JP3742689B2 - 流量調整弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御ピストンが一方ではポンプによって発生した圧力によって付勢され、他方ではこの圧力に反作用する予備付勢力によって付勢され、制御ピストンが流出孔と協働する制御エッジと、ピストン変位に依存する供給流絞り部を形成するために、絞り開口を貫通する突出部とを備え、制御ピストンの突出部の外面が、外径の異なる少なくとも２つの範囲を備えている、ポンプから消費機器に供給される液体流れを調整する、ポンプ、特にベーンポンプのための流量調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記種類の流量調整弁は公知である。この流量調整弁は、所定の流量の液体を消費機器に供給するために、ポンプから供給された供給流れを調整するために役立つ。そのために、流量調整弁はポンプ圧力によって付勢される制御ピストンを備えている。この制御ピストンはこの圧力に反作用する予備付勢力によって付勢され、流出孔と協働する制御エッジと、ピストン変位に依存する供給流絞り部を形成するために、絞り開口を貫通する突出部とを備えている。供給流絞り部は、ポンプの供給出力が異なる場合、消費機器に供給される液体流れをほぼ一定に保持するために役立つ。大きすぎる押圧力が制御ピストンに作用する場合には、制御ピストンの制御エッジが流出孔に至る接続部を開放し、ポンプから供給された液体流れを流出させることができるように、制御ピストンは予備付勢力に抗して移動する。
【０００３】
流量調整弁の機能は公知であるので、ここでは詳細に説明しない。
上記種類の流量調整弁と関連して変位に依存する供給流絞り部は、負荷圧力が異なる場合流量が回転数に対して大きく変化するという特徴がある。従って、消費機器に加えられる負荷圧力が異なる場合、ポンプ回転数ｎに関して扇形に広がった流量Ｑの特性曲線が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、負荷圧力が異なる場合、回転数ｎに対する流量Ｑの特性曲線が扇形にあまり広がらない流量調整弁を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１に記載した特徴を有する流量調整弁によって解決される。絞り開口と共に変位に依存する供給流絞り部を形成する制御ピストンの突出部の外面が、外径の異なる少なくとも２つの範囲を備えている流量調整弁において、本発明にしたがって前記２つの範囲が角の尖った段部によって互いに分離されている構成とすることにより、負荷圧力が異なる場合、ポンプの回転数ｎに対する流量Ｑの特性曲線が、小さなばらつきを生じるように影響を受ける。
【０００６】
さらに、本発明によれば、突出部の外面に形成された段部が絞り開口内に位置したときに制御ピストンの制御エッジが流出孔に接するように、段部と絞り開口が互いに調和させて配置されている。
【０００７】
好ましい流量調整弁の実施形では、絞り開口が、制御ピストンの軸方向に測った非常に狭い幅を有する。この実施形は上記の特性曲線のばらつきを一層小さくする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１の断面図は、流量調整弁１の細部の縦断面を示している。この流量調整弁は穴３内を案内される制御ピストン５を備えている。この制御ピストンはその静止位置で、ポンプ、特にベーンポンプのタンクに接続された流出孔７を、圧力室９に対して閉鎖する。この圧力室は破線で示した吐出管１１を介してポンプの送出側または圧力側に接続されている。制御ピストン５は圧力室９内の圧力によって付勢される。この圧力は図１では左側から右側へ作用する押圧力を制御ピストン５に加える。この押圧力に対してコイルばね１３が反作用する。コイルばね１３は予備付勢力を制御ピストン５に加える。この予備付勢力は無圧状態で制御ピストンをストッパー１５に対して押圧する。この位置では、制御ピストン５は、流量調整弁１の穴３に開口する流出口７を、半径方向のシール面１７によって閉鎖する。シール面１７は穴３の半径方向のシール範囲１９と協働する。制御ピストンはここでは滑り弁として形成されている。図示した実施の形態の場合、制御ピストン５の制御エッジ２１がストッパー１５に付加的に接触する。この場合、ここではシール座またはシート弁が形成される。
【０００９】
制御ピストン５の本体２３から、圧力室９を貫通する突出部２５が延びている。この突出部は変位に依存する供給流絞り部２７を形成するために、絞り開口２９を通って案内されている。突出部２５の外面３１は、異なる外径の二つの範囲３５と３７を備えている。この場合、突出部の自由端部３３には第１の範囲または区間３５が設けられ、この区間の直径は、本体２３に近い第２の範囲または区間３７よりも大きくなっている。第１の区間３５は角の尖った段部３９を介して第２の区間３７に接続している。この場合、第１の区間３５は段部３９の範囲において垂直に、すなわち制御ピストン５の中心軸線４１に対して半径方向に第２の区間３７の方へ傾斜している。第１の区間３５は、９０°よりも小さな角度で延びる非常に短い斜面または傾斜部を経て第２の区間３７に接続していてもよい。この斜面または傾斜部の軸方向の長さは好ましくはたったの約１ｍｍである。
【００１０】
第１の区間３５の外径は絞り開口２９の内径よりも幾分小さい。従って、第１の区間３５が絞り開口２９の範囲に位置するときに、開放した環状面が形成される。ポンプから圧力室９に供給された液体がこの環状面を通って排出室４３に達する。この排出室には、ポンプから液体を供給される消費機器のための接続管が接続されている。
【００１１】
図１の図示から明らかなように、軸方向に測った、すなわち中心軸線４１の方向に測った絞り開口２９の幅は、非常に小さく選定されている。絞り開口２９は非常に鋭い角で形成されているので、いわば切刃のようである。
【００１２】
軸方向に測った、制御エッジ２１に対する段部３９の距離は、段部３９が絞り開口２９内に配置され、制御ピストン５の制御エッジ２１がちょうど流出孔７に接する、すなわちエッジ４５に接触するように、圧力室９側の流出孔７のエッジ４５に対する絞り開口２９の距離に合わせられている。
【００１３】
特に、圧力室９内の圧力が零かまたは小さいときに、制御ピストン５はコイルばね１３の予備付勢力により左側へストッパー１５まで押される。この位置では、圧力室９はストッパー１５と制御エッジ２１によって形成されたシート弁によって流出孔７から分離されている。この位置で、第１の区間３５よりも小さな外径を有する第２の区間３７は、絞り開口２９の範囲内にあるので、比較的に大きな環状面が開放し、圧力室９内に供給された液体はこの環状面を通って排出範囲４３に達することができる。
【００１４】
消費機器の背圧が高まるかまたは回転数が上昇し、圧力室９内の圧力が上昇すると、制御ピストン５がコイルばね１３の予備付勢力に抗して右側へ移動するので、制御エッジ２１はストッパー１５から離れる。その際、圧力室９は、シール面１７がシール範囲１９と協働することによって、流出孔７から分離されたままである。この場合、半径方向のシールまたは滑り弁シールが行われている。
【００１５】
制御ピストン５が右側へ移動する場合にも、先ず最初は第２の区間３７が絞り開口２９の範囲内に位置するので、環状面は変わらず、上昇した圧力に基づいて、消費機器への大きな供給流が生じる。
【００１６】
圧力室９内の圧力が更に上昇すると、制御ピストン５が更に右側へ移動し、それによってこの制御ピストンに固定連結された突出部２５も右側へ移動する。最後には、制御ピストンの制御エッジ２１が流出孔７のエッジ４５に達する。絞り開口２９と相対的な段部３９の軸方向配置を調整することにより、制御エッジ２１がエッジ４５に達するときにちょうど、段部３９が絞り開口２９に達する。この瞬間に、すなわち油が圧力室から流出孔７に流出することができ、それによって圧力室９内の圧力の一層の上昇がさしあたり防止されるときに、段部３９が絞り開口２９に達するので、供給流絞り部２７の流出横断面は急激に減少する。すなわち、圧力室９内に存在する液体は、第１の区間３５と絞り開口２９の内面との間の小さな環状面を通って、排出範囲４３内に流れることができる。
【００１７】
段部３９が絞り開口２９と協働し、制御エッジ２１がエッジ４５と協働することにより、Ｑ／ｎ−特性曲線の扇形の広がりが非常に小さくなる。これは図２と図３の比較から明らかである。
【００１８】
図２は、いろいろな負荷圧力の場合のポンプの回転数ｎに対するポンプの流量Ｑが記入されている。最も下側の曲線は３バールの負荷圧力のときである。その上の曲線は５バール、１０バール、２０バールおよび５０バールである。約２５００回転よりも上方の範囲で回転数ｎが上昇しても、圧力が異なる場合、流量Ｑはほとんど変化しないことが明らかである。
【００１９】
図３に示した、変位に依存する従来の流量調整弁のＱ／ｎ−特性曲線と比較すると、この従来の流量調整弁では、圧力が異なる場合、流量が互いに大きく相違する、すなわち扇形に広がることが判る。図３の特性曲線には同様に、最も下側の曲線は負荷圧力が３バールの場合である。その上方は５，１０，２０，５０バールである。
【００２０】
図２と図３のＱ／ｎ−特性曲線を比較すると、流量調整弁１の特殊な形成の特別な作用が判る。変位に依存する上記の流量調整弁では、数多くの付加的な部品を必要とし、それに伴ってコストの高い、動圧に依存する流量調整弁の場合にのみ得られるような特性曲線が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】流量調整弁の細部の縦断面図である。
【図２】図１の流量調整弁を備えたポンプのいわゆるＱ／ｎ−特性曲線を示すグラフである。
【図３】変位に依存する従来の流量調整弁のＱ／ｎ−特性曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
５ 制御ピストン
７ 流出孔
２１ 制御エッジ
２５ 突出部
２７ 供給流絞り部
２９ 絞り開口
３１ 突出部の外面
３５，３７ 突出部の外面の範囲
３９ 段部

Claims (2)

1. 制御ピストン（５）が一方ではポンプによって発生した圧力によって付勢され、他方ではこの圧力に反作用する予備付勢力によって付勢され、制御ピストン（５）が流出孔（７）と協働する制御エッジ（２１）と、ピストン変位に依存する供給流絞り部（２７）を形成するために、絞り開口（２９）を貫通する突出部（２５）とを備え、制御ピストン（５）の突出部（２５）の外面（３１）が、外径の異なる少なくとも２つの範囲（３５，３７）を備えている、ポンプから消費機器に供給される液体流れを調整する、ポンプのための流量調整弁において、
   前記少なくとも２つの範囲（３５，３７）が角の尖った段部（３９）によって互いに分離されていること、
   段部（３９）が絞り開口（２９）内に位置したときに制御ピストン（５）の制御エッジ（２１）が流出孔（７）に接するように、段部（３９）と絞り開口（２９）が互いに調和させて配置されていることを特徴とする流量調整弁。
2. 絞り開口（２９）が、制御ピストン（５）の軸方向に測った非常に狭い幅を有することを特徴とする請求項１記載の流量調整弁。

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