JPS5989880A - 調節可能な通過断面を有し固有媒体により制御される液圧弁 - Google Patents

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】 本発明は、圧力媒体供給部と圧力媒体放出部を有する弁
ケーシング、弁ケーシング内の圧力媒体供給部と圧力媒
体放出部の間に形成された弁全開、弁空間内に形成され
た弁座、弁空間内において通過断面を調節するため弁座
に対して可動に配置されかつ圧力條体用の流入面を有す
る弁部材、および弁部材を制御する制御装置が設けられ
ており、その際制御装置は、弁ケーシングの付加的な切
欠き内で可動に茶内された制御ピストンおよび制御ピス
トンを弁部材に結合するピストン棒、および制御弁およ
び補助弁を有し、またそり隙切欠きは、制御ピストンに
よって抗圧空間と制御圧空間に分割されており、かつ制
御ピストンには、抗圧空間に付属の対向面と制御圧空間
に付属の制御面が形成されており、またその除抗圧空間
と制御圧空間は、制御弁を介して圧力媒体供給部にかつ
補助制御弁を介して圧力媒体戻し部に結合可能であり、
またその際対向面は流入面より大きく、かつ制御面は、
なるべく対向面と流入面の差よりも大きい、調節可能な
通過断面を有しかつ固有媒体により制御される液圧弁に
関する。

本発明の前提となる公知の固有媒体により制御される液
圧弁（ドイツ連邦共和国特許出願第３１３１８６０．６
　号明細書参照）は、まず油圧用であり１、しかも３０
０バールおよびそれ以上の作業圧力用である。こり液圧
弁は、完全に固有媒体で制御され、かつ開いた状態にお
いて通過断面が調節可能な開閉弁として動作する。固有
媒体による制御は、一方では圧力媒体供給部に、他方で
は制御圧力空間に最後に廃油接続部に接続された制御弁
、および一方では圧力媒体供給部に、他方では抗圧空間
にかつ最後に廃油接続部に接続された補助制御弁を介し
て行われる。この公知の液圧弁にお（・ては制御ピスト
ンに加えてなお別の制御ピストンが設けられており、こ
の制御ピストンを介して別の補助制御弁により制御ピス
トン用のいわゆる「液圧衝撃」が実現されている。この
公知の固有媒体により制御される液圧弁によれば、液圧
方式で通過断面を調節することができるが、所定の「静
的な」調節ができるだけであり、この調節は、純粋な開
閉弁としてのこり液圧弁の基本的機能を変更するもので
はない。さらにこの公知の液圧弁にお（・ては次の点に
問題がある。すなわち異った空間の閾にあるパツキン素
子に動作に応じて常にかなりの圧力差が生じる。なぜな
らその都度圧力を加えられていない空間は廃油接続部に
結合されているからである。この点に関してこの公知の
液圧弁は、□実際には主として油圧方式に適しており、
かつここにおける汚れたい積と摩耗の問題を含む水圧方
式にはあまり適していない。

その他に特に水圧方式に適した液圧弁か公知であり（文
献ｒ　ｏ　十ｐ−エルヒトラウリク・ラント・プノイマ
ーテイク」第４巻１９７９年参照〕、この弁は、閉じ方
向に自動制御され、かつ開き方向に外部制御されている
。一部だけ固有媒体により制御されたこり液圧弁も純粋
な開閉弁であり、その原機械鯛節ねじにより通過断面の
調節を行うことができる。こり液圧弁において動作に応
Ｖて圧力媒体供給部は常（（抗圧空間に接続されている
ので、抗圧空間と制御圧空間の間のパツキン素子におい
て時には圧力平衝が成立づ−るが、閉じ状態においては
ここでも制御圧空間は廃油接続部に接続されているので
、パツキン素子における相応した圧力差は非常に大きい
。

最後にもっばら外部制御される。従って固有媒体とは別
の制御媒体を介して制御される液圧弁が公知であり（ド
イツ連邦共和国特許出願公開用２７５０５０２号明＃ｌ
書参照）、この弁は、比例弁として使用でき、従ってそ
の際圧力媒体用の有効通過断面は動作に応じて変化し、
従って「ダイナミック」に調節できる。特に油圧用のこ
の公知の液圧弁における弁部材は、圧力媒体供給部に存
在する圧力媒体を圧力平′ｇｆ！４゛管を介して抗圧空
間に供給し、ここで流入面に対応する対向面に作用させ
ることによって、全く圧力を逃がされている。弁部材の
その都度の位置は、ここではばね系子のばね力に抗して
制御面に作用する制御圧によって決゛まる。

最後になお電気機械制御された液圧弁が経験的に周知で
あり、その際通過断面は同様に「ダイナミック」に調節
できる。これら電気機械制御された液圧弁は、通過断面
の十分に速い変化を行うことができないというかなりの
欠点を有する。

前記公知技術を前提として本発明の課題は、有効通過断
面が特に高い動作圧の除にもまた水圧方式に適する・よ
うに「ダイナミック」に調節できる固有媒体だけで制御
される液圧弁を提供することにある。

この課題を解決する本発明による固有媒体により制御さ
れる液圧弁は次のような特徴を有する。

すなわち制御ピストンのあらゆる位置において抗圧空間
と制御圧空間には圧力媒体が充填されており、また抗圧
空間および／または制御圧空間が、制御弁または補助制
御弁を介してしゃ断可能である。本発明によれば、抗圧
空間と制御圧を間に常に圧力媒体が充填されていれば、
パツキン素子に生じる圧力差が最小に維持できることは
明らかである。もちろんそのために抗圧空間または制御
圧空間のしゃ断を行うことができる制御弁または補助制
御弁を配置することが必要である。ここでは油、水およ
び使用可能なあらゆる油水エマルジョンの非圧縮性か系
統的に圧力平衡のため利用される。制御弁または補助制
御弁を介して正確に測定された所定の量の圧力媒体を抗
圧空間または制御圧空間に導入し、同時に同量の圧力媒
体をそれぞれ他方の空間から放出することによって、制
御ピストンの正確に規定された移動を行うことができる
ので、液圧弁の有効通過断面は実際に常に「ダイナミッ
ク」に調節可能である。その際１皮調節された通過断面
は、液体、例えば水の前記の非圧縮性のため圧力媒体供
給部内の圧力の変動には影響を受けるのではなく、もっ
ばら制御弁または補助制御弁の操作によって変化する。

Ｗｒ足の様式で異った大きさの流入面、、対向面および
制御面は、通過断面を１属調節した際にはＸｔ要ではな
く、通過断面を変える隙、従って通過断面を「ダイナミ
ック」に調節する際に意味を持つだけである。その際抗
圧空間と制御圧空間の異った制御により、制御弁と補助
制御弁の故障の際（場合によっては流れの障害の際）に
開（またはこの場合自動的に閉じる液圧弁が実現できる
。

すべてのパツキン素子における前記の大幅な圧力平衡の
ため、本発明による液圧弁は籍に高い動作圧に適して８
つ、その際水圧方式の特別な用途である。

本発明に・よる液圧弁を構成しかつ改善するには種々の
方法があり、次にこれについて例示し説明する。

もちろん基本的に抗圧空間と制御圧空間にそれぞれ１つ
の独自の制御弁と独自の補助制御弁を設けることはすぐ
に考えられる。もちろんこのことは技術的に開側である
。ここでは技術的な理由から、１つの制御弁だけを設け
、この制御弁を抗圧空間と制御圧を間の間に配置すると
特に有利であるとわかった。その際抗圧空間または制御
圧空間が間に弁を挿入せ−ずに直接圧力媒体供給部に接
続・・されていると特に有利である。従ってここでは圧
力媒体供給部に結合された空間は、定常的に圧力媒体供
給部内に存在する圧力を有し、一方圧力媒体供給部に直
接接続されていない方の空間には、制御弁が開いた際に
だけこの圧力が加えられる。

制御弁が開いた際いわば抗圧空間と制御圧空間の閉じた
結合が行われるので、制御ピストンは、制御面と対向面
の大きさの相違に応じて動くことができる。制御弁の簡
単な閉鎖によりこの運動は突然停止する。従ってわずか
な構造上の費用により極めて有効かつ正確な制御が行わ
れている。

これまで補助制御弁をどこに配置するかについてハ何モ
述べていない。ここでは圧力媒体供給部から離れた方の
制御弁の側を補助制゛御弁に結合すると有利である。前
記実施形においてこのことは、直接圧力媒体供給部に結
合されていないを間が補・助制御弁を介して圧力媒体供
給部に結合可能であることを衣わしている。この空間か
ら補助制御弁を；’ｌ’　ｌ−て管理して圧力媒体を放
出することによって、開側１ピストンの前記の運動とは
逆向きの運動は同様に完全に管理して行うことができる
。

実際に最適に有効通過断面を「ダイナミック」に調節す
る本発明による液圧弁の能力は、制御弁と補助制御弁を
調節可能な通過断面を有する絞り弁として形成すること
によってなお特に増大される。それにより本発明による
液圧弁の制御速度は広い範囲内であらかじめ決めること
ができる。

すでに初めに述べたように、制御弁と補助制御弁は電気
的に制御できる。このような電気制御される制御弁・ま
たは補助制御弁は、以前から周知であり、かつここで詳
細に説明するには及ばない。

しかし本発明の課題に関連して電気制御可能な制御弁ま
たは補助制御弁は特に重要である。なぜならここでは制
御電圧として直流電圧パルス列または倣動直流電圧、例
えば直流パルス列または父流電圧で変調された直流電圧
等を使用することができるからである。全く特別なかつ
その点において独立した意味を有する本発明のこの教示
は、制御弁と補助制御弁の応答感度釦とって生じる摩擦
がかなりの意味を持つという知識に基づいている。

純粋な直流電圧を制御電圧として使用すれば、制御弁ま
たは補助制御弁の操作の際静摩擦に打ち勝つ必要がある
。しかし公知のように静摩擦に関する摩擦係数は、動摩
擦に関する摩擦係数よりもずっと大きい。それ故に本発
明によれば、制御弁または補助制御弁を電気的に制御す
ることによって、づ−なわち制御弁の弁部材および補助
制御弁の弁部材がそれぞれ端位置にあっても常に小さな
振幅の振動：Ｊ！動を行うことによって常に動摩楳にな
っている。

最後になお同様に特別な独自の意味を有する本発明の別
の教示によれば、本発明による液圧弁は次のように構成
される。すなわち複数の弁を間と複数の弁部材が設けら
れており、かつ圧力媒体の流れの方向に順に接続されて
おり、またすべての弁部材が、共通かつ同時に制御装置
により可動であり１、従つ″ｒ−通過断面が同時に調節
可能である。

その際弁部桐を介して調節された通過断面は圧力媒体の
流れの方向に小さくなると有利である。従って実際には
弁部材によって形成された１つの絞り位置の代りに、順
に接続された絞り位置の縦続接続が行われるので、それ
ぞれの絞り位置には全圧力差の一部だけが生じる。

本発明の実施例を以下図面によって説明する。

まず第１図と第２図により、特別の実施形を考慮するこ
となく本発明による液圧弁の基本構成を説明する。

第１６図と第２図に調節可能な通過断面を有し固有媒体
、例えば圧力水により制御される液圧弁が示されてい′
る。こり液圧弁は、圧力媒体供給部１と圧力媒体放出部
２を有する弁ケーシング３、弁ケーシング３内の圧力媒
体供給部１と圧力媒体放出部２の間に形成された弁全開
４、弁全開４内に形成された弁座５、弁全開４内におい
て通過断面を調節するため弁座５に対して可動に配置さ
れた弁部材６、および弁部材６を制御する制御装置７を
有する。

弁部材６は、圧力媒体供給部ｌに生じる圧力媒体に対す
る流入面８を有する。（第１図と第２図に示された液圧
弁は特に水圧方式に使われるので、弁部材６には下から
流れが当たる。）さらに弁部材６は、長く延びた絞り尖
端部を有し、それにより圧力水内の汚れ粒子が転向され
、かつ弁座５の損傷が防止される。

弁都拐５を制御する制御装置７は、まず弁ケーシング３
の伺加的な切欠き９内で可動に案内された制御ピストン
１ｏ、およびこの制御ピストン１ｏを弁部材６に結合す
るピストン棒１１を有する。さらに制御装置７は、制御
弁１２と補助制御弁１３を有する。弁ケーシング３の切
欠き９は、制御ピストン１．０によって抗圧空間１４と
制御圧空間Ｊ５に分割されている。弁全間４と抗圧空間
１４と制御圧空間１５は、異ったパツキン素子１６によ
って互いに密閉されている。制御ピストン１ｏには、抗
゛圧を間１４に対応する対向面１７と制御圧空間１５に
対応する制御面１８が形成されている。

後で詳細に説明するように抗圧空間１４と制御圧空間１
５は、制御弁１２を介して圧力媒体供給部１に、かつ／
または補助制御弁１３を介して圧力媒体戻し部■９に結
合できる。そのために種々の圧力導管２０゜２１．２２
および２３が設けられている。

最後に開側１ピストン１ｏの対向面１７は、弁部材６の
流入面８よりも大きい。制御ピストン１ｏの制御面１８
は、第１図の実施例では対向面Ｊ７と流入面８の差より
も小さく、また第２図の実施例ではこの差よりも小さく
、また第２図の実施例ではこの差よりも大きい。

制御ピストン１ｏがどの位置にある時にも抗圧空間１４
と制御圧を間１５に圧力媒体が充填されているというこ
とは、本発明の教示にとって極めて重要である。その際
第１図に示された実施例においては、抗圧空間１４は制
御弁１２および補助制御弁１３を介してしゃ断可能であ
り、一方第２図に示した実施例では制御圧空間１５がし
ゃ断可能である。もちろん基本的にそれぞれ１つの制御
弁を介して両方の空間をしゃ断可能にしてもよいが、こ
こではこれについて図示しない。

本発明による液圧弁の第１図と第２図の両方の実施例に
おいてその結果制御弁１２は、抗圧を間１４と制御圧空
間１５の間に配置されている。その際第１図の実施例に
おいて側倒Ｊ圧を間１５は、間に弁を接続せずに直接圧
力媒体供給部１に結合されているが、第２図の実施例で
はこのことは、抗圧空間■４についてあてはまる。

その他に制御弁１２は、いずれの場合にも結合された圧
力媒体供給導管１から離れた方の側において補助制御弁
１３に結合されている。

第２図は、制御弁１２と補助制御弁１３が調節可能な通
過断面を有１−る絞り弁として形成されているという点
において、本発明による液圧弁の特に有利な実施例を示
している。その他に制御弁１２と補助制御弁１３は、図
示された２つの場合電気的に制御可能である。

制御弁１２と補助制御弁１３を電気的に制御できれば、
制御電圧として変調された直流電圧が使用できるので、
それぞれの弁部材の小さな振幅の継続・振動運動により
実際には動摩擦だけが生じ、静摩擦が生じることはない
。

第１図の実施例により本発明にょる液圧弁の動作につい
て説明づ−る。

第１図に示した液圧弁は閉じ位置にある。制御弁１２と
補助制御弁１３が閉じているので、抗圧空間。

１４内にある圧力媒体の非圧縮性により圧力媒体供給部
１と制御圧力空間１５内に生じた圧力にもがかわらず制
御ピストン１０と共に弁部材６が動（ことはない。それ
どころか液圧弁を開（ため、補助制御弁１３を操作しな
ければならないので、抗圧空間１４から圧力媒体戻し部
１９に所定の量の圧力媒体が流れることができる。圧力
媒体のこの流出量に相当１″る量・の圧力媒体は、同時
に圧力媒体供給部１から圧力導管２０および圧力導管２
１を介して制御圧力空間１５に流れる。補助制御弁１３
を再び閉じるとすぐに、制御ピストン１０は停止し、従
って弁部材６も停止し、すなわち液圧弁全体が、正確に
規定された通過断面を持って開いている。

開いた液圧弁を後で再び閉じようとするがまたは通過断
面を減少する必要があった場合、制御弁１２を短期間開
く。制御弁１２の開き時間の間圧力媒体は、圧力媒体供
給部ｌから圧力導管２０および圧力導管２２を介して抗
圧空間４に流れる。ここに図示された実施例の対向面１
７は、流入面８と制御面１８の和よりも大きいので、こ
れらすべての面において圧力が同じ場合、制御ピストン
１０治よびそれにより弁部材６は閉じ方向に動く。この
運動は、再び制御弁１２を閉じるとすぐに停止する。

本発明による液圧弁の第２図に示す実施例は、本発明に
よる液圧弁の前記実施例とは動作に関して次の点で相違
するだけである。すなわち制御弁１２を閉じ、補助制御
弁１３を開いた際に、こり液圧弁は閉じ位置へと動（。

第２図に閉じ位置で示したこり液圧弁を開（ようにする
場合、補助制御弁１３を閉じたまま所定の期間にわたっ
て制御弁１２を開く。この時圧力媒体は、圧力導管２０
と圧力導管２１を介して圧力媒体供給部１から制御圧力
空間］５に流れる。この実施例においては制御面１８は
対向面１７と流入面８の差よりも大きいので、制御ピス
トン１０は弁部材６と共に開き方向に動（。その際抗圧
空間１４の圧力媒体は圧力導管２２を介して押出される
。この圧力媒体は、同様に制御弁１２と圧力導管２１を
介して制御圧空間１５内に流入する。制御弁１２が閉じ
ると−ここでも直接固定の通過断面が設定されている。

第３図と第４図に本発明による液圧弁の詳細な構成が示
されているが、その際制御弁１２と補助制御弁１３の詳
細な構造および液圧弁の抗圧を間１４および制御圧空間
１５との結合については示されていない。

第３図に示した本発明による液圧弁の実施例において機
能的に複数の弁全開４と複数の弁部材６が設けられてお
り、かつ圧力媒体の流れ方向に順に接続されている。そ
の際すべての弁部材６は、制御装置７によって共通かつ
同時に動かすことができるので、通過断面は同時に調節
できる。従って弁部材６によって形成された１つの絞り
の代りに、順に接続された絞りの縦続接続が行われるの
で、それぞれの絞、りには圧力差全体の一部分しか生じ
ない。

第４図に示した本発明による液圧弁の実施例は、弁ケー
シング３内に圧力媒体供給部１鉛よび圧力媒体放出一部
２の他に圧力媒体戻し部２４が設けられているという特
殊性を有する。

・４、図面の簡単な説明 第１図は、本発明による液圧弁の第１の実施例を示す略
図、第２図は、本発明による液圧弁の第２の実施例を示
す略図、第３図は、制御弁と補助制御弁を含まない本発
明による液圧弁の第３の実施例を一部断面で示す詳細な
図、轡、４図は、制御弁と補助制御弁を含まない本発明
による液圧弁の第４の実施例を一部断面で示す詳細な図
である。

１・・・圧力媒体供給部、２・・・圧力媒体放出部、３
・・・弁ケーシング、４・・・弁全開、５・・・弁座、
６・・・弁部材、７・・・制御装置、１０・・・制御ピ
ストン、１２・・・制御弁、１３・・・補助制御弁、１
４・・・抗圧空間、１５・・・制御圧空間 特許出願人　　ドクトル、バー、ティーフェンバフ　ハ
、ゲゼルシャフト、ミツト、ベシュレンクテル、ノゾツ
ン久つント、コンパニー 代理　人　弁理士　１）代　盃　治

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）圧力媒体供給部と圧力媒体放出部を有する弁ケー
   シング、弁ケーシング内の圧力媒体供給部と圧力媒体放
   出部の間に形成された弁空間、弁空間内に形成された弁
   座、弁空間内において通過断面を調節するため弁座に対
   して可動に配置されかつ圧力媒体用の流入面を有する弁
   部材、および弁部材を制御する制御装置が設けられてお
   り、その際制御装置は、弁ケーシングの付加的な切欠き
   内で可動に案内さｎた制御ピストンおよび制御ピストン
   を弁部材に結合するピストン棒、および制御弁および補
   助弁を有し、またその際切欠きは、制御ピストンによっ
   て抗圧空間と制御圧空間に分割されており、かつ制御ピ
   ストンには、抗圧空間に付属の対向面と制御圧空間に付
   属の制御面が形成されており、またその際抗圧空間と制
   御圧空間は、？ＩＪＩＪ御弁を介して圧力媒体供給部に
   かつ補助制御弁を介して圧力媒体戻し部に結合可能であ
   り、またその際対向面は流入面より太き（、かつ制御面
   は、なるべ（対向面と流入面の差よりも太きい、調節可
   能な通過断面を有しかつ固有媒体により制御される液圧
   弁において、 制御ピストン（１０）のあらゆる位置において抗圧。 空間（１４）と制御圧空間（ＩＳ）には圧力媒体が充填
   されており、また抗圧空間（１４）および／または制御
   圧空間（１５）が、制御弁（１２）または補助制御弁（
   １３）を介してしゃ断可能であることを特徴と゛する、
   調節可能な通過断面を有しかつ固有媒体により制御され
   る液圧弁。 （２）制御弁（Ｉ２）が、抗圧空間（１４）と制御圧空
   間αυの間に配置されている、特許請求の範囲第１項記
   載の液圧弁。 （３）抗圧空間（１４）または制御圧空間（１５）が、
   間に弁を挿入せずに直接圧力媒体供給部（１）に結合さ
   れている、特許請求の範囲第１項または第２項記載の液
   圧弁。 （４）圧力媒体供給部（１）から離れた方の制御弁Ｏ望
   の側が、補助制御弁（１３）に結合されている、特許請
   求の範囲第１項ないし第３項の１つに記載の液圧弁。 （５）制御弁（１２）と補助制御弁（１３）が、調節可
   能な通過断面を有する絞り弁として形成されている、特
   許請求の範囲第１項ないし第４項の１つに記載の液圧弁
   。 （６）制御弁と補助制御弁が電気制御可能であり、その
   際制御弁と補助制御弁用の制御電圧として、直流電圧パ
   ルス列または脈動直流電圧、例えば直流パルス列または
   交流電圧で変調された直流電圧等を特徴する特許請求の
   範囲第１項ないし第５項の１つに記載の液圧弁。 （７）複数の弁全開と複数の弁部材が設けられており、
   かつ圧力媒体の流れの方向Ｋ　／［Ｋ接続されており、
   またすべての弁部材が、共通かつ同時に制御装置により
   可動であり、従って通過断面が同時に調節可能である、
   特許請求の範囲第１項ないし第６項の１つに記載の液圧
   弁。 ｆ３）＃訛幼を介１て調節された通過断面が、圧力媒体
   の流れ方向に／Ｊ＼さくなる、特許請求の範囲第７項記
   載の液圧弁。