JP2004263871A - 液圧式の制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない手間で制御弁の機能障害時における消費装置の放圧を保証する制御弁を提供する。
【解決手段】制御弁（１）が、該制御弁（１）の機能障害時に圧力導管（１３）を当該制御弁（１）の位置とは無関係にタンクに対して放圧することのできる安全機能を有しているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液圧式の制御弁であって、該制御弁が、圧力媒体源から少なくとも１つの消費装置に通じる圧力導管に対応配置されており且つ圧力媒体源により圧力導管が圧力下に置かれる第１の位置と、圧力導管に接続された消費装置が放圧可能な第２の位置とを有しており、更に、制御弁が、作動装置により第１の位置に向かって負荷可能であり且つ戻し装置により第２の位置に向かって負荷可能である形式のものに関する。

このような形式の制御弁は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２４７３１号明細書に基づき、流体静力学的な駆動システムの安全装置として公知である。安全装置として使用されるこの公知の制御弁は、第１の実施形態では供給ポンプとして形成された圧力媒体源から切換弁の予備制御弁として形成された消費装置に通じる圧力導管内に配置されている。第２の実施形態では、安全弁が前記圧力導管から分岐した分岐導管内に配置されている。機能位置として形成された制御弁の第１の位置では、圧力導管が開放されているか若しくは分岐導管が遮断されており、これにより圧力導管に圧力がかけられて、予備制御弁に供給ポンプにより形成された制御圧が滞留する。即ち、安全弁のこの第１の位置では、切換弁は予備制御弁の作動制御時に作動される。安全位置を形成する制御弁の第２の位置では、圧力導管が遮断されているか若しくは分岐導管がタンクに接続されており、その結果、駆動システムの障害、機能不良又は故障において、圧力導管延いては予備制御弁が放圧されるということが保証され、これにより、切換弁がニュートラル位置へ負荷され且つ駆動システムの駆動装置が停止される。安全弁として使用される制御弁は、ばねにより第２の位置に向かって負荷され且つ切換磁石により第１の切換位置に向かって負荷されている。

但し、駆動システムのためのこの安全切換装置は、制御弁が作動制御されていない状態で第２の位置へ負荷されるということが保証されている場合にしか、制御弁によって得られない。しかも、特に電磁石によって作動可能な制御弁は比較的小さなばね戻し力を有している。それというのも、電磁石によって形成される切換力は制限されており、より強い戻しばねを克服するためにより高性能の電磁石を使用することは、所要構成スペース及びコストの増大に結びつくからである。前記の小さなばね戻し力に基づいて、冒頭で述べた形式の制御弁の場合は、例えば汚染による制御弁の引っかかり等の制御弁の機能不良に際して、当該制御弁が電磁石の非作動制御状態で第２の位置へ負荷され且つ予備制御弁として形成された消費装置が放圧されるということを保証することができない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２２４７３１号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の制御弁を改良して、少ない手間で制御弁の機能障害時における消費装置の放圧を保証する制御弁を提供することである。

この課題を解決するために本発明では、制御弁が、該制御弁の機能障害時に圧力導管を当該制御弁の位置とは無関係にタンクに対して放圧することのできる安全機能を有しているようにした。

即ち、本発明により、例えば制御弁の引っかかり等の制御弁の機能不良に際して、圧力導管が圧力媒体源と接続状態にあるにも関わらず、当該の圧力導管がタンクに対して放圧され、延いては制御弁によって制御される消費装置が放圧されるということを保証する安全機能が制御弁に設けられている。これにより、小さな戻し力を形成する戻し装置を用いた場合に、制御弁の機能不良に際して僅かな手間で圧力導管延いては消費装置が放圧されるということが保証され得る。

この場合、制御弁は圧力導管から分岐する分岐導管内に配置されていてよく、この分岐導管のタンクとの接続を制御することが可能である。本発明の有利な構成では、制御弁が圧力媒体源から消費装置に通じる圧力導管内に配置されており、この圧力導管が第１の位置では開放されており且つ第２の位置では、圧力媒体源と接続状態にある圧力導管の１区分が遮断されていると共に、消費装置と接続状態にある圧力導管の１区分がタンクに対して放圧可能である。

制御弁の機能不良時の消費装置の放圧は、本発明の別の有利な構成に基づいて、消費装置と接続状態にある圧力導管区分が安全機能によってタンクに対して放圧可能であると、簡単に保証され得る。

ケーシング孔内に配置された制御スライダを有する制御弁の場合、安全機能が制御弁の制御スライダに組み込まれた弁機能によって形成されていると、安全機能に関して生じる構成手間は小さい。

この弁機能は、更に別の有利な構成に基づいて、制御スライダに、圧力導管の消費装置に通じる区分及びタンクと接続している放圧通路が設けられており、この放圧通路のタンクとの接続が作動装置によって制御可能であると、簡単に得られる。放圧通路は、僅かな付加的な手間で制御弁の制御スライダ内に形成することができる。放圧通路のタンクとの接続を制御弁の作動装置によって制御することにより、制御スライダが第１の位置と第２の位置との間で引っかかっており且つ作動装置が作動制御されない場合に放圧通路をタンクに対して開放制御することが可能であり、延いては消費装置に通じる圧力導管区分がタンクに対して放圧されているということが簡単に保証され得る。

本発明の更に別の有利な構成に基づき、放圧通路が第１の位置と第２の位置とにおいて消費装置に通じる圧力導管区分に接続されていると、安全機能が制御弁の切換範囲全体にわたって可能になる。

更に別の有利な構成に基づき、放圧通路は制御スライダの一方の端面に通じており且つ制御スライダを作動させる作動装置の作動部材、特に作動プランジャによって制御可能な制御開口を形成しており、この場合、制御スライダの端面域は、タンクに接続された制御圧力室内に配置されている。制御スライダの端面に形成された制御開口を介して、放圧通路のタンクとの接続を、作動装置の作動部材によって簡単に制御することができる。

作動装置の作動制御状態で作動部材が制御開口を遮断する遮断位置に向かって負荷可能である限り、作動装置の作動制御状態延いては制御弁の第１の位置への負荷状態で、作動プランジャが制御開口を介して放圧通路のタンクへの接続を遮断する位置へ負荷され、これにより、圧力導管内に消費装置を作動させるための圧力が形成可能であるということが簡単に得られる。これにより、作動装置の非制御状態において、作動プランジャが消費装置に滞留している圧力により、制御開口を介してタンクに対する放圧通路の接続を開放する位置へ負荷されるということが簡単に可能になり、その結果、制御弁の機能不良に際して（この場合、制御弁は戻し装置により第２の位置へは負荷されない）、消費装置に通じる圧力導管区分がタンクに対して放圧されるようになる。

特に有利には、作動装置の作動部材はばねにより、制御開口を遮断する位置へ負荷可能である。ばねによって簡単に作動プランジャを制御開口に当接させて保持することができ、延いては放圧通路を制御弁の通常運転では遮断することが可能である。

特に有利には、放圧通路が端面に向かって開いた長手方向孔及び該長手方向孔から分岐する横方向孔として形成されており、この横方向孔は、圧力導管の消費装置に通じる区分と接続状態にある。長手方向孔と横方向孔とは、僅かな手間で制御弁の制御スライダ内に形成され得る。

有利には、制御スライダには制御切欠き、特に環状溝が設けられており、この環状溝は、第２の位置において制御圧力源に接続された圧力導管区分の、消費装置に接続された圧力導管区分との接続を遮断し且つ第１の位置において制御圧力源に接続された圧力導管区分を、消費装置に通じる圧力導管区分に接続する。このような制御切欠きにより、圧力導管を第１の位置において開放し且つ圧力媒体源を消費装置と接続し、更に、第２の位置において遮断することが簡単にできる。

この場合、有利には、制御圧力源に接続された圧力導管区分内に、圧力媒体量制限装置、特に絞り装置が配置されている。第１の位置と第２の位置との間に制御スライダが引っかかっており、しかも、制御切欠きを介して圧力導管が開放されており且つ放圧通路が消費装置と接続状態にある圧力導管区分をタンクに対して放圧する場合は、圧力媒体源に接続された圧力導管区分内で絞り又はノズルによって圧力媒体の量が制限され、延いては消費装置と接続状態にある圧力導管区分が、制御弁の機能不良時に放圧通路を介してタンクに対して放圧されるということが保証され得る。

作動装置は、有利には電磁石、特に切換磁石として形成されている。

制御弁の戻し装置は、有利にはばねとして形成されている。

制御弁が、液圧式の作動装置によって制御可能な少なくとも１つの制御弁装置を備えた流体静力学的な駆動システムの安全弁として形成されていると、特別な利点が得られる。この場合、制御弁を用いて、制御圧力供給源から得られる制御圧力による作動装置の負荷を制御することが可能である。駆動システムに、安全弁の電磁石の作動制御を終了させるエラーが発生し、更に、安全弁の制御スライダが機能不良に基づいて、安全位置を成す第２の位置へ負荷されない場合は、本発明に基づく制御弁の安全機能により、例えば減圧弁として形成された予備制御弁等の作動装置の放圧延いては駆動システムの駆動装置を停止させるニュートラル位置への制御弁装置の負荷が保証され得る。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図面には、本発明に基づいて安全弁として使用される制御弁１の縦断面図が示されている。この制御弁１は、ケーシングのケーシング孔２内で長手方向に摺動可能な制御スライダ３を有している。ケーシング孔２には、圧力導管１３の圧力媒体源と接続された区分４が接続されている。この区分４の接続部に隣接して、圧力導管１３の区分５がケーシング孔２に接続されており、当該の区分５は、例えば駆動システムの切換弁の予備制御弁等の１つ又は複数の消費装置に通じている。更に、ケーシング孔２には、負荷圧力検出分岐導管として形成されていてよい導管６が接続されている。長手方向孔２の図面で見て左の端面側の端部は、通路７を介して所定のタンクに対して放圧されている。長手方向孔２の図面で見て右側の端部には、拡張された直径を有するケーシング段部９が設けられている。このケーシング段部９によって形成された制御圧力室１０も、通路８を介してやはりタンクに対して放圧されている。ケーシング段部９には、ばねとして形成された戻し装置１１が支持されており、この戻し装置１１は、制御スライダ３のカラー１２と作用結合している。

制御スライダ３には、環状溝として形成された制御切欠き１５が、圧力導管１３の区分４の区分５との接続を制御するために設けられている。制御スライダ３に形成された別の環状溝状の制御切欠き１６を介して、導管６の制御圧力室１０延いてはタンクに対する接続が制御可能である。

制御弁１を作動させるためには、電磁石、特に切換磁石として形成された作動装置１７が設けられている。この作動装置１７は、ケーシング孔２内で制御圧力室１０の領域に固定されており且つ作動プランジャとして形成された作動部材１８を有している。この作動部材１８は、弁スライダ３の図面で見て右側の端面と作用結合している。

戻し装置１１は制御スライダ３を、制御切欠き１５が圧力導管１３の第１の区分４の接続域内に配置された図示の第２の位置へ負荷する。この第２の位置では、制御切欠き１５によって圧力導管１３の区分４の区分５との接続が中断されており、延いては圧力導管１３が遮断されている。通路６は、制御切欠き１６を介して制御圧力室１０延いてはタンクに対して放圧されている。

作動装置１７の作動制御に際して、制御スライダ３は作動部材１８によって戻し装置１１の力に抗して、図面で見て左側の第１の位置へ負荷可能であり、この第１の位置では、圧力導管１３の区分４は区分５と制御切欠き１５を介して接続されている。即ち、圧力導管１３は第１の位置では開放されている。制御切欠き１６により、第１の位置では通路６の制御圧力室１０への接続は遮断されている。

本発明では、切換弁として形成された制御弁１に、該制御弁１の位置に関係無く圧力媒体導管１３をタンクに対して放圧することのできる安全機能が設けられている。この安全機能は、制御スライダ３に組み込まれた弁機能部２０によって形成されている。このためには、制御スライダ３内に形成された長手方向孔２７と、この長手方向孔２７から分岐する横方向孔２６とによって形成された放圧通路２５が設けられている。この場合、横方向孔２６は、制御スライダ３の第１の位置及び第２の位置において、消費装置に通じる圧力導管の区分５と当該の横方向孔２６とが接続しているように制御スライダ３内に形成されている。長手方向孔２７は、制御スライダ３の図面で見て右側の端面に向かって延びており、この端面において制御開口２８を形成している。この制御開口２８は、作動装置１７の作動部材１８によって制御可能である。

作動装置１７の作動制御時に、作動部材１８は制御開口２８に向かって、弁機能部２０の遮断位置の方向で負荷され、この場合、圧力導管１３の区分４の、タンクと接続状態にある制御圧力室１０との放圧通路２５を介した接続は、遮断されている。更に、作動部材１８は、ばね２９によって制御開口２８を遮断する遮断位置へ負荷可能である。

圧力導管１３の区分４には、絞り又はノズルとして形成された圧力媒体量制限装置３０が配置されている。

本発明により安全弁として働く制御弁１は、以下のように作動する：
制御弁１によって保護される駆動システムの通常運転では、作動装置１７が作動制御されて、制御スライダ３が作動部材１８により図面で見て左側の第１の位置へ負荷され、この第１の位置では、通路６の、制御切欠き１６を介した制御圧力室１０との接続は遮断されており且つ圧力導管１３の区分４から区分５への接続部は制御切欠き１５を介して開放されている。作動部材１８は制御開口２８を閉鎖しており、これにより、弁機能部２０は遮断されている。従って、圧力導管１３の区分５において、例えば駆動システムの切換弁の予備制御弁等の消費装置を作動させるための圧力が形成され得る。

駆動システムの機能障害に際して作動装置１７の作動制御が終了され、これにより、制御スライダ３が戻し装置１１によって、通路６が制御切欠き１６を介して制御圧力室１０に接続されており延いてはタンクに対して放圧されている、図示の第２の位置へ負荷される。制御弁１の第２の位置では、圧力導管１３の区分４の区分５との接続が制御切欠き１５を介して遮断されている。

例えば汚染に基づいて、第１の位置と第２の位置との間で例えば制御スライダ３の引っかかり等の制御弁１の機能障害が生じた場合、放圧通路２５は横方向孔２６を介して圧力導管１３の区分５に接続されている。圧力導管１３の区分５内延いては横方向孔２６を介して長手方向孔２７内に滞留している圧力は、制御開口２８において作動制御されていない作動装置１７の作動部材１８を図面で見て右側の弁機能部２０の開放位置に向かって負荷し、これにより、放圧通路２５は制御開口２８を介して制御圧力室１０延いてはタンクに対して放圧されている。即ち、圧力導管１３の区分５内に滞留している圧力が放圧されるので、駆動システムの切換弁の予備制御弁が放圧され、前記切換弁がニュートラル位置へ負荷され延いては駆動システムの駆動装置が停止される。制御弁１の機能障害時に制御切欠き１５が圧力導管１３の区分４の区分５との接続を生ぜしめている場合は、圧力導管１３の区分５もやはりタンクに対して放圧される。それというのも、圧力媒体量制限装置３０により区分５への流入が制限されるからである。

従って、弁機能部２０として放圧通路２５、制御開口２８及び作動部材１８によって形成された本発明による安全機能により、制御弁１の機能障害に際して圧力導管１３の区分５のタンクに対する放圧が保証され、延いては切換弁の予備制御弁の放圧に基づいて駆動システムの駆動装置の停止が保証され得る。

本発明により安全弁として使用される制御弁の縦断面図である。

符号の説明

１ 制御弁、 ２ ケーシング孔、 ３ 制御スライダ、 ４，５ 圧力導管の区分、 ６ 導管、 ７，８ 通路、 ９ ケーシング段部、 １０ 制御圧力室、 １１ 戻し装置、 １２ カラー、 １３ 圧力導管、 １５，１６ 制御切欠き、 １７ 作動装置、 １８ 作動部材、 ２０ 弁機能部、 ２５ 放圧通路、 ２６ 横方向孔、 ２７ 長手方向孔、 ２８ 制御開口、 ２９ ばね、 ３０ 圧力媒体量制限装置

Claims (15)

1. 液圧式の制御弁であって、該制御弁が、圧力媒体源から少なくとも１つの消費装置に通じる圧力導管に対応配置されており且つ圧力媒体源により圧力導管が圧力下に置かれる第１の位置と、圧力導管に接続された消費装置が放圧可能な第２の位置とを有しており、更に、制御弁が、作動装置により第１の位置に向かって負荷可能であり且つ戻し装置により第２の位置に向かって負荷可能である形式のものにおいて、
   制御弁（１）が、該制御弁（１）の機能障害時に圧力導管（１３）を当該制御弁（１）の位置とは無関係にタンクに対して放圧することのできる安全機能を有していることを特徴とする、液圧式の制御弁。
2. 制御弁（１）が、圧力媒体源から消費装置に通じる圧力導管（１３）内に配置されており、該圧力導管（１３）が第１の位置では開放されており、第２の位置では圧力媒体源と接続状態にある圧力導管（１３）の区分（４）が遮断されると共に、消費装置と接続状態にある圧力導管（１３）の区分（５）がタンクに対して放圧可能である、請求項１記載の液圧式の制御弁。
3. 安全機能により、消費装置と接続状態にある圧力導管（１３）の区分（５）がタンクに対して放圧可能である、請求項２記載の液圧式の制御弁。
4. 制御弁（１）がケーシング孔（２）内に配置された制御スライダ（３）を有しており、安全機能が、制御弁（１）の制御スライダ（３）に組み込まれた弁機能部（２０）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項記載の液圧式の制御弁。
5. 制御スライダ（３）に、消費装置に通じる圧力導管（１３）の区分（５）及びタンクに接続された放圧通路（２５）が設けられており、該放圧通路（２５）のタンクとの接続が作動装置（１７）によって制御可能である、請求項４記載の液圧式の制御弁。
6. 放圧通路（２５）が、第１の位置及び第２の位置において消費装置に通じる圧力導管（１３）の区分（５）に接続されている、請求項５記載の液圧式の制御弁。
7. 放圧通路（２５）が、制御スライダ（３）の一方の端面に通じており且つ制御スライダ（３）を作動させる作動装置（１７）の作動部材（１８）、殊に作動プランジャによって制御可能な制御開口（２８）を形成しており、制御スライダ（３）の端面域が、タンクと接続状態にある制御圧力室（１０）内に配置されている、請求項５又は６記載の液圧式の制御弁。
8. 作動部材（１８）が、作動装置（１７）の作動制御時に、制御開口（２８）を遮断する遮断位置に向かって負荷可能である、請求項７記載の液圧式の制御弁。
9. 作動装置（１７）の作動部材（１８）が、制御開口（２８）を遮断する遮断位置に向かってばね（２９）により負荷可能である、請求項７又は８記載の液圧式の制御弁。
10. 放圧通路（２５）が、端面に向かって開いた長手方向孔（２７）と、該長手方向孔（２７）から分岐する横方向孔（２６）として形成されており、該横方向孔が、消費装置に通じる圧力導管（１３）の区分（５）と接続状態にある、請求項５から９までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。
11. 制御スライダ（３）に制御切欠き（１５）、殊に環状溝が設けられており、該環状溝が、第２の位置において制御圧力源と接続された圧力導管（１３）の区分（４）の、消費装置と接続された圧力導管（１３）の区分（５）との接続を遮断し且つ第１の位置において制御圧力源と接続された圧力導管（１３）の区分（４）を、消費装置に通じる圧力導管（１３）の区分（５）と接続するようになっている、請求項２から１０までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。
12. 制御圧力源に接続された圧力導管（１３）の区分（４）に、圧力媒体量制限装置（３０）、殊に絞り装置が配置されている、請求項２から１１までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。
13. 作動装置（１７）が電磁石、殊に切換磁石として形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。
14. 戻し装置（１１）がばねとして形成されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。
15. 制御弁（１）が、液圧式の作動装置によって制御可能な少なくとも１つの制御弁装置を備えた流体静力学的な駆動システムの安全弁として形成されており、当該制御弁（１）を以て、制御圧力供給源により形成された圧力による作動装置の負荷が制御可能である、請求項１から１４までのいずれか１項記載の液圧式の制御弁。

Images