JP3660870B2 - ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの少なくとも１個の液圧又は空気圧ポケットに供給される媒質の流れの制御のための制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明はベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの少なくとも１個の液圧又は空気圧ポケットに供給される媒質の流れの制御のための、請求項１の上位概念に基づく制御装置に関する。
【０００２】
ここで述べる種類の液体用の制御装置は既知である（ドイツ国特許第3533037 号）。この制御装置は、制御装置によって調節される流体の流量が液圧ポケットの圧力上昇とともに増加する特徴を有する。このことに基づき、上記の種類の制御装置と相互作用する液圧式ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドは、比較可能な技術的データのもとで、これらの機素の到達可能なこわさ及び荷重が代替系の場合よりはるかに大きいことを特徴とする。流量Ｑはギャップ高さ又は媒質が貫流するポケットのギャップの高さｈの３乗に比例する。層流の場合は、条件Ｑ〜 p ・ h³ /η が成立する。ここにηは媒質又は液体の動粘度を表す。この関係はガス状の媒質にも同様に成り立つ。
【０００３】
ここに示す相互関係から明らかなように、液圧ポケットの圧力変化による高さｈの変化を液体流量又は流量Ｑの増加によって減少し又は事実上完全に回避することができる。即ちこの液圧ポケットで働く圧力が上昇するように液圧ポケットに負荷を掛ければ、制御装置から液圧ポケットへ流れる流体流量を増加することによって、ギャップ高さの変化及び案内装置又は支持される部材の変位を阻止することができる。こうして高いこわさが生じる。
【０００４】
公知の制御装置は通常少なくとも２個の制御装置が１つのブロックにまとめられて、１つの共通の圧力接続端から給圧されるように構成されている。この構成の結果、多くの場合ある程度多額な費用をかけて制御装置と液圧ポケットの間に比較的長い連絡管を作らなければならず、例えば液圧操作ナットを備えたウオームギヤの給圧の場合、往々にしてこの管路の空間的格納がすこぶる困難である。また公知の制御装置の欠点は、管路の流体／ガスの高い運動エネルギーによりしばしば制御装置が振動する傾向があることである。
【０００５】
そこで本発明の課題は、上記の欠点がない、液状及びガス状媒質に使用できる制御装置を提供することである。
【０００６】
この課題の解決のために、請求項１に挙げられた特徴を有する制御装置を提案する。制御装置は、制御装置ハウジングが媒質の流れのための通過孔を取り囲む取付け面を有し、組立状態で制御装置がこの取付け面によりベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドに配属された対向面に接して、制御装置とポケット及び／又は媒質供給部との間に直接の媒質連絡路を作ることを特徴とする。本発明に関連して「直接の」媒質連絡路とは、ねじ継手や補助組立部材なしで作られる連絡路をいう。このようにして制御装置を対向面に取付けると同時に媒質連絡路が形成される。これによって一方では制御装置の構造が簡素化され、他方ではその組立の費用が減少する。対向面は例えばベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジングの部分面である。それによって制御装置を液圧又は空気圧ポケットの直近に配設することができるから、制御装置とポケットの間に短い連絡管が実現される。こうして連絡管内の媒質の振動を防止し、少なくとも大幅に減少し又は減衰することができる。制御装置は簡単かつ迅速に組立てることができ、さらに簡単な構造であることを特徴とする。
【０００７】
制御装置の有利な実施形態においては、制御装置のハウジングが少なくとも２個のハウジング部材からなり、その間に第１の圧力室、制御部材、第２の圧力室及び第２の流れ抵抗が配設される。こうして制御装置の特にコンパクトな構造を実現することができる。
【０００８】
また第１のハウジング部材に形成された取付け面及び／又は対向面に第１の流れ抵抗を凹設した制御装置の実施形態が好適である。「凹設」とは、切削工具例えばフライスによる第１の流れ抵抗の切り込みも、無切削加工も意味する。第１の流れ抵抗はそのために設けられた面にプレスし又は押し込み、又は第１のハウジング部材及び／又は対向面の作製のときに成形することもできる。
【０００９】
その他の有利な実施態様はその他の従属請求項で明らかである。
【００１０】
次に図面に基づいて本発明を詳述する。
【００１１】
図１は、媒質連絡路 3を介して負荷機器、特にここに図示しない液圧又は空気圧ポケットに供給される媒質流量を制御するために使用される制御装置 1の第１の実施例の横断面図を示す。この種のポケットは液圧又は空気圧式ベアリング、ねじスピンドルナット及びガイドに見られる。図示しないモータにより駆動され、媒質供給部として利用され、媒質の流れを供給するポンプから供給管５を経て制御装置 1に液状媒質とりわけ油が供給される。あくまで一例として、以下では媒質が液体であるとする。
【００１２】
制御装置 1は２個の分離可能なハウジング部材 9及び11からなる制御装置ハウジング 7を有する。円板として形成された第１のハウジング部材 9はカップ形に形成された第２のハウジング部材11のめくら穴13の中に配設されている。めくら穴13は第１のハウジング部材9 の外形輪郭に整合する輪郭を有し、従ってこの場合は円形に形成されている。第１のハウジング部材 9のめくら穴13の底部15に面した表面17がこの底部15に接し、第１のハウジング部材 9の厚さは、第１のハウジング部材9の表面 17と反対の側、即ち取付け面19が第２のハウジング部材11のハウジング面21と同じ−図１の図平面に対して垂直の−仮想の平面E1にあるように選定されている。
【００１３】
制御装置１は図１に組立状態で示されている。その場合第１のハウジング部材 9の取付け面19と第２のハウジング部材11のハウジング面21はベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24の対向面23に接する。媒質連絡路 3の一部である連絡管26も、また媒質供給部と連絡する供給管 5も、媒質連絡路3'の一部である。
【００１４】
次に制御装置１の構造を詳述する。制御装置１はばね弾性板からなる制御部材25によって分離された３つの圧力室からなる。第１の圧力室27は第１のハウジング部材 9の、縁端部が開放した空欠部29を経て供給管 5と連絡する。制御装置 1の組立状態で、空欠部29は対向面23に開口する供給管5と相対する第１のハウジング部材9の場所に配設された通過孔30まで伸張する。第１の圧力室27には、媒質供給部の圧力レベルにおおむね相当する第１の圧力レベルp1が働く。第２の圧力室31は不変の第１の流れ抵抗33を経て供給管 5及び媒質供給部、即ち図示しないポンプと連絡する。媒質が第１の流れ抵抗33を通って流れるとき、第２の圧力室31に第２の圧力レベル p2が現れる。次に第３の圧力室についてさらに詳述する。
【００１５】
本実施例で第１の流れ抵抗33は第１のハウジング部材 9の取付け面19に凹設されており、細長い穴の形に形成された溝37によって互いに連絡する２個の円形の環状溝35a及び35bからなる。溝37は−環状溝35a、35bのように−第１のハウジング部材 9の取付け面19からこの面に切り込んである。媒質供給部と連絡する供給管 5は、溝37に対して約180°の角度範囲だけ食違いになった区域で外側の環状溝35aに接続する。環状溝 35aの周囲区域からなり、供給管 5から制御装置に媒質が流入するこの区域を以下では通過孔30と呼ぶ。図１の制御装置1 の下面図を示す図２で明らかなように、媒質供給部から送り出された媒質は矢印39で示唆した２つの分流となって、一方は時計回り方向に、他方は逆時計回りに環状溝35aの約180°の角度範囲にわたり溝37まで流れる。媒質はここから内側の環状溝35b に到達し、再び２つの分流に分かれ、時計回り及び逆時計回りに円形環状溝35bの約180°の角度範囲にわたって−本実施例では丸穴41として形成された−通路へ流れ、ここから第２の圧力室31へ流れる。
【００１６】
図１に示す制御部材25は、第１のハウジング部材 9の表面17から始まる、この場合円形に形成された凹陥部43に挿入され、凹陥部43を第１の圧力室27と第２の圧力室31に仕切る。そのために制御部材25は凹陥部43の中に少なくともほぼ耐圧密封式に配設されている。
【００１７】
図１に示す実施例では凹陥部43の中央に円形の突起が設けられている。突起は媒質連絡路 3の一部である中心穴45と、穴45を取り囲む環状面47を有する。制御部材25又はばね弾性板は環状面47とともに可変の第２の流れ抵抗49を構成する。環状面47は−図１で明らかなように−制御部材25の取付け面と異なる平面にあるから、制御装置 1が無圧状態のとき、制御部材25は環状面47に接触しない。第２の流れ抵抗49の役割をする制御部材25は、このようにして第２の圧力室31と、圧力レベルp3を有する第３の圧力室とを分離する。第３の圧力室は、ここに図示しないポケットに通じる媒質連絡路 3からなる。
【００１８】
ポンプの運転時に媒質は供給管 5及び第１の流れ抵抗33を経て第２の圧力室31へ送られる。そこから媒質は可変の第２の流れ抵抗49を経て、即ち制御部材25によって調節される、制御部材25の取付け面と環状面47の間の通過ギャップを経て中心穴45に到達する。ここから媒質は通過孔46を経て、ハウジング24に配設された連絡管26に、さらにポケットに到達する。第１の流れ抵抗33は制御装置 1の動作時に圧力低下を生じさせるから、第２の圧力室31の第２の圧力レベルは第１の圧力レベルp1より小さい。また可変の第２の流れ抵抗49は動作時に圧力低下を生じさせるから、液圧ポケットの圧力に相当する媒質連絡路 3（穴45、連絡管26）の圧力レベルp3は圧力レベルp2より小さい。
【００１９】
図１は、制御部材25に対して一方では第１の圧力室27の圧力p1が、他方では第２の圧力室31の圧力p2及び第３の圧力室又は媒質連絡路 3の圧力p3が働くことを示す。さらにばね弾性板からなる制御部材25のばね力が作用し、ばね力は圧力レベルp2及びp3に基づく圧縮力によって調整される。
【００２０】
制御装置 1の定常動作の場合、即ちポンプ圧p1が一定で圧力p3が一定のとき、制御部材25に働く上記の３つの圧力とばね力の力の和はゼロに等しい。圧力p1及びp3が一定で、圧力p2が故障により例えば減少するとき、制御部材25はその時優勢な圧力p1により図１で右側へ移動され、可変の第２の流れ抵抗49の大きさが増加するから、制御部材25に働く力の和が再びゼロに等しく、圧力p2は再び元の値になる。故障によりp2が増加すれば逆の過程が起こることになる。このようにして圧力p1及びp3が一定のとき、第１の流れ抵抗33により、それとともに制御装置1 により一定の差圧（p1 - p2 ）が整定される。媒質連絡路 3からなる第３の圧力室、従って液圧ポケットの圧力p3が十分にゆるやかに変化し、従って動的力が無視される場合は、３つの圧力値とばね力の力の和がゼロに等しいという前述の説明がここでも成り立つ。従って高い圧力p3には低い圧力p2、即ち高い差圧（ p1 - p2）、それとともに大きな流量Ｑが対応する。
【００２１】
図３は制御装置1の平面図を示す。制御装置1の第２のハウジング部材11は複数個、この場合合計 4個の穴51を有する。穴51は第２のハウジング部材11のカバーも、その外周面も貫いて伸張する。制御装置 1の組立のために、図示しない固定手段、例えばねじが穴51を貫いて差し込まれ、そのためにベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24に穿設されたねじ穴にねじ込まれる。その場合第２のハウジング部材11のハウジング面21と、第２のハウジング部材11のめくら穴13の中に配設された第１のハウジング部材9 の取付け面19は、ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの対向面23と接触させられる。こうして制御装置 1とポケットの間及び制御装置 1と媒質供給部の間の直接の媒質連絡路が補助組立部材なしで形成される。
【００２２】
第２のハウジング部材11のめくら穴13は、環状溝55に配設された図１に示すシール53によって外界に対して密封される。環状溝55は第２のハウジング部材11のハウジング面21からハウジング部材11の中に切り込まれている。また取付け面19と対向面21の接触区域で、穴45の通過孔46がシール57により第１の流れ抵抗33の環状溝 35bに対して密封されている。シール57は−第１のハウジング部材9 の取付け面19から−穴45を取り囲む環状溝59の中に配設されている。
【００２３】
第１の流れ抵抗33を取付け面19及び／又は対向面23に凹設することができる。第１の流れ抵抗33を第２のハウジング部材11のハウジング面21に組み込むことも可能である。第１の流れ抵抗33を第１のハウジング部材 9の表面17、即ち第１のハウジング部材 9の取付け面19の反対側に配設してもよい。第１の流れ抵抗33を第１のハウジング部材 9、第２のハウジング部材11及び／又はベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24に組み込むことができることを付言しなければならない。
【００２４】
図４は制御装置 1の第２の実施例の横断面図を示す。図１ないし３の部材と一致する部材は同じ参照符号を付したから、それについては図１ないし３の説明を参照されたい。この実施例では第１のハウジング部材 9の取付け面19及び第２のハウジング部材11のハウジング面21が接する対向面23'は、制御装置1とベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24との間に配設された隔て板61に形成されている。隔て板61に穴からなる連絡通路62が穿設され、制御装置 1の第１のハウジング部材 9の穴45と、ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24に配設され、液圧又は空気圧ポケットまで伸張する連絡管26とを連絡する。
【００２５】
図４に示す制御装置1では媒質供給部、即ち図示しないポンプと制御装置1との間の媒質連絡3'は第２のハウジング部材11を経て行われる。このためにねじ穴63が制御装置1の第２のハウジング部材11に穿設され、第１のハウジング部材9の、縁端部が開放した空欠部29を経て第１の圧力室27と連絡する供給管 5がねじ穴63に接続する。環状管67の一部である接続端65がねじ穴63にねじ込まれている。別の−図示しない−制御装置と連絡することができる環状管67によって、媒質が媒質供給部から制御装置1へ導かれる。このために接続端65は、環状管67と供給管5を連絡する図示しない穴を有する。
【００２６】
この場合ただ１個の環状溝35からなる第１の流れ抵抗33が、図４に示す実施例でも第１のハウジング部材 9の取付け面19に凹設されている。代案として、制御装置の第１の流れ抵抗を対向面 23'に組込むことが可能である。こうして既存のすでに組立てられた制御装置においても、制御装置の第１の流れ抵抗をなす単数個又は複数個の環状溝が別の抵抗値を有する別の隔て板を挿入するだけで、第１の流れ抵抗を簡単に所望の値に変えることができる。もちろん第１の流れ抵抗を取付け面19と対向面 23'の両者に凹設することも可能である。その場合も隔て板を別の隔て板と交換するか又は隔て板を取り除くことによって、第１の流れ抵抗を明確に変更することができる。
【００２７】
別の実施例では第１の制御装置の流れ抵抗をベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24に接する隔て板61、例えば隔て板６１の表面にだけ凹設するようにした。また第１の流れ抵抗の一部又は全部をハウジング24に組み込むことも可能である。第１の流れ抵抗を第１のハウジング部材 9、隔て板61及び／又はハウジング24に組み込むことができることを付言しなければならない。
【００２８】
図５は図４に示した制御装置 1の下面図を示す。この場合第１の流れ抵抗は１個のつる巻線状の環状溝35だけからなる。環状溝35は第１のハウジング部材 9の取付け面19からこのハウジング部材の中に切り込まれている。
【００２９】
図６は制御装置 1の第３の実施例の横断面図を示す。同じ部材に同じ参照符号を付したから、それについては前掲の図の説明を参照されたい。以下では相違だけを詳述することにする。制御装置1の第１のハウジング部材9はベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの細線だけで略示したハウジング24に切り込んだ円形のめくら穴69の中に配設されている。第１のハウジング部材 9の取付け面19はめくら穴69の底部が形成するハウジング24の対向面23に接する。図６に組立状態で示した制御装置 1の第２のハウジング部材11'は−第１のハウジング部材9のように−円板状に形成され、ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24に取り付けられ、内設された第１のハウジング部材 9によってめくら穴69が閉鎖される。ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング24にハウジング 7の一部を組み込んだ制御装置 1のこの実施形態は特に場所をとらない。
【００３０】
図１ないし６に基づいて説明したすべての実施例に共通するのは、制御装置のハウジング 7が少なくとも２個のハウジング部材からなり、その間に第１の圧力室27、制御部材25、第２の圧力室31及び第２の流れ抵抗49が配設されていることである。
【００３１】
図６の実施例では第１の流れ抵抗33が制御装置のハウジング 7の第１のハウジング部材 9に形成された取付け面19に凹設されている。しかし第１の流れ抵抗33を対向面23又は23'に凹設することも可能である。この場合対向面23'はベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング面であるか又は制御装置とベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドとの間に配設された隔て板61の表面である。別の実施例では第１の流れ抵抗33を制御装置のハウジング 7の第１のハウジング部材 9の取付け面19と対向面23、23' の双方に凹設した構成になっている。第１の流れ抵抗33は第２のハウジング部材11又は11' のハウジング面21に簡単に切り込むことができる。最後に第１の流れ抵抗33を第１のハウジング部材 9の表面17に組み込むことも可能である。
【００３２】
第１の流れ抵抗33が直線状及び／又は曲線状、例えばつる巻線状又は円形の経過を有する単数個又は複数個の溝からなることが可能である。第１の流れ抵抗を構成する単数個又は複数個の溝は、事実上あらゆる任意の形状を有することができる。
【００３３】
第１のハウジング部材9に形成された取付け面19及び／又は対向面23、23'に第１の流れ抵抗を凹設した制御装置の実施例では、制御装置の解体状態で第１の流れ抵抗を極めてたやすく清掃することができる。第１の流れ抵抗を第２のハウジング部材11又は11'のハウジング面21に切り込んだ実施例でもこれが可能である。
【００３４】
例えば制御装置ハウジングが少なくとも２個のハウジング部材からなり、２個のハウジング部材の少なくとも１つを別のハウジング部材と交換することによって、制御装置 1の交換を極めてたやすく行うことができ、こうして例えば第１の流れ抵抗、それとともに制御装置の制御挙動を変えることができる。
【００３５】
要約すれば、制御装置とポケット及び／又は媒質供給部との間の直接の媒質連絡路を、制御装置 1の組立状態でベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドに配属された対向面に直接形成することによって、補助組立部材を必要とせずに制御装置の組立を簡単かつ迅速に行うことができる。また制御装置をベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの液圧又は空気圧ポケットに直接配設することによって、制御装置とポケットの間に短い連絡管を実現することができるから、連絡管内の媒質がまったく又は比較的わずかしか振動しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置の実施例の横断面図。
【図２】本発明に係る制御装置の実施例の下面図。
【図３】本発明に係る制御装置の実施例の平面図。
【図４】制御装置の別の実施例の横断面図。
【図５】制御装置の別の実施例の下面図。
【図６】制御装置の第３の実施例の横断面図。

Claims (10)

1. 媒質供給部から、ベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドの少なくとも１個の液圧又は空気圧ポケットに送られる媒質の流れを制御するための制御装置であって、
   制御装置（ 1 ）は、対向面（ 23 ， 23 ’）に接する制御ハウジング（ 7 ）を備えており、ばね要素の付勢に抗して動くことのできる制御部材（ 25 ）によって分離された第１の圧力室（ 27 ）と第２の圧力室（ 31 ）とが前記制御ハウジング（ 7 ）内に備えられており、液圧又は空気圧ポケットに送られる媒質の流れに影響を与える第１の流れ抵抗（ 33 ）および可変の第２の流れ抵抗（ 49 ）が、前記制御ハウジング（ 7 ）内に備えられており、第１の圧力室（ 27 ）には第１の圧力レベル（ P1 ）が作用し、第２の圧力室（ 31 ）には第１の圧力レベル（ P1 ）よりも低い第２の圧力レベル（ P2 ）が作用し、第３の圧力室には、液圧又は空気圧ポケットにおける圧力に相当する第３の圧力レベル（ P3 ）が作用するようになっており、第１の圧力室（ 27 ）は媒質供給部と直接連通されており、第２の圧力室（ 31 ）は第１の流れ抵抗（ 33 ）を経て媒質供給部に連通されており、第３の圧力室は液圧または油圧ポケットに連通されており、第２の流れ抵抗（ 49 ）は、第２の圧力室（ 31 ）と第３の圧力室の間に配設されるとともに制御部材（ 25 ）によって形成されており、第２の流れ抵抗（ 49 ）の大きさは、第一の圧力室（ 27 ）からの力の作用によって大きくなる一方で、ばねの付勢や第２の圧力室（ 31 ）および第３の圧力室からの力の作用によって小さくなるように構成されており、対向面（ 23 ， 23 ’）は媒質が流れていくベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドに設けらており、制御ハウジング（７）は媒質が流れる通過孔（ 30 ， 46 ）を有する取付け面（ 19 ）を備えており、制御ハウジング（ 7 ）が対向面（ 23 ， 23 ’）に取り付けられた際に、制御装置（ 1 ）と液圧又は空気圧ポケットの間、および／又は、制御装置（ 1 ）と媒質供給部の間において、媒質連絡路（ 3 ， 3 ’）が形成されていることを特徴とする制御装置。
2. 制御装置のハウジング（7）が少なくとも２個のハウジング部材（ 9、11;11'）からなり、その間に第１の圧力室（27）、制御部材（25）、第２の圧力室（31）及び第２の流れ抵抗（49）が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 第１の流れ抵抗（33）が第１のハウジング部材（9 ）に形成された取付け面（19）及び／又は対向面（23;23'）に凹設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 対向面（23;23'）がベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング面又は制御装置とベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドとの間に配設された隔て板（61）の表面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の制御装置。
5. 第１の流れ抵抗（33）が第２のハウジング部材（11；11'）のハウジング面（21）に切り込まれていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の制御装置。
6. 第１の流れ抵抗（33）が、取付け面（19）を有する第１のハウジング部材（9）の取付け面（19）の反対側の表面（17）に切り込まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の制御装置。
7. 第１の流れ抵抗（33 ）が第１のハウジング部材（9）に切り込んだ−好ましくは丸穴（41）として形成された−通路を経て第２の圧力室（31）と連絡することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の制御装置。
8. 媒質供給部と制御装置（1）の間の媒質連絡路（3'）が第２のハウジング部材（11;11'）を介して実現されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の制御装置。
9. 第２の−好ましくはカップ形に形成された−ハウジング部材（11）が好ましくは円形のめくら穴（13）を有し、第１の−好ましくは円形の−ハウジング部材（9 ）がこのめくら穴の中に配設されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の制御装置。
10. 第１の−好ましくは円形の−ハウジング部材（9 ）がベアリング、ねじスピンドルナット又はガイドのハウジング（24）に切り込んだ−好ましくは円形の−めくら穴（69）の中に配設され、めくら穴（69）を第２のハウジング部材（11' ）で閉鎖することができることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の制御装置。

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