥體的側視圖；圖4為沿著圖3的4-4線所取的截面圖；圖5為圖2所示的高度控制閥中的軸的正視圖；圖6為沿著圖2中的6-6線所取的截面圖；圖6A為高度控制閥的一個多臂槓桿的透視圖；圖7為圖2所示的剪切圓盤的放大的透視圖；圖8為表示圖2所示的動態剪切圓盤的相反一側的透視圖；圖8A為圖8所示的動態剪切圓盤的另一種結構；圖9為圖2所示的高度控制閥閥蓋的側視圖；圖10為沿著圖9中的10-10線所取的截面圖；圖11為表示在中間位置時圖2所示的高度控制閥的示意圖；圖12為表示在填充位置時圖2所示的高度控制閥的示意圖；圖13是表示在排出位置時圖2所示的高度控制閥的示意圖；圖14為在裝配位置的另一種動態圓盤和固定圓盤的放大圖，其中，動態圓盤的輸出和輸入成形槽和固定圓盤的空氣彈簧通道用虛線表示；圖15為表示在動態圓盤相對於固定圓盤不同迴轉度數時，通過上述空氣彈簧通道和輸入與輸出成形槽的空氣流量圖；圖16為與根據本發明的高度控制閥一起使用的一種模塊化安全閥的透視圖；以及圖17為圖6所示的安全閥的分解透視圖。
具體實施例方式
圖1表示與根據本發明的一個高度控制閥12組合的一個拖臂懸掛裝置10。該拖臂懸掛裝置10包括一個拖臂14，它的第一個末端通過一個懸掛支架18與車輛車架16可樞轉連接。優選地是，該樞軸連接為一個彈性套筒20。
在拖臂14和車架縱軌16之間放置著一個空氣彈簧22。該空氣彈簧22包括一個提升氣囊24和一個活塞26。提升氣囊24與車輛車架縱軌16連接，而活塞26與拖臂14連接。加壓空氣可以送入該提升氣囊中，或從該提升氣囊中排出，以控制車輛車架縱軌16與拖臂14的相對位置。該提升氣囊24作用為衰減拖臂14圍繞與車輛車架相連的樞軸連接20的迴轉運動。
參見圖1～圖4，根據本發明的高度控制閥12包括一個閥體30，該閥體30利用螺釘31牢固地安裝在車輛車架16上。槓桿32的一端可轉動地安裝在閥12上，而另一端優選地通過從拖臂14延伸至槓桿32的一個調節杆34與拖臂14連接。拖臂14圍繞著樞軸連接20相對於車架16的運動導致槓桿32相對於閥體30轉動。
閥體30包括一個一側開放的內腔36；和從閥體30的另一側伸出，並與內腔36連接的一個軸套37。該內腔部分地由內閥體側壁36A，和離開該內側壁36A延伸的一個內圓周壁36B構成。一個流體支管本體41A與閥體30作成一個整體，並包括一個供氣口38和一個空氣彈簧口39。供氣口38從該支管本體41A伸出，並穿過閥體30，與內腔36形成流體連通關係。在該流體支管本體41A上，供氣口具有橫截面為較大的矩形形狀的輸入孔38A。在上述內腔中，供氣口38具有一個輸出孔38B，其在圓周壁36B上具有槽狀橫截面。
閥體30中的空氣彈簧口39也從該支管本體41A延伸至閥體30，以通過側壁36A，與內腔36形成流體連通關係。空氣彈簧口39在支管本體41A附近，具有一個較大的開口或出口39B，並且收斂成一個較小的管狀橫截面的入口39A，該入口39A具有與內腔的側壁36A相交的橫向元件。
排出口40從閥體30的外部延伸至軸套37。具體地說是，排出口延伸至軸套37的一個大直徑部分37A。該軸套有效地形成該排出口的一部分。供氣口38用於使壓力氣源與內腔36流體連通。空氣彈簧口39使內腔36與空氣彈簧的提升氣囊24流體連通。排出口40使內腔36通過軸套37與大氣流體連通。
模塊化支管蓋41B安裝在閥體30上，併疊加在該支管本體上，以蓋住上述供氣口38和空氣彈簧口39。支管蓋41B包括一個供氣軟管接頭42，該接頭與供氣口38在一直線上，並與供氣口38流體連通。支管蓋41B還包括空氣彈簧軟管接頭43、44，它們與空氣彈簧口39在一直線上，並與空氣彈簧口39流體連通。供氣軟管接頭42和空氣彈簧軟管接頭43、44為眾所周知的接頭，它們容易接收車輛氣源和空氣彈簧所帶的軟管接頭。在支管蓋41B和閥體30之間，放有一個密封墊片45，用以加強其間的流體密封。
模塊化支管蓋41B給高度控制閥提供了流體口設計模塊性，這是在先前的高度控制閥中所沒有的。例如，只需要將不同的蓋41B安裝在支管本體41A上，就可以改變供氣口軟管接頭42和空氣彈簧軟管接頭43、44的數目和結構。這樣，可以很容易地改變根據本發明的高度控制閥，以適應不同形式的供氣軟管接頭42或空氣彈簧軟管接頭43、44。另外，還可以根據需要，改變供氣軟管接頭42和空氣彈簧軟管接頭43、44的數目，儘管在大多數情況下，只需要一個供氣軟管接頭。可以用其他形式的空氣接頭來代替上述這種形式的空氣彈簧接頭。該空氣接頭還可以裝備許多不同形式的車輛附件，包括防漏電裝置等。
參見圖2和圖5，軸48放置在軸套37內。軸48的中心部分49直徑較大，其一端終結為一個鍵50，另一端帶有一個可調節的六角頭51。在有鍵50的一端和六角頭51之間放置有一個擋圈52。該軸的圓的中心部分的尺寸足夠大可以至少部分地相對軸套37流體密封該軸，但不能相對於大直徑部分37A流體密封。設置O形圈100可以加強該軸相對閥體的密封。手柄密封53和手柄蓋54設置為從閥體30的外部密封軸套37，並為手柄32提供一個配合表面。
再參見圖2和圖6，手柄蓋54包括一個六角形的軸環55，其尺寸可以容納可調節的六角頭51。手柄固定安裝在該軸靠近六角頭51的部分上。多個安裝雙頭螺栓56從手柄蓋54伸出。
再參見圖2和圖6A，手柄32包括一個內臂57和一個外臂58，它們在一起起到該高度控制閥的整個臂或槓桿的作用。在內臂57的一個末端形成一個手柄蓋開口59，該開口的直徑足夠大，可以與從手柄蓋54上伸出的多個安裝雙頭螺栓56外接。手柄蓋開口59允許將內臂57安裝在手柄蓋54上，並相對手柄蓋轉動。內臂57還包括一個弧形槽61，該槽的曲率半徑起始於手柄蓋孔59的中心線上。外臂58包括位於其一端的多個開口63，該開口的尺寸和間隔距離與手柄蓋54上的多個安裝雙頭螺栓56相適應。螺釘孔65位於外臂58的非開口63的相對端上。該螺釘孔的尺寸可以容納包括一個螺釘71A、墊圈71B和一個螺母71C的一個傳統的緊固件組件71。
槓桿32的雙臂結構可使槓桿32相對於軸48進行可轉動的調節。旋轉調節可以通過內壁57實現，而內臂57通過將安裝雙頭螺栓56定位在手柄蓋孔59的內部而安裝在手柄蓋54上。由於手柄蓋孔59與安裝雙頭螺栓56外接，因此內臂57可以相對於手柄蓋54自由轉動。外臂58安裝在手柄蓋54上，使得安裝雙頭螺栓56位於相應的開口63內；這可以有效地固定外臂相對於手柄蓋54的位置，而不會阻止內臂57相對於手柄蓋54的轉動。然後，將緊固件組件71插入外臂58上的螺釘孔65和內臂57上的弧形槽61中。緊固件組件71有效地將內臂57相對於外臂58的轉動限制在由該弧形槽61形成的弧內。換句話說，只要緊固件組件71穿過外臂上的螺釘孔65和內臂57上的弧形槽61，內臂57就可以相對於外臂58和手柄蓋54自由轉動一個與由弧形槽61切出的扇形相當的迴轉量。採用這種結構時，通過鬆開緊固件組件71並使內臂57相對於外臂58轉動，就可使內臂57上、與帶有手柄蓋開口59的一端相對的外端，相對於手柄蓋54和外臂58轉動，從而可以使內臂57相對於外臂58，並最終相對於閥體30作徑向調整。
最好，當內臂57和外臂58沿著其縱軸對準時，內臂57能夠相對於對準的縱軸作正向和負向的調整。由於一般在標準安裝條件下，對準的縱軸與車輛的水平軸線一致，因此，內臂相對於外臂58的轉動調整也包括相對於車輛車架和拖臂的相應的垂直調整，使槓桿32可以有效地保證高度控制閥進行高度調整。
再參見圖2和圖7，高度控制閥還包括一個具有開口62形式的軸向通道和孔64形式的流體通道的靜止的剪切圓盤60，這二個通道均穿過該圓盤60。靜止剪切圓盤60包括對準用的盲孔66和67。這二個盲孔容納從閥體30伸入內腔36中的定位雙頭螺栓68和69，以使靜止剪切圓盤60相對於閥體30對準，從而使孔64與空氣彈簧口39的橫向部分對準。軸向開口的尺寸比軸48略大，以保證流體可以在軸和開口62之間流動，並與出口40連通。
再參見圖2和圖8，動態剪切圓盤70定位在閥體30的內腔36內，與靜止剪切圓盤60成鄰接關係。動態剪切圓盤70包括一個扇形部分72，一個圓的凸起部分74從該扇形部分伸出。在動態剪切圓盤70上形成一個基本上為I字形的凹部76形式的通道。該通道包括一個弧形部分78和一個槽部分80，這二個部分由通道82連接起來。弧形部分78主要位於扇形部分72中，並包括相對的輸出成形槽84。在扇形部分72的外側上設置有一個輸入成形槽86，它與輸出成形槽84中的一個相對應。
裝配時，靜止剪切圓盤60的孔64位於成對的輸出成形槽84中的一個和輸入成形槽86之間。鍵槽80的尺寸可滑動地容納軸48上的鍵50。連接槽使該鍵槽80與弧形部分78流體連通。
優選地是，在鍵槽80內放置適當的樹脂，例如環氧樹脂，以充滿鍵50與鍵槽80之間存在的間隙。充入的樹脂可消除鍵50和鍵槽80之間的遊隙，從而使軸48的轉動造成動態圓盤70即時並相應的轉動。這樣，可以改善高度控制閥的響應性和動作一致性。
圖8A表示動態圓盤70的另一種結構。除了連接通道82不伸入鍵槽中，而在鍵槽80之前就終止以外，該另一種結構70′基本上與動態圓盤70相同。為了使動態圓盤70正常工作，只需要使連接通道82伸出一個足夠的距離，以與通道62建立流體連通，從而使排出口40和凹部76之間建立流體連通。
現參見圖2、圖9和圖10，蓋90封閉閥體30的內腔36，並將動態剪切圓盤70和靜止剪切圓盤60保持在閥體內。O形圈92被設置以用於加強蓋90和閥體30之間的密封。從圖9和圖10中可清楚地看出，蓋90包括一個環形的臺階狀凸緣94，該凸緣形成一個內部凹坑96，動態剪切圓盤70和靜止剪切圓盤60放在該凹坑中。O形圈92優選地圍繞臺階狀凸緣94安放。
現在扼要地說明高度控制閥的裝配。應當指出，該高度控制閥的許多裝配步驟的順序是可以相互交換的，這對本發明並不重要。裝配只是為了了解該高度控制閥的許多零件的相互連接。在裝配該高度控制閥時，軸48與O形圈100配合，並將軸48滑動地插入軸套37中，直至止環52抵靠閥體30的內壁為止。將手柄密封53和手柄蓋54可滑動地安裝在軸48的端部上，在此，六角形的軸環55套在可調節的六角頭51上。如上所述，手柄32安裝在手柄蓋54上，並用螺母固定在軸的端部上。
通過穿過支管蓋41B並擰入閥體30中的攻絲的孔中的螺釘102，將支管蓋41B固定在閥體30的端部上。在將支管蓋41B固定以前，在支管蓋和閥體30之間放置密封墊片45。
在安裝靜止剪切圓盤60和動態剪切圓盤70以前，將一個串聯的O形圈104放在閥體30的內部形成的一個相應形狀的槽106內，並圍繞軸套37和空氣彈簧口39的橫向部分。將靜止剪切圓盤60放在閥體的內腔36內，並通過將對準雙頭螺栓68插入對準孔66中，而使靜止剪切圓盤在其中對準。
將動態剪切圓盤70放在內腔36中，並使軸48上的鍵50放入動態剪切圓盤70的鍵槽80內，以使動態剪切圓盤70相對於軸48和靜止剪切圓盤60對準。調整動態剪切圓盤70的方向，直至孔64位於動態剪切圓盤上的二個輸出成形槽84中的一個與輸入成形槽86之間為止。在這個位置上，空氣彈簧39口相對於供氣口38和排出口40是流體密封的。
通過將O形圈92放在蓋90上，並將蓋90放在閥體上且利用容放在閥體30上的攻絲孔中的螺釘102，將蓋90固定在閥體上，即完成了該高度控制閥的裝配。
在動態圓盤和靜止圓盤之間不需要O形圈或其他形式的密封，這是因為加壓空氣連續地通過入口送至蓋和動態圓盤之間的腔的一部分中，並且加壓空氣將動態圓盤壓在靜止圓盤上一個足夠的量，使二個圓盤彼此密封。
靜止圓盤60和動態圓盤70優選地是由陶瓷或任何其他耐磨的材料製成。不使用靜止圓盤60，而使動態圓盤直接鄰接閥體的結構，也是在本發明範圍以內。在這種結構中，閥體優選地也由耐磨材料製成。在動態圓盤和閥體之間不需要傳統的密封、O形圈等。
現在與高度控制閥的三個工作位置填充位置、中間位置和排出位置相關地說明懸掛裝置的高度控制閥的工作。為了說明的目的，假設該高度控制閥開始處在中間位置。在圖11所示的中間位置時，動態剪切圓盤70相對於靜止剪切圓盤60取向，使得靜止剪切圓盤上的孔64位於伸出的槽84和外部的槽86之間，並與動態剪切圓盤70成鄰接關係，有效地密封空氣彈簧口39的橫向部分，並切斷供氣口38或排出口40與空氣彈簧口39的流體連通。在中間位置時，槓桿32優選地水平取向。
如果由於任何原因使拖臂14向著車輛車架縱軌16作相對運動，例如，拖車中的負荷增加，則如圖12所示，槓桿32向上轉動，由此轉動軸48，並最後使動態剪切圓盤向上轉動。這樣，孔64運動成與外部槽86流體連通，使空氣彈簧口39向閥體內腔開放。由於內腔36總是暴露在供氣口38中，因此加壓空氣將通向空氣彈簧口39，並進入空氣彈簧中。由於空氣彈簧膨脹，車架縱軌16和拖臂14相對運動，彼此離開，最後轉動槓桿32和動態剪切圓盤70回到中間位置。
如果拖臂14和車架縱軌16彼此相對離開，則如圖13所示，槓桿32被推向下，使動態剪切圓盤70相對於靜止剪切圓盤60運動。這樣，孔64運動成與凹部76流體連通，(優選地在伸出槽84處)這被稱為排出位置。在排出位置，空氣彈簧口39通過凹部76與排出口40流體連通。空氣彈簧中的加壓空氣通過凹部76和排出口40，排出至大氣中。當加壓空氣從空氣彈簧中排出時，拖臂14和車架橫梁16彼此運動，使槓桿32向上轉動，並使伸出槽84向著孔64運動。加壓空氣從空氣彈簧中的排出將繼續下去，直至孔64定位於伸出槽84和外部槽86之間為止。
必須注意，伸出槽84和外部槽86之間的間隔距離，比孔64的直徑略寬一些。因此，拖臂14和車架縱軌16之間的微小的相對運動，不會使高度控制閥從中間位置運動至填充或排出位置。這種結構是較好的，因此，懸掛裝置的重量稍微變化或正常工作，不會造成行車高度的調整。
還應注意，當裝配時，軸48在軸向穿過靜止圓盤60上的開口62，而鍵50容放在動態圓盤70上的鍵槽80內；從而使動態圓盤70的迴轉軸線在軸向與靜止圓盤60的中心軸線排列在一直線上。在這個位置時，連接通道82在靜止圓盤上的開口62上延伸，使排出口40與凹部76的弧形部分78中的成形槽84流體連通。
從圖14可清楚地看出，輸出成形槽84和輸入成形槽86在徑向偏離動態圓盤70的迴轉軸線的距離比孔64徑向偏離靜止圓盤60的中心線的距離大。輸出和輸入成形槽84、86之間相對於孔64徑向偏移差別的結果是，當動態圓盤70相對於靜止圓盤60轉動時，開始只有輸出和輸入成形槽84、86的角部覆蓋孔64。當繼續轉動時，輸出或輸入成形槽84、86的大橫截面區域將與孔64重疊，使覆蓋在孔64上的輸出和輸入成形槽84、86的橫面積增加。該增大的橫截面積可以有效地控制通過的流體流量。
圖15表示作為動態圓盤70相對於靜止圓盤60轉動度數的函數的通過對齊的輸出和輸入成形槽84、86的流量的曲線。換句話說，當動態圓盤70相對於靜止圓盤60轉動一個較大的量時，覆蓋著開口64的輸出成形槽84或輸入成形槽86的橫截面積較大，對通過對齊的成形槽和開口64的流量的控制，可以有效地控制加入空氣彈簧或從空氣彈簧排出的流體量。這種流量控制可使高度控制閥以低速有效地啟動，以防止過度補償車輛車架和拖臂之間相對高度的較小變化；同時對大的改變能作相應的響應。一般，車輛車架和拖臂之間相對高度的較小改變，相應於動的圓盤70相對於靜止圓盤60轉動的角度較小；而該相對高度的較大的變化則由該轉動角度較大表示。
除了或代替上述盲孔與空氣彈簧口之間的徑向偏移之外，通過改變該盲孔或空氣彈簧口的形狀，也可以得到閥的成比例流量特性。
圖16和圖17表示特別適用於根據本發明的高度控制閥的埠模塊性功能的安全閥110。安全閥110包括一個由閥體112形成的殼體，閥體內形成一個內腔114。該內腔由一個包括一個流體接頭118的蓋116封閉。安全閥閥體112具有一個支管本體表面120，在該表面上形成一個空氣彈簧開口122和一個供氣孔124。在閥體相對一側上，設有與空氣彈簧開口相對應的一個空氣彈簧接頭開口(沒有示出)，並且該接頭開口與蓋上的空氣彈簧接頭流體連通。外側表面126包括一個排出孔128，它可由一個彈性蓋130覆蓋；而該彈性蓋則由緊固件132固定在該外側表面126上。
安全閥閥體112的末端包括四個通道134，每一個通道又包括一個鎖銷136。蓋116包括與通道134相適應的鉤爪138。每一個鉤爪138包括一個銷140。當上述的蓋與閥體緊壓配合時，該銷140放置在鎖銷136內。
閥芯150放置在該安全閥閥體112內，並控制流體從空氣彈簧口122與相應的空氣彈簧接頭口或排出口128連通。該閥芯包括一個具有環形槽154的圓筒152，且相應的O形圈156放置在該環形槽中。當將圓筒插入孔114中時，O形圈156使圓筒152相對於安全閥閥體112內部密封。在圓筒152的側壁上，形成一個排出通道160，該通道與空氣彈簧通道162一樣。排出通道160與排出孔128對準，而空氣彈簧通道162則與安全閥閥體112上、與空氣彈簧口122相對一側上的一個空氣彈簧口(沒有示出)對準。在圓筒152的內部、大致在與環形槽154相同的位置上，形成一個環形肋(沒有示出)。
滑閥170控制空氣彈簧口122和空氣彈簧通道162與排出通道160之間的流體連通。滑閥170包括二個相鄰的凸臺172和174，它們上面分別放置著O形圈176和178。從滑閥170的相對端，伸出一個彈簧(沒有示出)。下部O形圈180設置成密封滑閥170的下端。
當將滑閥170組裝在圓筒152內，並且放置在安全閥閥體112內時，O形圈176位於最接近排出口160的內部肋一側，而O形圈178則位於最接近空氣彈簧通道162的內部肋一側。彈簧偏壓滑閥170，使得O形圈密封住內部肋，並防止空氣彈簧口122和排出通道160之間的流體連通，從而可防止通過排出孔128排放。當使用者用手操縱時，加壓空氣送入安全閥110的蓋116上的接頭118中。加壓空氣作用在滑閥端部，並克服彈簧力，使滑閥170運動，離開該蓋116。隨著滑閥170運動，離開蓋116，O形圈176相對於內部環形肋和圓筒152不密封，而O形圈178則在空氣彈簧通道162上通過，並位於空氣彈簧通道162和空氣彈簧口122之間。從而，從空氣彈簧口122，通過圓筒152的內部，再通過排出通道160建立流體連通；因此，空氣可通過排出口128排出，從而使所有的加壓空氣從空氣彈簧中排出。
從圖17可以看出，當裝配好時，安全閥110的外形基本上與上述的支管本體41A和支管蓋41B相同。因此，安全閥110可以放在支管本體41A和支管蓋41B之間，並形成一個可以容易地加在高度控制閥上的模塊化的安全閥組件。當安全閥110不在卸載位置時，則安全閥110保持通過供氣接頭與輸入口流體連通；以及通過供氣口39與空氣彈簧接頭43、44流體連通。該安全閥110的另一個優點是，上述的多重支管蓋41B可以用如上述對於高度控制閥一樣的方式，用在安全閥110中。
根據本發明的懸掛裝置和高度控制閥，提供了控制車輛行車高度的一種非常簡單和有效的裝置。與在高度控制閥的各種不同的埠內，使用較複雜的柱塞/活塞結構的先前的高度控制閥不同，高度控制閥12的迴轉圓盤結構與各個不同口的位置一起，提供了一個簡單得多的結構；並且使用了不容易隨著時間的推移而磨損且質量降低的零件。
雖然已結合具體的實施例說明了本發明，但應當了解，這只是說明而不是限制。所附權利要求書的範圍與先前技術允許的範圍一樣寬。
權利要求
1.一種高度控制閥，用於以懸掛裝置和車架之間的空氣彈簧控制車架和懸掛裝置之間的高度，該高度控制閥包括閥體，它限定一個內腔，並具有用於連接到加壓空氣源的輸入口，用於連接到空氣彈簧的空氣彈簧口，和用於連接到大氣的排出口；和可轉動的圓盤，該圓盤具有抵靠內腔內設置的一個第一壁的第一側面，該可轉動的圓盤具有由自加壓空氣源提供到內腔的加壓空氣所形成的密封，該加壓空氣將可轉動的圓盤的第一側面偏壓到第一壁上；其中，可轉動的圓盤可選擇地在以下位置之間工作填充位置，在該位置，空氣彈簧口流體連接到輸入口，以將加壓空氣引入空氣彈簧中；排出位置，在該位置，空氣彈簧口流體連接到排出口，以將加壓空氣從空氣彈簧中排出；以及中間位置，在該位置，空氣彈簧口與輸入口和排出口都不流體連接，並且其中，所述密封基本上由從加壓空氣源提供到內腔的加壓空氣的作用力來形成。
2.一種高度控制閥，用於以懸掛裝置和車架之間的空氣彈簧控制車架和懸掛裝置之間的高度，該高度控制閥包括閥體，它具有限定一個內腔的支管本體，並具有連接到一個與加壓空氣源相連接的輸入口上的輸入腔，連接到用以與空氣彈簧相連的空氣彈簧口的空氣彈簧腔，以及用於連接到大氣的排出口；支管蓋模塊，其具有至少一個供氣接頭，用於將加壓空氣源與輸入腔流體連接；以及至少一個空氣彈簧接頭，用於將空氣彈簧腔流體連接到空氣彈簧上，所述支管蓋模塊可移動地安裝到支管本體上，來封閉空氣彈簧腔和輸入腔；以及設置在內腔之內的控制閥，該控制閥選擇性地在以下位置之間工作填充位置，在該位置，空氣彈簧口與輸入口流體連接，以便將加壓空氣引入到空氣彈簧中；排出位置，在該位置，空氣彈簧口流體連接到排出口，以便將加壓空氣從空氣彈簧中排出；以及中間位置，在該位置，空氣彈簧口與輸入口和排出口都不流體連接。
3.一種高度控制閥，用於以懸掛裝置和車架之間的空氣彈簧控制車架和懸掛裝置之間的高度，該高度控制閥包括閥體，它具有限定一個內腔的支管本體，並具有連接到一個與加壓空氣源相連接的輸入口上的輸入腔，連接到用以與空氣彈簧相連的空氣彈簧口上的空氣彈簧腔，以及用於連接到大氣的排出口；支管蓋模塊，其可拆卸地安裝到支管本體上，以封閉空氣彈簧腔和輸入腔；以及設置在內腔之內的控制閥，該控制閥具有可動的閥元件和控制通道，並具有基本上由從加壓空氣源向內腔提供的加壓空氣形成的密封，該力將可動閥元件的第一側面壓在第一壁上，該可動閥元件可以在以下位置之間移動填充位置，在該位置，控制通道使空氣彈簧口與輸入口流體連接，以便將加壓空氣引入到空氣彈簧中；排出位置，在該位置，控制通道使空氣彈簧口流體連接到排出口，以便將加壓空氣從空氣彈簧中排出；以及中間位置，在該位置，控制通道與輸入口或排出口都不流體連接；其中，控制通道隨著閥移動到填充位置或排出位置而向空氣彈簧口呈現出一個增大的橫截面積，以便作為可動閥元件的運動程度的函數提供增大的空氣流量。
4.一種高度控制閥，用於控制車架和拖臂懸掛裝置之間的相對高度，該拖臂懸掛裝置包括一個拖臂，該拖臂的一端可樞轉地安裝到車架上並託載可轉動地安裝與地面接觸的車輪的車軸；以及一空氣彈簧，該空氣彈簧位於拖臂的另一端與車輛車架之間，以阻止拖臂相對於車架的轉動，該高度控制閥包括閥體，它限定一個內腔，並具有用於流體連接到加壓空氣源的輸入口，用於流體連接到空氣彈簧上的空氣彈簧口，和用於流體連接到大氣的排出口；和設置在內腔之內的控制閥，該控制閥可選擇地在填充位置、排出位置和中間位置之間移動，其中，在填充位置處，空氣彈簧口流體連接到輸入口，以將加壓空氣從加壓空氣源引入到空氣彈簧中；在排出位置，空氣彈簧口流體連接到排出口，以將加壓空氣從空氣彈簧中排出；而在中間位置處，空氣彈簧口與輸入口和排出口都不流體連接，由此控制空氣從空氣彈簧的引入和排出，從而使拖臂相對於車輛車架轉動，並調節車架的高度；其中，閥體特徵在於一個支管本體，該支管本體限定了一個空氣彈簧腔和一個輸入腔，該空氣彈簧腔流體連接到空氣彈簧口，而輸入腔流體連接到輸入口上，並且特徵在於一個支管蓋模塊，該模塊可移動地安裝到支管本體上，以封閉空氣彈簧腔和輸入腔；並且其中，支管蓋模塊包括至少一個供氣接頭，用於將加壓空氣源與輸入腔流體連接；以及至少一個空氣彈簧接頭，用於將空氣彈簧腔流體連接到空氣彈簧上。
5.一種高度控制閥，用於控制車架和拖臂懸掛裝置之間的相對高度，該拖臂懸掛裝置包括一個拖臂，該拖臂的一端可樞轉地安裝到車架上並託載可轉動地安裝與地面接觸的車輪的車軸；以及一空氣彈簧，該空氣彈簧位於拖臂的另一端與車輛車架之間，以阻止拖臂相對於車架的轉動，該高度控制閥包括閥體，它限定一個內腔，並具有用於流體連接到加壓空氣源的輸入口，用於流體連接到空氣彈簧上的空氣彈簧口，和用於連接到大氣的排出口；和控制閥，其包括一個可轉動的圓盤，該圓盤具有抵靠內腔內設置的第一壁的第一側面，該可轉動的圓盤具有由自加壓空氣源提供到內腔的加壓空氣所形成的密封，該加壓空氣將可轉動的圓盤的第一側面偏壓到第一壁上，可轉動的圓盤可選擇地在填充位置、排出位置和中間位置之間移動，其中，在填充位置處，空氣彈簧口流體連接到輸入口，以將加壓空氣從加壓空氣源引入到空氣彈簧中；在排出位置，空氣彈簧口流體連接到排出口，以將加壓空氣從空氣彈簧中排出；而在中間位置處，空氣彈簧口與輸入口和排出口都不流體連接，由此控制空氣從空氣彈簧的引入和排出，從而使拖臂相對於車輛車架轉動，並調節車架的高度；其中，該密封基本上由從加壓空氣源向內腔提供的加壓空氣的力來形成。
全文摘要
一種用於控制車架(16)和拖臂懸掛裝置(10)之間的相對高度的高度控制閥(12)。該高度控制閥包括一個形成內腔(36)的閥體(30)，閥體上有一個輸入口(38)，可與加壓空氣源流體連通。在閥體上還有一個空氣彈簧口(39)，用於與空氣彈簧(22)流體連通。另外，在閥體上還有一個排出口(40)，用於與大氣流體連通。閥芯(60，70)設置在該內腔內，可以有選擇地在填充位置、排出位置和中間位置之間工作。
文檔編號F15B13/04GK1565876SQ20041004653
公開日2005年1月19日 申請日期2000年8月24日 優先權日1999年8月24日
發明者維克託·普拉斯 申請人:哈爾德克斯制動器公司