JPH062773A - スプール弁 - Google Patents

スプール弁

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JPH062773A
JPH062773A JP2885793A JP2885793A JPH062773A JP H062773 A JPH062773 A JP H062773A JP 2885793 A JP2885793 A JP 2885793A JP 2885793 A JP2885793 A JP 2885793A JP H062773 A JPH062773 A JP H062773A
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JP
Japan
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passage
spool
valve
hole
piston
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JP2885793A
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English (en)
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Peter Beater
ベーター ペーター
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0704Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides comprising locking elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンスプールの回転を簡単かつ廉価に阻
止するようなスプール弁を提供する。 【構成】 孔拡張部9,11が、流入側の通路8,10
の開口に向かい合って位置する範囲で狭められている
か、または閉鎖されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スプール弁であって、
スプール弁ケーシングの円筒状の弁孔内で長手方向摺動
可能なピストンスプールと、前記弁孔に開口して前記弁
孔の長手方向で互いに間隔をおいて配置された、圧力媒
体の流入および流出のための少なくとも2つの通路とが
設けられており、少なくとも流入側の通路が前記弁孔の
範囲で、ピストンスプールを取り囲む孔拡張部に接続さ
れており、ピストンスプールが周面に少なくとも1つの
切欠きを備えており、該切欠きがピストンスプールの運
転位置で、流入側の通路に接続するように設けられてい
て、ピストンスプールに配置された少なくとも1つの長
手方向通路を通じて流出側の通路に接続されている形式
のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような形式のスプール弁はハイドロ
リック式の種々様々の構成が公知となっており、特に方
向切換弁、たとえば中間位置で絞り作用を有する方向切
換弁として使用されている。ピストンスプールの長手方
向摺動によって、スプール弁の流入側の1つまたは複数
の通路が、流出側の1つまたは複数の通路に接続される
ようになっている。この場合に圧力媒体は流入側の通路
を通って、この場所に環状通路として構成された孔拡張
部に流入する。この孔拡張部は弁孔に対する流入側の通
路の開口範囲に配置されていて、ピストンスプールを取
り囲んでいる。この場所から圧力媒体は、たとえばピス
トンスプールの周面に半径方向孔(横方向通路)として
構成された切欠きを通って長手方向通路に流入する。こ
の長手方向通路は、たとえばピストンスプールの内部に
配置されている。ピストンスプールはこの目的のために
しばしば中空円筒状に構成されている。流出側の通路の
範囲では、ピストンスプールが同じく半径方向孔(横方
向通路)として構成された切欠きを備えており、この切
欠きを通って、圧力媒体はピストンスプールから再び流
出して、流出側の通路の流入する。別のスプール弁で
は、ピストンスプールに直径減径部と、溝状の切欠きと
が形成されており、この直径減径部と切欠きとによって
同じ機能が得られる。直径減径部に接続されている溝状
の切欠きは半径方向孔に相当する。直径減径部は長手方
向通路に相当する。
【0003】特定の状態において、つまり特に流入側の
通路にベンドが前置されていて、しかも比較的大量の圧
力媒体が流れるような場合には、孔拡張部における非対
称的な流れによって生ぜしめられる不都合な流れ力に基
づき、つまりピストンスプールに作用するトルクを形成
してしまうような流れ力に基づき、ピストンスプールが
回転させられるおそれがある(羽根車効果)。このこと
は、摩耗をもたらすと同時に、流入側の通路と流出側の
通路との間で著しい圧力降下を生ぜしめてしまう。特定
の弁においてこのような運転状態では、既に2200
r.p.m.までの回転数が確認されている。この場
合、一定の時間後には、必然的にスプール弁の破壊が生
ぜしめられる。
【0004】ピストンスプールの回転を阻止するために
は、機械的な回動防止手段をスプール弁に組み込むこと
が可能である。しかし、このことは高価で、組付け技術
的に手間がかかり、しかも種々の問題を伴なう。特に、
回動防止手段の満足の得られる耐久性を得ることは困難
である。それというのは、機械的な回動防止手段は摩擦
を伴ない、したがって摩耗を受けてしまうからである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のスプール弁を改良して、ピストンスプー
ルの回転を簡単かつ廉価に阻止するようなスプール弁を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、前記孔拡張部が、流入側の通路の
開口に向かい合って位置する範囲で狭められているか、
または閉鎖されているようにした。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、孔拡張部内にほぼ対称
的な流れが強制的に形成されるようになる。したがっ
て、本発明の思想は、流れに影響を与えることによって
ピストンスプールに作用するトルクをゼロにもたらす
か、または少なくとも大幅に減少させる点にある。した
がって、ピストンスプールの回転、ひいてはスプール弁
の故障は阻止される。さらに、スプール弁における圧力
損失も減じられる。
【0008】本発明の有利な構成では、前記孔拡張部
が、挿入された案内薄板によって狭められているか、ま
たは閉鎖されている。案内薄板は簡単にかつ廉価に製造
可能であって、あとからスプール弁に組み込むことがで
きる。
【0009】しかし本発明の別の有利な構成では、スプ
ール弁ケーシングが鋳造により成形されている場合に、
前記孔拡張部が、一体鋳造された案内薄板によって狭め
られているか、または閉鎖されている。これによって、
本発明による回動防止手段は既に最初から、製造技術的
に有利な形式でスプール弁に存在している。
【0010】最後に、環状通路が、半径方向で導入され
たピンによって狭められているか、または閉鎖されてい
るような構成も有利であることが判かっている。
【0011】さらに、本発明の別の有利な構成では、前
記孔拡張部が、ピストンスプールの範囲で交差する2つ
の円形の切欠きから成っており、該切欠きの中心軸線が
ピストンスプールの中心軸線に対して平行であり、流入
側の通路の開口に向かい合って位置する、前記両切欠き
の直径の交差点が、ほぼピストンスプールの外周に位置
している。この場合では、孔拡張部の特別な形状が流れ
の対称性を強制的に形成する。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【0013】本発明によるスプール弁はスプール弁ケー
シング1を有している。このスプール弁ケーシングは弁
孔2を備えており、この弁孔内では、ピストンスプール
3が長手方向運動可能である。ピストンスプール3は種
々の形式で、たとえばハイドロリック式に操作され得
る。ピストンスプール3がその中心軸線を中心にして回
動することを機械的に防止するための手段は設けられて
いない。操作装置は図示されていない。ピストンスプー
ル3は中空円筒状に形成されていて、その両端部でそれ
ぞれ閉鎖栓体4を備えている。互いに間隔をおいて配置
された、半径方向孔として構成された横方向通路5,6
はピストンスプール3の周壁に設けられている。この場
合に、それぞれ複数の横方向通路5と複数の横方向通路
6とが設けられている。横方向通路5,6の開口はピス
トンスプールの周面に切欠きを形成していて、ピストン
スプール3の円筒状の内部を通じて互いに連通してお
り、この円筒状の内部は長手方向通路7の機能を引き受
ける。
【0014】スプール弁ケーシング1には、圧力媒体源
に接続された通路8が配置されており、この通路は環状
通路9の形の孔拡張部に接続されている。この環状通路
は弁孔2を取り囲んでいる。したがって、通路8はスプ
ール弁ケーシング1の弁孔2に開口している訳である。
スプール弁ケーシングには、通路8に対して平行に間隔
をおいて通路10が配置されている。この通路10は環
状通路11の形の孔拡張部に接続されており、この環状
通路は同じく弁孔2を取り囲んでいる。通路10はハイ
ドロリックエネルギの消費器(図示しない)に接続され
ている。さらに、両通路8,10に対して平行に別の通
路12が間隔をおいて配置されており、この通路12は
環状通路13の形の孔拡張部に接続されている。この環
状通路も同じく弁孔2を取り囲んでいる。通路12は圧
力媒体容器に通じている。
【0015】環状通路9の前記通路8とは反対の側に
は、案内薄板14が挿入されており、この案内薄板は環
状通路9を閉鎖している。環状通路11の前記通路10
とは反対の側には、案内薄板15が挿入されており、こ
の案内薄板は環状通路11を閉鎖している。環状通路
9;11を完全に閉鎖する案内薄板14;15の代わり
に、環状通路を短に狭めるだけの案内薄板を使用するこ
ともできる。環状通路に挿入された案内薄板を設ける可
能性の他に、鋳造によって製造されたスプール弁ケーシ
ングにおいては、図2に示したように鋳造技術により形
成された狭あい部または環状通路の閉鎖部を設けること
も、本発明の枠内で可能である。しかし、図3に示した
ように環状通路にピン16を導入することもできる。
【0016】スプール弁の図1に示した運転位置におい
ては、ピストンスプール3が図面で見て左側に変位され
ている。通路8、ひいては環状通路9は横方向通路5と
長手方向通路7と横方向通路6とを介して環状通路11
に、ひいては通路10に接続されている。したがって、
圧力媒体は圧力媒体源から消費器に流入する(矢印で示
す)。
【0017】ピストンスプール3の図示していない停止
位置においては、たとえば環状通路11、ひいては通路
10が、横方向通路5と長手方向通路7と横方向通路6
とを介して環状通路13に、ひいては通路12に接続さ
れている。したがって、圧力媒体はたんに消費からのみ
圧力媒体通路に流入し得る。しかし、ピストンスプール
の停止位置において通路全体を遮断することも可能であ
る。
【0018】たとえば掘削機ブームの往復動シリンダに
おいて、少なくとも掘削機ブームの自重が往復動シリン
ダに作用するような場合に、消費器に外部からエネルギ
が供給されると、圧力媒体は消費器からタンクに流入す
る。この状態は、図1のIIーII線に沿った断面図で
ある図4に示されている。図1とは異なり、図4では環
状通路11に案内薄板15が挿入されていない。すなわ
ち、図4に示したスプール弁は公知先行技術のスプール
弁である。特に通路10にベンド17が接続されている
と、流体の流入時に通路11内に不均一な流れ分布が生
じてしまう。この場合に、横方向通路5の開口によって
ピストンスプールの周面に形成される切欠きは、羽根車
の羽根のように流れ力に作用する。流れ力がベンド17
によって非対称的に形成されてしまうので、横方向孔5
に流入する圧力媒体はピストンスプール3にトルクを生
ぜしめて、このピストンスプールを回転させてしまう。
【0019】本発明の構成では、ピストンスプール3の
回転が阻止される。この場合、図5に示したようにたと
えば案内薄板15が環状通路11内に(ほぼ)対称的な
流れを強制的に形成する。この場合に重要となるのは、
環状通路11の前記通路10に向かい合って位置する範
囲においてこの環状通路11が大きく狭められるか、ま
たは完全に閉鎖されることである。このような要件は、
特定の運転状態において流入する圧力媒体を備えた通路
として設けられている各1つの通路が接続されているよ
うな前記スプール弁の全ての環状通路に関して必要とな
る。図1に示した、圧力媒体容器に通じた通路12に
は、運転状態において圧力媒体がスプール弁の方向では
流入しないので、このような狭あい部を設ける必要はな
い。
【0020】環状通路における案内薄板または鋳造技術
により形成された狭あい部の代わりに、図6に示したよ
うに、孔拡張部に対して環状通路の形状を与えるのでは
なくて、ピストンスプール3の範囲で交わる2つの円形
の切欠き18,19の形状を与えることも可能である。
これらの切欠きの中心軸線はピストンスプール3の中心
軸線に対して平行である。この場合に、流入側の通路1
0の開口に向かい合って位置する側では、両切欠き1
8,19の交差範囲の外側で、つまり図面で見て両切欠
き18,19の直径の交差点Sの下方で、対称的な流れ
を強制する狭あい部Vが形成される。交差点Sはほぼピ
ストンスプール3の外周に位置している。しかし、ピス
トンスプール3と狭あい部Vとの間にギャップを設ける
こともできる。
【0021】図7には、スプール弁の別の構成、つまり
中実円筒状のピストンスプール3aを備えたスプール弁
が示されている。中実円筒状のピストンスプールは半径
方向孔の形の横方向通路の代わりに、溝状の切欠き5
a;6aを有している。この場合、軸方向で切欠き5
a,6aの間では、ピストンスプール3aの直径が減径
されており、したがって、切欠き5a,6aを互いに接
続する長手方向通路7aが形成されている。ピストンス
プール3aの機能はピストンスプール3の機能に相当し
ている。この場合でも、孔拡張部の本発明による狭あい
部がピストンスプール3aの回転を阻止する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスプール弁の縦断面図である。
【図2】図1に示した環状通路の別の構成を示す図であ
る。
【図3】図1に示した環状通路のさらに別の構成を示す
図である。
【図4】公知先行技術によるスプール弁の孔拡張部の範
囲の横断面図である。
【図5】本発明によるスプール弁の孔拡張部の範囲の横
断面図である。
【図6】本発明によるスプール弁の別の構成による孔拡
張部の範囲の横断面図である。
【図7】本発明によるスプール弁のさらに別の構成を示
す縦断面図である。
【符号の説明】
1 スプール弁ケーシング、 2 弁孔、 3,3a
ピストンスプール、4 閉鎖栓体、 5,6,5a,6
a 横方向通路、 7,7a 長手方向通路、 8 通
路、 9 環状通路、 10 通路、 11 環状通
路、 12 通路、 13 環状通路、 14,15
案内薄板、 16 ピン、 17 ベンド、 18,1
9 切欠き、 V 狭あい部、 S 交差点

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプール弁であって、スプール弁ケーシ
    ングの円筒状の弁孔内で長手方向摺動可能なピストンス
    プールと、前記弁孔に開口して前記弁孔の長手方向で互
    いに間隔をおいて配置された、圧力媒体の流入および流
    出のための少なくとも2つの通路とが設けられており、
    少なくとも流入側の通路が前記弁孔の範囲で、前記弁孔
    を取り囲む孔拡張部に接続されており、ピストンスプー
    ルが周面に少なくとも1つの切欠きを備えており、該切
    欠きがピストンスプールの運転位置で、流入側の通路に
    接続するように設けられていて、ピストンスプールに配
    置された少なくとも1つの長手方向通路を通じて流出側
    の通路に接続されている形式のものにおいて、前記孔拡
    張部(9,11;18,19)が、流入側の通路(8,
    10)の開口に向かい合って位置する範囲で狭められて
    いるか、または閉鎖されていることを特徴とするスプー
    ル弁。
  2. 【請求項2】 前記孔拡張部(9,11)が、挿入され
    た案内薄板(14,15)によって狭められているか、
    または閉鎖されている、請求項1記載のスプール弁。
  3. 【請求項3】 スプール弁ケーシングが鋳造により成形
    されており、前記孔拡張部(9,11)が、一体鋳造さ
    れた案内薄板によって狭められているか、または閉鎖さ
    れている、請求項1記載のスプール弁。
  4. 【請求項4】 前記孔拡張部(9,10)が、半径方向
    で導入されたピン(16)によって狭められているか、
    または閉鎖されている、請求項1記載のスプール弁。
  5. 【請求項5】 前記孔拡張部が、ピストンスプールの範
    囲で交差する2つの円形の切欠き(18,19)から成
    っており、該切欠きの中心軸線がピストンスプール
    (3,3a)の中心軸線に対して平行であり、流入側の
    通路の開口に向かい合って位置する、前記両切欠き(1
    8,19)の直径の交差点(S)が、ほぼピストンスプ
    ール(3,3a)の外周に位置している、請求項1記載
    のスプール弁。
JP2885793A 1992-02-20 1993-02-18 スプール弁 Pending JPH062773A (ja)

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KR20150122161A (ko) * 2013-02-19 2015-10-30 보르그워너 인코퍼레이티드 유압 슬리브를 통해 오염을 방지하는 솔레노이드 모터 벤팅 방법
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