JPH01153804A

JPH01153804A - 切換弁

Info

Publication number: JPH01153804A
Application number: JP63224380A
Authority: JP
Inventors: Harald Klemens; ハラルド　クレメンズ
Original assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Current assignee: Heilmeier and Weinlein Fabrik fuer Oel Hydraulik GmbH and Co KG
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1988-09-07
Publication date: 1989-06-16
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: ATE56259T1; DE3860559D1; GR3000841T3; US4848390A; EP0306632B1; EP0306632A1; JP2912620B2; ES2018324B3; DE3729961C1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は特許請求の範囲の前段に記載のタイプの切換弁
に関する。

（従来の技術）西独特許筒ＤＥ−ＰＳ　　３４　３３　５３５号に記載
の前記タイプの切換弁においては、環状室への圧力入口
からのオーバフロー接続がピストンエレメントに形成の
フローポケットにより形成さ終、該フローポケットはピ
ストンの閉鎖ニレメンシトがロック方向に移動されるや
直ちに段付きピストンの位置に応じて前記環状室への接
続を徐々に開放する。逆に、前記フローポケットは、前
記ピストン閉鎖エレメントが通路位置まで移動されると
、即ち前進あるいは後退して前記通路位置まで移動すれ
ば直ちに前記接続をロックする。前記フローポケットは
この目的に対して環状室の制御縁部と協働する。段付き
孔の第１のセクションの端部における、解放ダクトの出
口と前記υ制御縁との協働は、解放ダクトが、圧力入口
の環状室への接続と同時に、あるいはそれに遅れて開放
しうるように、フローポケットと制御縁部との協働と調
整される。一方においてフローポケットとそれらの制御
縁部との正確な調整並びに他方において、前記調整に対
して必要な解放ダクトの出口とその制御縁部との正確な
調整とが、製作技術上の問題を発生させる。製作上の僅
かな不正確さであっても切換弁の必要な激しい切換えパ
ルスを損なう。

切換弁の不具合な切換え挙動を起因する前述の製作上の
不正確さを排除することは事実上概ね不可能である。製
作上の不正確さが前記の問題を発生しえない程度まで製
作精度を向上させることは非常に高価につく。

一方の切換え方向において、ガイドピストンに付加的な
力を発生させるために、連続的に開放したダクトを介し
て圧力入口からの圧力がガイドピストンの環状面に作用
する流量調整弁が西独特許筒ＤＥ−Ｏ３１４９８２８０
号から知られている。環状面に作用する圧力媒体はガイ
ドピストンの反切換え方向においては十分急速に流出す
ることができず、そのため切換え運動が遅れ、かつ遅く
なるが、これは頭初に述べたタイプの切換弁には許容さ
れない。

同じことが、１９６１年４月刊の油圧および空気半語（
Ｊｏｕｒｎａｌ　１ｌｙｄｒａｕｌｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐ
ｎｅｕｍａｔｉｃｓ　）７５頁、第１８図に示す逃し弁
についてもいえる。

この弁においては、イドピストンの環状面に圧力入口か
らの制御圧が作用し一方の切換方向においてガイドピス
トンに付加的な力を発生させる。ガイドピストンの反対
方向の切換え方向においては、環状室は十分急速に解放
されえないので、激しい切換えパルスを達成させること
ができず、そのためこの弁は頭部に述べたタイプの切換
弁として使用できない。

圧力入口から環状室へのオーバフロー接続が設けられ、
圧力入口で大量の圧力媒体の移送を伴う激しい開放スト
ロークを達成し、かつ絞り点が配置されていて非負荷圧
を低く保つ２段圧力制御弁が西独特許第ＤＥ−Ａ３　１
２　５４　９２５号から知られている。しかしながら、
このオーバフローダクトは連続的に開放されておらず、
ガイドピストンのストローク位置によって開放する。こ
のように、ガイドピストンの反対方向の切換え方向にお
いて極めて遅い切換え運動が発生する。その理由は環状
室のみがゆっくりと圧力解放されつるからで、この弁も
頭部に述べたタイプの切換弁として用いることができな
い。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、製作において発生する不可避の不正確さにも
かかわらず、双方の切換え方向においてガイドピストン
のための激しい切換えパルスを保証し、あるいは製作上
の不正確さにより損なわれた切換え挙動を後で殆んど費
用をかけず補正しうる、頭初に述べたタイプの切換弁を
提供することを問題点とする。

（問題点を解決するための手段）前記の問題は、特許請求の範囲第１項の特徴の部分に記
載の特徴により本発明によって解決される。

この構成においては、オーバフロー接続が連続的に開放
されたダクトであるため、圧力入口から環状室へのオー
パフロー接続の開放とロックとの極めて厄介な調整が前
述の公知の切換弁において省略されている。このため、
製作技術に関して顕著な利点を提供する。その理由はガ
イドピストンのストロークに対する開放ダクトの開放の
調整は製作技術に関して極めて容易に達成することがで
きる。切換弁の製作、あるいは該弁の個々の要素の製作
において使用すべき精度は、通常の範囲内のものである
。製作上の不正確さによりもし切換弁の切換え挙動が損
われる場合、この問題は解放ダクトの開放を単に調整す
ることにより後で容易に排除できる。環状室は圧力入口
において連続的に加圧されている。しかしながら、環状
室へのダクトの通路断面積は解放ダクトのそれより小さ
いので、環状室は解放ダクトが開放されると直ちに圧力
解放されることによってガイドピストンの激しい切換パ
ルスが発生する。反対方向においては、環状室の圧力は
、解放ダクトをロックさせてピストンの閉鎖エレメント
に作用するばねと同じ方向に作用するため、前記の二種
類の力が制御ピストンエレメントの制御室における反対
方向の圧力を急速に上潮ることができ、このためこの切
換え方向においても激しい切換え運動をもたらす。

特許請求の範囲第２項の実施例は、ハウジングの製作に
おいては何ら問題なく希望する断面を備えたダクトを初
めから設けることができるため単純な構造である。

この実施例に対する代案として、特許請求の範囲第３項
の実施例も適当である。その理由は、ハウジングの製作
が精密に作りうる円筒形スリーブにより簡単にされるか
らである。

別の代替実施例が特許請求の範囲第４項により提供され
る。いずれにしても差動ピストンが極めて慎重に作られ
るため、ダクトを最初からピストンエレメントに運動さ
せるような問題を何ら起さない。

特許請求の範囲第５項の実施例も重要である。

その理由は解放ダクトをストロークに従って開閉でき、
かつ環状室からの圧力媒体に対して、急速な圧力解放が
保証されるからである。

特許請求の範囲第６項の実施例も製作技術に関して適当
である。何故なら、ハウジングの構成において、あるい
は円筒形スリーブの製作において連続した大径部を容易
に設けることができるためである。

特許請求の範囲第７項の実施例も重要である。

何故なら、圧力配管における逆止弁が、圧力入口の圧力
が低下しても、コンシューマ側のシステム圧が許容でき
ない程度まで低下しないよう阻止するからである。

切換弁は、上下限の間で変動する圧力をコンシューマ回
路で必ず守る必要があり、圧力変動がコンシューマ回路
において相対的にゆっくりと発生する、圧力源から油圧
コンシューマ回路への圧力の供給に特に適している。こ
れらのゆっくりした圧力変動は、コンシューマ回路へ圧
力を供給すべき切換弁が、圧力低下あるいは圧力増加が
極めて遅い場合、コンシューマ回路において漠然とした
切換え状態を「クリーピングアップ」させる傾向があり
、かつ圧力源から来る圧力媒体が大きく抑制され、加熱
され、そのため機械的に負荷される場合は問題である。

本発明の主体の実施例を添付図面により説明する。

（実施例）第１図に示す切換弁１は長手方向の段付き貫通孔３を備
えたハウジング２を有する、前記の段付きの孔は大径の
第２のセクション４を有し、該セクションは環状の肩５
を介して小径の第１のセクション６に連がる。小径の第
１のセクション６は前記第２のセクション４には面ξな
い端部７において、本実施例では環状の肩８を介して径
を大ぎくした部分９を備えている。

制御ｖ１０が第２のセクション４の反対側の端部に設け
られている。ガイドピストン１１が段付きの孔３におい
て移動可能であり、該ガイドピストンは制御室１０にお
いて大きい径の制御ピストンエレメント１２を有し、該
ピストンエレメントは第１のセクション４に達し、かつ
小径の部分が続くピストンエレメント１３と接続されて
いる。

前記ピストンエレメント１３と、段付き孔３の端部へ突
出するピストンの閉鎖エレメント１５との間には環状の
溝が設けられている。前記ガイドピストンは段付き孔３
において往復運動可能に案内される。圧力入口１６と、
該圧力入口に対して軸線方向に千鳥配列の半径方向の圧
力出口１７が第１のセクション６において開放している
。前記孔における連続的な大径部分２８と２９とは圧力
入口１６と圧力出口１７とに割り当てられている。

圧力配管１８が圧力入口１６に運がり、該圧力入口は例
えばポンプｐに接続されている。コンシューム点Ａまで
の圧力配管１９は前記圧力配管１８から分岐し、圧力入
口１６に向かってロックされた逆止弁２０が前記圧力配
管１９に配置している。

制御ダクト２１が入口２２への圧力配管１９から逆止弁
２０の流れ方向の下流における制御室１０まで導かれて
いる。

段付き孔３の第１のセクション８の端部にばね２３が位
置しており、該ばねは一方の方向においてピストン閉鎖
エレメント１５に作用し、その方向において、前端３０
が制御縁部２と協働することにより大径部分２９におけ
る圧力出口１７への圧力入口１６からの接続を阻止する
。ばねの弾圧力は調整装置２４により調整できる。￥Ａ
ｔ１ｌｌピストンエレメント１２は第２のセクション４
においてピストンエレメント１３と共に環状室２５を形
成し、前記第２のセクションにおいて制御ピストンエレ
メント１２は環状面２６で加圧される。制御ピストンエ
レメント１２の反対側の前面２７には制御室１０の圧力
が作用する。

前記ピストンエレメント１３と閉鎖エレメント１５との
間に位置する段付き孔３の第１のセクション６の部分は
、ダクト３２を介して常に環状室２５と圧力伝達するよ
う接続されている。調整可能が好ましい絞り点３３は可
能な限りダクト３２に設けられる。

本実施例において、解放ダクト３４は環状室２５から第
１のセクション６の端部７まで延び、ガイトビ支トン１
１のストローク位置によって開放可能である。前記解放
ダクト３４の通路の断面積はダクト３２、あるいは絞り
点３３の通路の断面積より大きい。前記解放ダクト３４
は特に、ピストンエレメント１３の外周から中央の長手
方向の孔３４′ｂまでの半径方向の枝路孔３４Ｇと、ピ
ストン閉鎖エレメント１５の半径方向の枝路孔３４Ｃと
を含む。枝路孔３４は閉鎖エレメント１５の周面に開口
３５を有し、該開口は、制御縁部８と開口３５との間の
距離Ｓ１が制御縁部部ら制御面３１および３０の間の距
離Ｓに概ね対応するように、端部７に位置したときの閉
鎖エレメント１５の前側から隔置されている。このこと
は、第１図においてガイドピストンの下方運動の場合、
即ち連通方向に運動すれば、ピストン閉鎖エレメント１
５の制御面３０が制御縁部３１を通過すると圧力入口か
ら圧力出口１７への接続を開放することを意味する。そ
の場合、解放ダクト３４の通路の断面積がダクト３２の
通路の断面積より大きいため環状室２５は急速に圧力解
放される。第１のセクションの端部７は、直接に、ある
いは分岐ダクトをを介してリザーバＲあるいは圧力出口
１７に接続されている。

切換弁１の作動は以下の通りである。

圧力の無い状態では、ばね２３はガイドビンを上方位置
に保持するためピストン閉鎖エレメント１５はロック位
置をとる。圧力入口１６が圧力出口１７から分離されて
いる。圧力配管１８に圧力が作用すれば直ちに逆止弁２
０が解放し、ピストンエレメント１３と閉鎖エレント１
５との間の圧力が増加する。圧力配管１９で蓄圧された
圧力は、ダクト２１を介してピストン制御エレメント１
２の前面へも作用する。同時に、ダクト３２を介して環
状室２５においても圧力が蓄圧される。解放ダクト３４
は閉鎖されている。前面２７と環状面２６との間のサイ
ズの差およびばね２３の力を選択することにより、コン
シューマ点Ａに対する圧力の上限が、前面２７に対する
力が環状面２６に対する力を上廻り、かっばね２３がガ
イドピストン１１を下方に運動させる点で決められる。

開口３５が制御縁部８を通過すると直ちに環状室２５が
急速に圧力解放される。次いで、前面２７に対する圧力
が、圧力入口１６と圧力出口１７との間で、相対的に抑
制されていない自由な連通が得られるまでガイドピスト
ン１１を急速に下方へ運動させる。次いで圧力配管１９
内の圧力が急速に低下するため、逆止弁１９が閉じられ
、圧力入口１６での圧力を極めて低くしコンシューム点
での圧力を保持する。

コンシューマ回路における圧力が、前面２７と環状面２
６のサイズの差およびばね２３の力により規定される下
限圧力まで低下すれば、環状面２６に対する圧力は、制
御縁部３０，３１が相互に通過し、圧力入口１６を圧力
出口１７から分離するようになるまで、ばね２３の力と
協働してガイドピストン１１を上方に運動させる。同時
に、あるいは概ね同時に、開口３５は制御縁部８を通過
すると閉鎖されることによって環状室２５において圧力
が蓄圧され、ばね２３の力を支援し、ガイドピストン１
１を、制御縁部即ち制御面３０．３１の間が確実に重な
るよう少なくとも上方に向かって急速に閉鎖する。次い
で、コンシューム点への圧力が、ガイドピストン１１が
再び下方に運動し、逆止弁２０を閉じる前に、開放して
いる逆止弁２０を介して前述の上限まで上昇する。

コンシューム圧力が上限あるいは下限に近づくのが極め
て遅い場合、ガイドピストン１１が急速に運動し、ガイ
ドピストン１１の不安定な位置切換えが確実に排除され
る。

基本的に第１図に類似の第２図の実施例においては、第
１のセクション３６ｂと、第２の小径のセクション３６
ａと大径部分３６ｃとを備えた段付きの孔３６がハウジ
ング２′に設けられ、該ハウジングへ、ねじを切った円
筒形スリーブ３９がねじ付きのセクション３７へねじ込
まれている。

ばね２３を受け入れるばねハウジング３８が前記段付き
孔３６の下端にねじ込まれている。ガイドピストン１１
′を受け入れる実際の段付き孔３′は円筒形スリーブ３
９に形成されている。該スリーブは上方および下方に向
かって開放しており、そのため制御エレメント１２は上
方に突出し、閉鎖エレメント１５は下方へ突出している
。

圧力入口１６′がハウジング２′の圧力入口１６から、
ピストンエレメント１３と閉鎖エレメント１５との間の
環状溝１４領域の環状室まで延びている。段付き孔３′
への圧力出口１７′が円筒形スリーブ３９の下端に設け
られており、該スリーブはハウジング２′の圧力出口１
７に接続されている。解放ダクト３４の開口３５に対す
る制御縁８は円筒形スリーブ３９の下側の面に形成され
ている。前記段付き孔３６のセクション３６ｂは、圧力
入口１６に接続された環状空間４１を形成している。連
続的に開放したダクト３２′が環状空間４１から環状室
２５まで延びている。ダクト３２′の通路の断面積が解
放ダクト３４の通路の断面積より小さいようにして絞り
点３３′がダクト３２′に配設されている。ピストンエ
レメント１３はここでは、ガイドピストン１１′の長手
方向に細くされたカラーとして構成されている。円筒形
のスリーブ３９は、制御室１０が環状空間４１からシー
ルされるように段付き孔３６において通常の方法でシー
ルされている。

第２図に示す切換弁１′は第１図に示す切換弁１と同様
に作動する。

第３図の左半分に細部の変形が示されており、ガイドピ
ストン１１　”　（第１図も参照）は、連続的に開放し
たダクト３２″がピストンエレメント１３″の内部を延
びるようピストンエレメント１３′に対して構成され、
かつ環状室２５への接続が連続的に開放する長さに構成
されている。

第３図の右半分においては、ダクト３２″はガイドピス
トン１１″のピストンエレメント１３″の外周に設けた
長手方向の溝として構成され環状室２５を連続的に圧力
入口（図示せず）と接続させる。円周方向に分配し、全
体としてダクト３２″を形成する小さい断面積の長手方
向の溝を数個設けることも考えられる。解放ダクト３４
は第３図に示していない。

第４図によれば、段付きの孔３はその第１のセクション
６においては直径を一定として構成している。解放ダク
ト３４の開口３５を開放するに必要な制御縁部８′は段
付き孔３の第１のセクション６の壁おける長手方向のく
ぼみ９′により形成されており、第１のセクションの端
部７に向かって開放している。

【図面の簡単な説明】

第１図は切換弁の概略的に示す実施例のＷｌ１ｇｉ面図
、第２図は別の実施例の一部の縦断面図、第３図は２種類
の実施例の細部の縦断面図、および第４図は別の実施例の細部の縦断面図である。図において、１．１′・・・・・・切換弁２′・・・・・・ハウジング３．３′・・・・・・段付き孔４・・・・・・第２のセクション６・・・・・・第１のセクション７・・・・・・圧力解放端部９．９’−・・・・・くぼみ１０・・・・・・制御室１１．１１′，１１“　１１　ｎｒ・・・・・・ガイドピストン１２・・・・・・ピストン制御エレメント１３．１３′
，１３“ ・・・・・・段付きピストンエレメント１５・・・・・
・閉鎖エレメント１６．１６’・・・・・・圧力入口１７．１７’・・・・・・圧力出口１８．１９・・・・・・圧力配管２０・・・・・・逆止弁２１・・・・・・ダクト２２・・・・・・ダクト２３・・・・・・ばね２５・・・・・・環状室３２．３２′，３２″、３２”’・・・・・・ダクト３
４・・・・・・圧力解放ダクト３９・・・・・・円筒形スリーブ４１・・・・・・環状空間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　ガイドピストン（１１，１１′，１１″，１１
′″）を収客し、小径の第１のセクシヨン（６）におい
ては圧力入口（１６，１６′）から圧力出口（１７，１
７′）への流路の一部であり、かつ大径の第２のセクシ
ヨン（４）においてガイドピストンの制御エレメント（
１２）を受け入れるハウジングの段付き孔（３，３′）
であつて、前記制御エレメントは段付きのピストンエレ
メント（１３，１３′，１３″）を前記第１のセクシヨ
ン（６）へ突出させ、環状室（２５）を間に形成してい
る段付きの孔と、前記ピストンエレメント（１３，１３
′，１３″）に接続され、圧力入口を圧力出口から分離
する閉鎖位置と圧力入口が圧力出口へ接続される解放位
置との間を往復運動可能のピストン閉鎖エレメント（１
５）と、前記第１のセクシヨン（６）の圧力解放した端
部（７）に位置し、閉鎖方向においてピストン閉鎖エレ
メント（１５）に作用するばね（２３）と、圧力入口（
１６，１６′）に連がり、コンシユーム点（Ａ）まで続
く圧力配管（１８，１９）と、圧力配管から制御ピスト
ンエレメント（１２）の制御室（１０）へ連がるダクト
（２２）と、圧力入口（１６，１６′）から環状室（２
５）へのオーバフロー接続と、および環状室（２５）か
らのガイドピストンのストロークの位置により作動可能
の解放ダクト（３４）とを含む油圧自動安定性を備えた
切換弁（１，１′）において、前記オーバフロー接続が
、その通路の断面積が開放ダクト（３４）の通路の断面
積より小さい、連続的に開放したダクト（３２，３２′
，３２″，３２″′）であることを特徴とする切換弁。
（２）　特許請求の範囲第１項に記載の弁において、前
記ダクト（３２）がハウジング（２）に配置されている
ことを特徴とする切換弁。
（３）　特許請求の範囲第１項に記載の弁において、段
付きの孔（３′）がハウジング（２′）に固定された円
筒形スリーブ（３９）に配置され、ダクト（３２′）が
、ハウジング（２′）内の円筒形スリーブ（３９）の外
側に形成された環状空間（４１）から円筒形スリーブの
壁を通して環状室（２５）まで連がり、かつ環状室（４
１）が圧力入口（１６）に接続されていることを特徴と
する切換弁。
（４）　特許請求の範囲第１項に記載の弁において、ダ
クト（３２″，３２″′）がピストンエレメント（１３
′，１３″）に配置されていることを特徴とする切換弁
。
（５）　特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
か１項に記載の弁において、解放ダクト（３４）が、ピ
ストンエレメント（１３）の外周から始まつて、ガイド
ピストン（１１）の内部を通りピストン閉鎖エレメント
（１５）へ延び、閉鎖エレメントの外周で関放しており
、かつ段付き孔（３）の第１のセクシヨン（６）の圧力
解放した端部（７）において、解放ダクト（３４）の開
口（３５）に対する制御縁部（８）を形成するくぼみ（
９，９′）が設けられていることを特徴とする切換弁。
（６）　特許請求の範囲第５項に記載の弁において、前
記くぼみ（９）が前記第１のセクシヨン（６）を連続さ
せた大径部分と等しいことを特徴とする切換弁。
（７）　特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
か１項に記載の弁において、圧力入口（１６）を塞ぐ逆
止弁（２０）が圧力入口（１６）とダクト（２１）との
間で圧力配管（１８，１９）に配置されていることを特
徴とする切換弁。