JPH0461201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸方向でずらされた複数の制御開口
を有するケーシング孔を有する液力式スプール弁
であつて、前記制御開口のうち中央の制御開口が
圧力液体用の供給通路と、該中央制御開口に対し
て対称的に配置された２つの制御開口がそれぞれ
１つの負荷接続部と、これらの制御開口の外側に
対称的に配置された２つの制御開口が容器と、さ
らに対称的に配置された２つの制御開口がパイロ
ツト通路と接続されており、さらに軸方向でずら
された制御開口を有していて前記ケーシング孔内
で軸方向に摺動可能なスプールを備えており、該
スプールの制御開口を介して負荷接続部−制御開
口が制御時に交番的に供給通路−制御開口と、も
しくは容器−制御開口と接続されており、さらに
スプール中立位置では前記供給通路−制御開口及
び容器−制御開口がスプール制御開口から分離さ
れており、かつスプール制御開口を介してそれぞ
れのパイロツト通路−制御開口が制御時には負荷
接続部−制御開口と、かつ中立位置では容器−制
御開口と接続されている形式のものに関する。

公知の液力式スプール弁のばあいには（ドイツ
連邦共和国特許出願公告第2514624号明細書）、ケ
ーシング孔の制御開口も、スプールの制御開口も
環状みぞによつて形成されている。パイロツト通
路−環状溝は、残りの全ての環状みぞの外側に対
称的に設けられており、かつ中立位置ではスプー
ルの第１の外側環状みぞを介して容器−環状みぞ
と接続され、さらに制御状態ではスプールの第２
の外側環状みぞを介してかつスプール内に延びる
通路を負荷接続部−環状みぞに永続的に接続する
スプールの内側環状みぞと接続される。このよう
な構成のばあいには、パイロツト通路内に、制御
中はその都度の負荷圧が、かつ中立位置では容器
圧が生じる。パイロツト通路内の圧力によつて圧
力調整装置が制御される。たとえば、圧力調整装
置の圧搾個所がスプール弁の前方に接続されてお
り、これは制御時に供給通路内の圧力を所定の値
だけ負荷圧の上に維持するためのであり、このこ
とによつて著しく釣合のとれた弁制御が得られ
る。複数のスプール弁が存在するばあいには、圧
力調整装置がポンプにも配属されており、かつポ
ンプ圧をスプール弁の最高負荷圧以上の規定の値
に調節する。このような形式でポンプ出力を要求
に適合させる。中立位置では圧力調整装置がばね
によつて限定される休止位置を占める。どちらの
形式も圧力調整装置を同時に使用することができ
る。スプール−環状みぞ複数であるために、公知
のスプールは比較的長くしなければならない。ス
プールの長さに相応してケーシング寸法も大きく
なる。個々の環状みぞの間のシール部材は、孔周
面とスプール周面との互いにオーバラツプする部
分によつて行われる。このことにより漏れ損失が
生じる。

別の公知のスプール弁のばあいには（ドイツ連
邦共和国特許出願公告第1650312号明細書）、孔と
してのパイロツト通路−制御開口は、供給通路−
環状みぞのすぐ近くに配置されており、かつ中立
位置ではスプールの中央のフランジによつて被わ
れている。パイロツト通路は付加導管を介して容
器と接続され、前記付加導管はそれぞれ１つの横
孔を介してスプール内に通じる。このような配置
は、全てのスプール弁に共通の１つの圧力調整装
置のためにしか適しておらず、つまり中立位置に
あるばあいに別のスプールとは無関係にパイロツ
ト通路内に容器圧を導くような一般に使用される
スプール弁のためには適していない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2420242号明
細書により公知のスプール弁のスプールは中空ス
プールとして形成されており、該中空スプールは
その中央仕切り壁の両側にそれぞれ１つの中空室
を有しており、この中空室は端部で栓によつて閉
鎖されている。中空室から、仕切り壁に隣接する
それぞれ１つの内側制御開口が出発しており、か
つ端面側へ軸方向でずらされた外側制御開口が周
面に通じている。ポンプ接続部と接続される中央
の供給通路−環状みぞの両側に２つのパイロツト
通路−環状みぞが設けられており、該パイロツト
通路−環状みぞは、所属の第１の制御開口と永続
的に接続されていて、かつ逆止弁を介して圧力調
整装置の圧力室と接続されており、該圧力調整装
置はポンプ接続部と容器接続部との間のバイパス
通路を制御する。内側制御開口と外側制御開口と
の間に、それぞれ１つのばね負荷された逆止弁が
設けられている。これらの逆止弁は、負荷部と接
続される前に、制御時に十分な圧力を形成するた
めに役立ち、このばあい逆止弁は流れ経路内に位
置していてかつ圧力損失を惹起する。圧力調整装
置の圧力室は漏れ経路を介して容器と永続的に接
続しており、このことによつて圧力調整装置の制
御が影響される。

本発明の課題は、圧力調整装置の制御のための
機能を維持しつつ短い構成及び簡単な製造が得ら
れるような前述の形式の液力式スプール弁を提供
することである。

このような課題を解決するために本発明の構成
では、パイロツト通路−制御開口が供給通路−制
御開口に隣接しており、さらにスプールが中央の
仕切り壁の両側に、円筒状周面に案内されていて
前記仕切り壁に隣接する内側の制御開口と軸方向
で端面側へずらされた外側の制御開口とを有する
端面側で閉鎖されたそれぞれ１つの中空室を有し
ており、さらに中立位置で供給通路−制御開口及
び負荷接続部−制御開口がスプールによつて閉鎖
されていてかつパイロツト通路−制御開口がそれ
ぞれ一方の中空室を介して容器接続部−制御開口
と接続されているようにした。

このような構成のばあいには、両方の中空室及
びスプールの所属の制御開口は、制御中に供給通
路−制御開口が一方の負荷接続部−制御開口と、
かつ他方の負荷接続部−制御開口が容器−制御開
口と接続され、かつ中立位置では両方のパイロツ
ト通路−制御開口が容器−制御開口と接続され
る。逆に、制御中は一方のパイロツト通路−制御
開口が閉鎖されていてかつ他方のパイロツト通路
−制御開口が負荷圧を導く方の中空室と接続され
ている。このように本発明のスプール弁は、パイ
ロツト通路−制御開口が、既存の制御開口及び中
空室を介して、容器側もしくは負荷側にその都度
連通制御されるように構成されているので、例え
ば特公昭54−9276号公報に開示されたスプール弁
のように、パイロツト通路−制御開口を連通制御
するための専用の通路及びスプールもしくはケー
シングに付加的に設ける必要はない。このこと
は、本発明のスプール弁が１つの供給通路−制御
開口しか必要としないことに関連して、本発明の
スプールもしくはスプール弁の軸方向長さを、従
来公知のものと比較して短縮せしめている。組込
む必要のない中空室を有する円筒状の本体と、こ
れに接続された制御開口とを製造するだけでよい
ので製造は簡単である。スプールが環状みぞ及び
フランジを有するようなスプール弁と比較して流
れ損失がわずかである。

制御時に供給通路−制御開口が一方の内側制御
開口と部分的にオーバラツプされるさいに、中立
位置では他方の内側制御開口と接続されているパ
イロツト通路−制御開口が両方の内側制御開口の
間に位置するスプール中央部分によつて閉鎖され
ているように、パイロツト通路−制御開口が供給
通路−制御開口のすぐ近くに配置されていると特
に有利である。パイロツト通路−制御開口が供給
通路−制御開口の近くに配置されればされる程、
中空スプールの軸方向長さは短くなり、かつ短く
なればなる程両方の制御範囲の間の死区域が小さ
くなる。

さらに有利には、中空スプールの中央部分が両
方のパイロツト通路−制御開口を中立位置で部分
的に被つている。このような形式で、一方のパイ
ロツト通路−制御開口が閉鎖されかつ負荷部に圧
力液体が供給されるまで中空スプールが中立位置
から戻されなければならない距離が短くなる。

さらに有利には、容器接続部−制御開口は、外
側制御開口の互いに向かい合う側が中立位置で外
側制御開口とわずかにオーバラツプするように配
置されている。このような形式で、中空室は中立
位置で絞りを介して容器接続部−制御開口と接続
されている。しかし容器接続部を供給側の中空室
から分離するために、中空スプールをわずかに移
動するだけで十分である。

有利な実施例では、内側制御開口及び外側制御
開口が半径方向孔から成つている。これらの半径
方向孔は簡単に製造される。とりわけ２つのこれ
らの半径方向孔は、周面の互いに向かい合う側で
ボーリングによつて生ぜしめられる。

さらに有利には、これらの半径方向孔は同じ大
きさであり、しかし外側半径方向孔の数は内側半
径方向孔の数より多い。数の多い外側半径方向孔
は中空室と容器との間の圧力損失を少なくし、数
の少ない内側半径方向孔は供給通路−制御開口と
協働することによつて極めて敏感な制御を生ぜし
める。

さらに、スプールは冷間式押出し成形によつて
製造されており、内側及び外側制御開口は孔であ
りかつ中空室は栓によつて閉鎖されている。この
ことによつてとりわけ簡単な製造が得られる。

有利な実施例において、圧力調整装置は、スプ
ール−ケーシング孔に対して平行なケーシング孔
内で摺動可能な円筒状の中空ピストンを有してお
り、該中空ピストンが、一端部においてばねを有
していてかつパイロツト通路と接続される測定圧
室を形成していて、かつ他端部において、中空ピ
ストンの中空室並びに供給通路と接続される作業
圧室を形成しており、さらに圧力調整装置が少な
くとも１つの絞りを有しており、該絞りが、前記
圧力室の間に配置されていてポンプ接続部と接続
されているケーシングに設けられた制御開口及び
中空室から出発する制御開口によつて形成されて
いる。圧力調整装置及びスプール弁は、スペース
節約されてモジユール形式で、複数のこのような
ユニツトが並列に組立てられかつ共通のポンプ及
び容器通路を備えることができるように配置され
る。

以下に、図示の実施例につき本発明を説明す
る。

図示されたスプール弁１は、スプール４を受容
するためのケーシング孔３を有するケーシング２
を有している。ケーシング孔３に対して直角に１
つのポンプ通路５と２つの容器通路６，７とが延
びている。複数のケーシング２が互いに並んで配
置されていると、これらのケーシングのポンプ通
路及び容器通路はそれぞれ互いに整合される。ポ
ンプ通路５はポンプ接続部８に通じており、該ポ
ンプ接続部にはポンプ９によつて圧力液体が容器
１０から供給される。容器通路６，７はそれぞれ
容器接続部１１もしくは１３に通じており、該容
器接続部は容器１０と接続されている。ポンプ通
路５は圧力調整装置１３を介して供給通路１４へ
通じている。スプール弁１は、負荷装置１５、こ
こではサーボモータの操作のために使用される。
この目的のために２つの負荷接続部１６，１７が
ケーシング２内に設けられている。

ケーシング孔３は、環状みぞとして形成された
７つの制御開口を有している。中央部には、供給
通路１４と接続された供給通路−制御開口１８が
設けられている。中央部のすぐ両側に、互いに直
接的に接続されていてかつパイロツト通路２１に
通じる２つのパイロツト通路−制御開口１９，２
０が設けられている。このパイロツト通路−制御
開口のさらに外側には対称的に２つの負荷接続部
−制御開口２２，２３が設けられている。ケーシ
ング孔の両端部側には、対称的に配置された２つ
の容器接続部−制御開口２４，２５が設けられて
いる。スプール４は、中央の仕切り壁２６の両側
にそれぞれ１つの中空室２７，２８を有してお
り、該中空室は端面側でそれぞれ１つの栓２９も
しくは３０によつて閉鎖されている。栓３０のね
じ山３１は操作部材の固定のために役立つ。中空
室から、制御開口が、この実施例では同じ大きさ
の半径方向孔の形状で円筒状の周面へ延びてい
る。仕切り壁２６に隣接する内側の制御開口、す
なわちそれぞれ２つの半径方向孔が設けられてお
り、さらに栓２９，３０の方へ軸方向でずらされ
た外側の制御開口３４，３５が、ここでは４つの
半径方向孔の形状でも受けられている。

中立位置で、内側制御開口３２と３３との間に
残されたスプール４の中央区分３６が供給通路−
制御開口１８を完全に被い、かつ制御開口にすぐ
隣接するパイロツト通路−制御開口１９，２０を
部分的に被つているように設計されている。負荷
接続部−制御開口２２，２３は、中立位置で、内
側制御開口と外側制御開口との間に残されたスプ
ール区分３７，３８によつて閉鎖されている。外
側スプール区分３９，４０は、容器接続部−制御
開口２４，２５を、そのわずかな区分を残して被
つており、このわずかな区分が外側制御開口３４
もしくは３５とオーバラツプして絞り４１もしく
は４２を形成する。従つて中立位置でパイロツト
通路２１は容器接続部１１，１２と接続されてい
る。

スプール４がたとえば左側へ摺動されると、ま
ずパイロツト通路−制御開口１９，２０が閉鎖さ
れる。次いで供給通路−制御開口１８が内側制御
開口３３を介して中空室２８へ通じる。同時に、
外側制御開口３５が負荷接続部−制御開口２３と
接続される。数似の形式で、中空室２７は一面で
は内側制御開口３２を介して負荷接続部−制御開
口２２と接続され、他面では外側制御開口３４を
介して容器接続部−制御開口２４と接続される。
スプール４を右側へ摺動させると、数似のことが
得られる。

圧力調整装置１３は円筒状の中空ピストン４３
を有しており、該中空ピストンはスプール４に対
して平行なケーシング４５の孔４４内で摺動可能
である。ケーシング４５はシール部材４６を介し
てケーシング２に取り付けられている。中空ピス
トン４３が測定圧室４７を制限しており、該測定
圧室は、絞り４８を介してパイロツト通路２１と
接続されかつばね４９を有している。測定圧室４
７はさらにねじ接続管片５０によつて制限され、
このねじ接続管片内には過圧弁５１が設けられて
おり、この過圧弁によつて測定圧室４７は通路５
２を介して容器通路７へ除圧されることができ
る。中空ピストン４３は他端部では作業圧室５３
によつて制限されており、該作業圧室は供給通路
と接続されている。中空ピストン４３の中空室５
４は逆止弁５５を介して前記作業圧室５３と接続
される。孔４４には環状みぞとして形成された制
御開口５６が設けられており、該制御開口５６
は、半径方向孔として形成された中空ピストンの
制御開口５７と協働し、かつポンプ接続部８と供
給通路１４との間に位置する絞り５８を形成す
る。

さらに、単一−パイロツト通路２１が逆止弁５
９を介して集合−パイロツト通路６０と接続され
ており、該集合−パイロツト通路は接続部６１を
介して共通の圧力調整装置６２の制御口に通じて
おり、この圧力調整装置はさらにポンプ圧及びば
ね６３によつて負荷されている。

圧力調整装置１３，６２は、ドイツ連邦共和国
特許出願公告第2514624号明細書により公知であ
る形式で作用する。全てのスプール弁１において
スプール４が中立位置を占めると、単一−パイロ
ツト通路２１内にも集合−パイロツト通路６０内
のも容器圧が生じる。圧力調整装置１３，６２
は、ばね４９もしくは６３によつてのみ与えられ
る休止位置を占める。たとえば、ポンプ圧は６バ
ールに調節される。スプール４の１つが調整され
ると、所属の単一−パイロツト通路２１内に負荷
圧が生じる。所属の圧力調整装置１３は、供給通
路１４内の圧力が、ばね４９によつて規定される
値だけ負荷圧を越える値をとるように調整され
る。このことによつて、供給通路１４と中空室２
７もしくは２８との間の圧力降下が一定でありそ
れ故負荷装置に供給される圧力液体量はスプール
４の調整量にほぼ比例する。同時にこのような負
荷圧は集合−パイロツト通路６０を介して圧力調
整装置６２に導かれ、この圧力調整装置は、ポン
プ圧を、圧力調整装置１３によつて調節される圧
力をわずかに越える値に調整する。単数又は複数
のスプール弁が操作されると、それぞれの単一の
スプール弁の機能は前述の機能に相応する。圧力
調整装置６２は、今やもちろん高負荷圧によつて
制御され、従つて全ての操作目的のために十分な
ポンプ圧が使用される。

圧力調整装置６２は、別の形式で漏らし弁によ
つて、たとえば調節される送出容量の調節によつ
ても実現される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるスプール弁と所属の圧力調
整装置の概略図である。 １…スプール弁、２…ケーシング、３…ケーシ
ング孔、４…スプール、５…ポンプ通路、６，７
…容器通路、８…ポンプ接続部、９…ポンプ、１
０…容器、１１，１２…容器接続部、１３…圧力
調整装置、１４…供給通路、１５…負荷装置、１
６，１７…負荷接続部、１８…供給通路−制御開
口、１９，２０…パイロツト通路−制御開口、２
１…パイロツト通路、２２，２３…負荷接続部−
制御開口、２４，２５…容器接続部−制御開口、
２６…仕切り壁、２７，２８…中空室、２９，３
０…栓、３１…ねじ山、３２，３３…内側制御開
口、３４，３５…外側制御開口、３６…中央区
分、３７，３８…スプール区分、３９，４０…外
側スプール区分、４１，４２…絞り、４３…中空
ピストン、４４…孔、４５…ケーシング、４６…
シール部材、４７…測定圧室、４８…絞り、４９
…ばね、５０…ねじ接続管片、５１…過圧弁、５
２…通路、５３…作業圧室、５４…中空室、５５
…逆止弁、５６…制御開口、５７…制御開口、５
８…絞り、５９…逆止弁、６０…集合−パイロツ
ト通路、６１…接続部、６２…圧力調整装置、６
３…ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向でずらされた複数の制御開口を有する
   ケーシング孔を有する液力式スプール弁であつ
   て、前記制御開口のうち中央の制御開口が圧力液
   体用の供給通路と、該中央制御開口に対して対称
   的に配置された２つの制御開口がそれぞれ１つの
   負荷接続部と、これらの制御開口の外側に対称的
   に配置された２つの制御開口が容器と、さらに対
   称的に配置された２つの制御開口がパイロツト通
   路と接続されており、さらに軸方向でずらされた
   制御開口を有していて前記ケーシング孔内で軸方
   向に摺動可能なスプールを備えており、該スプー
   ルの制御開口を介して負荷接続部−制御開口が制
   御時に交番的に供給通路−制御開口と、もしくは
   容器−制御開口と接続されており、さらにスプー
   ル中立位置では前記供給通路−制御開口及び容器
   −制御開口がスプール制御開口から分離されてお
   り、かつスプール制御開口を介してそれぞれのパ
   イロツト通路−制御開口が制御時には負荷接続部
   −制御開口と、かつ中立位置では容器−制御開口
   と接続されている形式のものにおいて、前記パイ
   ロツト通路−制御開口１９，２０が供給通路−制
   御開口１８に隣接しており、さらにスプール４が
   中央の仕切り壁２６の両側に、円筒状周面に案内
   されていて前記仕切り壁に隣接する内側の制御開
   口３２，３３と軸方向で端面側へずらされた外側
   の制御開口３４，３５とを有する端面側で閉鎖さ
   れたそれぞれ１つの中空室２７，２８を有してお
   り、さらに中立位置で供給通路−制御開口１８及
   び負荷接続部−制御開口２２，２３がスプールに
   よつて閉鎖されていてかつパイロツト通路−制御
   開口がそれぞれ一方の中空室を介して容器接続部
   −制御開口２４，２５と接続されていることを特
   徴とする液力式スプール弁。 ２ パイロツト通路−制御開口１９，２０が、制
   御時に供給通路−制御開口が一方の内側制御開口
   （３２もしくは３３）と部分的にオーバラツプす
   るさいに、中立位置では他方の内側制御開口（３
   ３もしくは３２）と接続されているパイロツト通
   路−制御開口が両内側制御開口の間に位置するス
   プール４の中央区分３６によつて閉鎖されるよう
   に供給通路−制御開口１８のすぐ近くに配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載の液力式スプー
   ル弁。 ３ スプール４の中央区分３６が、中立位置で両
   方のパイロツト通路−制御開口１９，２０を部分
   的に被つている特許請求の範囲第２項記載の液力
   式スプール弁。 ４ 容器接続部−制御開口２４，２５が、該制御
   開口の互いに向かい合う側が中立位置で外側制御
   開口３４，３５とわずかにオーバラツプするよう
   に配置されている特許請求の範囲第１項から第３
   項までのいずれか１項記載の液力式スプール弁。 ５ 内側制御開口３２，３３及び外側制御開口３
   ４，３５が半径方向孔から成つている特許請求の
   範囲第１項から第４項までのいずれか１項記載の
   液力式スプール弁。 ６ 前記半径方向孔が同じ大きさであり、しかし
   外側制御開口の数が内側制御開口の数より多くな
   つている特許請求の範囲第５項記載の液力式スプ
   ール弁。 ７ スプール４が冷間式押出し成形によつて製造
   されており、内側及び外側制御開口３２〜３５は
   孔でありかつ中空室２２，２８は栓２９，３０に
   よつて閉鎖されている特許請求の範囲第１項から
   第６項までのいずれか１項記載の液力式スプール
   弁。 ８ 圧力調整装置１３が、スプール−ケーシング
   孔３に対して平行なケーシング孔４４内で摺動可
   能な円筒状の中空ピストン４３を有しており、該
   中空ピストンが、一端部において、ばね４９を有
   していてかつパイロツト通路２１と接続される測
   定圧室４７を形成していて、かつ他端部におい
   て、中空ピストンの中空室５４並びに供給通路１
   ４と接続される作業圧室５３を形成しており、さ
   らに圧力調整装置が少なくとも１つの絞り５８を
   有しており、該絞りが、前記圧力室の間に配置さ
   れていてポンプ接続部８と接続されているケーシ
   ングに設けられた制御開口５６及び中空室から出
   発する制御開口５７によつて形成されている特許
   請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項
   記載の液力式スプール弁。