JPH0251682A

JPH0251682A - 安全弁

Info

Publication number: JPH0251682A
Application number: JP1126526A
Authority: JP
Inventors: Helmut Motzer; ヘルムート　モッツァー
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-02-21
Also published as: EP0342410A2; EP0342410A3; DE3817120A1; US4903727A

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］本発明は液圧作動式の安全弁に関するものである。

［従来の技術］この種類の安全弁としては、西ドイツ特許第３１０４９
５７号に開示されるように、例えば、機械式プレスのブ
レーキ及びカップリングの制御に使用される。この安全
弁は一対のポート弁からなるので、一方の弁の故障時に
も制動プロセスが保証される。各ポート弁の監視は自動
的に行われるのぐ、例えば、電気的なセンサ等の監視要
素は不要である。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、ポートに異常負荷がかかった場合に速
度及び圧力上昇が制御でき、安全に使用し得る安全弁を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］この発明は前記目的を達成するために、ハウジング内を
互いに反対方向へ移動できる一対のスプールと、各スプ
ールを駆動するための一対の前置制御弁と、ポンプより
供給される流体を受承し、同流体を駆動機器及びタンク
に選択的に送る３つのポートとを備え、さらに前記スプ
ールが前置制御弁より制御チャンネルを介して供給でき
る圧力により駆動される作動ピストンと、同作動ピスト
ンに連結され、かつポート間の接続状態を切換制御する
とともに、誤動作時には、ポンプ側ポートを閉鎖してタ
ンク側ポートを開放する制御ピストンを有する安全弁に
おいて、一対の前置制御弁のうち一方が、比例差圧弁と
して構成されており、同比例差圧弁内に配した制御ピス
トンが微小制御ノツチを備えていることをその要旨とす
る。

［作用］この発明は前記した手段を採用したことによりポンプ側
ポートから駆動機器側ポートまでの接続路が微小制御ノ
ツチによって制御され、駆動機器側ポートからタンクま
での接続路が微小制御ノツチによって制御される。

［実施例］以下、本発明の一実施例を図面に従って詳述する。

第１図において、比例差圧弁（Ｐ　ｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
ａｌ−Ｄ　ｒｕｃｋｄｉｆｆｅｒｅｎｚｖｅｎｔｉｌ　
、以下比例弁という）１４を示した。比例弁１４は中央
ボアを有し、同ボア内において弁のソレノイド１１８に
結合されたピストン９８が軸線方向へ往復運動する。ピ
ストン９８は比例弁１４のハウジング内において一対の
圧縮バネ１１２によって中央に押圧されている。なお、
一方の圧縮ばね１１２はバネチャンバ１０８に、他方の
圧縮バネはバネチャンバ１１０に設けである。ピストン
９８は、バネチャンバ１０８．１１０内において圧縮ば
ね１１２にて押圧されたディスク（図示してない）に当
接する７ランジ９９によってハウジングに案内されてい
る。

前記ハウジング内には第１〜３の環状チャンネル９０．
９２．９４が形成されており、第１環状チヤンネル９０
は第１制御チヤンネル５４と連通し、第２ｆｆｉ状チヤ
ンネル５８と連通し、第３環状チヤンネル９４は第３制
御チヤンネル６２と連通している。さらに一方のバネチ
ャンネル９０に結合チャンネル１１４を介して環状チャ
ンネル９０に接続されており、他方のバネチャンネル９
２に接続されている。

第１図に示した比例弁１４は、第２図に基本位置を示し
た安全弁１０を駆動するための一対の前置制御弁（Ｖｏ
ｒｓｔｅｕｒｖｅｎｔｉｌ　）の一方をなす。即ち、前
記安全弁１０には比例弁１４と同一構成の前置制御弁１
２がフランジ止めされている。

前記制御弁１２には、そのソレノイドに結合され、かつ
バネチャンバ１００，１０２に設けられた一対の圧縮ば
ね１０４によって前置制御弁１２のハウジング内で軸線
方向における中央方向に押圧されたピストン９６を有し
ている。

前記前置制御弁１２のハウジングには、第４図に示すよ
うに、環状チャンネル８４．８６．８８はそれぞれ安全
弁１０の副葬チャンネル５６，５２．６０に接続されて
いる。　　′ 前記安全弁１０は中央ボア１６を有し、２つのスプール
１８．２０は、中央ボア１６内で軸線方向において互い
に反対方向へ移動するようになっている。各スプール１
８．２０は圧縮バネ２４を収容する袋穴を備えた作動ピ
ストン２２を有する。

この場合、各圧縮バネ２４は、対応する１８，２０を相
互に接近させるように軸線方向へ押圧する。

各作動ピストン２２は外部の環状をなすスペースに袋穴
を接続された透孔３６を備えている。

前記スプール１８は制御ピストン２６を備えており、さ
らに別のスプール２０は軸線方向へ互いに離間した一対
の制御ピストン２８．３０を有する。そして、制御ピス
トン３０の両端面には、それぞれ端面からほぼ軸線方向
へ外周面上に延びる微小な制御ノツチ３２．３４が形成
されている。

安全弁１０のハウシングには、中央ボアがらポンプポー
トＰに延びるチャンネル３８と、中央ボアから駆動機器
側のポート、すなわち作動ポートＡに延びるチャンネル
４ｏと、中央ボアからタンクポートＲに延びるチャンネ
ル４２とが形成されている。

分岐チャンネル４４はチャンネル４２がら分岐して、同
じく中央ボアに至る。さらに、一対の分岐チャンネル４
６はチャンネル３８から分岐し、これら分岐チャンネル
４６は対応する作動ピストン２２の延伸範囲内において
中央ボアに開口している。

特に第４図に示すように、中央ボア１６は環状チャンネ
ル６８．７０，７２．７４．７６゜７８を備えている。

これらのうち、環状チャンネル７２．７４は接続チャン
ネル４８を介して接続され、環状チャンネル７０．７６
は接続チャンネル５゜を介して互いに接続されている。

ボア１６はその一側に袋穴（ＴａＳＣｈｅ　）６４，６
６．８０を備えている。

前記作動ポートＡに至るチャンネル３８は、対のスプー
ル１８．２０の間の環状チャンネル（図示しない）に開
口し、タンクポートＲに至るチャンネル４２は環状チャ
ンネル６９に接続され、一対の分岐チャンネル４６は中
央ボア１６に対して直接に接続されている。

また、制御チャンネル５２，５４，５６．５８゜６０．
６２は、袋穴及び環状チャンネルから延びている。

前記制御チャンネル５２は、袋穴６４から前置制御弁１
２の環状チャンネル８６に延びている。

また、制ｔ！′１ｌｙ−ヤンネル５４は袋穴６６から比
例弁１４の環状チャンネル９０に延びている。制御チャ
ンネル５６は環状チャンネル６８から前置制御弁１２の
環状チャンネル８４に延びている。前記制御チャンネル
５８は袋穴８２から比例弁１４の環状チャンネル９２に
至る。制御チャンネル６０は袋穴８０から前置制御弁１
２の環状チャンネル８８に延び、Ｗｔａチャンネル６２
は環状チャンネル７８から比例弁１４の環状チャンネル
９４に延びている。

さて、上記のように構成した安全弁の作用について以下
に説明する。

第２図に示す基本位置において前置制御弁１２゜１４は
励磁されることなく、ピストン９６．９８はそれぞれバ
ネ１０４．１１２によって基本位置に保持されている。

この基本位置では高圧流体は、ポートＰから左側の分岐
チャンネル４６．ピストン２２の環状スペース１２４９
袋穴６６及び制御チャンネル５４を介して前置制御弁１
４に流入し、ざらに制御チャンネル５８を介して袋穴８
２に流入した後、透孔３６を経て右側の作動ビンスト２
２の袋穴に流入して右側のバネチャンバ１２０内に達す
る。さらに、高圧流体は右側の分岐チャンネル４６、ピ
ストン２２の環状スペース１２３、袋穴８０及び制御チ
ャンネル６０を介して前置制御弁１２に流入し、次いで
制御チャンネル５２を介して袋穴６４に流入した後、透
孔３６を介して左側の作動ピストン２２の袋穴に流入し
て左側のバネチャンバ１２０に達する。中央ボア１６内
の両スプール１８．２０の間の延伸範囲内にはチャンネ
ル３８から流体圧が加えられるので、高圧流体に塞づく
力が相殺され、両スプール１８．２０は圧縮バネ２４に
よって第２図の位置に押圧される。

上記した位置では、作動ポートＡはチャンネル４０、環
状スペース７０．６８、分岐チャンネル４４．５０、環
状チャンネル７６、微小制御ノツチ３４及び環状チャン
ネル７８を介してチャンネル４２及びタンクポートＲに
接続される。

さて、両装置制御弁１２．１４が励磁されると、スプー
ル１８．２０は第４図に示す切換位置に切換えられる。

この位置では、ポンプポートＰはチャンネル３８、中央
ボア１６、環状スペース７２、結合チャンネル４８、環
状スペース７４．７６、結合チャンネル５０及び環状チ
ャンネル７０を介してチャンネル４０に接続され、従っ
て、負荷に接続された作動ポートＡに接続される。

高圧流体は、ポンプポートＰから分岐した分岐チャンネ
ル４６及び制御チャンネル５４．６０を介して、一方で
は、前置制御弁１４の環状チャンネル９０に流入し、他
方では、前置制御弁１２の環状チャンネル８８に流入す
る。

しかしながら、制御チャンネル５２．５８への別の連通
路は前置制御弁１２．１４のピストン９６．９８によっ
て阻止され、双方の制御チャンネル５２．５８は、当該
の＠置制御弁１２．１４、制御チャンネル５６，６２、
環状チャンネル６８゜７８及び分岐チャンネル４４を介
してチャンネル４２及びタンクポートＲに接続される。

従って、既述したように、制御チャンネル５２又は制御
チャンネル５８と連通されるバネチャンバ１２０も放圧
される。しかしながら、中央ボア１６の両スプール１８
．２０の間の範囲には流体圧が滞留するので、両スプー
ル１８．２０は軸線方向へ互いに離間されて、作動ポー
トＡがポンプポートＰに連通され、第４図の切換位置に
変位される。

第５図は、一方の前置制御弁１４、即ち比例弁が切換接
続され、他方の前置制御弁１２が、非励磁状態にあって
、切換えられていない誤切換状態を示すものである。

この誤切換状態では、左側の作動ピストン２２は先ず第
２図に示す基本位置を取るので、重圧状態に留る。一方
、右側の作動ピストン２２からは比例弁１４が切換えら
れているので、圧力が解除されている。第４図を参照し
て説明したように、上記ピストン２２が、制御チャンネ
ル５８、比例弁１４、制御路チャンネル６２及び環状チ
ャンネル７８を介してチャンネル４２及びタンクポート
［でに接続されるからである。従って、右側のバネチャ
ンバ１２０は無圧下にあり、一方、左側のバネチャンバ
１２０は前述したように、受圧状態にある。さらに、中
央ボア１６内において両スプール１８．２０の間には、
同じく圧力が止するので、右側のスプール２０は第５図
に示すように、上記挿入圧によっＣ右側の圧縮ばね２４
の力に抗して当接するまで右方へ摺動される。しかしな
がら、ムー側のスプール１８に関しては、圧力が消失さ
れる。これは、中央ボア１６ばかりが、バネチャンバ１
２０内にも圧力が作用し、第５図に示すようにスプール
１８が、その圧縮ばね２４によって、右側のスプール１
２０に当接するまで右方へＷＡ８されるからである。

この位置では、左側のバネチャンバ１２０は左側の作動
ピストン２２の袋６、透孔３６及び作動ピストン２２の
環状ミゾ１２２を介して分岐チャンネル４６及びポンプ
ポートＰに連通される。作動ポートＡは環状チャンネル
７０，６８、分岐チ１１ンネル４４．４２を介してタン
クポートＲへ放圧される。左側のバネチャンバ１２０が
挿入圧を受けｌζ状態に留るため、この位置は、以優に
前置制御弁１２を切換えても保持される。さらに、比例
弁１４を切換えても、右側のバネチャンバ１２０に圧力
を加えることはできない。なぜならば、比例弁１４の高
圧接続が、チャンネル５４、袋穴６６、環状チャンネル
６８、チャンネル４４，４２を介してタンクポートＲに
接続されるからである。従って、比例弁１４を再び駆動
するには、まず、誤切換の原因を排除し、ポンプポート
Ｐを降圧して比例弁１４を基本位置に置かなければなら
ない。

第６図に、比例弁１２が接続され、別の比例弁１４が切
換えられていない誤切換状態を示した。

この誤切換状態では、左側のバネチャンバ１２０が放圧
され、右側のバネチャンバ１２０は全ポンプ圧を受けて
いる。そして、左側の作動ピストン２２がハウジングに
当接し、右側のスプール２０が左側のスプール１８に当
接するまで両スプール１８．２０が左方へ摺動する。作
動ポートＡはチャンネル４０、環状チャンネル７６．７
８を介してチャンネル４２及びタンクポートＲと連通さ
れる。

さらに、第６図においては第５図とは方向のみが逆で同
一の状態が生ずるので、第６図の誤切換状態については
詳細に説明しない。

第３図に安全弁の調節位置を示した。

第１図を参照してすでに説明したように、比例弁１４が
非励磁状態ではピストン９８の圧縮バネ１１２によって
中央位置に保持される。さて、ソレノイド１１８を所定
電流で駆動すると、ピストン９８はバネチャンバ１０８
の左側のバネ１１２の力に抗して左方へ駆動される。こ
のように、制御チャンネル５８から制御チャンネル５４
への接続路、即ち作動ポートＡからポンプポートＰへの
接続路が絞られ、制御チャンネル５８から制御チャンネ
ル６２への接続路、即ち作動ポート八からタンクポート
Ｒへの接続路が開かれ、作動ポートＡ内の圧力、即ら制
御チャンネル５８の圧力が低下される。この場合、ピス
トン９８はその両端面に作用する力が平衡する位置を取
る。

この場合、左側のバネチャンバ１０８内の圧力と左側の
バネチャンバ１１２のバネ力との和は、右側のバネチャ
ンバ１１０内の圧力とソレノイド１１８の力との和に等
しくなる。

左側のバネ１１２のバネ力及び左側のバネチャンバ１０
８の圧力は、比例弁が調節される状態では一定であるの
で、右側のバネチャンバ１１０の圧力はソレノイド１１
８の力の増加とともに減少する。即ち、両バネチャンバ
１０８．１１０間の差圧は、比例ソレノイドによって調
節できる。

前記比例ソレノイドは非励磁状態において、制御チャン
ネル５４・から制御チャンネル５８までの差圧、即ち、
ポンプポートＰと作動ポート八との−の差圧がゼロとな
る。一方、比例ソレノイド１１８を励磁する電流が最大
値に達すると、上記差圧が最大となる。

第３図では前置制御弁１２が切換えられ、第４図の場合
と同一の位置を取る。しかしながら、比例弁１４は完全
には切換えられず、そのピストン９８が、安全弁１０の
スペース１６（これは、両スプール１８．２０の間の中
央ボアの一部分である）と右側のバネチャンバ１２０と
の間に圧力勾配が生ずる調節位置を取るよう駆動される
。これは、スペース１６内には全ポンプ圧が作用し、バ
ネチャンバ１２０が、透孔３６、ピストン２２の環状チ
ャンネル１２１、環状スペース８２、ＩＩＩ　ｍ管路５
８及びｗ４節位置のピストン９８を介して環状チャンネ
ル７８を経てタンクポートＲに至る制ａ管路６２に接続
される。

この場合、比例ソレノイド１１８の駆動電流及びピスト
ン９８の調節位置を下記のように選択する。即ち、微小
制御ノツチ３４（作動ポートＡがらタンクポートＲへの
接続路）は閉じられるが、微小制御ノツチ３２はまだ開
かれないよう、即ちポンプポートＰから作動ポート八へ
の接続路が閉路されているように選択する。

さて、比例ソレノイド１１８に流す電流を増加すると、
比例弁１１４のピストン９８が左方へさらに移動され、
ポンプポートＰからＩＩＩＩＪ　ｔｌｌチャンネル５４
を介して制御チャンネル５８及び右側のバネチャンバ１
２０に至る接続路がより大きく絞られ、制御チャンネル
５８及び右側のバネチャンバ１２０から制御チャンネル
６２及びタンクポートＲへの接続路がより大きく開かれ
る。従って、右側のバネチャンバ１２０の圧力が低下し
て、スペース１６と右側のバネチャンバ１２０との間の
差圧が大きくなり、スプール２０が右方へさらに摺動さ
れる。このため、微小制御ノツチ３２は、環状チャンネ
ル７４から環状チャンネル７６まで、ポンプポートＰか
ら作動ポートＡまで、即ちチャンネル３８から中央ボア
１６、環状チャンネル７２、接続チャンネル７４、微小
制御ノツチ３２、環状チャンネル７６、接続チャンネル
５０及びチヤンネル４０を介して作動ポートＡまで対応
する流通断面をなす。そして、微小制御ノツチ３４は閉
じられる。

即ち、比例ソレノイド１１８を対応して励磁することに
よって、微小制御ノツチ３４の流通横断面を変更でき、
従って、速度及び作動ポートＡに接続された負荷におけ
る圧力を制御できる。

［効果］以上詳述したように、この発明によるとポートに異常負
荷がかかった場合に、速度及び圧力上昇が制御でき、安
全に使用し得るという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は比例差圧弁の断面図、第２図は前置制御弁をフ
ランジ止めした安全弁の基本位置を示す断面図、第３図
は第２図に示した安全弁の調節位置を示す断面図、第４
図は第２図に示した安全弁の接続状態を示す断面図、第
５．６図は、それぞれ第２図の安全弁の誤接続状態を示
す断面図である。１２．１４・・・前置制御弁、１８．２０・・・スプー
ル、２２・・・作動ピストン、２８．３０・・・制御ピ
ストン、３２．３４・・・微小制御ノツチ、Ａ・・・駆
動機器側ポート、Ｐ・・・ポンプ側ポート。Ｒ・・・タ
ンク側ポート。特許出願人　　へりオンーベルケ　カーゲー代　理　人
　弁理士　恩１）　博宣

Claims

【特許請求の範囲】１、ハウジング内を互いに反対方向へ移動できる一対の
スプール（１８，２０）と、各スプールを駆動するため
の一対の前置制御弁（１２，１４）と、ポンプより供給
される流体を受承し、同流体を駆動機器及びタンクに選
択的に送る３つのポート（Ａ，Ｐ，Ｒ）とを備え、さら
に前記スプール（１８，２０）が前置制御弁（１２，１
４）より制御チャンネルを介して供給できる圧力により
駆動される作動ピストン（２２）と、同作動ピストン（
２２）に連結され、かつポート（Ａ，Ｐ，Ｒ）間の接続
状態を切換制御するとともに、誤動作時には、ポンプ側
ポート（Ｐ）を閉鎖してタンク側ポート（Ｒ）を開放す
る制御ピストン（２８，３０）を有する安全弁において
、前記一対の前置制御弁（１２，１４）のうちの一方が、
比例差圧弁（１４）として構成されており、同比例差圧
弁（１４）内に配置した制御ピストン（３０）が微小制
御ノッチ（３２，３４）を備えていることを特徴とする
安全弁。２、前記比例差圧弁（１４）のピストン（９８）が圧縮
バネ（２４）によって中心位置に保持され、比例差圧弁
（１４）のポンプ側流体通過路（５４）から駆動機器側
流体通過路（５８）までの流体通過断面積を絞り得るこ
とを特徴とする請求項１に記載の安全弁。３、バネチャンバ（１０８）が、比例差圧弁（１４）の
ポンプ側流体通過路（５４）に接続されており、バネチ
ャンバ（１１０）が駆動機器側流体通過路（５５）に接
続されていることを特徴とする請求項２に記載の安全弁
。４、制御ピストン（３０）が、各端面から出発する少な
くとも１つの微小制御ノッチ（３２，３４）を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の安全弁。５、ポンプ側ポート（Ｐ）から駆動機器側ポート（Ａ）
までの接続路が微小制御ノッチ（３２）によつて制御で
き、駆動機器側ポート（Ａ）からタンク（Ｒ）までの接
続路が微小制御ノッチ（３４）によつて制御できること
を特徴とする請求項４に記載の安全弁。