JP4739529B2 - 少なくとも2つの液圧式の消費器用の制御ユニットおよび該制御ユニット用の差圧弁 - Google Patents
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Description
本発明は、特許請求の範囲の請求項1に発明の上位概念として規定した形式の、液圧媒体の供給される少なくとも2つの液圧式の消費器(液圧アクチュエータ)用の制御ユニットに関する。更にまた本発明は、特に前記制御ユニットにおいて使用される差圧弁にも関する。
【0002】
特許請求の範囲の請求項1に発明の上位概念として規定した形式の液圧制御ユニットは、例えば欧州特許出願公開第0 566 449号明細書に基づいて公知である。この液圧制御ユニットは、荷重検出(load-sensing)原理に基づいて働く液圧制御ユニットであり、この場合調節ポンプは、作動される液圧式の消費器の最大荷重圧に関連して、供給圧が所定の圧力差分だけ前記最大荷重圧よりも高くなるようにその都度調整される。両液圧式の消費器に圧力媒体は、2つの調節可能な配量絞りを介して流入し、両配量絞りのうち第1の配量絞りは、調節ポンプから出るポンプ導管と第1の液圧式の消費器との間に配置され、また第2の配量絞りは、前記ポンプ導管と第2の液圧式の消費器との間に配置されている。前記配量絞りに後置された圧力ゲージによって、圧力媒体供給量が充分である場合には液圧式の消費器の荷重圧には無関係に、配量絞りを介して所定の圧力差を生ぜしめることができるので、液圧式の消費器に流入する圧力媒体量は、各配量絞りの開口横断面積に関連しているにすぎない。配量絞りが更に開口される場合には、所定の圧力差を発生させるために、より多量の圧力媒体量が前記配量絞りを介して流れなければならない。調節ポンプは、所要の圧力媒体量を供給するようにその都度調節される。従ってこれを需用流量制御とも云う。
【0003】
配量絞りに後置された圧力ゲージ(圧力秤り)は開放方向では各配量絞り後方の圧力によって負荷され、かつ閉鎖方向では背面側制御室内に生じる制御圧によって負荷され、該制御圧は通常、同一の液圧ポンプによって供給される全ての液圧式の消費器の最大荷重圧に相当している。複数の液圧式の消費器の同時作動時に、ストッパにまで調節される液圧ポンプによって供給される圧力媒体量が、吐出される総圧力媒体量よりも少なくなるように配量絞りが開かれる場合には、個々の液圧式の消費器に流入する圧力媒体量は、液圧式の消費器の各荷重圧には無関係に、等比率で減少される。従ってこれを一般に、荷重に無関係な流量分配式制御システム(LUDV式制御システム)と呼ぶ。このように作動制御される液圧式の消費器は略してLUDV式アクチュエータと呼ばれる。LUDV式制御システムの場合、最大荷重圧も検出され、かつ圧力媒体源によって、所定の圧力差分だけ最大荷重圧を超える供給圧が発生されるので、LUDV式制御システムは、荷重検出(或いは load-sensing)式制御システム(LS式制御システム)の1つの特殊例である。
【0004】
閉鎖方向では配量絞り手前の圧力のみによって負荷され、かつ開放方向では各液圧式の消費器の荷重圧と圧縮ばねだけによって負荷されている圧力ゲージを前置した夫々1つの配量絞りを介して圧力媒体が供給される複数の液圧式の消費器の場合には、荷重に無関係な流量分配は得られない。ただ1つのLS式制御装置と1つのLS式アクチュエータが在るにすぎない。このような制御システムは例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第19714141号明細書に基づいて公知である。複数の液圧式の消費器が同時に作動されかつ調節ポンプによって供給される圧力媒体量が充分でない場合には、ここで荷重圧が最大の液圧式の消費器に供給される圧力媒体量だけが減少されるにすぎない。
【0005】
しかしながら配量絞りに後置された圧力ゲージを備えたLS式制御システムに対比して、配量絞りに前置された圧力ゲージを備えたLS式制御システムの利点は、調節ポンプから過剰量が短時間供給され、これに伴って供給圧が昇圧される場合、前置の圧力ゲージが、その開放横断面積の減少によって、配量絞りを介して圧力差を増大することを許さないので、配量絞りを介してより多量の圧力媒体量が流れず、かつ液圧式の消費器の速度が変化しない点にある。過剰量は圧力制限弁を介してタンクに還流する。これに対して、配量絞りに後置された圧力ゲージを備えた制御システムの場合には、過剰量は液圧式の消費器へ通流させられる。
【0006】
使用者が、荷重に無関係に流量を分配することに重きをおくか、それとも液圧式の消費器に流入する過剰量を阻止することに重きをおくかに応じて、使用者はLUDV式制御システムか、それともLS式制御システムを所望することになる。このことは、液圧構成要素のメーカーにとってこれまで不利なことであった。それというのは当該メーカーは、 LUDV式制御システムのためにもLS式制御システムのためにも制御ブロックを提供せねばならないからである。両者の制御ブロックは著しく相異している。それというのは圧力ゲージが対応の配量絞りに前置されているか後置されているかに応じて、極度に異なった設計が必要になるからである。
【0007】
以上述べた従来技術に対して本発明の課題は、特許請求の範囲の請求項1に発明の上位概念として規定した形式の構成手段を備えた、要するに特に圧力ゲージを配量絞りに後置した形式の液圧制御ユニットを改良して、液圧式の消費器への過剰量の流入を阻止するように構成することである。
【0008】
前記形式の液圧制御ユニットにおいて提起した前記課題を解決する本発明の構成手段は、請求項1の特徴部に記載したように、圧力補償弁として機能する圧力ゲージの制御スプールが閉鎖方向で、背面側制御室内に生じる制御圧によって負荷可能であり、該制御圧が弁装置によって、供給導管内に支配する供給圧から派生されておりかつ供給圧と共に変化する点にある。圧力ゲージを配量絞りに後置した後置の液圧式制御ユニットの場合には、該圧力ゲージが背面側制御室内で最大荷重圧で負荷され、該最大荷重圧に対して可変容量形ポンプとして機能する調節ポンプの吐出量が影響を及ぼすことがないのに対して、本発明の制御ユニットでは、背面側制御室内に生じる制御圧が供給圧から派生されかつ該供給圧と共に変化するのである。要するに調節ポンプの吐出量が需用量以上であるため供給圧が昇圧すると、制御圧も昇圧する。それに相応して圧力ゲージの制御スプールは閉鎖方向に動かされるので、配量絞り後方の圧力も昇圧し、かつ圧力差が配量絞りを介して変化することはない。しかも配量絞りを経て生じる圧力差が一定であることは、配量絞りの開放横断面積が一定であれば、配量絞りを介して流れる圧力媒体量も一定であることを意味している。従って配量絞りとこれに後置された圧力ゲージとの基本的な配置関係を維持することによって、従って制御ブロックを基本的に変化させることなく、僅かな修正を施すだけで、圧力ゲージの前置された配量絞りを備えた制御装置の場合と同一の制御挙動が得られ、ひいては全く異なった構成の制御ブロックが得られる。
【0009】
本発明の液圧制御ユニットの有利な構成手段は、従属請求項の請求項2〜請求項9に基づいて容易に想到することができる。
【0010】
請求項2に記載したように、調節ポンプがストッパにまで未だ調節されていない場合、要するに圧力媒体量が充分である場合には、供給圧と制御圧との圧力差が、供給圧と最大荷重圧との圧力差よりも大きくならないようにするのが有利である。つまり圧力差がより大きい場合には、液圧式の消費器へ流入する圧力媒体量は、この液圧式の消費器の荷重圧が制御圧よりも高いか、それとも低いかに関連することになる。制御圧は最大荷重圧よりも僅かに高いのが有利であり、このように構成すれば、一方では無駄な絞り損失が圧力ゲージにおいて生じることがないばかりか、他方では最大荷重圧を有する各液圧式の消費器に対応配設された圧力ゲージがなお制御範囲内にあることになる。
【0011】
供給導管と圧力ゲージの背面側制御室との間に1つのノズルを間挿し、かつ前記制御室とタンクとの間に1つの流量制御弁を間挿することによって、供給導管と制御室との間に圧力差を発生させることが基本的には考えられる。その場合流量制御弁を介して所定の制御オイル量が制御室からタンクへ流出することになる。この制御オイル量は前記ノズルを介して制御室へ流入することになる。従ってノズルを介して一定の圧力勾配が生じる。ノズルを介して流れる圧力媒体量が、圧力媒体の粘稠性に著しく関連しているのは勿論のことである。従ってノズルに代えて、請求項3に記載したように入口ポートを供給導管に接続しかつ出口ポートを圧力ゲージの背面側制御室に接続した差圧弁を使用するのが有利と考えられ。該差圧弁は、請求項4に記載したように、固定的な圧力差に設定されかつ可動の弁部材を有しており、該弁部材は、供給導管と圧力ゲージの制御室との間の流体連通路を開放する方向で供給圧によって負荷され、かつ前記流体連通路を閉鎖する方向で制御圧と制御ばねとによって負荷されているのが有利である。
【0012】
請求項5に記載した特に有利な構成によれば、複数の圧力ゲージの背面側制御室が互いに直結されており、前記圧力ゲージの背面側制御室内には同一の制御圧が支配するようにする。従ってこの圧力ゲージにとって、供給圧から制御圧を派生させるためにただ1つの弁装置が必要であるにすぎない。請求項6に記載した特に有利な構成では、制御ユニットは荷重信号導管を有し、該荷重信号導管内にシャトル弁(選択弁)を介して、その都度作動される液圧式の消費器の最大荷重圧が伝達され、かつ制御ユニットは、供給圧と最大荷重圧との間の圧力差が所定値を下回った場合に、前記荷重信号導管から少なくとも1つの圧力ゲージの背面側制御室へ通じる流体連通路を開放する弁を有している。このように構成すれば不飽和の場合、要するに調節ポンプの圧力媒体吐出量が不充分である場合、液圧式の消費器間には、荷重に無関係な流量分配が得られ、前記液圧式の消費器に所属の圧力ゲージの制御室は荷重信号導管に接続される。
【0013】
不飽和状態時に他方の液圧式の消費器に対比して一方の液圧式の消費器に圧力媒体を優先的に供給せねばならない場合、これは、請求項8に記載した構成手段によって有利に行われる。その場合、圧力媒体を優先的に供給せねばならない液圧式の消費器の圧力ゲージの背面側制御室は、他方の液圧式の消費器の圧力ゲージの制御室から遮断されている。前記制御室内の制御圧は、別の弁装置を介して流入圧から派生される。更に優先弁が設けられており、優先的な液圧式の消費器の圧力ゲージの上流側に配置された配量絞りを介して所期の圧力差を維持するために、ひいては調節ポンプの吐出量が需用量に相当しない場合に前記の優先的な液圧式の消費器への充分な圧力媒体供給を維持するために、他方の液圧式の消費器の背面側制御室内の制御圧が飽和状態時に前記優先弁の制御圧を介して昇圧される。請求項9に記載の優先弁は、供給導管に接続された第1の接続ポートと、非優先的な液圧式の消費器に対応配設された圧力ゲージの背面側制御室に接続された第2の接続ポートとを有しかつ1つの弁部材を備え、該弁部材は、前記の第1接続ポートと第2接続ポートとの間の連通路を開放する方向では、優先的な液圧式の消費器に対応配設された配量絞りの下流側導管区分内に支配する圧力と付加的力とによって負荷され、また前記の第1接続ポートと第2接続ポートとの間の連通路を閉鎖する方向では供給圧によって負荷される。配量絞りの下流側で優先弁の制御室を、圧力ゲージの上流側または下流側の導管区分に接続することが可能である。それというのは圧力ゲージが全開している場合に優先弁は機能するからであり、かつ、その場合圧力ゲージの前後には等圧が支配し、つまり優先的な液圧式の消費器の荷重圧が支配するからである。
【0014】
また本発明の課題は、請求項1から9までのいずれか1項記載の制御ユニットにおいて供給圧から圧力ゲージのための制御圧を特に派生させるために使用され、かつ構造を特に小型化して造作なく制御ブロック内に挿嵌できるようにした差圧弁を提供することでもある。
【0015】
このような差圧弁は、特許請求の範囲の請求項10の特徴部に記載した構成手段によって得られる。
【0016】
このような差圧弁の有利な構成手段は、請求項11〜請求項13に記載した通りである。
【0017】
本発明の制御ユニットの1実施例並びに、該制御ユニット内で使用される差圧弁の1実施例は図面に図示した通りである。
【0018】
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【0019】
図1によればポンプ制御器11を備えた調節ポンプ10が圧力媒体をタンク12から吸込み、かつ該圧力媒体を供給導管13の導管系内へ放出する。供給導管13を介して本実施例では、全てが差動シリンダとして構成された3つの液圧式の消費器14,15,16に圧力媒体が供給される。速度および運動方向を制御するために各差動シリンダ14,15,16には夫々、1つの配量絞り17,18,19と4ポート3位置方向切換え弁20,21,22が配設されている。実地では1つの配量絞りと1つの方向切換え弁が、ばねによって中立位置にセンタリングされた弁スプールを前記中立位置から特定方向に作動することによって、差動シリンダの運動方向を規定し、かつ弁スプールの運動距離によって配量絞りの開口横断面積を特定するように、それぞれ互いに一体化されている。これに関する具体的な構成手段については、すでに前掲の欧州特許出願公開第0 566 449号明細書を参照されたい。配量絞り17,18,19は供給導管13の導管系に接続されている。1つの配量絞り17,18,19と1つの方向切換え弁20,21,22との間にはそれぞれ1つの圧力ゲージ(圧力秤り)23,24,25が配置されており、詳細な図示は省いたがその制御スプールは開放方向では、各配量絞りの下流側の圧力によって、また閉鎖方向では背面側の制御室26内に支配する制御圧によって負荷されている。各方向切換え弁20,21,22は、各差動シリンダの圧力室に接続された2つの消費器接続ポート30,31と、各圧力ゲージの出口に接続された1つの供給接続ポート32と、1つの戻し接続ポート33とを備えており、該戻し接続ポートから戻し導管がタンク12へ通じている。方向切換え弁の中立位置では両消費器接続ポートは遮断されておりかつ供給接続ポートはタンク接続ポートに接続されている。要するに圧力ゲージの出口と供給接続ポートとの間の導管区分は放圧されている訳である。方向切換え弁の一側方の作業位置では液圧シリンダの一方の圧力室に圧力媒体が流れるのに対して、他方の圧力室からは圧力媒体はタンク12へ流出することができる。
【0020】
圧力ゲージ23,24,25の制御スプールは閉鎖方向では、制御圧による以外に、弱い圧縮ばね34によっても負荷され、該圧縮ばねは、例えば0.5バール等価の圧力を有するにすぎない。更に両圧力ゲージ23,24の制御室26,27は1つの通路35を介して互いに連通されているので、両制御室26,27内には常に等しい制御圧が生じる。
【0021】
圧力ゲージ23,24,25の出口には、もしくは方向切換え弁36の供給接続ポート32には、シャトル弁36が接続されており、該シャトル弁は、調節ポンプ10のポンプ制御器11に通じる荷重信号導管37内に、その都度作動される全ての差動シリンダの最大荷重圧が生じるように、互いにリンクされている。特に図2から判るように荷重信号導管37は、3つの接続ポートを有する制御弁39に達しており、3つの接続ポートのうち第1接続ポートは、調節ポンプ10のサーボシリンダ40に接続されている。制御弁39の第2接続ポートは供給導管13に、また第3接続ポートはタンク12に接続されている。制御弁39の制御スプールは、第1接続ポートを第2接続ポートに接続する方向では供給導管13内の圧力によって負荷され、また第1接続ポートを第3接続ポートに接続する方向では荷重信号導管37内の圧力と制御ばね41とによって負荷される。図2に示した接続構成図による調節ポンプと制御弁は一般に公知であり、市販されているので簡単に入手可能である。なお念のために付記しておくが、図示の荷重検出式(つまりロード・センシング式)ポンプ制御装置によって、制御ばね41のばね力に等価の圧力差分だけ、荷重信号導管37内の圧力よりも高い圧力が供給導管13内に生じる。
【0022】
供給導管13の導管系と、圧力ゲージ23,24の両制御室26間の通路35との間には1つの差圧弁45が配置されている。該差圧弁は、入口ポート46によって供給導管13に、また出口ポート47によって通路35に接続されている。図1には図示しなかったが図3には図示した差圧弁45のピストンスプール48の位置に応じて、入口ポート46と出口ポート47は相互に遮断されるか、或いは、程度の差こそあれ大きな開口横断面積を介して相互に流体接続される。ピストンスプール48は、入口ポートと出口ポートとの間の開口横断面積を縮小させる方向では、通路35内および圧力ゲージの制御室26内に支配する制御圧と圧縮ばね49のばね力とによって負荷され、また開口横断面積を拡大させる方向では、供給導管13内に支配する供給圧によって負荷される。制御圧および供給圧を作用させるためのピストンスプールの有効面は等しい大きさであるので、差圧弁45は、通路35内に生じる制御圧を、増大する供給圧に、その都度圧縮ばね49のばね力に等しい差圧分の隔差で追従させるように働く。例えば差圧弁45は、制御圧が供給圧よりも20バール低くなるように設定されている。通路35は小流量制御器50を介してタンク12に接続されているので、通路35内の制御圧は、小流量制御器50を介しての圧力媒体の流出によって、漸減する供給圧にも追従することができる。
【0023】
荷重信号導管37と通路35との間には1つの逆止弁51が間挿されており、該逆止弁は、通路35内の圧力が荷重伝達通路37内の圧力に等しくなると、荷重伝達通路37から通路35の方に向かって開弁する。圧力ゲージ23,24の制御室26内に生じる制御圧は、要するに荷重信号導管37内に支配する最大荷重圧以下に低下することはない訳である。
【0024】
差圧弁45に等しく構成されていて入口ポート46をやはり供給導管13に接続している第2の差圧弁52が設けられている。該差圧弁52の出口ポート47は、圧力ゲージ25の制御室26に接続されている。差圧弁52のピストンスプールの制御は、差圧弁45のピストンスプールの制御と全く同様に行われる。第1と第2の差圧弁は、例えば20バールの等差圧に設定されている。要するに調節ポンプ10の吐出量が充分であれば、制御室26内の制御圧は供給圧よりも20バール低く、かつ(該供給圧は最大荷重圧よりも例えば25バール高くなければならないので)最大荷重圧よりも5バール分だけ高い。要するに圧力ゲージ23,24,25は、最大荷重圧を有するアクチュエータに対応配設されたものを含めて全て制御位置に在る訳である。更にまた圧力ゲージ25の制御室26は、第2の小流量制御器50を介してタンク12に接続されている。
【0025】
調節ポンプ10が最大吐出量を圧送しているが該吐出量が需用に充分でない場合、差動シリンダ16には、他の2つの液圧シリンダ14,15に対して優先的に圧力媒体が供給されねばならない。この優先供給のために、入口ポート56と出口ポート57とを有する比例動作絞りとして構成された優先弁55が設けられている。前記出口ポート57は通路35と流体接続されている。前記入口ポート56は配量絞り19の上流側で供給導管13に接続されている。詳細な図示は省いた優先弁の可動弁部材は、入口ポートと出口ポートとの間の連通路を閉鎖する方向では入口ポート内の圧力によって、要するに供給圧によって負荷され、また連通路を開放する方向では配量絞り19の下流側圧力と制御ばね58のばね力とによって負荷される。制御ばね58は例えば次のように設計されている、すなわち供給圧と配量絞り19の下流側圧力との間の差圧が19バールである場合に、優先弁の弁部材に力の平衡が生じるように、設計されている。この差圧値は、差圧弁52を介して圧縮ばね34のばね力に等しい圧力値0.5バール分だけ減少された差圧値よりも僅かに小さい。要するに標準稼働中に配量絞り19を介して19.5バールの圧力差が存在する間は、優先弁55は応働しない。供給圧の減少によって圧力差が配量絞り19を介して19.5バール以下の値に低下すると、圧力ゲージ25は全開するので、配量絞り19の下流側圧力は、優先的な液圧式の消費器16の荷重圧に等しくなる。今や優先弁55のばね側には、液圧式の消費器16の荷重圧が生じ、該荷重圧は優先弁55を供給圧に抗して開放することができ、これによって通路35内の圧力、ひいては圧力ゲージ23,24の制御室26内の圧力は、最大荷重圧を超えて昇圧される。従って圧力ゲージ23,24は、配量絞り17,18の下流側の昇圧によってその制御スプールに力の平衡が再び得られるまで、閉鎖方向に調節される。しかしながら圧力差は配量絞り17,18を介して減少されている。液圧式の消費器14,15へ流れる圧力媒体流は小さくなっている。究極的に優先弁55は、圧力ゲージ23,24の制御室26内の昇圧によって次のように働く。すなわち、通路35内の制御圧を高めることによって、配量絞り17,18を介しての圧力差、ひいては液圧式の消費器14,15へ流れる圧力媒体流がその都度減少されて、標準運転中の圧力差にほぼ等しい圧力差を発生させる圧力媒体流量が配量絞り19を介して流れるようにされる。
【0026】
すでに述べたように、不飽和時、要するに優先弁55が応働しなければならない場合には、配量絞り19の下流側に荷重圧が支配する。それ故に択一的な実施形態によれば、優先弁55のばね側制御室を、配量絞り19と圧力ゲージ25との間の連通路に接続しないで、図1aに図示したように、圧力ゲージ25の出口ポートに接続することも可能である。この場合は優先弁55の弁部材は、入口ポート56と出口ポート57との間の接続路を開放する方向に、優先的な液圧式の消費器16の荷重圧によって常に負荷される。いまや優先弁は、標準運転中にも配量絞り19を介して生じる差圧値と同一の値に設定することができる。それというのは標準運転中では、優先的な液圧式の消費器16の荷重圧と供給圧との差圧は、配量絞り19を介しての差圧よりも高く、従って優先弁55は確実に応働しないからである。
【0027】
不飽和例が、液圧式の消費器14,15だけの作動時に発生する場合、供給圧を低下することによって、通路35内の制御圧は、荷重信号導管37内に生じる両液圧式の消費器14,15の最大荷重圧に等圧になる。従って逆止弁51を介して最大荷重圧が通路35内へも伝達される。従って供給圧の更なる低下に基づいて、通路35内および圧力ゲージ23,24の制御室26内の制御圧がそれ以上低下することはない。前記圧力ゲージ23,24は、該圧力ゲージと配量絞り17,18との間に、圧縮ばね34の圧力等量分だけ最大荷重圧よりも高い圧力を供給圧の高さには無関係に生ぜしめるように働く。最大荷重圧よりもやや高められた当該圧力は、両配量絞り17,18の下流側で発生する。両配量絞り17,18の上流側には供給圧が支配している。従って配量絞り17を経て生じる圧力差は、配量絞り18を経て生じる圧力差に等しい。それ故に液圧式の消費器14,15への圧力媒体流は、不飽和時には、優先的な液圧式の消費器16が作動されているか否かには関わり無く等比率で減少される。要するに液圧式の消費器14,15はLUDV式アクチュエータである。調節ポンプ10によって、同時に作動される全ての液圧式の消費器の圧力媒体需用量がカバーされる場合、差圧弁45,52は小流量制御器50と相俟って、圧力ゲージの制御室26内の制御圧を、固定的な隔差で供給圧に追従させるように働く。例えば広く開いた配量絞りが全閉されるので、いま調節ポンプ10が、需用量を超える量を短時間発生させる場合、供給圧は短時間著しく昇圧する。制御圧はこの昇圧に追従するので、圧力ゲージの制御スプールは閉鎖方向で、増強された制御圧で負荷され、圧力ゲージの閉鎖方向に移動し、これによって配量絞りの下流側圧力を高めるので、配量絞り17,18,19を経て生じる圧力差は一定であるか、ごく僅かに高められるにすぎない。要するに液圧式の消費器の速度が増速されることもない訳である。過剰量は圧力制限弁60を経てタンク12へ流出する。
【0028】
図1に示した制御ユニットにおいて使用される差圧弁45,52は、既に示唆したように等しく、かつ図3に基づいて明らかなように組込みカートリッジとして構成されている。該差圧弁はカートリッジケーシング70を有し、該カートリッジケーシングを通って1つの段付き形の弁孔71が軸方向に穿通されている。一方の端部から弁孔71内に1つの調節ねじ72が螺入されており、該調節ねじによって弁孔71は閉塞されており、かつ該調節ねじは制御ばね49を支持するために役立つ。該制御ばねは、弁孔71の大径区分内に位置し、かつ該大径区分内に調節ねじ72も螺入されている。制御ばね49は、前記調節ねじ72から離反した方の端部でもってピストンスプール48に支持されており、該ピストンスプールは弁孔71内で軸方向可動に案内されている。調節ねじ72とピストンスプール48との間の弁孔自由空間を、ばね室75と呼ぶこともできる。該ばね室75には、星形状の複数の半径方向孔76が開口しており、該半径方向孔は差圧弁の出口ポート47を形成している。前記半径方向孔76に対して軸方向間隔をおいて(かつブロック内にカートリッジケーシング70を組付けた後にはシールユニット77によって前記半径方向孔76から流体接続を断たれることになる)別の複数の半径方向孔78が前記カートリッジケーシング70に穿通されており、該半径方向孔78は差圧弁45,52の入口ポート46を形成している。カートリッジケーシング70の外周に沿って(ブロック内にカートリッジケーシング70を組付けた後にも)前記半径方向孔78とカートリッジケーシング70の端面79との間には流体が自由に接続しており、前記端面では、弁孔71の減径区分が外向きに開口している。
【0029】
ピストンスプール48は弁孔71の前記減径区分内で軸方向に案内されており、かつこの減径区分の外周に1つの環状溝80を有しており、該環状溝によって、前記減径区分と弁孔71の周壁との間に1つの環状室が形成されている。調節ねじ72寄りの端面からピストンスプール48内には、1つの軸方向の盲孔81が穿設されており、該盲孔は前記環状溝80の領域にまで達しており、其処で個々の半径方向孔82を介して該環状溝80に接続されている。別の複数の半径方向孔83は、盲孔81とばね室75とを自由に流体接続させ、ひいては、ピストンスプール48の一方の端面が調節ねじ72のストッパ面に当接した場合も、盲孔81と出口ポート47とを流体接続させる。ピストンスプール48は外向き肩84を有しており、該外向き肩でもってピストンスプール48は、制御ばね49によって弁孔71の内向き肩に圧着することができる。ピストンスプール48が前記内向き肩に当接すると、環状溝80は、星形状の複数の半径方向孔78とカートリッジケーシング70の端面79との間に位置している。従って半径方向孔78と環状溝80との間には開口横断面は存在しない。つまり環状溝80の両側でピストンスプール48は弁孔71内で、封隙作用をもって滑り案内されており、従って半径方向孔78はばね室75から、また環状溝80はカートリッジケーシング(弁ケーシング)70の端面79の手前の室から流体を遮断されている。要するに弁の入口ポート46と出口ポート47との間には流体を接続する連通は存在しない訳である。運転中ピストンスプール48は、弁ケーシング70の端面79から入口圧によって負荷される。該入口圧に対抗して制御ばね49が作用し、かつ入口圧の作用面積に等しい面積で出口ポート47に出口圧が作用する。出口圧が、制御ばね49のばね力に等量の圧力差分だけ入口圧より小さくなると、ピストンスプール48には力の平衡が生じる。調節ねじ72を回動することによって、制御ばね(圧縮ばね)49の予荷重を変化させ、ひいては入口圧と出口圧との間の圧力差を変化させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 不飽和時にLUDV式挙動を示しかつ1つの優先的な液圧式の消費器を含む制御ユニットの実施例の接続構成図である。
【図1a】 図1に示した優先弁を作動制御するための択一的な1実施形態を示す構成図である。
【図2】 図1に示した実施例で使用される調節ポンプの接続構成図である。
【図3】 図1に示した実施例で使用される差圧弁の縦断面図である。
【符号の説明】
10 調節ポンプ、 11 ポンプ制御器、 12 タンク、 13 供給導管、 14,15,16 差動シリンダとしての液圧式の消費器、 17,18,19 配量絞り、 20,21,22 4ポート3位置方向切換え弁、 23,24,25 圧力ゲージ、 26 背面側制御室、 30,31 消費器接続ポート、 32 供給接続ポート、 33 戻し接続ポート、 34 圧縮ばね、 35 通路、 36 シャトル弁、 37 荷重信号導管、 39 制御弁、 40 サーボシリンダ、 41 制御ばね、 45 差圧弁、 46 入口ポート、 47 出口ポート、 48 ピストンスプール、 49 制御ばね、 50 小流量制御器、 51 逆止弁、 52 第2の差圧弁、 55 優先弁、 56 入口ポート、 57 出口ポート、 58 制御ばね、 60 圧力制限弁、 70 カートリッジケーシングまたは弁ケーシング、 71 段付き形の弁孔、 72 調節ねじまたは閉塞ねじ、 75 ばね室、 76 半径方向孔、 77 シールユニット、 78 半径方向孔、 79 端面、 80 環状溝、 81 軸方向の盲孔、 82,83 半径方向孔、 84 外向き肩
Claims (11)
- 1つのロード・センシング式の可変容量ポンプ(10)と2つの可変式配量絞り(17,18)と2つの圧力補償弁とを備え、前記可変容量ポンプ(10)の調整が、作動される液圧式のアクチュエータ(14,15)の最大荷重圧に関連して1つのポンプ制御器(11)によって可変であり、前記2つの配量絞り(17,18)のうち第1の配量絞りが、前記可変容量ポンプ(10)を起点とする供給導管(13)と第1の液圧式のアクチュエータとの間に配置され、また第2の配量絞りが、前記供給導管(13)と第2の液圧式のアクチュエータとの間に配置されており、前記2つの圧力補償弁のうち第1の圧力補償弁が前記第1の配量絞りの下流側に配置され、また第2の圧力補償弁が前記第2の配量絞りの下流側に配置されており、かつ前記2つの圧力補償弁の各制御スプールが前面側で、所属の配量絞り(17,18)の下流側の圧力によって開放方向に負荷可能である形式の、少なくとも2つの液圧式のアクチュエータ(14,15)に圧力媒体を供給するための制御ユニットにおいて、
前記2つの圧力補償弁の制御スプールが閉鎖方向で、背面側制御室(26)内に生じる制御圧によって負荷可能であり、該制御圧は、入口ポート(46)を供給導管(13)に接続しかつ出口ポート(47)を前記2つの圧力補償弁の背面側制御室(26)に接続した弁装置である1つの差圧弁(45)によって、供給導管(13)内に生ぜしめられる供給圧に対して設定された圧力差をもって追従することを特徴とする、少なくとも2つの液圧式のアクチュエータ用の制御ユニット。 - 可変容量ポンプ(10)の吐出量が需要に充分である場合(飽和状態時)には供給圧と制御圧との圧力差が、供給圧と最大荷重圧との圧力差よりも大きくない、請求項1記載の制御ユニット。
- 差圧弁(45)が可動の弁部材(48)を有しており、該弁部材が、供給導管(13)と2つの圧力補償弁(23,24)の背面側制御室(26)との間の流体連通路を開放する方向で供給圧によって負荷され、かつ前記流体連通路を閉鎖する方向で制御圧と制御ばね(49)とによって負荷されており、これによって入口ポート(46)の供給圧と出口ポート(47)の制御圧との圧力差が制御ばね(49)のばね力により与えられている、請求項1記載の制御ユニット。
- 2つの圧力補償弁(23,24)の背面側制御室(26)が互いに直結されており、前記圧力補償弁(23,24)の背面側制御室(26)内には同一の制御圧が支配している、請求項1から3までのいずれか1項記載の制御ユニット。
- 荷重信号導管(37)が設けられており、該荷重信号導管内にシャトル弁(36)を介して、その都度作動される液圧式のアクチュエータ(14,15)の最大荷重圧が伝達され、かつ、供給圧と最大荷重圧との間の圧力差が所定値を下回った場合に、前記荷重信号導管(37)から2つの圧力補償弁(23,24)の少なくとも1つの背面側制御室(26)へ通じる流体連通路を開放する弁(51)が設けられている、請求項1から4までのいずれか1項記載の制御ユニット。
- 荷重信号導管(37)と背面側制御室(26)との間に介在する弁が、前記背面側制御室(26)の方に向かって開く逆止弁(51)である、請求項5記載の制御ユニット。
- 差圧弁(45)によって供給圧の変化に、前記2つの圧力補償弁(23,24)の背面側制御室(26)用の制御圧が追従する、請求項1から6までのいずれか1項記載の制御ユニット。
- 請求項1から7までのいずれか1項記載の制御ユニットで使用するための差圧弁において、
a)弁ケーシング(70)が1つの弁孔(71)を有し、該弁孔には、半径方向で入口ポート(46)が開口し、かつ該入口ポートに対して軸方向間隔をおいて出口ポート(47)が開口しており、
b)前記弁孔(71)内を1つのピストンスプール(48)が軸方向に摺動可能であり、該ピストンスプールによって、前記入口ポート(46)の開口横断面積が制御可能であり、かつ前記ピストンスプールの第1端面が、前記入口ポート(46)内に支配する圧力によって、また前記ピストンスプールの第2端面が、前記出口ポート(47)内に支配する圧力によって負荷されており、
c)前記ピストンスプール(48)の一方の端面側と弁孔(71)の閉塞部(72)との間に位置するばね室(75)内には、開口横断面積を縮小する方向でピストンスプール(48)を負荷する圧縮ばね(49)が収容されており、
d)出口ポート(47)が前記ばね室(75)内へ開口しており、
e)前記ピストンスプール(48)が、該ピストンスプール(48)と弁ケーシング(70)との間に形成された環状室(80)を前記ばね室(75)と流体接続させる複数の孔(82)と、夫々封隙して前記弁孔(71)内を案内される2つのシール区分とを有する中空ピストンであり、前記環状室(80)が、前記入口ポート(46)の開口横断面積を制御するための円環状の制御エッジを有しており、前記の2つのシール区分のうち一方のシール区分が、前記入口ポート(46)と前記ばね室(75)との間を封隙し、他方のシール区分が、前記ピストンスプール(48)を穿通する流体通路(80,82,81,83)と前記ピストンスプール(48)の第1端面との間を封隙していること
を特徴とする、差圧弁。 - 圧縮ばね(49)が、弁孔(71)内に螺入されて該弁孔(71)を閉鎖する閉塞ねじ(72)に支持されている、請求項8記載の差圧弁。
- 弁孔(71)の直径がばね室(75)の領域では、入口ポート(46)の両側領域よりも大である、請求項8または9記載の差圧弁。
- 弁ケーシング(70)が、ピストンスプール(48)の第1端面側の開放された弁孔(71)を有する組込みカートリッジであり、かつ前記ピストンスプール(48)が段付きピストンとして構成されており、該段付きピストンの大径区分は前記弁孔(71)の内向き肩に圧着されると、前記孔(78)と前記環状室(80)とが連通されていないようになる、請求項10記載の差圧弁。
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