JPH02249013A

JPH02249013A - 前制御される減圧弁

Info

Publication number: JPH02249013A
Application number: JP2041358A
Authority: JP
Inventors: Dieter Goetz Machat; ゲツツ・デイーター・マヒヤート
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1989-02-25
Filing date: 1990-02-23
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: US5080129A; DE3905959A1; DE3905959C2; JP2837218B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、低圧側と前制御式弁との間で絞り部を介して
案内される制御回路を備えた前制御式非減圧弁に関する
。

［従来の技術］公知形式では、前制御式弁に供給される、制御回路のた
めの制御液体が減圧弁の出口の所で、即ち制御ピストン
の作用範囲外で作業液体から分岐されるか、又は制御ピ
ストンの制御縁範囲で作業液体から分岐される。

後者の場合、制御ビス］・ンは絞り部として形成された
中央孔を有しており、制御液体がこの孔を介して直接に
制御ピストンの制御室内へ供給される。前者の場合、即
ち制御液体か減圧弁の出口の所で作業液体から取出され
る場合には、減圧弁の入口と出口との間の作業媒体の体
積流と圧力差とが、それぞれの定格量にとって通常の限
界値以下の値に制限されねばならない。

というのも、このように制限されていないと減圧弁のい
わゆる「引き込み」　（Ｚｕｚｉｅｈｅｎ）が発生し、
それによって減圧弁が機能しなくなるからである。また
、制御液体が制御ピストンの制御範囲内で作業液体から
取出される場合には、制御体積流が、減圧弁の入口と出
口との間の作業液体の体積流と圧力差とによって、比較
的大きく変化させられる。この変化傾向は、作業液体の
体積流のほぼ中央範囲までは下降し、その後上昇する。

その上、下降する変化傾向も上昇する変化傾向も、減圧
弁の入口と出口との圧力差が増大するにつれて大きくな
る。この場合、制御体積流の変化傾向が下降する範囲で
は不安定な状態が生じ、上記圧力差の大きな場合には［
引き込みＪ　　（Ｚｕｚｉｅｈｅｎ）が起こり易くなる
。上記変化傾向が上昇する範囲では、減圧弁がパイプオ
ルガン効果を起こし易くなる（前制御式パイプオルガン
効果）。このような不安定な現象が回避されるためには
、減圧弁の入口絞りと緩衝絞りとが比較的小さくされて
いなければならない。しかしそれによって、動的な応動
性がネガティブに作用することとなってしまう。

［発明が解決しようとする課題］本発明の課題は、公知減圧弁に比べてより良好な制御及
び安定状態をどんな体積流範囲及び圧力範囲でも確実に
得られるようにすることにあるＯ［課題を解決するための手段］上記課題は、本発明によればはじめに述べた前制御式減
圧弁において、低圧側と前制御式弁との間で絞り部を介
して案内される第２の制御回路が設けられており、第１
の制御回路と低圧側との接続部が制御ピストンの制御範
囲内ｌ：位置しており、第２の制御回路と低圧側との接
続部が制御ピストンの制御範囲外に位置しておりこれら
２つの制御回路が互いに遮断可能であることによって解
決されている。

［作用及び効果］上記２つの制御回路を接合させることによって、本発明
による減圧弁は従来の減圧弁に比べて極めて良好な動的
な応動性を有している。例えば角筒によってシリンダを
運動させ始める、減圧弁の迅速な開放運動は弁の使用上
必要なものであるが、このような開放運動は、減圧弁の
ばね負荷される側に制御体積流を後から流し込むことに
よって比較的短時間に行われる。また、ばね負荷される
側から制御体積流が迅速に押しのけられたさいにチェッ
ク弁が遅れて閉鎖運動を行うことによって、減圧弁の閉
鎖運動も極めて短時間に行われる。従って、シリンダが
操作されるさいの圧力降下及び圧力上昇は極めてわずか
となる。このように、本発明による減圧弁は新たな第２
の制御回路によって、高圧によって制御される極めて高
価な従来の減圧弁（この弁においては、制御体積流が高
圧側との接続部から付加的な流れ制御装置を介して供給
される）と比べてより良好に機能する。

［実施例］次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図によれば、前制御式圧力制限弁ＶＶが、弁機能を
維持するのに必要な制御体積流を、低圧側の流出通路Ａ
から２つの制御回路１１ｍを共に介して供給されている
。この場合、−制御回路工は制御ピストン底部の中央に
、即ち制御ピストン３の制御範囲内に設けられた抵抗Ｒ
１（絞り１８）を介して案内されており、−制御回路■
は流出通路Ａに、即ち制御ピストン３の制御範囲外に設
けられた抵抗Ｒ２（絞り１９）を介して案内されている
。

抵抗Ｒ３（制御導管２０）及び抵抗Ｒ４（絞り弁座（４
）は制御ピストン３の運動を緩衝するのに役立っている
が、基本的な制御機能にとって重要ではない、図示の出発位置では減圧弁ＨＶが開放されており、体積
流は流入通路Ｂから減圧弁ＨＶの制両横断面を介して流
出通路Ａへ向かって支障なく流れている。流出通ＭＡか
らの圧力が、上記２つの制御回路１．ＴＩを介して前制
御円錐部１５に作用している。前制御ばね１６のプレロ
ード力に相応した圧力が流出通路Ａ内に生じると、上記
円錐部１５が解放される。それによって、制御体積流が
両制御回路１．■を介して質流する。しかし抵抗Ｒ１及
びＲ２における圧力が低下すると、減圧弁ＨＶの制御ピ
ストン３がばね４に抗して閉鎖方向に運動する。その結
果、流出通路Ａにおける圧力と前制御ばね１６によって
調整された圧力とがバランス状態を得るまで、流入通路
Ｂから流出通路Ａへの制御横断面が絞られる。流出通路
Ｂから充分な体積流が供給されると仮定すると、流出通
路Ａにおける圧力は、アクチュエータで使用される体積
流とは関係なく常に一定に保たれる。

チェック弁１３が開放されていると、両制御回路Ｉ、■
からの制御体積流は結合点Ｐで１つの流れにまとめられ
、さらに前制御式弁Ｖｖへ案内される。

チェック弁Ｊ３の解放又は閉鎖状態は、両制御回路Ｉ、
ＩＩ内に作用する圧力によって規定される。この圧力は
、流入通路Ｂと流出通路Ａとの間の体積流及び圧力差に
依存して動的な流れ作用を受けることにより、種々異な
るように規定され得る。

流入通路Ｂから流出通路Ａへ向かう体積流が極めてわず
かな場合、制御回路Ｉの抵抗Ｒ１における局部的な圧力
が、制御回路■の抵抗Ｒ２における局部的な圧力とほぼ
等しくなる。これによってチェック弁１３が開放され、
前制御式弁ＶＶは両制御回路１．■を介して制御体積流
を供給される。この場合各制御回路Ｉ、■を流れる体積
流は、各抵抗Ｒ１、Ｒ２（絞り１８．１９）の大きさ、
制御導管の付加的な抵抗、制御ピストン３のばね４のプ
レロード力及び制御ピストン３に対して閉鎖方向に作用
する流れ力によってそれぞれ規定されている。

流入通路Ｂから流出通路Ａへ向かう体積流が上記の場合
よりも増大した場合、制御回路工の抵抗ＲＩにおける局
部的な圧力が、制御回路Ｈの抵抗Ｒ２における局部的な
圧力よりも小さくなる。これによってチェック弁１３は
開放されたままとなり、制御回路■からの体積流のわず
かな量が結合点Ｐから制御回路Ｉへ分岐される。チェッ
ク弁３０が設けられていないと、分岐された体積流は制
御回路工と抵抗Ｒ１を介してアクチュエータへ流出され
る。このようにして、制御回路■内では体積流が本来の
貫流方向とは逆方向へ流れるようになる。その結果得ら
れた抵抗Ｒ１における動圧は、制御ピストン３を開放方
向に向かって、もしくは流れ力に抗して運動させる。そ
れによって、減圧弁ＨＶの制御機能に有利な作用が及ぼ
される。

一流人通路Ｂから流出通路Ａへ向かう体積流がさらに増
大した場合、流れ特性が変化するために抵抗Ｒ１におけ
る局部的な圧力と抵抗Ｒ２における局部的な圧力とが、
再びほぼ等しくなる。それによって、体積流が制御回路
ｌ内では本来の貫流方向で流れるようになる。その結果
、前制御式弁ＶＶは両制御回路Ｉ、ＩＩを介して制御体
積流を供給される。

一流人通路Ｂから流出通路Ａへ向かう体積流がこれらの
通路間の圧力差により規定された限界値を越えるまでに
増大した場合、制御回路■の抵抗Ｒ１における局部的な
圧力が、制御回路■の抵抗Ｒ２における圧力よりも大き
くなる。

即ち、制御回路■内の圧力が制御回路■内の圧力よりも
大きくなる。それによってチェック弁１３が閉鎖され、
制御回路■が遮断される。その結果、前制御式弁ＶＶは
ただ制御回路■だけを介して体積流を供給されるように
なり、制御体積流が本来の貫流方向とは逆方向に制御回
路工からアクチュエータへ向かって流れることはなくな
る。しかし、制御体積流き制御ピストンのばね負荷され
る側に作用する制御圧とが減圧弁ＨＶの制御機能を維持
するのに充分ではないと、制御ピストン３が流れ力によ
って閉鎖方向へ大きく運動し、その結果、規定すること
のできない新たなバランス状態が生じてしまう。言いか
えれば、減圧弁ＨＶにおいて、流入通路Ｂから流出通路
Ａの制御横断面が大きく絞られすぎると、低圧側の圧力
が調整値以下の規定できない値にまで下がってしまう。

さらに、流入通路Ｂから充分な体積流が供給されると仮
定しても、流出通路Ａにおける体積流は上記制御横断面
が絞られていくに従ってわずかしか増大せず、アクチュ
エータにおける圧力は大きく低下することがある。この
ような現象は、減圧弁のいわゆる［引き込みＪ　　（Ｚ
ｕｚｉｅｈｅｎ）と呼ばれている。

第２図によれば、減圧弁ＨＶは流入通路Ｂ及び流出通路
Ａを備えたケーシング■から形成されている。減圧弁Ｈ
Ｖの軸方向孔内には、ブシュ２とばね４を備えた制御ピ
ストン３が挿入されている。ブシュ２には、その周囲に
わたって均一に分配されかつ一平面上で半径方向に延び
る複数の流入孔５が形成されている。制御ピストン３は
、ばね４に対して軸方向移動可能にブシュ２内に支承さ
れている。制御ピストン３の外周部には、半径方向の旋
削部６が流入環状通路として形成されている。制御ピス
トン３の周囲にわたって均一に分配されかつ制御ピスト
ン３の軸線に対して垂直な一平面上で半径方向に延びる
複数の流出孔７が、上記旋削部６かもピストン孔９へ通
じており、さらにピストン孔９から流出通路Ａへ通して
いる。

可変な絞り横断面は、ブシュ２の流入孔５と制御ピスト
ン３の制御縁部８との間の自由な円形区分面によって形
成されている。

前制御式弁ＶＶは、ケーシング１０内にねしはめられか
つチェック弁（１２，１３，１４）を組込んだ前制御弁
座１１と前制御ばねＩ６を備えた前制御円錐部１５と調
節スピンドル１７とから形成している。チェック弁（１
２，１３１４）は、弁座１２（遮断弁座）及び１４（絞
り弁座）とそれら間に配置された閉鎖部材１３（球体）
とから形成されている。弁座１２の軸方向孔２１ａ）は
、閉鎖部材１３によって開放又は閉鎖され得る。弁座１
４の端面側の弁座面には切欠き１４ａ）が形成されてお
り、弁座１４の内側には軸方向孔１４ｂ）が形成されて
いる。従って、閉鎖部材１３が弁座１４上に載置されて
も、制御導管２１の孔２２とは弁座１２の軸方向孔２１
　ａ）　、切り欠き１４ａ）及び軸方向孔１４ｂ）を介
して接続されたままとなる。

図示の出発位置では減圧弁ＨＶが開放されており、体積
流は流入通路Ｂから流入孔５、旋削部６、流入孔７及び
ピストン孔９を介して流出通路Ａへ向かって流れている
。アクチュエータ内に抵抗が設けられている場合には、
流入通路Ａにおける圧力は、抵抗Ｒ１，Ｒ２（絞り１８
１９）と制御導管２０もしくは２１と孔２２とを介して
前制御円錐部１５に作用する。流出通路Ａにおける圧力
が、前制御ばね１６のプレロード力と等しくなるかもし
くはその力を越えると、前制御円錐部１５が開放されて
制御体積流が前制御式弁ＶＶ内へ流入する。絞り１８゜
１９の所の圧力が低下すると、制御ピストン３がブシュ
２内で閉鎖方向へ運動し、流入孔５が制御縁部８により
部分的に閉鎖される。それによって、制御ピストン３に
作用する流出通路Ａにおける圧力と、前制御ばね１６の
プレロード力とがバランス状態を得るまで、減圧弁ＨＶ
の制御横断面図が絞られる。

制御導管２０及び２１は、低圧側の流出通路Ａからそれ
ぞれ絞り１８及び１９を介して制御体積流を供給される
。

これらの絞り１８及び１９の相対的な大きさは、作業体
積流と２つの通路Ａ、Ｂ間の圧力差とによって規定され
ている。さらに、上記２つの絞り１８及び１９の所にそ
れぞれ作用する局部的な圧力は、閉鎖部材１３の閉鎖及
び開放状態を規定している。絞り１９における局部的な
圧力が絞り１８における圧力よりも小さくなると、制御
導管２０からの高い圧力が閉鎖部材１３を弁座１２へ移
動させ、それによって、制御導管２１がチェック弁によ
って遮断される。

逆に、絞りＪ９における局部的な圧力が絞り１８におけ
る圧力よりも大きくなると、閉部材１３が弁座１４へ移
動する。しかし、弁材１４の端面側には切欠き１４ａ）
が形成されており、切欠き１４ａ）は軸方向孔１４ｂ）
と通じているので、制御導管２１からの制御体積流は孔
２２内へ流入し、さらに孔２２から前制御式弁ＶＶ内へ
流入する。この制御体積流のわずかな量が、制御導管２
０と絞り１８とを介してアクチュエータへ向かって分岐
される（この流れは体積流の本来の貫流方向とは逆方向
である）。

このような逆流した体積流によって絞り１８の所に生じ
た動圧が、制御ピストン３へ向かって開放方向に作用し
、それによって減圧弁の制御状態には不利な作用が及ぼ
されなくなる。

制御室３１かもピストン孔９内への制御液体の流入は、
チェック弁３０（第１図）の組込みによって阻止するこ
とができる。その結果、減圧弁ＨＶの開放作用がより高
められる。

体積流が所定範囲にある場合、絞り１８及び１９におけ
る局部的な圧力はほぼ等しくなる。

この場合には、閉鎖部１１３が弁座１２．１４間で浮遊
状態となり、前制御式弁ＶＶは両制御導管２０．２１を
介して制御体積流を供給される。各制御導管２０．２１
を流れる体積流は、各絞り１８及び１９の横断面の大き
さ、制御ピストン３のばね４のばね力及び減圧弁ＨＶの
制御横断面における流れ力によって規定されている。

上記２つの制御導管２０．２１及びチェック弁（１２，
１３，１４）が設けられていることによって、流入通路
Ｂから流出通路Ａへ向かう作業体積流がどんな範囲にお
いても、さらにこれらの通路Ａ、Ｂ間の圧力差がどんな
範囲にあっても、充分な制御体積流を確実に得ることが
できる。これによって、減圧弁の良好な制御及び安定状
態を得るための最も重要な条件が満たされることとなる
。

さらに、減圧弁ＨＶの流出範囲において圧力が不利には
動的に分配されて、それにより［弓き込みＪ　　（Ｚｕ
ｚｉｅｈｅｎ）にまで達する不安定な状態が生しること
によって、制御体積流が極めてわずかな量となる。しか
しこのような欠点は、本発明による制御体積流の新たな
供給形式によって排除される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による減圧弁の１実施例を示すもので、第１図は減圧弁の制御技術的な回路図、第２図は減圧弁
の構成を示す断面図である。ｌ・・・ケーシング、２・・・ブシュ、３・・・制御ピ
ストン、４・・・ばね、５・・・流入孔、６・・・旋削
部、７・・・流出孔、８・・・制御縁部、９・・・ピス
トン孔、ｌＯ・・・ケーシング、１１・・・前制御弁座
、１２・・・弁座、（遮断弁座）、１３・・・チェック
弁；閉鎖部材（球体）、１４・・・弁座（絞り弁座）、
１４ａ）・・・切欠き、１４ｂ）・・・軸方向孔、１５
・・・前制御円錐部、１６・・・前制御ばね、１７・・
・調節スピンドル、１８．１９・・・絞り、２０．２１
・・・制御導管、２１ａ）・・・軸方向孔、２２・・・
孔、３０・・・チェック弁、・・・流入通路、Ｒ４・・・抵抗、力制限弁、■ ３１・・・制御室、Ａ・・・流出通路、ＢＰ・・・結合
点、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３゜ＨＶ・・・減圧弁、■Ｖ・・・前制御式圧、■・・・制
御回路

Claims

【特許請求の範囲】

１．　低圧側（Ａ）と前制御式弁（ＶＶ）との間で絞り
部を介して案内される制御回路を備えた前制御式減圧弁
において、低圧側（Ａ）と前制御式弁（ＶＶ）との間で
絞り部（Ｒ２）を介して案内される第２の制御回路（I
I）が設けられており、第１の制御回路（ I ）と低圧側
（Ａ）との接続部が制御ピストン（３）の制御範囲内に
位置しており、第２の制御回路（II）と低圧側（Ａ）と
の接続部が制御ピストン（３）の制御範囲外に位置して
おり、これら２つの制御回路（ I 、II）が互いに遮断
可能であることを特徴とする前制御式減圧弁。
２．　少なくとも第２の制御回路（II）内に、前制御式
弁（ＶＶ）へ向かって解放するチェック弁（１３）が配
置されている、請求項１記載の減圧弁。
３．　第１の制御回路（ I ）の、少なくとも絞り部（
Ｒ１）と前制御式弁（ＶＶ）との間に、緩衝絞り（２０
）が設けられている、請求項１記載の減圧弁。