JP2000081913A

JP2000081913A - 弁

Info

Publication number: JP2000081913A
Application number: JP19315599A
Authority: JP
Inventors: Hartmut Faust; ファウストハルトムート; Benjamin Kemmner; ケムナーベンヤミン; Guenter Ebinger; エービンガーギュンター; Urban Panther; パンターウルバン; Manfred Homm; ホムマンフレート
Original assignee: LuK Getriebe Systeme GmbH
Current assignee: LuK Getriebe Systeme GmbH
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2000-03-21
Also published as: US6170508B1; DE19930868A1; DE19930868B4; FR2785401B1; FR2785401A1

Abstract

(57)【要約】【課題】全使用時間にわたって抑制制御ポイントを維
持することができる容積流調整弁を提供する。【解決手段】弁孔２内をばね４に抗して案内されて軸
方向摺動可能な弁ピストン３と、フィードポンプの圧力
側に接続された供給部７と、弁ピストン３によって開口
可能なオーバフロー流出部１６と、運転圧によって負荷
される第１の弁ピストン面５と、測定絞り１１において
減じられた運転圧によって負荷される第２の弁ピストン
面６とを備えた容積流調整弁において、オーバフロー流
出部１６と第２の弁ピストン面６を受容するばね室１４
との間における漏れ流を減じる又は０にする装置が設け
られている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念部に記載の形式の容積流調整弁、特に連続的に調節可
能な伝動装置（ＣＶＴ）用の容積流調整弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】容積流調整弁は、ハイドロシリンダ又は
その他の液圧式の消費機に流れる作業液の液体流に影響
を加えたい場合に、使用される。この場合フィードポン
プによって準備された液体流の一部は、液圧式の消費機
に供給され、不要な余剰部分は再びポンプ循環路に戻さ
れる。

【０００３】容積流調整弁はこの場合十分に規定された
抑制制御ポイントを有しており、この抑制制御ポイント
の後では、たとえポンプによって準備された供給量がさ
らに上昇した場合でも、液圧式の消費機にはほぼ一定の
液体流が供給されるようになっている。

【０００４】極めて一般的に容積流調整弁はスプール又
は弁ピストンを有しており、このスプール又は弁ピスト
ンは、弁孔内において圧縮ばねの力に抗して軸方向摺動
可能に受容されており、かつ両側において、測定絞りに
基づく異なった圧力によって負荷される。容積流調整弁
を介して、既に上に述べた余剰の吐出流は戻し路に戻さ
れ、この戻し路は、タンク又はフィードポンプの吸込み
側に接続されていて、ひいてはフィードポンプの圧力側
に比べて低い圧力レベルをもつ領域に接続されている。

【０００５】容積流調整弁の抑制制御ポイントは、液圧
系にとって１つの重要な特性値である。それというの
は、液圧式の消費機に供給される容積流は系の設計時に
入力値として働き、抑制制御ポイントがシフトすると、
設計のために働く容積流がもはや維持され得ないので、
系の特性に不都合に変化してしまうことがあるからであ
る。

【０００６】液圧式の消費機の作業特性に基づいて、液
圧系内において高い圧力の生じることがある。容積流調
整弁の測定絞りにおいては、ある程度の圧力損失が生じ
る。容積流調整弁のばねを受容する室と前記戻し路との
間には、しかしながら高い系圧時には、測定絞りの後ろ
の低い圧力にもかかわらず、大きな圧力差が生じ、この
圧力差に基づいてばね室と戻し路との間には漏れ流が生
じる。

【０００７】この漏れは、容積流調整弁から液圧式の消
費機に供給される容積流を減少させ、抑制制御ポイント
のずれもしくはシフトを生ぜしめる。その結果として、
液圧系の特性が変化してしまう。

【０００８】特に、フィードポンプによって準備された
容積流が液圧式の消費機にとって必要な容積流を著しく
上回るような場合に（このような現象は例えば、自動車
の内燃機関によって駆動されるポンプにおいて、高い機
関回転数時に繰り返し発生する）、容積流調整弁は多く
の調整動作を実施しなくてはならず、つまり弁ピストン
は弁孔内において常に繰り返し振動運動させられる。こ
のことは、特に弁ピストンのシール縁及びこの箇所にお
ける弁孔の領域における金属と金属との材料対偶に基づ
いて、摩耗を促進させ、ひいては間隙高さを増大させ、
そしてこれは漏れ流を著しく上昇させることになる。

【０００９】弁ピストンのシール縁を丸く面取りするこ
とによって、この問題を排除することは不可能である。
それというのは、液圧系には通常、小さな粒子の形の汚
れが存在しており、これらの汚れは弁孔と丸く面取りさ
れたピストン縁との間に固着し、これによって弁孔と弁
ピストンとの間における摩耗がさらに高められ、ひいて
は間隙高さ及び漏れが増大させられる。また、このよう
な面取り部は、弁孔内における弁ピストンの変位もしく
は傾きひいては摩耗を促進するひっかかりを生ぜしめや
すくしてしまう。

【００１０】このようなひっかかりの傾向は、確かに弁
ピストンを長く構成することによって低減させることが
可能な場合もあるが、しかしながらこのような解決策
は、そのために必要ではあるが得ることができない構造
スペースの点で、実際には不可能である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の容積流調整弁を、上述のような
欠点を排除すべく改良して、全使用時間にわたって抑制
制御ポイントを維持することができる容積流調整弁を提
供することである。本発明の課題はまた、抑制制御ポイ
ントの維持を可能にする方法を提供することでもある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明による容積流調整弁の構成では、弁孔内をばね
に抗して案内されて軸方向摺動可能な弁ピストンと、フ
ィードポンプの圧力側に接続された供給部と、弁ピスト
ンによって開口可能なオーバフロー流出部と、運転圧に
よって負荷される第１の弁ピストン面と、測定絞りにお
いて減じられた運転圧によって負荷される第２の弁ピス
トン面とを備えている形式の容積流調整弁において、オ
ーバフロー流出部と第２の弁ピストン面を受容するばね
室との間における漏れ流を減じる又は０にする装置が設
けられているようにした。

【００１３】この請求項１記載の本発明による容積流調
整弁の有利な構成は、請求項２から請求項１０に記載さ
れている。

【００１４】また、前記課題を解決する本発明による方
法では、容積流調整弁の抑制制御ポイントの変化を回避
する方法において、弁のばね室とオーバフロー流出部と
の間における漏れ流を、ほぼ運転圧に相当する圧力をば
ね室と流出部との間における空間において形成すること
によって、回避するようにした。

【００１５】

【発明の効果】本発明は以下に記載の認識に基づいてい
る。すなわちこの場合、抑制制御ポイントのずれもしく
はシフトの原因である漏れ流、つまり分岐部を介して容
積流調整弁の測定絞りの後ろでばね室にひいてはオーバ
フロー流出部内に達する漏れ流は、ばね室と流出部との
間における圧力レベルの上昇によって排除すること、又
は少なくとも、容積流調整弁の抑制制御ポイントをほぼ
一定に保つ程度に抑制される。それというのは、圧力レ
ベルを高めることによって、運転中に弁ピストンと弁孔
との間における間隙空間が増大したとしても、この間隙
空間を液圧的に閉鎖することができるからである。

【００１６】高められた圧力レベルを得るためには、液
圧系内にいずれにせよ存在している運転圧又は系圧を利
用すると、有利である。

【００１７】ゆえに本発明によれば、弁孔内をばねに抗
して案内されて軸方向摺動可能な弁ピストンと、フィー
ドポンプの圧力側に接続された供給部と、弁ピストンに
よって開口可能なオーバフロー流出部と、運転圧によっ
て負荷される第１の弁ピストン面と、測定絞りにおいて
減じられた運転圧によって負荷される第２の弁ピストン
面とを備えている容積流調整弁が、さらに、ばね室にお
ける減じられた運転圧とオーバフロー流出部における圧
力との間の圧力差を減じる又は０にする装置を有してい
る。

【００１８】この装置は圧力導管を有しており、該圧力
導管を介して、ばね室に隣接していてばね室と弁ピスト
ン周面との間における空間に、ほぼ運転圧に相当する圧
力が生ぜしめられる。言い換えれば、弁孔と弁ピストン
の外周面との間には、この箇所における圧力レベルの上
昇によって、液圧式のシールが達成される。

【００１９】本発明による容積流調整弁の別の構成によ
れば、シール領域に、つまり高められた圧力レベルを形
成したい箇所に、運転圧下にあるハイドロリック液（例
えば油圧オイル）が、弁ピストンに形成された孔を介し
て供給される。

【００２０】この構成とは択一的に又はこの構成に付加
的に、圧力下にある液体が、弁孔の内周面に配置された
溝を介して供給されるようになっていてもよい。

【００２１】液体によって圧力クッションを形成するた
めに、本発明の別の構成では、圧力導管が、弁ピストン
周面又は弁孔内面に形成されたリング溝に開口してい
る。つまり言い換えれば、弁ピストンの周面にか又は弁
孔の内面にもリング溝が設けられ、このリング溝に圧力
導管を介して圧力液体が導入される。

【００２２】本発明による得られた容積流調整弁は、特
にＣＴＶ伝動装置、つまり変速比を連続的に変えること
ができる伝動装置において使用するために設けられてい
る。

【００２３】上に述べた容積流調整弁の他に本発明は、
容積流調整弁の抑制制御ポイントの変化を回避する方法
をも提供しており、この方法は、弁のばね室とオーバフ
ロー流出部との間における漏れ流を、ほぼ運転圧に相当
する圧力レベルをばね室と流出部との間における空間に
おいて形成することによって、回避することを特徴とす
る。

【００２４】本発明はさらに、請求項１４の上位概念部
に記載された、前制御圧によって制御される制御弁の、
場合によっては温度に関連して生じる制御圧変化のよう
な圧力変化を補償する方法及び装置にも関している。本
発明はさらにまた、請求項１５の上位概念部に記載の制
御弁にも関する。

【００２５】例えば段階的オートマチック伝動装置、Ｃ
ＴＶ伝動装置、自動化されたクラッチなどにおいて使用
される液圧式の制御装置では、一般に、制御スプール
は、例えば電磁石によって調節される前制御圧によって
負荷され、かつこれによって、設計上所定された条件に
相応して一般的に高い制御圧が制御され、この制御圧に
よって例えばクラッチが負荷されるようになっている。
スプールを緩衝するために、種々異なったオイル供給部
には単数又は複数の絞り開口が設けられる。

【００２６】本発明の課題は、上述のような制御圧の、
温度に関連した上昇を回避することができる方法を提供
することである。本発明の別の課題は、温度上昇に連れ
て制御圧が上述のように上昇することのない制御弁を提
供することである。

【００２７】本発明の課題の、方法に関する部分は、請
求項１４の特徴部に記載の構成によって解決される。

【００２８】また、本発明の課題の、制御弁に関する部
分は、請求項１５の特徴部に記載の構成によって解決さ
れる。

【００２９】本発明による制御弁の別の有利な構成は、
請求項１６に記載されている。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を説明する。

【００３１】図１には、本発明の１実施例による容積流
調整弁１の基本的な構造が示されている。

【００３２】弁ケーシング（図示せず）の弁孔２内に
は、弁ピストン３がばね４又は蓄力器の力に抗して軸方
向摺動可能に受容されて設けられており、この場合弁ピ
ストン３は、以下においてピストン面５と呼ばれる第１
のピストン端面と、第２のピストン面６とを有してい
る。単に略示された供給部７を介して、ハイドロリック
液例えば油圧オイルが、図示されていないフィードポン
プ又はその他の手段、例えば前置された弁又はアキュム
レータのようなその他の手段を介して、系圧又は運転圧
で容積流調整弁１に供給される。

【００３３】圧力下で供給される油圧オイルのようなハ
イドロリック液は、容積流調整弁１を貫流し、さらに分
岐部８に達し、そこから導管９を介して系圧で容積流調
整弁１の室１０に導入され、これによって、室１０にお
ける圧力に基づいて第１のピストン面５が負荷される。
測定絞り１１において、規定の圧力損失が生ぜしめら
れ、その結果分岐部１２と導管１３とを介してばね室１
４のような室においては、減じられた運転圧が生ぜしめ
られ、このばね室１４における運転圧は第２のピストン
面６を負荷する。導管１３内には有利には別の絞り１１
ａが配置されていてもよく、この絞り１１ａは貫流時に
領域１３ａにおける圧力低下を生ぜしめる。両方の分岐
部８，１２の間における圧力差は、測定絞り１１を介し
て容積流に関連して生ぜしめられる。分岐部１２と領域
１３ａとの間における圧力差は、測定絞り１１ａを介し
て容積流に関連して生ぜしめられる。容積流調整弁１
は、両方のピストン面に作用する圧力が異なった大きさ
であり、かつばね４によって生ぜしめられるプレロード
（Vorspannkraft）を圧力差が上回った場合に、抑制制
御（abregeln）を開始する。

【００３４】抑制制御というのは次のような制御動作を
意味する。すなわち抑制制御時には、フィードポンプに
よって圧送されかつ液圧式の消費機（図示せず）によっ
て必要とされない容積流が、余剰吐出流としてタンク１
５にもしくはフィードポンプの吸込み側に導かれるか、
又は他の消費機に又は冷却のようなその他の目的のため
にさらに導かれる。

【００３５】上において既に述べたように、そして後で
線図を参照しながら詳しく述べるように、使用に応じて
液圧系においては例えば、容積流調整弁１の多くの調整
動作もしくは制御動作を生ぜしめる可変の容積流におい
て１００バール（１０⁷Ｐａ）までの高い運転圧の生じ
ることがある。観察によって分かったように、長い使用
時間の後では弁ピストン３の周面と弁孔２との間におい
て第２のピストン面６の領域に、摩耗現象が発生し、こ
のような摩耗現象によって当該箇所においては間隙高さ
が増大してしまう。

【００３６】タンク１５のための流出部１６とばね室１
４との間の領域は、公知の容積流調整弁では実質的に無
圧であるので、ばね室１４における圧力と周囲つまり流
出部１６もしくはタンク１５との間においては、大きな
圧力差が生じる。

【００３７】主として弁孔２の内壁とピストン面６のピ
ストンシール縁とにおいて観察される摩耗は、運転経過
中に増大し、これは圧力差に基づいて、ばね室１４から
流出部１６に向かっての漏れ流の増大を惹起する。図１
に示された概略図では、弁ピストン３は、供給部７を起
点としてばね室１４に向かって弁ピストン３の長手方向
に延びる孔１７を有しており、この孔１７を介してハイ
ドロリック液は運転圧でリング溝１８に導入されること
ができる。これによってリング溝１８内においては、わ
ずかな圧力損失を無視すれば、運転圧に相当する圧力レ
ベルが形成される。公知の弁において生じる、ばね室１
４と流出部１６との間における圧力差は、本発明による
容積流調整弁１ではもはや存在せず、液圧式の消費機に
供給される容積流は、ばね室１４からの漏れ流によって
減じられない。容積流調整弁１の抑制制御ポイントにお
ける容積流は、もはや漏れ流の分だけ減じられず、した
がって抑制制御ポイントはもはやシフトされない。

【００３８】したがって、容積流調整弁１の抑制制御ポ
イントのシフトに基づいて生ぜしめられる作業特性の変
化、つまり容積流によって負荷される液圧式の消費機に
おける作業特性の変化は、本発明による容積流調整弁１
によって持続的に阻止することができる。

【００３９】図２には、容積流調整弁１を備えた圧力媒
体装置の本発明による別の構成が示されている。図１の
実施例とは異なり、図２ではパイロット弁１００が接続
路１３ｂを介して圧力媒体接続路１３ａ，１３ｃと接続
されており、この場合接続路１３ｃはばね室１４と接続
されている。

【００４０】パイロット弁１００は、ケーシング１０１
内において蓄力器１０２の戻し力に抗して軸方向シフト
可能なスプール又はピストン１０３を有している。入口
側における圧力が低い場合における状態では、ピストン
１０３はシール面で、蓄力器１０２によってもたらされ
る力に基づいて弁１００の入口を閉鎖している。ピスト
ンのこのシール面は有利には円錐形に形成されている
が、しかしながら別の実施例においては別の形で形成さ
れていてもよい。入口側に弁１００は絞り１０４を有し
ており、この絞り１０４は貫流時に圧力を減じる。

【００４１】弁１００において入口側の圧力が有効な面
積を乗じられて、ばね１０２の力によって与えられる所
定可能な値を超えて、上昇すると、ピストン１０３は軸
方向に摺動して、弁１００の開口を少なくとも部分的に
開放する。これによって容積流は弁を貫いて導管１３か
ら導管１３ａ，１３ｂを介して流出部１１５に流れる。
この容積流によって領域１３ａ，１３ｂ，１０５におけ
る圧力は、絞り１１ａ，１０４によって減じられる。こ
れによって室１４における圧力も低下し、容積流調整弁
１のピストン３は軸方向に摺動し、供給部７から流出部
１６への接続路がピストン３の軸方向位置に関連して開
放され、分岐部８に向かっての流れの抑制制御が規定さ
れる。容積流調整弁１の他の作用形式は、図１に対する
説明に記載した通りである。

【００４２】図３のＡには、本発明の第１実施例による
容積流調整弁１が閉鎖位置で示されたおり、この容積流
調整弁１の弁ピストン３は、弁孔２内において圧縮ばね
４の力に抗して軸方向摺動可能である。閉鎖位置におい
ては供給部７と流出部１６との間における接続部は存在
していない。リングシール部材１９を備えた栓体２０に
よって閉鎖された孔２１を介して、弁ピストン３は弁孔
２内に挿入されることができる。

【００４３】弁ピストン３は第１のピストン面５におい
て、導管９を介してもたらされるハイドロリック液例え
ば油圧オイルによって負荷され、これによって図平面に
おいて右に向かったばね４の力に抗して軸方向摺動さ
れ、この摺動は、弁ピストン３が図３のＢに示された開
放位置を占めるまで続く。図示されていない測定絞りの
後ろで、導管１３を介して油圧オイルは減じられた圧力
でばね室１４内にもたらされ、その結果第２のピストン
面６において作用する力が、ばね力に加算され、ピスト
ン面５に対する負荷に基づく力とバランスされる。

【００４４】弁ピストン３内を斜めに延びている孔１７
を介して、油圧オイルは供給部７からリング溝１８内に
導入され、その結果そこに圧力クッションが形成され、
この圧力クッションはばね室１４から流出部１６への漏
れ流を阻止する。リング溝１８とピストン面６の外側領
域との間の領域において、ピストン３の外周面と弁孔２
との間に生じる間隙空間は、これによってリング溝１８
における圧力とばね室１４における圧力ひいては間隙空
間における圧力との間の力バランス又は圧力バランスを
生ぜしめる。したがって、もはや漏れ流が生じることは
なくなる。

【００４５】図３のＢには、図３のＡに示された容積流
調整弁１が開放位置で示されており、この開放位置にお
いては、供給部７を介してもたらされた余剰の吐出流が
流出部１６を介して流出される。開放位置においては、
円錐台形状のセンタリング付加部２２はばね室１４の底
部２３に接触している。

【００４６】図４には本発明による容積流調整弁の第２
実施例が示されており、この第２実施例が第１実施例と
異なっている点は、圧力クッションを形成するための圧
力導管２４が、図３のＡに示された孔１７の形で設けら
れているのではなく、容積流調整弁１のケーシング体又
は弁孔２に溝２４が延在していることである。この溝２
４は図４では、ハイドロリック液の流れ方向を示す矢印
を付けられた破線によって示されており、供給部７と、
ピストン面６に隣接する室におけるリング溝２５との間
の接続路を形成している。

【００４７】第２実施例による容積流調整弁１の機能
は、第１実施例による容積流調整弁１の機能に相当して
いる。図４に示された容積流調整弁１はしかしながら安
価に製造することができる。それというのは、この容積
流調整弁１は、弁ピストン３内に孔１７を設ける必要が
ないからである。

【００４８】次に図５〜図１０に示された特性線につい
て述べる。各線図に示された特性線は、低いもしくは高
い運転圧ｐをもつ容積流調整弁におけるものであり、こ
の場合フィードポンプとしては、内燃機関によって駆動
されるポンプを使用することができ、このようなポンプ
は、横軸にとられた機関回転数に関連して、約１００ｌ
／ｍｉｎまでの又は有利には約６０ｌ／ｍｉｎまでの吐
出容積流を準備する。

【００４９】容積流調整弁は、無段階式に調節可能な伝
動装置（ＣＴＶ）において液圧式の力発生ユニットを制
御するために使用することができ、この場合ＣＴＶ伝動
装置は、約６バール（６×１０⁵Ｐａ）〜１００バール
（１０⁷Ｐａ）の間の運転圧レベルにおいて、約５ｌ／
ｍｉｎ〜３０ｌ／ｍｉｎの間の容積流Ｑを必要とする。
このことは、フィードポンプによって吐出される過剰な
容積流が容積流調整弁によって抑制制御されねばならな
い、ということを意味する。

【００５０】図５は、低い運転圧ｐにおける公知の容積
流調整弁の、機関回転数に関する容積流Ｑの特性線経過
を示す線図である。容積流調整弁はこの場合、完全に閉
鎖された状態から完全に開放された状態に、次いでこの
状態から再び完全に閉鎖された状態へと操作され、それ
によって、各線図に示された容積流Ｑの特性線経過はヒ
ステリシスをもって生ぜしめられる。この場合図５に示
された特性線経過は、なお新しい容積流調整弁によって
得られたものであり、つまりこの容積流調整弁はまだ使
用されていない新品であり、したがってまだ摩耗してい
ないものである。特性線経過は、特徴的な容積流Ｑｋ以
降は、所望の経過を示しており、つまりそれ後では容積
流調整弁が液圧式の消費機にほぼ一定の容積流を供給す
る折れポイントを示しており、すなわちこの折れポイン
トから容積流調整弁は抑制制御を始める。

【００５１】図６は、まだ長時間運転されておらず、し
たがって弁孔がまだ摩耗されていない公知の容積流調整
弁における、高い運転圧ｐ時における機関回転数に関す
る容積流Ｑの特性線経過を示す線図である。この場合に
おいても容積流調整弁は、特徴的な容積流Ｑｋ以降にお
いて容積流を抑制制御する。

【００５２】公知の容積流調整弁が長い時間にわたって
持続的に使用されると、これによって運転に基づく摩耗
が生ぜしめられ、このような摩耗は弁孔及びピストンシ
ール縁において確認され、つまり弁孔と弁ピストンとの
間における間隙空間を増大させる。

【００５３】図７には、低い運転圧時における摩耗した
公知の容積流調整弁の特性線経過が示されており、この
特性線経過は、図５に示された特性線経過に似ている。

【００５４】低い運転圧時における特性線経過が図７に
示されている摩耗した容積流調整弁が、高い運転圧によ
って負荷されると、機関回転数に関して容積流は図８に
示されたような経過を生ぜしめる。この図８からよく分
かるように、この場合においても確かに抑制制御ポイン
ト（Abregelpunkt）は存在しているが、しかしながらこ
の抑制制御ポイントは、数ｌ／ｍｉｎ例えば３ｌ／ｍｉ
ｎずらされており、つまり液圧式の消費機には極めてわ
ずかな容積流しか供給されず、その作業特性は変化し、
液圧系の特性は変化している。

【００５５】このような抑制制御ポイントのずれもしく
はシフトは、ばね室内における高い運転圧下のハイドロ
リック液と容積流調整弁の流出部との間における漏れ
流、つまり両者の間の大きな圧力差と摩耗による間隙空
間とに基づく漏れ流によって、生ぜしめられる。この場
合漏れ流は観察時には、上に述べた約３ｌ／ｍｉｎの値
であった。

【００５６】図９及び図１０には、図３に示された本発
明による容積流調整弁１の、孔及びリング溝を備えた弁
ピストン３が、公知の容積流調整弁の既に摩耗した弁孔
内に挿入された場合における、低いもしくは高い運転圧
時の機関回転数に関する容積流の特性線経過が示されて
いる。弁ピストン３はアルミニウム合金から成ってお
り、かつ硬質酸化被覆層（Hartoxidbeschichtung）を有
している。

【００５７】図９及び図１０から容易に分かるように、
弁孔が既に摩耗している場合でも本発明による容積流調
整弁の抑制制御ポイントは、低い運転圧においても高い
運転圧においても変わらずに容積流Ｑｋの特徴的な値の
ところに位置している。このことは、容積流調整弁のリ
ング溝における圧力レベルの発生によって、既に摩耗し
た弁孔であっても、また高い運転圧時においても、漏れ
流はもはや確認され得ない、ということを意味してお
り、つまり本発明による容積流調整弁は、長時間にわた
る使用の後で場合によっては弁孔が摩耗した場合でも、
その抑制制御ポイントを変化させることはない。図９及
び図１０に示された全体的に幾分高い容積流は、実験に
おいて使用された配置形式における幾分異なるばねプレ
ロードに基づいて生ぜしめられた。しかしながら、本発
明による容積流調整弁の抑制制御ポイントが摩耗した弁
孔において高い運転圧時においても、漏れによる変化を
生ぜしめなかったということは、大きな意味がある。し
たがって本発明による容積流調整弁は、その全使用時間
にわたって、油圧系のための入力特性値として使用され
る抑制制御ポイントを維持することができる。

【００５８】上に述べたことから明らかなように、本発
明による弁装置の構成は漏れに基づく系の誤特性を減じ
る又は阻止する。この誤特性、つまり例えば圧力依存に
基づく弁装置の抑制制御ポイントのずれもしくはシフト
は、他の原因によっても生じることがある。本発明によ
る解決策はこのような問題を排除する又は減じる。さら
に、先行技術における弁では、油圧オイルのようなハイ
ドロリック液の温度変化によって、抑制制御ポイントを
変化させることがある。それというのはこの場合、温度
変化によって液体の粘性が変化し、それによって漏れ箇
所における貫流率が高まるからである。この高められた
貫流率によって、絞り箇所においては圧力低下も増大せ
しめられる。本発明による弁装置では、このような効果
も同様に減じることができる。

【００５９】上においては個々に詳しく述べなかった本
発明の特徴に関しては、請求の範囲及び図面に開示され
ている。

【００６０】容積流調整弁は、弁孔内においてばねに抗
して案内されて軸方向摺動可能な弁ピストンと、フィー
ドポンプの圧力側に接続された供給部と、弁ピストンに
よって開放可能なオーバフロー流出部と、運転圧によっ
て負荷される第１の弁ピストン面と、測定絞りにおいて
減じられた運転圧によって負荷される第２の弁ピストン
面とを有しており、しかも容積流調整弁は、オーバフロ
ー流出部と第２の弁ピストン面を受容するばね室との間
における漏れ流を減少又は防止もしくは０にする装置を
有している。

【００６１】公知の制御弁の１実施例が図１１に部分的
に示されている。

【００６２】この制御弁は、段付けされた長手方向孔を
備えたケーシング１１０を有しており、長手方向孔内に
おいては制御スプール１１２が可能である。

【００６３】制御スプール１１２は前制御面１１４を有
しており、この前制御面１１４は前制御圧導管１１６を
介して前制御圧によって負荷されている。さらに制御ス
プール１１２は、段部に形成されたリング面を有してお
り、このリング面は、前制御面１１４に対して逆方向に
作用する制御面１１８を形成しており、この制御面１１
８は、制御導管１２０に接続された接続導管１２２を介
して、制御導管１２０における制御圧によって負荷され
ている。

【００６４】制御スプール１１２に形成されたリング溝
１２４は、制御導管１２０を、制御スプール１１２の位
置に応じて、圧力接続部１２６か又は戻し接続部１２８
に接続する。

【００６５】自体公知の制御弁の機能は次の通りであ
る。すなわち制御導管１２０には制御圧が次のように、
すなわち前制御圧によって前制御面１１４に対して加え
られる、図面で見て右に向かって作用する力が、制御圧
によって制御面１１８に対して加えられる、左に向かっ
て作用する力と、まったく同じ大きさであるように、生
ぜしめられる。相応に制御圧と前制御圧との比は、前制
御面１１４の大きさと制御面１１８との比とほぼ等し
い。一般的に制御圧は前制御圧よりも大きい。しかしな
がらまた、制御圧が前制御圧よりも小さな使用例もまた
可能である。

【００６６】圧力変動及びそれによって生ぜしめられる
制御導管１２０内における高い圧力変化に基づく、制御
スプール１１２の脈動を回避するために、前制御圧導管
１１６内には前制御絞り開口１３０が設けられている。
接続導管１２２には制御絞り開口１３２が設けられてい
る。これらの絞り開口の横断面は先行技術では次のよう
に、すなわち、制御弁の圧力の増圧が大きければ大きい
ほど、前制御絞り開口１３０と制御絞り開口１３２との
直径比は大きくなるように、設計されている。つまり特
に、高い圧力で負荷される制御絞り開口１３２は、小さ
な圧力によって負荷される前制御絞り開口１３０よりも
小さい。

【００６７】実際にはこれは、典型的な制御弁では図１
２に示された特性を生ぜしめる。

【００６８】仮に数値を特定するならば、前制御面は１
ｃｍ²であり、制御面は０.３８ｃｍ ²であり、幾何学的
な増大もしくは圧力比はつまり約２.６である。制御絞
りの直径は０.８ｍｍであり、前制御絞り開口１３０の
直径は１.３ｍｍである。

【００６９】図１２には横軸に、電磁弁として形成され
た図示されていない前制御弁、つまり前制御圧導管１１
６における前制御圧を調節する前制御弁の電流が示され
ている。最大電流は１Ａである。この電流において最大
の前制御圧が得られる。縦軸には制御導管１２０におけ
る圧力が示され、この圧力は、制御導管１２０が例えば
自動化されたクラッチに接続されていることに基づい
て、クラッチ圧と呼ばれる。

【００７０】曲線ａは設計上の目標曲線であり、この目
標曲線によれば、完全なもしくは最大の前制御圧時に、
約１２バールの制御圧が得られるようになっている。曲
線ａは、通常温度時でかつ特に許容誤差のない構成つま
り制御スプールとケーシングとの間における漏れ間隙が
最小な場合における制御弁の特性線に相当している。曲
線ｂは、１５０°Ｃの最大運転温度時ひいては流動性の
大きな油圧媒体における制御弁のための制御圧曲線であ
る。この場合制御スプール１１２とケーシング１１０と
の間における遊びが考慮されている。制御スプール１１
２及びケーシングをアルミニウムから製造することによ
って、間隙が温度と共に著しく変化することは回避する
ことができる。線図から分かるように、最大制御圧は６
０バールを超える値であり、このことは機能を損なうの
みならず、制御弁によって制御される構成部材例えば伝
動装置を破壊するおそれもある。

【００７１】次に本発明を、既に述べた図１１及び図１
３に示された線図を参照しながら述べる。図１３に示さ
れた線図は、図１２に示された線図に相当しているが、
しかしながら制御弁の本発明による設計に関連してい
る。

【００７２】図１２に示された、制御弁の温度に条件付
けられた上昇の理由は、以下の通りである：漏れに基づ
いて、前制御圧導管１１６から制御弁を貫いて漏れ流が
発生し、その結果前制御絞り開口１３０の、制御弁から
離れている側における前制御圧は、前制御絞り開口１３
０の貫流時に漏れ流が被る圧力降下に基づいて、前制御
面１１４において作用する小さな有効前制御圧に低下す
る。同様に、制御絞り開口１３２を通る漏れ流に基づい
て、制御圧導管１２０における制御圧も圧力降下を被
り、小さな有効制御圧として制御面１１８において作用
する。

【００７３】上に述べた公知の基本設計では、高温時に
小さな制御絞り開口１３２における相応に高い間隙漏れ
と共に発生する圧力損失は、低圧下にある大きな前制御
絞り開口１３０における圧力損失に比べて、著しく大き
い。制御スプール１１２は制御圧を、力のバランスが得
られるまで調整するので、制御圧は相応に、設計上の値
よりも高いレベルに上昇する。

【００７４】制御絞り開口１３２が前制御絞り開口１３
０よりも大きく選択される場合（前制御圧が制御圧より
も小さい場合）、制御面１１８における圧力はあまり強
く低下しないので、前制御絞り開口１３０における圧力
損失と制御絞り開口１３２における圧力損失とは互いに
ほぼバランスしており、そして前制御面１１４と制御面
１１８との大きさの比によって与えられる設計上の圧力
の増圧比は、少なくともほぼ維持される。漏れ損失の増
大に連れて有効な増圧が幾分増大する場合には、このこ
とは、最大に得られる制御圧に関連して不都合ではな
い。それというのは、最大の有効前制御圧は前制御絞り
開口１３０における圧力損失によって低下するからであ
る。

【００７５】量的な評価に対しては次のことが言える：
設計上は、ｐ_ST＝ｐ_VST×Ｖ（Ｉ）であり、この場合ｐ_ST＝制御圧、ｐ_VST＝前制御圧、Ｖ＝前制御面／制御面である。

【００７６】実際には、ｐ_ST−Δｐ_ST＝Ｖ（ｐ_VST−Δｐ_VST）（ＩＩ）であり、この場合 Δｐ_VST＝前制御絞り開口１３０における圧力降下、 Δｐ_ST＝制御絞り開口１３２における圧力降下である。

【００７７】式ＩＩから分かるように、Δｐ_STがＶ×Δ
ｐ_VSTよりも大きい場合、ｐ_VSTが与えられていると、制
御圧は上昇する。

【００７８】上に述べたことから分かるように、全体と
しては、前制御絞り開口１３０と制御絞り開口１３２と
の直径比を、前制御面１１４と制御面１１８との比に関
連して及び／又は前制御絞り開口１３０を通る漏れ容積
流と制御絞り開口１３２を通る漏れ容積流との比に関連
して、選択すると有利である。この場合、Ｖ＋Ｑ_VST／
Ｑ_STが１よりも大きい場合、Ｋは有利には１よりも大で
ある。正確な数学的な分析によれば、下記の式に基づく
寸法設定を選択すると、有利である：Ｋ＝Ｖ^1/4・（Ｑ_VST／Ｑ_ST）^1/2 であり、この場合Ｋ＝前制御絞り開口の直径／制御絞り開口の直径、Ｖ＝前制御面／制御面、Ｑ_VST＝前制御絞り開口を通る漏れ容積流、Ｑ_ST＝制御絞り開口を通る漏れ容積流である。

【００７９】本発明によれば、図１１に示された制御弁
に通じる供給導管、つまり前制御絞り開口１３０の直径
が約１.３ｍｍであり、制御絞り開口１３２の直径が０.
８ｍｍであった供給導管において、次のような構成の変
更が行われた。すなわち本発明によれば、前制御絞り開
口１３０の直径は１.２ｍｍであり、制御絞り開口１３
２の直径は２.０ｍｍである。つまり制御開口１３２の
直径は前制御絞り開口１３０の直径よりも著しく大き
い。

【００８０】このような制御弁によって図１３に示され
た曲線が得られる。なおこの図１３における符号は図１
２における符号に相当する。図１３から分かるように、
すべての曲線は狭い帯域に位置しており、特に、極めて
高い１５０°Ｃの温度において規定された曲線ｂは、も
はや高い制御圧には上昇せず、設計上の最大制御圧つま
り１２バールの制御圧を幾分上回っているに過ぎない。

【００８１】本発明は、前制御圧によって制御される制
御弁の、温度に関連した制御圧変化を補償する方法であ
って、この場合制御弁が、ケーシング１１０内において
摺動可能な制御スプール１１２を有していて、該制御ス
プールが、前制御圧導管１１６を介して前制御圧によっ
て負荷される前制御面１１４と、該前制御面とは逆方向
に、制御圧導管１２０に接続された接続導管１２２を介
して制御圧によって負荷される制御面１１８と、制御導
管を選択的に圧力接続部１２６か又は戻し接続部１２８
に接続する切欠き１２４とを有しており、その結果制御
圧と前制御圧との比が、前制御面と制御面との比にほぼ
等しくなっており、しかも前制御導管に前制御絞り開口
１３０が配置され、かつ接続導管に制御絞り開口１３２
が配置されている形式の制御弁の、温度に関連した制御
圧変化を補償する方法において、絞り開口１３０，１３
２の横断面を次のように、すなわち制御スプール１１２
における漏れに基づいて絞り開口において生じる圧力損
失が、制御圧に対するその作用に関連してほぼ相殺され
るつまり０になるように、選択することを特徴とする。

【００８２】なお、本発明は図示の実施例に制限される
ものではなく、本発明の枠内において種々様々な変化実
施例が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による容積流調整弁を概略的に示す部分
縦断面図である。

【図２】本発明による弁装置を概略的に示す図である。

【図３】容積流調整弁の第１実施例を示す断面図であっ
て、Ａは閉鎖位置を示す図であり、Ｂは開放位置を示す
図である。

【図４】容積流調整弁の第２実施例を閉鎖位置において
示す断面図である。

【図５】低い運転圧時における、公知の容積流調整弁の
抑制制御ポイントを示す特性線経過の描かれた線図であ
る。

【図６】高い運転圧時における、公知の容積流調整弁の
抑制制御ポイントを示す特性線経過の描かれた線図であ
る。

【図７】長時間運転後における低い運転圧時の公知の容
積流調整弁の状態を示す、図５に相当する線図である。

【図８】長時間運転後における高い運転圧時の公知の容
積流調整弁の状態を示す、図６に相当する線図である。

【図９】本発明による容積流調整弁、つまりデモンスト
レーションのために孔及びリング溝を備えた弁ピストン
を、長時間運転後に既に摩耗した弁孔内に挿入した場合
における、本発明による容積流調整弁のための、低い運
転圧時における特性線経過を示す線図である。

【図１０】本発明による容積流調整弁のための、高い運
転圧時における特性線経過を示す、図９に相当する線図
である。

【図１１】弁装置を示す図である。

【図１２】典型的な制御弁の特性を示す線図である。

【図１３】本発明による制御弁の特性を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１容積流調整弁、２弁孔、３弁ピストン、
４ばね、５，６ピストン面、７供給部、８
分岐部、９導管、１０室、１１，１１ａ測
定絞り、１２分岐部、１３導管、１３ａ領
域、１４ばね室、１５タンク、１６流出部、
１７孔、１８リング溝、１９リングシール部
材、２０栓体、２１孔、２２センタリング
付加部、２３底部、２４溝、２５リング
溝、１００パイロット弁、１０１ケーシング、
１０２蓄力器、１０３ピストン、１０４絞
り、１１０ケーシング、１１２制御スプール、
１１４前制御面、１１５流出部、１１６前制
御圧導管、１１８制御面、１２０制御導管、
１２２接続導管、１２４リング溝、１２６圧
力接続部、１２８戻し接続部、１３０前制御絞り
開口、１３２制御絞り開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ベンヤミンケムナードイツ連邦共和国バーデン−バーデンシュールシュトラーセ 10 (72)発明者ギュンターエービンガードイツ連邦共和国ラインミュンスターイムエルレングルント９ (72)発明者ウルバンパンタードイツ連邦共和国ゼールバッハローゼンヴェーク１ (72)発明者マンフレートホムドイツ連邦共和国ビュール−ノイザッツプレラート−ブロンマー−シュトラーセ 15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容積流調整弁であって、弁孔内をばねに
抗して案内されて軸方向摺動可能な弁ピストンと、フィ
ードポンプの圧力側に接続された供給部と、弁ピストン
によって開口可能なオーバフロー流出部と、運転圧によ
って負荷される第１の弁ピストン面と、測定絞りにおい
て減じられた運転圧によって負荷される第２の弁ピスト
ン面とを備えている形式のものにおいて、オーバフロー
流出部と第２の弁ピストン面を受容するばね室との間に
おける漏れ流を減じる又は０にする装置が設けられてい
ることを特徴とする容積流調整弁。
【請求項２】前記装置が、ばね室における減じられた
運転圧とオーバフロー流出部における圧力との間の圧力
差を減じる又は０にする、請求項１記載の容積流調整
弁。
【請求項３】装置が圧力導管を有しており、該圧力導
管を介して、ばね室に隣接していてばね室と弁ピストン
周面との間における空間に、ほぼ運転圧に相当する圧力
が生ぜしめられる、請求項１又は２記載の容積流調整
弁。
【請求項４】圧力導管が、弁ピストン内に形成された
孔によって形成されている、請求項１から３までのいず
れか１項記載の容積流調整弁。
【請求項５】孔が弁ピストン長手方向軸線に対して角
度を成して延びている、請求項１から４までのいずれか
１項記載の容積流調整弁。
【請求項６】圧力導管が、弁孔の内周面に配置された
溝によって形成されている、請求項１から３までのいず
れか１項記載の容積流調整弁。
【請求項７】溝が、弁孔の長手方向軸線の方向に延び
ている、請求項６記載の容積流調整弁。
【請求項８】圧力導管が、弁ピストン周面又は弁孔内
面に形成されたリング溝に開口している、請求項１から
７までのいずれか１項記載の容積流調整弁。
【請求項９】弁ピストンが第２のピストン面に、ばね
のためのセンタリング面を有している、請求項１から８
までのいずれか１項記載の容積流調整弁。
【請求項１０】容積流調整弁が、連続的に調節可能な
伝動装置における容積流調整のために使用される、請求
項１から９までのいずれか１項記載の容積流調整弁。
【請求項１１】容積流調整弁の抑制制御ポイントの変
化を回避する方法であって、弁のばね室とオーバフロー
流出部との間における漏れ流を、ほぼ運転圧に相当する
圧力レベルをばね室と流出部との間における空間におい
て形成することによって、回避することを特徴とする、
容積流調整弁の抑制制御ポイントの変化を回避する方
法。
【請求項１２】圧力レベルを形成するために、ばね室
と流出部との間の領域におけるリング溝に、運転圧下に
おける非圧縮性の液体を送入する、請求項１１記載の方
法。
【請求項１３】容積流調整弁であって、弁孔内におい
て戻し力に抗して案内されて軸方向摺動可能な弁ピスト
ンと、フィードポンプの圧力側に接続された供給部とを
備えている形式のものにおいて、本明細書に記載の特別
な構成及び作用形式を特徴とする容積流調整弁。
【請求項１４】前制御圧によって制御される制御弁
の、温度に関連した制御圧変化を補償する方法であっ
て、この場合制御弁が、ケーシング内において摺動可能
な制御スプールを有していて、該制御スプールが、前制
御圧導管を介して前制御圧によって負荷される前制御面
と、該前制御面とは逆方向に、制御圧導管に接続された
接続導管を介して制御圧によって負荷される制御面と、
制御導管を選択的に圧力接続部か又は戻し接続部に接続
する切欠きとを有しており、その結果制御圧と前制御圧
との比が、前制御面と制御面との比にほぼ等しくなって
おり、しかも前制御導管に前制御絞り開口が配置され、
かつ接続導管に制御絞り開口が配置されている形式の制
御弁の、温度に関連した制御圧変化を補償する方法にお
いて、絞り開口の横断面を次のように、すなわち制御ス
プールにおける漏れに基づいて絞り開口において生じる
圧力損失が、制御圧に対するその作用に関連してほぼ相
殺されるつまり０になるように、選択することを特徴と
する、前制御圧によって制御される制御弁の、温度に関
連した制御圧変化を補償する方法。
【請求項１５】ケーシング内において摺動可能な制御
スプールを備えた制御弁であって、制御スプールが、前
制御圧導管を介して前制御圧によって負荷される前制御
面と、該前制御面とは逆方向に、制御圧導管に接続され
た接続導管を介して制御圧によって負荷される制御面
と、制御導管を選択的に圧力接続部か又は戻し接続部に
接続する切欠きとを有しており、その結果制御圧と前制
御圧との比が、前制御面と制御面との比にほぼ等しくな
っており、しかも前制御導管に前制御絞り開口が配置さ
れ、かつ接続導管に制御絞り開口が配置されている形式
のものにおいて、前制御絞り開口と制御絞り開口との直
径比Ｋが、前制御面と制御面との比Ｖと、前制御絞り開
口と制御絞り開口とを通る漏れ容積流の比Ｑ_VST／Ｑ
_STとから成る因数に相当しており、この場合Ｖ＋Ｑ＞１
の場合に、Ｋ＞１であることを特徴とする制御弁。
【請求項１６】Ｋ＝Ｖ^1/4・（Ｑ_VST／Ｑ_ST）^1/2であ
り、この場合Ｋ＝前制御絞り開口の直径／制御絞り開口の直径、Ｖ＝前制御面／制御面、Ｑ_VST＝前制御絞り開口を通る漏れ容積流、Ｑ_ST＝制御絞り開口を通る漏れ容積流である、請求項１５記載の制御弁。