JPH0526077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、構成部材が回転面を形成する固定連
結された弁リングを備え、弁リングが回転面に開
口する供給孔を備え、それぞれ１個の逆止弁がこ
の供給孔の中に設けられ、ケーシングがその中に
摺動可能に支承された少なく共１個のスライドシ
ユーを備え、スライドシユーが弁リングの外周の
一部だけにわたつて延び、かつそのシール面が弁
リングの回転面に接し、スライドシユーが圧力媒
体の供給部を含み、かつ回転面と共に圧力媒体用
圧力室を画成する、固定されたケーシングから回
転可能な構成部材へ圧力媒体を案内するために装
置に関する。

この種の装置は例えば西独国特許第2403380号
によつて知られている。静液圧的に負荷解除され
るスライドシユーを備えたこのような装置は、ピ
ストンポンプと回転通過案内部のような静液圧的
な構成要素において、相対的に動く部品間の摩擦
の低減のために用いられる。この部品の確実に当
接させるために、上記種の装置は基本的には過剰
補償される。これは、例えばピストンを介して摺
動可能なスライドシユーに加えられる力が、両部
品間に発生する液圧分離力よりもいくらか大きく
なることを意味する。ほぼ一定の補償のために可
動の部品間の分離またはシール隙間内の所定の圧
力推移を前提とするこの装置は、滑り速度がほぼ
一定で液体の粘性が高い（ν＞20cSt）の場合に
は完壁に作動する。しかし、特に粘性が低い媒体
（ν＞20cSt）の場合や、例えば可動構成部材の回
転数が大きく変化する場合のような運転条件が異
なるとき、特に可動の構成部材が通過する圧力媒
体の圧力の下でその停止状態からその定格回転数
へ移行するときに、困難、特に所望の補償からの
大きな偏倚が生ずる。

本発明の課題は、その都度の運転状態に相応し
て、スライドシユーと回転面の間のシール機能を
保証し、かつ相対的に動く部品間の摩擦をできる
だけ小さくするように、可動の構成部材の回転面
に対するスライドシユーのシール面の押圧力を制
御することができる冒頭に述べた種の装置を提供
することである。

この課題は本発明に従い、ケーシングとスライ
ドシユーの間に、ケーシングの供給部を経て圧力
室に通じる、圧力媒体のための予圧された案内機
構と、少なく共１個の支持ピストンが設けられ、
圧力媒体によつて付勢されかつスライドシユーと
弁リングの回転面の間の摩擦力または摩擦モーメ
ントに直接的または間接的に応答する制御手段が
設けられ、スライドシユーの押圧力を調整するた
めに、制御手段が圧力室と反対のスライドシユー
の側に液圧的に接続されていることによつて解決
される。本発明の好ましい実施態様は特許請求の
範囲第２〜１０項に記載されている。

本発明による装置は、その都度の運転状態にお
いて、スライドシユーのシール面と可動の部材の
間の摩擦力または摩擦モーメントに、押圧力を自
動的に合わせることができる。これによつて、漏
れを少なくするとともに、特に始動時に、互いに
接する部分の摩耗を少なくすることができる。

更に、始動時に圧力下で、静止摩擦とすべり摩
擦の差が非常に小さくなるという利点がある。こ
れは全負荷時でも衝撃のない始動に可能にし、そ
して弁リングのすべり面に対する、予圧されたス
ライドシユーの押圧力は、漏れ損失が少なくなる
程の大きさである。

本発明に係る装置の好ましい実施形は特許請求
の範囲第２項に記載した特徴を有する。大きな摩
擦力の場合、特に静止状態からの始動の際には、
スライドシユーのシール面と可動の弁リングの回
転面の間の分離〓間において圧力推移が均一でな
く、圧力付勢側が急激に低下するので、スライド
シユーは、これに相応して低い液圧押圧力によつ
て付勢される。この実施形では、押圧力は調整す
るために、摩擦力に対して分離〓間の圧力経過が
比例することが利用される。

本発明による装置の他の好ましい実施形は特許
請求の範囲第３項に記載の特徴を有する。特に静
止状態からの始動時に、回転可能な構成部材の回
転方向へスライドシユーを少しだけ回転させるの
に、摩擦モーメントが充分であるときには、スラ
イドシユーに作用する圧力媒体の圧力の低下が行
われ、従つて、スライドシユーの押圧力ひいては
摩擦モーメントが小さくなる。この場合、押圧力
の制御は摩擦モーメントを介して直接的に行われ
る。

以下、図に基づいて本発明による装置の実施例
を説明する。

第１図から判るように、固定されたケーシング
から回転可能な構成部材へ圧力媒体を案内するた
めの装置は実質的に弁リング１からなつている。
この弁リングは図示していない回転可能な構成部
材例えば軸、スライドシユー２およびケーシング
３に固定連結されている。弁リング１には公知の
如く、ばねで付勢された逆止弁５が、外周に均一
に分配配置された半径方向の貫通孔４内に設けら
れている。貫通孔は第１図にはそのうちの５個だ
けが示してある。逆止弁５用貫通孔４は弁リング
１の回転面６に開口している。孔４は弁リング１
の内部において図示していない環状通路によつて
互いに接続されている。この環状通路は更に、軸
孔に接続することができる。

実施例において、スライドシユー２は横断面が
長方形に形成され、かつ第１〜３図に示すように
中央に設けた溝７を備えている。この溝はスライ
ドシユー３の端部から離れたところで終つてい
る。以下、溝７を圧力室と呼ぶ。圧力室７のシー
ルは、弁リング１の回転面６とスライドシユー２
のシール面８を形状補完的に接触させることによ
つて行われる（第１，３図参照）。良好なシール
作用を達成するため、および摩擦を回避するため
に、シール面８が段差をつけた回転するシールウ
エブ９として形成されている（第２，３図参照）。
第１図から判るように、スライドシユー２または
圧力室７の長さは、それぞれ３個の逆止弁が圧力
室７によつて覆われるように、定寸されている。

ケーシング３と弁リング１の間でのスライドシ
ユー２の支持と固定は、中空ピストンとして形成
された支持ピストン１０，１１と中央の供給ピス
トン１２によつて行われる。供給ピストン１２は
スライドシユー２を固定する働きだけでなく、後
述するように圧力媒体を圧力室７に供給する働き
をする。

収容孔１３内に滑動可能に設けられた支持ピス
トン１０，１１と供給孔１２はそれぞれ球ヘツド
１４を１個ずつ備えている。支持ピストン１０，
１１の球ヘツド１４は、スライドシユー２の凹部
１５内にある可動のキヤツプ１６に支持されてい
る。このような構造および形成は運転条件の自由
度を高め、そして製作時に発生する誤差を補整す
る働きがある。これに対して、供給ピストン１２
の球ヘツド１４はスライドシユー２のキヤツプ１
７に直接支持され、スライドシユー２を回転面６
上に固定する。液圧が発生しないときにも、スラ
イドシユー２が必要な押圧力で弁リング１の回転
面６に載るようにするために、圧縮ばね１８がピ
ストン１０，１１，１２の内部に設けられてい
る。図示のばね１８の代りに、押圧力を空気圧、
液圧またはエラストマーによつて発生させること
ができる。各球ヘツド１４は、第１図から判るよ
うに、軸方向の貫通孔１９を備えている。凹部１
５とシールウエブ８の間には、接続孔２０が設け
られている。

前述のように、圧力室７への圧力媒体の供給は
供給ピストン１２を通つて行われる。キヤツプ１
７はそのために適当な孔２１を備え、収容孔１３
は供給孔２３に通じる接続孔２２を備えている。
供給孔２３は更に、接続部材２４によつて圧力媒
体管路２５に接続されている。支持ピストン１
０，１１の収容孔１３は制御油孔２６によつて相
互に接続されている。支持ピストン１０の収容孔
１３と圧力比弁２８の間に設けられた均圧孔２７
は、圧力比弁２８への制御油の導入を行う。絞り
横断面と制御圧力に対応する油量は絞り通路２９
を通つて外側へ流出することができる。

圧力比弁２８は弁ボルト３０によつてケーシン
グ２内に保持されている。弁ボルトは弁体３１に
接している。均圧孔２７は、制御油が弁体３１に
設けたスリツト３２を通つて球３３を付勢し得る
ように形成されている。球３３とピストン３４の
間には、弁ばね３５が設けられている。排出通路
は３６で示してある。圧力比弁２８は次のように
定寸されている。すなわち、支持ピストン１０，
１１内の圧力と供給ピストン１２内の圧力の比が
運転に必要な値よりも大きな値を上回るときに応
答するように定寸されている。圧力比弁２８の課
題は、以下に記載する第１〜３図の案内装置の機
能と関連して詳しく説明する。

媒体が圧力管路２５を通つて供給されると、媒
体は供給管路２３と接続孔２２を通つて供給ピス
トン１２に達し、更に貫通孔１９，２１を通つて
圧力室７に流入する。この場合、圧力室７によつ
て覆われた逆止弁５が付勢されるかまたは逆止め
解除され、圧力媒体が弁リング１の図示していな
い環状通路を通つて消費部に供給される。圧力室
７の外側において回転面６に開口した孔４は逆止
弁５′によつて遮断されている。

スライドシユー２を取囲む、一点鎖線３７で示
した無圧の漏洩室と圧力室７の間の圧力差によ
り、回転面６とシール面８の間に圧力推移が発生
する。この圧力推移に相応して、スライドシユー
２と弁リング１または上下の面６，８の間に分離
力が発生する。シール作用を発揮するために、ば
ね１８とピストン１０，１１，１２内の液圧によ
つて発生する押圧力の合計が、圧力室７内の圧力
とシールウエブ９内の圧力推移によつて発生する
分離力よりも大きくなければならない。しかし他
方では、回転面６とシール面８間の摩擦力ひいて
は摩擦を小さくするために、押圧力を分離力より
もあまり大きくする必要はない。

運転条件に応じて、第４図に示した異なる圧力
推移がシール面８に発生する。例えば回転時には
ほぼ線形の圧力降下Ａが発生し、静止時には圧力
室７の近くで急激な降下Ｂにほぼ相当する圧力推
移が発生する。この圧力推移は弁リング１とスラ
イドシユー２の間に発生する液圧分離力を決定す
る。この分離力は支持ピストン１０，１１によつ
て補償しなければならない。接続孔２０により、
支持ピストン１０，１１内の圧力は、その都度シ
ールウエブ９に発生する圧力推移によつて定ま
る。すなわち、スライドシユーのための押圧力は
その都度の分離力に自動的に適合する。これは、
分離〓間内で働く摩擦力がその都度の運転条件に
依存して減少し、それによつて摩擦も非常に小さ
くなることを意味する。

分離〓間での圧力推移が変化する運転条件によ
つて変わると、この変化は支持ピストン１０，１
１内の圧力に直ちに作用する。従つて、時間的に
変わる分離力に対して押圧力が自動的に適合する
ことになる。既に述べたように、圧力媒体のため
の供給孔２３と均圧孔２７の間には、圧力比弁２
８が設けられている。球３３は一方の側が、ピス
トン３４を介して圧力にさらされている。この圧
力はケーシング３に供給された圧力媒体の圧力に
相当する。球３３の他方の側は、支持ピストン１
０，１１内の圧力比に相当する圧力を受けてい
る。従つて、圧力比弁２８は前述の如く、次のよ
うに定寸されている。すなわち、圧力均衡が妨げ
られたとき、すなわち、弁２８内の圧力と供給孔
２３内の圧力の比が、機能にとつて必要な圧力よ
りも大きな値を超えたときに、圧力比弁が応答す
るように定寸されている。絞り弁２９と圧力比弁
２８は、装置のダイナミツクを改善するという役
割をもつている。

定置されたケーシングから回転可能な構成部材
へ圧力媒体を通過案内させるため装置の他の実施
例が第５図に示してある。この装置は第１図の装
置とほぼ同じ構造をしている。第５図において、
第１図の部品と同じ部材には、同じ参照符号が付
けてある。一方、形が異なるが機能が同じである
部品には、固有の参照符号が付けてある。

第１図と同様に、ばねで付勢されたそれぞれ３
個の逆止弁が弁リング１内に設けられている。こ
の逆止弁はスライドシユー４０の圧力室７によつ
て覆われている。スライドシユー４０のシール面
４０とリング１の回転面６はここでも形状補完的
な関係にある。弁リング１の回転面６に対して液
圧が作用しないときの、スライドシユー４０の必
要な機械的押圧力は同様に、圧縮ばね１８によつ
て発生する。中央の供給ピストン４１と支持ピス
トン４２，４３は互いに摺動可能な中空ピストン
として形成されている。図から判るように、上側
と下側の中空ピストン要素４４，４５は球ヘツド
４６，４７を備えている。この球ヘツドはケーシ
ング５０のキヤツプ４８，４９とスライドシユー
２のキヤツプ５１，５２内に支承または支持され
ている。球ヘツド４６，４７とキヤツプ４８，４
９，５１，５２間の自由度を高めるために、接線
方向だけでしか接触しない。この手段によつて、
両支承要素の転動が可能となり、スライドシユー
４０の揺動支承がもたらされる。球ヘツド４６，
４７はそれぞれ一つの軸方向貫通孔５３を備えて
いる。供給ピストン４１と圧力室７の接続は孔２
１によつて行われ、供給ピストン４１への圧力媒
体の供給は供給孔５４を経て行われる。ケーシン
グ５０内の制御油孔２６は支持ピストン４２と４
３を接続する。

第５図の断面図から更に判るように、ピストン
４１，４２，４３とスライドシユー４０はケーシ
ング５０の端面５５とこの端面５５に固定された
ストツパー５６，５７によつてキヤツプ状に覆わ
れている。キヤツプ５１，５２は絞り孔５８を介
して供給孔４１に接続されている。他方では、キ
ヤツプ５１，５２従つて支持ピストン４２，４３
は管路５９を介して、機械的に操作される制御弁
６０，６１に接続されている。制御弁６０，６１
の出口は絞り６２を備えた排出管路６３を介して
無圧の漏洩室６４に通じている。各制御弁６０，
６１はばねで付勢された制御ピストン６５，６６
を備えている。この制御ピストンはそれぞれスト
ツパー５６，５７によつてその動きが制限され
る。

制御弁６０，６１の役割は、振子状に支承され
たスライドシユー４０を備えた第５図の案内装置
の以下の記載に関連して詳しく説明する。

供給孔５４を通つて圧力媒体が供給されると、
圧力媒体は上側の貫通孔５３を通つて供給ピスト
ン４１に、そして貫通孔５３，２１を通つて圧力
室７に達する。この場合、圧力室７によつて覆わ
れた逆止弁５は公知の如く付勢または付勢解除さ
れ、弁リング１の図示していない環状通路を経て
消費部に供給される。圧力室７の外側で回転面６
に開口している孔４は逆止弁５′によつて遮断さ
れている。支持ピストン４２，４３は圧力室７か
ら孔２１と絞り孔５８を通つて流れる圧力媒体ま
たは制御油によつて付勢されている。

この装置の場合にも、スライドシユー４０のシ
ール面８と弁リング１の回転面６の間に、圧力推
移に対応する分離力が発生する。面６，８間の摩
擦力と摩耗を減少するために、この実施例の場合
には、摩擦モーメントを介して直接的に制御弁６
０，６１の押圧力が調整される。この装置は次の
ように定寸されている。すなわち、支持ピストン
４２，４３と供給ピストン４１の圧力が均合つて
いるときに、分離〓間に不所望な圧力推移が発生
しても、すなわち分離力が非常に大きくなつて
も、スライドシユー４０が弁リング１に対して確
実にシールまたは当接するように、定寸されてい
る。制御圧力が常に装置圧力と一致すると、運転
条件に応じて分離力が変化したときに、押圧力が
不所望な摩擦値と摩耗を生じる。

摩擦モーメントに比例する押圧力の制御は次の
ようにして行われる。弁リング１が矢印６７の方
へ回転する際に、回転面６とシール面８間の摩擦
力によつてスライドシユー４０も同様にこの方向
に連行または移動する。この移動は固定されたス
トツパー５７を介して、ばねで付勢された制御弁
６０の制御ピストン６５に伝達される。この場
合、制御弁６０が開放するので、制御油は排出孔
６３と絞り６２を経て流出することができる。こ
れは押圧力の減少につながる。スライドシユー４
０の機械的な戻りは制御弁６０のばね６８によつ
て行われる。そのとき、スライドシユー４０は摩
擦モーメントとばねの戻し力に対応する均合位置
を占める。弁リング１の回転方向が逆の場合に
は、摩擦モーメントに比例する制御がストツパー
５６に関連して制御弁６１によつて行われる。

固定されたケーシングから回転可能な構成部材
へ圧力媒体を通過案内するための、第１〜５図に
示した装置は、図示の実施例に限定されない。例
えば、リング１を固定し、スライドシユー６また
は４０を弁リング１のシール面７上で動かすこと
ができる。更に、スライドシユー６または４０を
弁リング１の内室に設けることができる。同様
に、スライドシユーを軸方向に配置することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の案内装置の断面図、第２図は第
１図の装置のスライドシユーの、滑動面と圧力室
を備えた側の平面図、第３図は第１図の−線
に沿つた断面図、第４図は第３図のスライドシユ
ーの滑動面と回転可能な弁リングの回転面の間の
分離〓間の圧力経過を示すグラフ、第５図は第２
の案内装置の断面図である。 １…弁リング、２，４０…スライドシユー、
３，５０…ケーシング、４…供給孔、５…逆止
弁、６…回転面、７…圧力室、８…シール面、１
０，１１，４２，４３…支持ピストン、１２，４
１…案内機構、１９，２１，２２，２３，５３，
５４…供給部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構成部材が回転面を形成する固定連結された
   弁リングを備え、弁リングが回転面に開口する供
   給孔を備え、それぞれ１個の逆止弁がこの供給孔
   の中に設けられ、ケーシングがその中に摺動可能
   に支承された少なく共１個のスライドシユーを備
   え、スライドシユーが弁リングの外周の一部だけ
   にわたつて延び、かつそのシール面が弁リングの
   回転面に接し、スライドシユーが圧力媒体の供給
   部を含み、かつ回転面と共に圧力媒体用圧力室を
   画成する、固定されたケーシングから回転可能な
   構成部材へ圧力媒体を案内するための装置におい
   て、ケーシング３，５０とスライドシユー２；４
   ０の間に、ケーシング３；５０の供給部１９，２
   １，２２，…２３；２１，５３，５４を経て圧力
   室７に通じる、圧力媒体のための予圧された案内
   機構１２；４１と、少なく共１個の支持ピストン
   １０，１１；４２，４３が設けられ、圧力媒体に
   よつて付勢されかつスライドシユー２；４０と弁
   リング１の回転面６の間の摩擦力または摩擦モー
   メントに直接的または関接的に応答する制御手段
   が設けられ、スライドシユー２；４０の押圧力を
   調整するために、制御手段が圧力室と反対のスラ
   イドシユー２；４０の側に液圧的に接続されてい
   ることを特徴とする装置。 ２ スライドシユー２に少なく共二つの貫通孔２
   ０が形成され、この貫通孔が弁リング１の回転面
   に開口し、スライドシユー２のシール面８と弁リ
   ング１の回転面６の間の分離〓間内の圧力媒体の
   中間圧力に応じてスライドシユー２を回転面６に
   対して押付けるために、貫通孔がスライドシユー
   ２のシール面８からキヤツプ１６用凹部１５まで
   延びていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ 圧力室７と反対のスライドシユー４０の側が
   支持ピストン４２，４３のところで、圧力媒体に
   よる付勢のために、絞り孔５８を介して供給ピス
   トン４１に接続され、スライドシユー４０が、回
   転可能な構成部材の回転方向にあるその両側面の
   少なく共一方に、ケーシング５０の固定されたス
   トツパー５６，５７によつて操作可能な制御弁６
   ０，６１を備え、この制御弁が一方では前記絞り
   孔５８にそして他方では排出管路６３に接続さ
   れ、それにより、スライドシユー４０が回転方向
   に摺動する際に、摩擦モーメントによつてスライ
   ドシユー４０に作用する、圧力に比例した押圧力
   が減少することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ４ ケーシング２の収容孔１３内に摺動可能に設
   けられた支持ピストン１０，１１と供給ピストン
   １２が中空ピストンとして形成され、中空ピスト
   ン１０，１１，１２のそれぞれの球ヘツド１４が
   スライドシユー２のキヤツプ１６，１７内に支承
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の装置。 ５ ケーシング５０とスライドシユー４０の間に
   設けられた支持ピストン４２，４３と供給ピスト
   ン４１がテレスコープ状に摺動可能な中空ピスト
   ンであり、上側の中空ピストン要素４４がケーシ
   ング５０のキヤツプ４８，４９に支持され、下側
   の中空ピストン要素４５がスライドシユー５０の
   キヤツプ５１，５２に支持されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第３項記載の
   装置。 ６ 液圧が低下したときに、弁リング１の回転面
   ６に対するスライドシユー２；４０の押圧力が空
   気圧的、液圧的または好ましくは中空ピストン１
   ０，１１，１２；４１，４２，４３内に設けられ
   たばね１８によつて機械的に発生することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第５項までのい
   ずれか一つに記載の装置。 ７ スライドシユー２；４０のシール面８が回転
   するシールウエブ９であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つ
   に記載の装置。 ８ 支持ピストン１０，１１；４２，４３が制御
   油孔２６または絞り孔５８によつて互いに液圧的
   に接続されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第７項までのいずれか一つに記載の
   装置。 ９ 絞り孔５２と排出管路６３の中に絞り個所６
   ２が設けられていることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 １０ 管路、孔または通路２０；３６が毛細管路
   として形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第３項までのいずれか一つに記
   載の装置。