JP2707367B2 - 多段調整弁 - Google Patents

多段調整弁

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JP2707367B2
JP2707367B2 JP7520908A JP52090895A JP2707367B2 JP 2707367 B2 JP2707367 B2 JP 2707367B2 JP 7520908 A JP7520908 A JP 7520908A JP 52090895 A JP52090895 A JP 52090895A JP 2707367 B2 JP2707367 B2 JP 2707367B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダとその中に案内された調整ピスト
ンとを有し、調整ピストンが片側から調整圧力で付勢さ
れ、反対側から復帰力例えば圧縮ばねで付勢され、調整
ピストンが調整圧力に関係してシリンダ壁にある少なく
とも一つの出口開口を閉鎖するか部分的にあるいは完全
に開放し、そのようにして流れ接続あるいは圧力接続を
部分的にあるいは完全に行うか中断するような多段調整
弁に関する。
このような弁は液圧制御技術で知られている。例えば
一つの入口と二つの出口（あるはその逆）を有する弁が
あり、その入口は選択的にそれぞれ一つの出口に接続さ
れ、この接続は調整ピストンにある孔などを介して行わ
れ、従って調整ピストンの移動に応じて選択的に一方あ
るいは他方の出口が入口に接続され、場合によっては例
えば入口に出口が接続されないか両方の出口が接続され
るような調整ピストンの位置を考慮することもできる。
ピストンはその片側端面における調整圧力の作用によ
り移動され、他方の端面は復帰要素一般には圧縮ばねで
付勢されている。調整圧力で付勢されるピストン有効面
積、圧縮ばねのばね定数および開口と接続通路の配置
は、調整圧力の所定の範囲において入口と出口との所定
の所望の接続が行われるように選択される。なおかかる
弁は原理的には多数の種々の入口と出口を有することが
でき、その場合その都度所望の圧力範囲において接続が
行われる。調整圧力に対する接続口も弁の入口としてあ
るいは入口の一つとして利用できる。
液圧系統あるいは空気圧系統においてその都度の調整
圧力の値に関係して所定の接続を行いおよび中断する他
に、しばしば調整挙動ないし調整ピストンの応答を所定
の特性にすることも望まれる。これは例えば調整ピスト
ンが所定の位置に到達したときに復帰要素のばね定数の
値を瞬間的に変化することである。このようなばね定数
の変化は、異なった少なくとも二つの圧縮ばねを復帰要
素として使用し、その一つがストッパによって制止さ
れ、調整ピストンが所定の位置に到達したときにはじめ
てこの調整ピストンと係合することによって達成され
る。もっともこのような多段復帰要素の組立は時とする
と大きな場所を必要とし複雑となり、また調整特性は非
常に限られた範囲でしか変化させられない。
この従来技術に対して本発明の目的は、冒頭に述べた
形式の多段調整弁を、多数の復帰要素を利用することな
しに、調整ピストンの位置に関係して調整特性の変化が
広い範囲で行えるように形成することにある。
本発明によればこの目的は、ピストンが調整圧力でそ
れぞれ付勢される少なくとも二つの部分ピストンから成
り、その第１の部分でピストンが復帰要素の力によって
付勢され、連動体が部分ピストンを互いに少なくとも部
分ピストンの所定の位置範囲において第２の部分ピスト
ンも第１の部分ピストンおよび連動体を介して復帰要素
の復帰力を受けるように結合し、シリンダが第２の部分
ピストンに対する少なくとも一つのストッパを有し、こ
のストッパが調整圧力の影響のもとでの復帰要素の差に
抗しての第２の部分ピストンの動きを制限し、調整圧力
が更に増大した際に第１の部分ピストンがこのストッパ
によって影響されず復帰要素に抗してなお移動できるこ
とによって達成される。
連動体はそれぞれ一方向にしか作用せず、即ち第２の
ピストンは連動体を介してしか第１のピストンに接触せ
ず、そのようにして復帰要素の力も受け、第２のピスト
ンがこの方向に作用するストッパに衝突し、第１のピス
トンにかかる圧力がこの位置において有効な復帰力を打
ち負かすのに十分であるときに、第１のピストンは復帰
要素の力に抗して第２のピストンに対して相対移動する
こともできる。
この結果、ピストンの第１の運動範囲においてつまり
両ピストンが調整圧力の作用のもとで復帰要素の力に抗
して移動できる範囲において両部分ピストンの端面面積
の合計が調整圧力を受け、この面積と調整圧力との積か
ら求められる力が復帰要素に作用するので、調整特性が
自動的に変化することになる。その圧力が増大するにつ
れて両部分ピストンは復帰要素に抗して移動され、その
復帰力は移動ストロークに伴って一般に線形で増大す
る。第２の部分ピストンが上述のストッパに到達するや
否や、これはもはや復帰要素にそれ以上力を伝達せず、
従って第１の部分ピストンのそれ以上の運動に寄与しな
い。第１の部分ピストンが復帰要素の力に抗して更に移
動するようにするために、いまやこの第１の部分ピスト
ンの端面だけに与えられる調整圧力は、この位置におい
てそれまで両部分ピストンの総合面積に作用する調整圧
力を介して与えられていた合力が復帰要素の力と少なく
とも同じであるような大きさでなければならない。これ
は、第１の部分ピストンが復帰要素に抗して更に移動す
る前に圧力がまず第２の部分ピストンの衝突による有効
ピストン面積における損失が補償されるまで高い値に上
昇しなければならないことを意味する。即ち第２の部分
ピストンがストッパに到達した際に圧力P1から高い圧力
P2までの圧力においてそれ以上のピストン運動は行われ
ず、これらの両圧力値は有効ピストン面積と次式で関連
づけられる。
そのF1は第１の部分ピストンの圧力で付勢される有効
面積であり、F2は第２の部分ピストンの相応した面積で
ある。
なお上述した原理は基本的には多数の原理的には任意
の数の部分ピストンにも拡大させられる。それらの部分
ピストンは唯一の方向に作用する連動体を介して段階的
に結合され、段階的なストッパを有しているので、各部
分ピストンは順々にストッパに到達し、或る一つの部分
ピストンの衝突後にまず高い圧力が得られるまでそれ以
上のピストン運動が中止される。垂直軸に復帰要素に直
接接続されている第１の部分ピストンの動きを調整圧力
の上昇に対して示している線図において段階機能の様式
が得られる。その段階の高さおよび幅はストッパの位置
の選択および各部分ピストンの所定の横断面積の選択に
よって広い限界内で変化できる。このようにしてかかる
調整弁の調整特性を高価で敏感な測定・調整系統を必要
とすることなしに、所望の最適な経過に非常に良好に合
わせることができる。その場合更に、各部分ピストンに
対して調和された復帰力をした多数の別個の復帰要素を
利用することもできるが、かかる処置はたいていの場合
には単に部分ピストンの横断面積を適当に選択するだけ
で不要とされる。
一方では種々の部分ピストンを互いに並べて場合によ
っては別個のシリンダの中に配置し、上述の連動体によ
って互いに結合することができるが、本発明の有利な実
施態様において部分ピストンは互いに同心的に少なくと
も外側部分ピストンおよび内側部分ピストンとして設け
られ、望遠鏡的に互いに移動できる。
以下においてまず明確に別途述べない限り、同心的な
部分ピストンから成り即ち外側部分ピストンと内側部分
ピストンから成る単純な実施形態についてのみ説明す
る。その場合多数の部分ピストンに全く類似した方式で
拡大することも考えられる。
本発明の第１の実施態様において、外側部分ピストン
は例えば圧縮ばねのような復帰要素によって付勢され、
内側ピストンに対するストッパとしてシリンダの底から
出ているピンが設けられている。この実施態様は明らか
に分かるように、外側部分ピストンの壁における孔が省
略されるという利点を有する。もっともこの場合、内側
部分ピストンのストッパ衝突後に外側部分ピストンがこ
の内側ピストンとシリンダ壁との間に形成された環状室
において継続運動しなければならず、これは場合によっ
てははめ合いの問題を伴って生じ、いずれにしても弁の
製造および構造的な経費に厳しい要件が課せられる。
本発明の他の実施態様において、内側部分ピストンは
例えば復帰要素として圧縮ばねで付勢され、外側部分ピ
ストンの壁が内側部分ピストンから自由にされる範囲に
半径方向孔を有し、シリンダが軸方向に間隔を隔てた二
つの開口を有し、その一つの開口が外側部分ピストンの
ストッパ衝突位置においてピストン壁にある開口と一致
し、他の開口が外側ピストンのストッパの方向への運動
中に外側ピストンによって開放される。
既に述べたようにかかる実施態様は二つ以上の部分ピ
ストンにも感嘆に拡大することができる。例えば互いに
望遠鏡的に移動できる連動体によって結合された三つの
部分ピストンが設けられ、その外側部分ピストンがその
壁に軸方向に間隔を隔てた二つの開口を有し、中間部分
ピストンが、外側部分ピストンと中間部分ピストンの両
者のストッパ衝突位置においてそれぞれ外側ピストンの
開口およびシリンダ壁の開口の一つと一致するような開
口を有している。その場合シリンダ壁は三つの開口を有
し、これらの開口は三つのすべてのピストンの運動によ
って順々に、この場合には外側部分ピストンの上縁によ
って、続いて両内側部分ピストンによって詳しくはこの
場合には中間部分ピストンの縁を介して且つ外側部分ピ
ストンおよびシリンダ壁における互いに一致する二つの
開口によって、および最終的には内側部分ピストン詳し
くはその上縁を介して且つシリンダ壁および外側ピスト
ンにおける互いに一致し中間部分ピストンの開口とも一
致する別の二つの開口によって接続される。
上述の実施態様においてストッパとして目的に適って
シリンダ内壁の段階適な縮径部が設けられている。
更にこのような望遠鏡適に互いに移動できる部分ピス
トンにおいてそれぞれの孔が互いに一致して整列される
ようにするために、少なくとも外側部分ピストンのシリ
ンダ壁に対する相対回転を阻止する手段が設けられてい
ることが有利である。なおその孔は原理的には任意の横
断面形状にでき、即ち特にピストンおよびシリンダ壁の
長手方向にあるいはその円周方向に延びる長孔でもよ
い。
その代わりにあるいはそれに加えて、シリンダ壁の内
側面（あるいはそのピストンの外側壁）にそれぞれ開口
の軸方向高さに、部分ピストンおよびシリンダの開口が
相対回転する際もこれらの開口の接続を行う環状に延び
る周溝が設けられる。この周溝の構想は二つ以上の部分
ピストンを利用する際に各ピストンの互いに滑り接触す
る案内面にも拡大できる。
更に本発明に基づく調整弁の他の有利な実施態様にお
いて、一つあるいは複数の外側部分ピストンが、それが
ストッパの方向に移動する間にシリンダ壁にある第１の
開口を開放した後この開口を、ピストン壁にある開口が
シリンダ壁の他の開口と一致するストッパ衝突位置に到
達したときあるいは到達する直前に、別の壁部分によっ
て再び閉鎖するように形成されている。
本発明の他の利点、特徴および用途は以下の図面に示
した本発明の有利な実施例の説明から明らかである。
第１図は多段調整弁の第１の実施例の断面図、 第２図は三分割構造の調整ピストンを持った第２の実
施例の断面図、 第３図は第１図の実施例と異なって内側部分ピストン
と外側部分ピストンの役目が交代されている第３の実施
例の断面図、 第４図は第３図の実施例に類似しているが長くて貫通
孔が開けられている外側部分ピストンを持った実施例の
断面図、および 第５図はそのような弁を利用した場合に生ずる圧力経
過の例をそれぞれ示している。
なお基本的にはすべての図面は単なる概略図であり、
具体的な寸法および特に外側接続口の立体的な配置は実
際には図示の形態と明らかにずれている。各構成要素の
具体的の相対寸法および相対位置が重要であり、これに
ついて明確に説明する。
第１図にはシリンダ１が示されており、これは盲孔
７、壁11、片側端面にある底８および反対側端面にある
ねじ付きプラグ25を有している。シリンダ１にある盲孔
７は直径が段階的に減少され、プラグ25の範囲に雌ねじ
付きのねじ部分27を有している。調整ピストン２を案内
する直径範囲16はねじ部分27に比べて幾分縮径され、底
８から間隔を隔てた位置にもっと縮径された直径範囲17
への移行段部を有し、この段部は調整ピストン２の外側
部分ピストン22に対するストッパ６を形成している。
本発明の枠内において盲孔７をプラグで閉鎖される貫
通孔として形成することもできる。この場合小径の直径
範囲17およびストッパ６は別個の部品あるいはプラグの
相応した形状によって形成される。
二分割構造の調整ピストン２は主に内側部分ピストン
21と外側部分ピストン22とから成り、この外側部分ピス
トン22はその内周面にはめ込まれた止め輪の形をした連
動体５を有している。従って外側部分ピストン22は中空
円筒部品であり、その中に内側部分ピストン21が滑り可
能に案内されている。連動体５は内側部分ピストン21の
ねじ付きプラグ25の方向への滑り運動を制限している。
プラグ25は調整圧力Ｐが導かれる圧力接続口26に対する
圧力接続口としての孔を有している。この調整圧力Ｐは
外側部分ピストン22のリング状上側端面22′並びに内側
部分ピストン21の円形状上側端面21′に作用する。その
場合もっとも内側部分ピストン21は盲孔内に配置された
圧縮ばね３によって直接調整圧力Ｐで両部分ピストン2
1、22の端面21′、22′にかけられた力の方向と逆向き
にバイアス力を与えられ、その場合機械的なバランス状
態においてこのバイアス力は調整圧力によって部分ピス
トン21の反対側面に作用する力および連動体５を介して
外側部分ピストン22の圧力側端面にも作用する力と相殺
される。外側部分ピストン22は固有の復帰ばねを有して
いないが、無圧状態から出発しばねの調整距離が両部分
ピストン21、22が互いに係合してその終端ストッパまで
移動するのに十分でない限りにおいて、外からやって来
る調整圧力Ｐの作用のもとで連動体５が内側部分ピスト
ン21の端面21′に衝突するまでしか対抗圧力なしに移動
しないので、圧縮ばね３の復帰力は内側部分ピストン21
にだけでなく、連動体５を介して外側部分ピストン22に
も作用する。その圧縮ばね３は一般に、調整圧力Ｐが非
常に低い場合あるいは既に無圧状態である場合に内側部
分ピストン21の端面21′が連動体５に衝突し、外側部分
ピストン22をストッパとして作用するリング状に形成さ
れたプラグ25の下縁23′まで押すように寸法づけられて
いる。
調整圧力Ｐが増大するにつれて部分ピストン21、22の
端面21′、22′に作用する力が増大し、この力は圧縮ば
ね３の具体的な選択に関係する圧力P0においてこの位置
で圧縮ばね３によって与えられる力を打ち負かす。これ
によって外側部分ピストン22が固有の復帰ばねを有して
いないが連動体５を介して内側部分ピストン21に連結さ
れているので、両部分ピストン21、22は一緒に一つのユ
ニットとして下向きに動き始める。調整圧力Ｐが増大す
るにつれて圧縮ばね３の作用に抗して部分ピストン21、
22は一層動かされ、その場合この運動は四つのすべての
図面における図に相応して、これによって弁の組立位置
を何らかの方法で固定する必要ないしにそれぞれ下に向
けられている。その場合外側部分ピストン22の上縁22′
がシリンダ１の壁11にある出口開口41をまず部分的に開
き最終的に完全に開くので、圧力接続口26および出口開
口41はいまや圧力媒体について連通する。その圧力媒体
は圧力接続口26から出口開口41に流れるか、あるいは出
口開口41に続いている（図示していない）構成要素にた
だ静的圧力を与える。
一層の下向き運動の際に最終的に部分ピストン22の孔
４とシリンダ壁11における第２の出口開口42が互いに重
なり始め、最終的に部分ピストン22のリング状下側端面
22″が段部で形成されたストッパ６に到達したとき精確
に互いに一致する。出口開口41、42および孔４、部分ピ
ストン22の上側端面22′、下側端面22″は、例えば孔４
と出口開口42との重なりが部分ピストン22の上縁22′に
よる出口開口41の開放と同時に行われるか、あるいはこ
の重なりがはじめ遅れて生ずるように非常に任意に配置
できる。なお部分ピストン22がストッパ６に衝突した際
に孔４と出口開口42は円周方向において互いに一致する
必要はなく、ただ同じ高さに位置しているか軸方向にお
いて重なり合うだけでよい。このために盲孔７の内壁
に、孔４と出口開口42が軸方向において同じ高さに位置
しているか軸方向において重なり合っているときはいつ
でも孔４と出口開口42とを接続する環状の周溝13が設け
られている。
例えば圧力P1において外側部分ピストン22が丁度スト
ッパ６に到達したとき、部分ピストン21は依然としてそ
の端面21′が連動体５に係合しているので、孔４は部分
ピストン22の内側から部分ピストン21によって覆われて
いるか閉じられている（第１図には連動体５に到達して
いる内側部分ピストン21の下部しか断面図で示されてい
ない）。
いま調整圧力Ｐが一層増大すると、この圧力に基づい
て外側部分ピストン22に作用する力はストッパ６で受け
られ、従って連動体５を介して部分ピストン21に伝達さ
れない。
この位置においてばね３の復帰力を打ち負かすために
いまや専ら部分ピストン21によって圧力が与えられねば
ならない。しかしこの部分ピストン21の上側端面21′の
面積は今まで有効であった両部分ピストン21、22の端面
21′、22′の合計面積より明らかに小さくなっている。
即ちこの面積損失は部分ピストン21が連動体５から離れ
始め圧縮ばね３の復帰力に抗して更に移動し始める際の
圧力P2までの圧力上昇によって補償されねばならない。
その場合圧力P1、P2は内側部分ピストン21および外側部
分ピストン22の端面面積F1、F2と次式で関連づけられ
る。
その場合P1は外側部分ピストン22が丁度ストッパ６に
到達した際の圧力、P2は内側部分ピストン21が連動体５
から離れ始める際の圧力、F1は内側部分ピストン21の圧
力で付勢される有効端面21′の面積、F2は外側部分ピス
トン22の圧力で付勢される有効端面22′の面積である。
圧力が値P2を越えて一層増大した場合、部分ピストン
21は下降運動を継続し、最終的に孔４も内側から開放
し、これによって出口開口42も孔４場合にっては環状の
周溝13も介して圧力接続口26に接続される。
図示していない変形例において、外側部分ピストン22
および対応した円筒状の直径範囲16はねじ付きプラグ25
の方向に上方に幾分延長して作られ、出口開口41を開け
る構成要素として部分ピストン22の上縁の代わりに、連
動体５の上側において外側部分ピストン22の壁にもう一
つの孔だけが設けられる。この孔は外側部分ピストン22
が（ないしは両部分ピストン21、22が一緒に）下降運動
する際に圧力接続口26を出口開口41に場合によっては別
の周溝を介して接続する。この接続はしかし外側部分ピ
ストン22が継続して下降運動する際その孔の上縁によっ
て再び中断され、この連動体５の上側に配置された補助
孔は、部分ピストン22の下側端面22″がストッパ６に到
達した際に第１図において孔４が取っている位置をほぼ
取る。このようにして切換作用を達成でき、即ち第１図
に示されている状態に相応する出口開口41、42と圧力接
続口26との接続の中断状態から出発して、圧力上昇に応
じてまずはじめに出口開口41と圧力接続口26との接続が
生じ、続いて出口開口42と圧力接続口26との接続が生
じ、その場合出口開口41との接続が再び中断される。
その場合孔４、出口開口41、42並びに外側部分ピスト
ン22の壁11において連動体５の上側に補助的に設けるべ
き別の（図示していない）孔の配置および寸法に応じて
流れ移行過程が選択的に達成できる。この流れ移行過程
において中間圧力範囲で既に出口開口42と圧力接続口26
との部分的な接続が行われ、一方で出口開口41と圧力接
続口26との接続もなお存在している。しかしその配置
は、出口開口42と圧力接続口26との接続が生ずる前にま
ず出口開口41と圧力接続口26との接続が中断されるよう
にも行える。
なお出口開口41、42はシリンダ１の外側壁に開口する
必要はなく、対応した接続口を端面側に例えば底に設け
ることもでき、その場合この接続口に対して更にニップ
ルあるいは接続ねじを設けることもできる。
第２図における実施例は第１図に関連して述べた実施
例と全く同じ機能原理に従っているが、ここでは調整ピ
ストン２が互いに同軸的に配置され望遠鏡的に移動でき
る三つの部分ピストン30、31、32から成っている点で相
違している。ここでも内側部分ピストン30は復帰要素と
しての圧縮ばね３によって付勢され、連動体５ないし
５′はそれぞれ中間部分ピストン31ないし外側部分ピス
トン32の内側に突出した鍔あるいはフランジとして形成
されている。これらの連動体は必ずしも部分ピストンの
上縁に配置する必要はなく、部分ピストンの或る任意の
高さに設けることができる。
この場合には第１図の実施例と異なって追加的に設け
られた部分ピストン32およびそれに伴う調整段に相応し
て、シリンダ壁11に追加的な出口開口43が設けられ、従
って全部で出口開口41、42、43が設けられている。外側
の追加的な部分ピストン32は従って第１図における実施
例の一つの孔４の代わりに必ず二つの孔４、４′を有し
ている。更に中間部分ピストン31も孔10を有している。
シリンダ１の円筒状盲孔７は二倍に段階づけられ外側部
分ピストン32ないし中間部分ピストン31に対する二つの
ストッパ６、６′を形成している。三つの部分ピストン
30、31、32は同様に接続口26を介して圧力で付勢され、
まずはじめ部分ピストン32の上縁32′が出口開口41を開
放するまで一緒に下向きに移動し、続いて部分ピストン
32がストッパ６に衝突する。
外側部分ピストン32の孔４、４′は出口開口42、43な
いし周溝13ないし14と同時に同じ軸方向高さに位置す
る。この位置において更に圧力が上昇した際に中間部分
ピストン31は内側部分ピストン30と一緒に一層下向きに
移動するので、中間部分ピストン31の上縁31′が最終的
に開口４を開放し、この開口４は既に述べたように出口
開口42と接続される。これによって相応した圧力値に到
達した際、出口開口42と圧力接続口26との接続が行われ
る。最終的に中間部分ピストン31もストッパ６′に到達
し、その場合孔10も孔４′と同じ軸方向高さに位置す
る。この位置において孔10、４′は出口開口43と一致し
ている。圧力が更に上昇すると、内側部分ピストン31は
その上縁30′が圧力接続口26と孔10、４′との接続を達
成するまで一層移動する。周溝13、14に類似して外側部
分ピストン32あるいは中間部分ピストン31の外側壁にも
孔４′（ないし10）の高さに環状の周溝15が設けられ
る。周溝は基本的にはピストンが回り止めされていない
場合に設けられる。第１図に対する図示していない変形
例の上述した説明に類似して、ここでも部分ピストン3
1、32は上方に連動体５、５′を越えて延長し、個々の
開口を開放する縁の作用を部分ピストンの壁にある相応
した孔に負わせることができる。これにより上から下に
連続して生ずる個々の出口開口41、42、43の開放後に、
相応した圧力上昇において圧力接続口26と次の出口開口
（42あるいは43）との接続が行われらときあるいは行わ
れる前に、出口開口41、42、43も再び閉鎖させられる。
第３図は異なった変形例を示しており、この場合、外
側部分ピストン33に孔が全く存在しないか、外側部分ピ
ストン33における孔の数が少なくとも減少されている。
この場合復帰要素として使用する圧縮ばね３で付勢され
る部分ピストンは外側部分ピストン33である。内側部分
ピストン34は外側部分ピストン33の下縁に半径方向内側
に突出した鍔として形成された連動体５を介してしか圧
縮ばね３に作用しない。圧力接続口26はねじ付きプラグ
25に設けられ、調整圧力Ｐは両部分ピストン33、34の端
面33′、34′に作用し、その調整圧力Ｐの作用のもとで
連動体５を介して互いに係合している両部分ピストン3
3、34は一緒に下向きに移動し、その場合第３図に示さ
れているように徐々に出口開口41を開放してその接続口
26との接続を行う。
シリンダ１の底８から盲孔７の中に突出しばね３で包
囲されている中央ピン35が内側部分ピストン34のストロ
ークを制限する。十分に圧力上昇した際、内側部分ピス
トン34は最終的にピン35のストッパに到達して、それ以
上の下降運動がいまや阻止され、圧縮ばね３をもっと圧
縮するための力は、外側部分ピストン33の環状端面33′
に作用する圧力だけで与えられねばならない。調整ピス
トン２の有効端面におけるこの損失が相応した圧力上昇
によって補償されたときにはじめて、外側部分ピストン
33が一層下向きに移動し、最終的に出口開口42も圧力接
続口26と接続するために開放する。明らかに分かるよう
にこの場合第１図の実施例と異なって、外側部分ピスト
ン33における孔４に相応した孔は不要であり、もしかし
て設けるべき他の孔の代わりに、第１の出口開口41の開
放後に再びそれが閉鎖させられるようにするために、第
３図の実施例の場合には唯一の孔しか必要とされない。
第４図にそのような変形例が示されている。外側シリ
ンダ壁は二つの出口開口41、42を有し、中間部分ピスト
ンは一つの貫通孔４しか有していない。第３図の実施例
の場合と同様に、ここでも圧力が上昇するにつれてまず
二つのピストン即ち中央ピストン34と外側部分ピストン
33が一緒に下向きに押され、最終的に貫通孔４が出口開
口41と一致し、出口開口41と圧力接続口26との接続が生
ずる。内側部分ピストン34は最終的に中央ピン35に突き
当たり、従って外側部分ピストン33はその端面33′だけ
にかかる圧力がばね３によって用意された対抗圧力を打
ち負かすのに十分となったときにはじめて継続して動か
される。明らかなように中間部分ピストン33が一層下降
運動したとき、出口開口41は再び閉じられ、もっと下降
運動した後で出口開口41の閉鎖と同時にあるいはその閉
鎖後に最終的に貫通孔４がもう一つの出口開口42と一致
し、この出口開口42と圧力接続口26との接続が生ずる。
最終的に部分ピストン33がその上縁が出口開口41を再び
開放するまで下降したとき、圧力接続口26と出口開口41
との接続も再び生ずる。
なお貫通孔４の位置および大きさ特にその部分ピスト
ン33の上縁からの距離、出口開口41、42の位置および大
きさ並びにストッパの位置によって、例えば常に両出口
開口41、42の一方だけが圧力接続口に接続されるかある
いは所定の圧力状態において両出口開口41、42が圧力接
続口26に接続されるかを決定できる。
ここでも勿論シリンダ１の円筒状内壁に出口開口41、
42の軸方向高さに環状に延びる周溝12、13を設けること
ができるが、これらの周溝12、13は、外側部分ピストン
33の壁にある孔を介して出口開口41、42に接続しようと
するときおよび部分ピストン34およびシリンダ１を円周
方向において整列するための特別な処置を回避しようと
するときしか必要とされない。
普通はシリンダ１のハウジングにピストンの反圧力側
に釣り合い孔36が設けられている。更にばねを支援する
ために釣り合い孔36を介して追加的な圧力を与えること
もできる。
第５図に上述したような多段調整弁の特性が示されて
いる。第５図には上述の一つの弁のばね３と係合し最も
長い距離を移動する部分ピストンの調整ストロークｓに
関係して、圧力接続口26の範囲にかかり部分ピストンの
端面に作用する系統圧力が垂直方向に記されている。既
に述べたようにはじめは第５図において０で表した非常
に低い圧力から出発してばねバイアス圧なしにすべての
部分ピストンが一緒に移動し、その調整ストロークはば
ね特性に相応してピストン端面に作用し圧力に比例して
いる力に比例している。従ってこの圧力・調整ストロー
ク曲線において原点から出ている直線部分ａの経過が生
ずる。第１の部分ピストンが調整ストロークs1の経過後
にそのストッパに突き当たっても、第２の部分ピストン
は最初はなお、その端面における力がその際にかかって
いる圧力P1ではまだばね３の力に抗して継続移動するの
に十分ではないので、それ以上移動しない。そして圧力
がそれ以上のピストン移動なしに増大し、これは第５図
の線図における第１の垂直部分ｂで示されている。圧力
が値P2に到達したときにはじめて、一つあるいは複数の
なお移動できる部分ピストンに作用する力はばねを打ち
負かすのに十分となり、この一つあるいは複数の部分ピ
ストンは線図の線部分ｃに応じて調整ストロークs2の経
過後に場合によってはもう一つの部分ピストンが圧力値
P3においてストッパに衝突するまで更に移動し、これに
より圧力はここでも調整ストロークのそれ以上の変化な
しに曲線の部分ｄに応じて、圧力P4から場合によって存
在する第３の部分ピストンが曲線の部分ｅに沿って圧力
の増大と共に一層移動するまで増大する。ばねがはじめ
バイアス圧を持っておらず、ばね特性が精確に線形であ
ると仮定したとき、線部分ａ、ｃ、ｅはそれぞれ第５図
における座標系の原点を通っている。その場合ストッパ
の位置、ばね特性および部分ピストンの相対面積によっ
て曲線のすべての部分ａ〜ｄはばね特性に応じて任意の
長さおよび勾配に調整できる。即ち例えば、例えば二つ
の部分ピストンを持った弁において破線に相応した圧力
・調整ストローク経過にすることも簡単にできる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイルヘルム，マイク ドイツ連邦共和国 65468 トレブール ユリウス―レバー―シユトラーセ 20 (56)参考文献 特開 平２−125182（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280653（ＪＰ，Ａ) 米国特許4699171（ＵＳ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダ（１）とその中に案内された調整
    ピストン（２）とを有し、調整ピストン（２）が片側か
    ら調整圧力で付勢され、反対側から復帰力例えば圧縮ば
    ね（３）で付勢され、調整ピストン（２）が調整圧力に
    関係してシリンダ壁（11）にある少なくとも一つの出口
    開口（41、42）を閉鎖するか部分的にあるいは完全に開
    放し、そのようにして調整圧力で付勢されるピストン側
    面と出口開口（41、42）との接続を中断するか部分的に
    あるいは完全に行うような多段調整弁において、 ピストン（２）が調整圧力でそれぞれ付勢される少なく
    とも二つの部分ピストン（21、22）から成り、その第１
    の部分ピストン（21）が復帰要素（３）の力によって付
    勢され、連動体（５）が部分ピストン（21、22）を互い
    に第２の部分ピストン（22）あるいはそれ以上の部分ピ
    ストンも第１の部分ピストン（21）および連動体（５）
    を介して復帰力を受けるように結合し、シリンダ（１）
    が第２あるいはそれ以上の部分ピストン（22）に対する
    少なくとも一つのストッパ（６）を有し、このストッパ
    （６）が調整圧力（Ｐ）の影響のもとでの復帰要素
    （３）の作用に抗しての第２あるいはそれ以上の部分ピ
    ストン（22、23）の動きを制限し、調整圧力（Ｐ）が更
    に増大した際に第１の部分ピストン（21）がこのストッ
    パ（６）によって影響されず復帰要素（３）に抗してな
    お移動できることを特徴とする多段調整弁。
  2. 【請求項２】部分ピストン（30、31、21、22、33、34）
    が互いに同心的に配置され、少なくとも内側部分ピスト
    ン（21、30、34）および外側部分ピストン（22、32、3
    3）として設けられ、望遠鏡的に互いに移動できること
    を特徴とする請求の範囲第１項記載の多段調整弁。
  3. 【請求項３】外側部分ピストン（33）が復帰要素として
    の圧縮ばね（３）によって付勢され、内側部分ピストン
    （34）に対するストッパとしてシリンダ（１）の底
    （８）から出ているピン（35）が設けられていることを
    特徴とする請求の範囲第２項記載の調整弁。
  4. 【請求項４】内側部分ピストン（21、30、34）に復帰要
    素として圧縮ばね（３）が作用し、盲孔（７）が下側ス
    トッパ（６）として階段状に縮径された直径範囲（16、
    17）を有し、外側部分ピストン（22、32、33）あるいは
    中間部分ピストン（31）が内側部分ピストン（21、30、
    34）から自由にされる範囲にその壁に半径方向孔（４、
    ４′、10）を有し、シリンダ（１）がその壁（11）に軸
    方向に間隔を隔てた少なくとも二つの出口開口（41、4
    2、43）を有し、その一つの出口開口が外側部分ピスト
    ン（22、32、33）のストッパ衝突位置において外側部分
    ピストン（22、32、33）の開口（４、４′）と一致し、
    このストッパ衝突位置においてシリンダ壁（11）にある
    他の開口（41）が外側部分ピストン（22、32、33）の縁
    （22′、32′、33′）により開放されることを特徴とす
    る請求の範囲第２項記載の調整弁。
  5. 【請求項５】互いに望遠鏡的に移動できる少なくとも三
    つの部分ピストン（30、31、32）が設けられていること
    を特徴とする請求の範囲第２項ないし第４項のいずれか
    １項に記載の多段調整弁。
  6. 【請求項６】出口開口（41、42、43）の軸方向高さに盲
    孔（７）の内側壁あるいは外側部分ピストン（22、32、
    33）の外側壁に環状に延びる周溝（12、13、14）が設け
    られていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第
    ５項のいずれか１項に記載の多段調整弁。
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