JPH07504246A - 調整ポンプの初期圧力を調節するための装置 - Google Patents

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】

調整ポンプの初期圧力を調節するための装置本発明は、請求項１の前提概念に記 載の装置に関し、即ち、調整ポンプの初期圧力を調節するための装置、特に、例 えば濃厚物質ポンプの駆動シリンダのような液圧駆動装置のための圧力供給装置 の、高い初期圧力レベルで作動する主ポンプの初期圧力を調整するための装置に 関し、より厳密には、搬送量調整機構を有し、該搬送量調整機構が、液圧式サー ボ原動機により操作可能であり、該液圧式サーボ原動機が、搬送体積を逆方向に 変更するための駆動圧力室を圧力付勢または圧力除荷することにより駆動可能で あり、駆動圧力室の上記圧力付勢及び圧力除荷を制御するため、圧力制御される 弁が設けられ、該弁が、ポンプの初期圧力またはこれに比例する圧力で制御され て、例えばばねのような復帰要素の最小復帰力により決定される最小圧力を起点 にして、前記圧力制御される弁の制御室に伝えられる制御圧力に伴って上昇する 初期圧力を放出し、この初期圧力によりサーボ原動機の駆動圧力室を付勢可能で ある前記装置に関するものである。 この種の調節装置は既に知られており、調整ポンプの初期圧力で制御可能な弁、 例えば比例弁として構成される弁を有している。この弁は、調整ポンプの初期圧 力が上昇するに伴って、且つ弁ばねの復帰力に抗して、サーボ装置を作用させる 作用位置へ押される。この場合、圧力調節の定常状態では、調整ポンプの初期圧 力は予め設定されている弁ばねの緊張力により決定されている。この種の調節は 、体積流の調節に重畳させることができる。 体積流の調節は、調圧弁によって決定される最大レベルよりも低い圧力レベルで 、高圧ポンプの体積流が一定になるようにするためものである。しかしながらこ の種の調節の欠点は、消費装置の始動段階において、即ち消費装置の運動過程の 定常状態において比較的高い作動圧力レベルを必要とする始動段階において、圧 力の衝撃が生じることがあり、この圧力衝撃が摩耗を促進させ、またかなりの騒 音を発生させることである。なぜなら、始動段階においては、調節装置が調整ポ ンプの最大搬送体積に設定されており、且つ消費装置が始動したときに初めて最 大搬送体積が低下するからである。これと同様の事情は、消費装置または消費装 置の駆動シリンダが制止されたときに生じる。というのも、この場合も調整ポン プの初期圧力は非常に急速に、衝撃的に、圧力制限部によって与えられる値に上 昇するからである。このような問題は、特に、周期的な往復運動を実施する線形 シリンダまたは液圧式回転原動機により駆動される消費装置において著しい。 本発明の課題は、冒頭で述べた種類の調節装置を次のように構成すること、即ち 特に液圧式消費装置の始動段階において、作動圧力を穏やかに上昇させることが でき、及び（または）負荷が急激に上昇する負荷変動の際に、作動圧力を所定の 最大値まで適宜に穏やかに上昇させることができるように構成することである。 本発明は、上記課題を解決するため、復帰要素の復帰力が、制御圧力により最大 限発生可能な制御力であって、圧力制御される弁の弁ピストンに作用する制御力 のほぼ１１５０ないし１／１０に対応する値に設定されていること、圧力制御さ れる弁が、第２の制御室としての復帰室を備え、該復帰室を圧力付勢することに より、制御力とは逆方向の付加的復帰力を発生可能であり、該付加的復帰力の最 大値が、少なくともほぼ制御力の最大値に相当していること、復帰室に伝えられ る圧力が、液圧式時間遅延要素により、圧力制御される弁の制御室に伝えられる 圧力から誘導可能であることを特徴とするものである。 本発明によれば、消費装置の始動時に圧力供給装置を作動させることにより、ま ず調整ポンプの初期圧力の高い時間的上昇率を伴う圧力上昇が生じる。この圧力 上昇は、液圧式時間遅延要素にたいして特徴的な時間であって、該時間遅延要素 の構成によって決定される時間が経過した後、一定の値に達するまで行われる。 この一定の値は、時間遅延要素を介して、圧力制御される弁の付加的な復帰室に 伝えられる圧力よりも、復帰要素の復帰力に等価な圧力だけ、実際には弁ばねの 緊張力に等価な圧力だけ大きい。このような場合において、調整ポンプの初期圧 力が圧力制御される弁の制御室に伝えられることにより生じる制御力が、ばねの 緊張力と、時間遅延要素の初期圧力が復帰室に伝えられることにより生じる力と の総和よりも大きくなると、圧力制御される弁は作用位置へ切換えられ、即ちこ の作用位置では、サーボ装置が付勢されて調整ポンプの搬送効率が減少し、これ により調整ポンプの初期圧力の上昇率が低下する。この圧力上昇調節の“振動” 状態では、調節されない状態に比べて調整ポンプの初期圧力の上昇率が低下し、 より厳密には、調整ポンプの初期圧力は、時間遅延要素の構成によって決定され る時間定数（直線に近似している）と共に上昇する。この場合、このような調節 を導入してから、調整ポンプの初期圧力は、復帰要素の所定の復帰力によって生 じる圧力差だけ、圧ツノ制御される弁の復帰室に時間遅延要素を介して伝えられ る圧力よりも大きい。このことは、消費装置の作動中に消費装置が突然制止され る場合、よって調整ポンプの初期圧力が上昇する場合にも当てはまる。この場合 、調節は上昇した初期圧力レベルから行われる。 本発明による調節装置の有利な構成によれば、絞りと、この絞りを介して圧力を 蓄積可能な圧力だめとが設けられ、消費装置の作動中に絞りと圧力だめとの中間 接続部に生じる圧力は、圧力制御される弁の復帰室に伝えられる。このように構 成すると、絞りの流動抵抗と圧力だめの蓄積容量との積は、時間遅延要素の遅延 時間定数を表す量となる。時間遅延要素の遅延時間定数は、その大きさを予め設 定することによって与えられる。この場合、時間遅延要素の遅延時間定数を目的 に応じて変化させる際には、圧力だめの容量が十分大きいことを前提とし、時間 遅延要素が調整絞りとして構成されていれば特に有利である。 どのような場合でも調整ポンプの初期圧力を例えば４００パールの最大値に制限 できるためには（このことは、本発明による調節装置に設けられる、圧力制御さ れる弁の構成及び作用によってのみ可能である）、調整ポンプの高圧出口と時間 遅延要素との間に減圧器が接続されているのが有利である。この減圧器は、調整 ポンプの高圧出口が閾値に達したときを起点に、比較的高い圧力が時間遅延要素 または圧力制御される弁の復帰室へ伝えられることを阻止する。その結果、調節 装置との協働（こより、調整ポンプの最大初期圧力は、閾値圧力と復帰要素の緊 張力との総和に等価な圧力に相当する値に制限される。 複雑な液圧設備内に、調整ポンプにより圧力媒体を供給される消費装置が複数設 けられている場合、例えば周期的に反復する作動サイクルの経過にお）％て、消 費装置が異なる時点で“オン”にされ、個々の消費装置を作動させるためにわず かな時間しかない場合には、このような作動時間が経過している間に時間遅延要 素力；遮断可能であるのが有利である。このことは、最も簡単な例で１よ、時間 遅延要素の圧力だめを遮断することによって達成可能である。 この目的のために適する弁は、本発明による調節装置の有利な構成では、３ボ一 ト２位置切換弁として構成されている。３ボ一ト２位置切換弁の基本位置におｌ 、Ｎては、圧力だめが絞りと連通し、３ボ一ト２位置切換弁の切換え位置では、 圧力だめが絞りにたいして遮断されてし＼るが、圧力供給装置の無圧の備蓄容器 に接続されてしする。 これにより、備蓄容器を切換え位置で放圧させること力；できるので、次の始動 サイクルで備蓄容器を再び負荷させ、その時間遅延機能を果たさせることができ る。 消費装置の“非緩衝”制御のために、ポンプ出口と時間遅延要素との間に接続さ せる弁として適当なのは、基本位置において、調整ボ：／ブの高圧出口が時間遅 延要素に接続され、切換え位置において、調整ポンプの高圧出口が時間遅延要素 にたいして遮断され、且つ圧力制御される弁の第２の制御室と直接連通している ような弁である。 これとの組合せで好ましいのは、弁の切換え位置で調整ポンプの高圧出口が接続 される制御管と、時間遅延要素の圧力だめとの間に、弁の切換え位置で圧力だめ に圧力が蓄積されることを阻止するため、圧力だめ内の圧力よりも高い制御管内 の圧力により遮断方向へ付勢されている逆止弁が接続されていることである。 圧力制御される弁の第２の制御室と、時間遅延要素の作用個所であって、調圧弁 の第２の制御室に伝えられる圧力が作用可能な作用個所との間に、基本位置から 作用位置へ切換え可能な弁が接続されており、この弁の基本位置において５作用 個所が第２の制御室に連通し、作用位置において、第２の制御室が、作用個所に たいして遮断され、且つ圧力供給装置の無圧の備蓄容器に連通している構成を採 用すると１本発明による圧力調節装置は、圧力制御される弁の復帰ばねの緊張力 に等価な値に調整ポンプの初期圧力を制限するために利用することができる。 調整ポンプの高圧出口を遮断し、同時にポンプ出口を圧力制御される弁の第２の 制御室と直接連通させるために設けられている弁と、制御室を圧力除荷するため に利用される弁とは、それぞれ３ボ一ト２位置切換弁として構成することができ 、またはただ１つの４ボ一ト３位置切換弁として実施してもよい。或いは、上記 二つの弁を、液圧システムへの本発明の適用の仕方に応じて、圧力制御される弁 、または電気的に制御される電磁弁、これらを組み合わせて制御される弁として 構成してもよい。 圧力調節装置を消費装置の種々の作動条件に簡単に適合させることができるよう に、圧力制御される弁の復帰弁ばねの予緊張力を調整可能であるのが有利である 。 以上述べた調節機能は、圧力制御される弁が、調整ポンプの初期圧力を一定に調 節させる調圧弁として接続され、この調圧弁により調整ポンプがほぼ一定の初期 圧力に調節可能である場合も、また圧力制御される弁が、調整ポンプの初期体積 流量を一定に調節させる体積流調節弁として接続され、この体積流調節弁により 調整ポンプがほぼ一定の初期体積流量値に調節可能である場合も、得られる。 次に、本発明の他の特徴及び詳細を、添付の図面に図示した実施例に関して説明 する。 図１は　調整ポンプとして構成された高圧ポンプと、るための本発明による圧力 調節装置とを備えた圧力供給装置の液圧回路図、 図２３は　調整ポンプの搬送体積を調整するために設けられた調整シリンダを駆 動制御するために図１の圧力調節装置に使用される調圧弁の縦断面図、 図２ｂは　図２８の調圧弁の変形例であって、復帰ばねの緊張力を調整可能な調 圧弁の縦断面図、図３は　図１の圧力調節装置の作用を説明するためのグラフ、 図４は　圧力供給装置の変形例の液圧回路図であって、圧力供給装置の高圧ポン プのための、本発明にしたがって負荷に応じて作動する初期圧力調節部と、調圧 装置と協働して圧力調節部を一時的に遮断し、ポンプの初期圧力を制限するため の作用制御弁とを備えた圧力供給装置の変形例の液圧回路図、図４ａと 図４ｂは　それぞれ本発明による圧力調節装置の範囲内で適用可能な作用制御弁 の実施例を示す図、 図５は　本発明による圧力調節装置の変形例であって、圧力制御される弁として 体積流調節弁が利用され、この体積流調節弁により調整ポンプをほぼ一定の初期 体積流量に調節可能な圧力調節装置の変形例の図１及び図４に対応する図、 である。 図１に図示した圧力供給装置１０は、例えばリニアシリンダとして構成される液 圧原動機が往復運動を行うような液圧消費装置に使用されることを想定している 。往復運動は、できるだけ一定の行程速度で行われる必要がある。その際、この 種の駆動シリンダの始動時に、及び（または）運動方向に転換時に、急速な圧力 上昇として生じるピストンの圧力衝撃を、必要な場合には緩衝させて、摩耗及び （または）騒音の発生を抑える必要がある。 このような要求は、濃厚物質ポンプにおいて通常要求されるものであり、特に駆 動シリンダが４００パール以下の高圧で作動するコンクリートポンプにおいては 典型的な要求である。 圧力供給装置１０の中心的な機能要素は、一定の初期圧力に調節可能な、または 圧力媒体初期体積流を一定に調節可能な調整ポンプ１１である。調整ポンプ１１ は、説明のために、回転駆動可能な回動円板型スラストピストンポンプを前提と している。回動円板型スラストピストンポンプにおいては、図示していないシリ ンダプロッりの１回転による搬送量は、スラストポンプピストンの中心軸線の方 向にたいする、図１で矢印１２で示した回動円板の調整角を変化させることによ −１ゼロと最大値Ｑ、、、、の間で可変である。二の場合、搬送体積ゼロに対応 する、破線で示した回動円板１２の位置は、該回動円板１２の面がポンプ】】の 図示していないスラストピストンポンプ要素の中心軸線にたいして直角に延びる ような位置である。 図示した実施例では　このような回動円板１２の調整のために、サーボ装置１３ として線形差動シリンダが設置フられている。この線形差動シリンダのピストン １４には、回動円板１２が、差動シリンダのケーシングの片側から走出するピス トン棒１６を介して連結されている。 このサーボ装置１３の配置は、そのビス）・ン１４の底部付近での位置により、 ポンプ１１の最大搬送体積に相当する回動円板１２の位置が関係づ）プられてい るように、且つピストン棒１Ｇが差動シリンダ１３のケーシングから最も突出し 、た位置がポンプの搬送体積ゼロに関係づけられる回動ビスＩ・ンの位置に（１ ］当するように選定されている。差動シリンダ１３の、ピストン棒を同軸に取り 囲んでいる渦巻きばね１７により、差動シリンダ】３のピストンがその底部１１ 近の終端位置へ押され、その結果始動時にポンプ１１がまず最大搬送量に設定さ れる１、ピストン１４の可能な種々の位置で渦巻きばね１７によりもたらされる 復帰力は、底部付近の駆動室１８の圧力付勢により、及び（または）差動シリン ダ１３のピストン棒側の駆動室１９の圧ノＪ付勢により発生可能な、ピストン】 ４に作用する力に比べて、無視できるものとみなす。 調整ポンプ１１の初期圧力を調節するための装置２０の範囲内には、例えば比例 弁として構成される調圧弁２１が設けられている。図２８には、この調圧弁２１ の構成が詳細に図示されている。 この調圧弁２１は、圧力制御されるスライド弁として構成されでいる。このスラ イド弁は、その機能によれば、３ボ一ト２位置切換弁である。ばねで心合わせさ れる基本位置Ｏにおいでは、サーボ装置シリンダ１３の底部側の駆動室１８が圧 力のない、即ち大気圧にある備蓄容器２３と連通１７、調整ポンプ１１の高圧出 口２４にたいして遮断されている。基本位置Ｏにたいして二者択一的な作動位置 Ｉにおいては、差動シリンダ１３の底部側の駆動室１８は圧力供給装置１０の備 蓄容器２３にたいして遮断されており、そのかわり、調圧弁２１の貫流ルート２ ６を介して調整ポンプ１１の高圧出口２４と連通している。高圧出口２４には、 サーボ装置として設けられた差動シリンダ】３のピストン棒側の駆動室１９も継 続的に接続されている。 調圧弁２】は、第１の制御室２７を有してし）る。この第１の制御室２７も同様 に調整ポンプ】１の高Ｊ王ｉＢ口２４に継続的に接続されている。制御室２７を 調整４でンブ１１の高圧出口２４で圧力付勢することにより、図１で３／２・切 換え記号で表された弁ピストン２８ｉこたし１して、この弁ピストン２８をその 作動位置Ｉに付勢するｔｔＪＩ御力に、が作用する。この制御力Ｋｌの大きさは 、（よＩｆ積ＰＡ（ｔ）　・ｆによって与えられる。この場合ＰＡ（ｔ）は、調 整ポンプ１１の初期圧力のモーメント値であ１、ｆは、第１の制御室２７の軸方 向に移動可能な片側の画成部を形成している弁ピストン２８のピストン端部フラ ンジ２９の横断面積である。 さらに調圧弁２１は、第２の制御室３１を有してし）る。 この第２の制御室３１を圧力により付勢することにより、調圧弁２１の弁ばね３ ２によって継続的に生じる復帰力と同方向に向けられ、この復帰力に加算される 付加復帰力Ｉ（。を弁ピストン２８に作用させることができる。この付加復帰力 Ｋ。により弁ピストン２８は、調圧弁２１の作動位置０に対応する終端位置のほ うへ押される。 上記付加復帰力Ｋ。の値は、積Ｐａ　（ｔ）　・ｆによって与えられる。この場 合Ｐａ　（ｔ）は、第２の制御室３１に導入される圧ツノのモーメント値であり 、ｆは、第２の制御室３】の軸方向に移動可能な片側の画成部を形成している制 御ピストン要素３３の横断面積である。制御ピストン要素３３の有効横断面積ｆ は、第１の制御室２７の軸方向に移動可能な画成部を形成しているピストン端部 フランジ２９の横断面積に等しいものとする。 圧力調節装置２０の範囲内には、圧力だめ３４も設けられている。圧力だめ３４ は、調整ポンプ１１により体積流調整機構１例えば調整絞り３６を介して圧力を 蓄積させることができる。この、蓄積される圧力の最大値Ｐ７．．は１図示した 特殊な実施例の場合に調整絞り３６と調整ポンプ】１の高圧出口２４との間で切 換えられる減圧器または制限器３７によって調整可能に与えられる。 調整絞り３６ど圧力だめ３４の間の中央接続部３８の圧ｆ＞Ｐａ　（ｔ）は、制 御管３９を介して調圧弁２１の第２の制御室３１に伝えられる。 中央接続部３８と圧力だめ３４の間には、周期的に制御可能で、３ボ一ト２位置 切換弁として構成された遅延制御弁４１が接続されている。遅延制御弁４１は、 ばねで心合わせされ乙基本位置Ｏを有している。この基本位置０で圧力だめ３４ は、この基本位置で開口している貫流ルート４２を介して中央接続部４２に連通 しており、よって調整絞り３６と減圧器３７とを介して調整ポンプ】１の高圧出 口２４に連通している。そして作動位置１では、圧力だめ３４は中央接続部３８ にたいして遮断されている。しかしそのかわり、作動位置Ｉで開口している貫流 ルート４３を介して、圧力供給装置１０の圧力のない備蓄容器２３と連通してい る。 ここで“周期的に制御可能”であるということは、遅延制御弁４１が、圧力供給 装置１０に接続されている消費装置の種々の作動段階と適当に同期して両作動位 置０と１の間で切り替えられ、これにより、調整ポンプ１１の圧力出口２４で、 消費装置の作動に好ましい所望の低い圧力上昇率または高い圧力上昇率を設定で きるということを意味している。 図１に図示した実施例では、遅延制御弁４１は、圧力制御される弁として構成さ れている。この弁は、制御室４４に伝えられる圧力衝撃を継続させるために、圧 力だめ３４を備蓄容器２３と連通させる作動位置Ｉへ切り替えられる。この場合 、この圧力衝撃は、車路弁または逆止弁として構成される液圧終端位置検出器４ ６によって発生し、この圧力衝撃が適用されるのは次のような場合であり、即ち 消費装置、例えば管転轍切換え式の２シリンダ・濃厚物質ポンプの液圧駆動シリ ンダ４８の駆動ピストン４７が図示した終端位置のすぐ近くに達し、この位置で 、この駆動シリンダ４８によって駆動される濃厚物質ポンプの搬送シリンダの搬 送行程が終了する場合であり、一方前記圧力衝撃が再び低下する場合は次のよう な場合であり、即ち駆動シーリング４８の圧力作用を底部側の圧力作用からピス トン棒側の圧力作用へ切り替えた後、即ち駆動シリンダ４８によって駆動される 搬送シリンダを搬送作動へ切り替えた後、駆動ピストン４７が図示した終端位置 から再び復帰し、これにより、液圧終端位置検出器４６の制御入力部４９と参照 入力部５１とが再び同一の圧力レベルであって、駆動シリンダ４８のピストン棒 側の駆動圧力室５２内の圧力レベルに達し、底部側の駆動圧力室５３が圧力軽減 されたときに駆動シリンダ４８のピストン４７が再びその底部側の終端位置へ移 動する場合である。なお、ピストン４７のこの終端位置を検知するため、他の終 端位置検出器を設けてもよい。 この終端位置検出器は、終端位置へ達したときに圧力出力信号を発し、この信号 により遅延制御弁４１を対応的に制御可能である。 以上の構成をもつ圧力供給装置は１図１において調整ポンプ１１の高圧出口２４ と圧力供給装置１０の備蓄容器２３の間で切換えられる流動抵抗器５４により代 表される消費装置の典型的な作動状況においては、例えば次のように作動する。 １、始動段階 始動状態では、調整ポンプ１１をオンすることにより、作動されるが、この始動 状態の前提は、減圧器３７が所定の圧ツノ上限値Ｐ　ａ　ｍ　＊　ｓ、例えば２ ００バールに設定されていること、圧力だめ３４が最小圧力に設定され、例えば 完全に除荷されていること、調整絞り３６が、圧力だめ３４にたいする構成との 組合せで所望の遅延時間でか得られるような流動抵抗に設定されていることであ る。 上記所望の遅延時間τにより、調整絞り３６と圧力だめ３４の間の中央接続部３ ８に生じる圧力Ｐａ（ｔ）（この圧力は、制御管３９を介して調圧弁２１の第２ の制御室３１に伝えられる）は、調整ポンプ１１をオンした後に該調整ポンプ１ １の高圧出口３４に生じる初期圧力ｐＡ（ｔ＞にたいして時間的に遅延している 。さらに、始動状態の前提は、消費装置としての濃厚物質ポンプの搬送シリンダ が充填され、その結果ポンプの始動時に、被搬送物による慣性力及び摩擦力が作 用することである。 制御室２７と３１が圧力除荷されている場合、調圧弁２１は、弁ばね３２の緊張 力により、基本位置０にある。 この場合弁ばね３２の緊張力は、例えば２０バールの制御圧力に等しいように設 定され、即ち調整ポンプ１１の最大初期圧力ＰＡのほぼ１／２０ないし１／１０ である。 調圧弁２１の基本位置Ｏにおいて解放されている貫流ルート５６を介して、サー ボ装置１３の底部側の駆動室１８が圧力除荷され、その結果調整ポンプ１１はサ ーボ装置１３の復帰ばね１７の作用により、最大体積流による作動状態になる。 この初期状態において、調整ポンプ１１が例えば時点ｔｏでオンにされると、調 整ポンプ１１が最大体積流で作動し、一方初期圧力はポンプ駆動シリンダ４８を 始動させるには当初十分ではないので、非常に急速に圧力上昇が生じる。この圧 力上昇を、図３のグラフにおいて、全体を５８で示したｐＡ（ｔ）変化曲線の急 傾斜のカーブ５７で示した。ｐＡ（ｔ）変化曲線は、調整ポンプ１１の高圧出口 ２４での圧力ＰＡ（ｔ）の経時変化を定量的に表している。この圧力上昇には、 調整絞り３６と圧力だめ３４によって形成される時間遅延要素の中央接続部３８ に作用可能な圧力Ｐａ　（ｔ）の“より緩速な”圧力上昇が伴う。圧力Ｐａ　（ ｔ＞の時間変化は、図３のグラフにおいて定量的にＰａ　（ｔ＞変化曲線５９に よって示されている。 時点ｔ１において、調整ポンプ１１の高圧出口２４に供給される初期圧力ＰＡ（ ｔ）であって、調圧弁２１の第１の制御室２７に伝えられる初期圧力ＰＡ（ｔ） と、この初期圧力に比べてより緩速に上昇し、時間遅延要素３６．３４の中央接 続部３８に作用し且つ調圧弁２１の第２の制御室３１に伝えられる圧力Ｐａ　（ ｔ）との間に差が生じ、この圧力の差が調圧弁２１の弁ばね３２の緊張力に等し いような値に達すると、調圧弁２１は作用位置Ｉに押され、この位置で貫流ルー ト２６を介して調整ポンプ１１の初期圧力Ｐａ　（ｔ）はサーボ装置１３の底部 側の駆動室１８へ伝えられ、これによりサーボ装置１３は体積流が減少するよう に制御され、調整ポンプ１１を調整させる。 時点ｔ１から有効になる調節により、この調節の“振動する”　（定常）状態に おいて、時間的な上昇率ΔｐＡ（ｔ）／Δｔは、即ちＰＡ（ｔ）曲線５８の上昇 率は、時点ｔ、につづく時間の間に、時点ｔ。と時点

【１の間の初期範囲６１で のＰａ　（ｔ）変化曲線の上昇率ΔＰａ（ｔ）／Δｔに高々相当しているような 値、よって始動直後（時点ｔ。と時点ｔ１の間におけるｐＡ（ｔ）曲線５８の最 初の上昇カーブ５７によって表されている）におｔｌる調整ポンプ１１の初期圧 力ｐＡ（ｔ）の圧力上昇率よりもかなり低い値に低下する。この場合調整ポンプ １１の初期圧力ＰＡ（ｔ）は、時間遅延要素３６．３４の作用位置３８における 圧力よりも、調圧弁２１の弁ばね３２の緊張力に相当する圧力差（例えば２０バ ール）だけ常に大きい。なお、時間遅延要素３６．３４の作用位置３８における 圧力は、各時点において圧力だめ３４に作用する圧力に相当している。 このように、圧ノＪだめ３４を目的に応じて構成し、且つ調整絞り３６の流動抵 抗を調整することにより、圧利よ供給装置１０により供給される液圧消費装置の “穏やかな”始動が可能になり望ましい。 ■、消費装置の周期的作動段階 駆動シリンダ４８のピストン４７の各終端位置において各液圧終端位置検出器４ ６の圧力パルス出力信号によって発生する遅延制御弁４１の切換えにより、よっ てこれに対応して圧力だめ３４が放圧されることにより、駆動シリンダ４８のピ ストン４７の運動方向が逆転した直後に、前述した始動段階と同様の条件が得ら れる。この場合圧力だめ３４は放圧されるが、調整ポンプ１１を穏やかに始動さ せる調節装置２０は作動していない。この時間は１例えば管転轍切換え式２シリ ンダ農密物質ポンプの場合には、管転轍のための駆動シリンダの駆動制御のため に用いられる。なぜなら、この切換え過程は非常に迅速に行う必要があり、よっ てこのような切換え過程の遅延は、穏やかな始動のためにも不必要だからである 。 ■、制動負荷段階 圧力供給装置１０の定常的な作動状態において、即ち調整ポンプ１１の初期圧力 が一定であるような負荷５４の作動段階であって、同様に負荷５４の初期体積流 と圧力だめ３４に蓄積される圧力とが調整ポンプ１１の初期圧力に相当している ような作動段階において、例えば農密物質ポンプまたはその駆動シリンダの制動 により急激に負荷が上昇すると、調整ポンプ１１の高圧出口２４における圧力が 時間遅延要素３６．３４の中央接続部３８での圧ツノよりも急速に上昇するので 、調圧弁２１が応答して、調整ポンプ１１の搬送体積が低下する。この時点での 調整ポンプ１１の初期圧力は、始動状況に応じて“緩速に”調節されて、次のよ うな上限値まで上昇する。 即ち、圧力低減器３７に設定された限界値Ｐａｍ１ｔよりも。 弁ばね３２の緊張力に等しい圧力差だけ高いような上限値まで上昇する。 圧力供給装置１０（これを多面的に使用するためには圧力調節装置２０と組み合 わせるのが合目的である）の他の構成を説明するために、図４を参照する。 図１と図４に図示した圧力供給装置１０と１０′の構成要素及び作用要素には同 一の符号を付したので、図４に図示した実施例の構成要素及び作用要素に関して は、図１を用いて説明した構成要素及び作用要素を指摘するにとどめる。 図４に図示した圧力供給装置１０°では、圧力調節装置２０′の範囲内に、体積 流調節弁６１が付加的に設けられている。この体積流調節弁６１を用いると、調 整ポンプ１１の初期体積流を、消費装置５４を作動させるために必要な（はぼ一 定の）値に調節することができる。 この値は、目標値設定要素６２を設定することにより予め設定することができる 。 目標値設定要素６２は、調整絞りとして構成されている。この調整絞りは、調整 ポンプ１１の高圧出口２４と、圧力供給装置１０′に接続されている消費装置５ ４との間に接続されている。消費装置５４の作動時に、該消費装置５４の作動圧 力供給接続部６３と調整ポンプ１１の高圧出口２４の間に生じる圧力差は、この 圧力差を検知することによって検出される、調整絞り６２によって押し出された 体積流を正確に表す量である。 体積流調節弁６１は、構造的に調圧弁２１に対応しており、圧力制御される３ボ ート２位置切換え比例弁として構成されている。この３ボート２位置切換え比例 弁は、第１の制御室６４と第２の制御室６６とを有している。 これらの制御室を圧力で付勢することにより、互いに逆方向に向けられている制 御力と復帰力とを、３ボート２位置切換え弁符号６７によって表されている弁ピ ストンに作用させることができる。ここでも制御室６４と６６は、両制御室を同 じ大きさの圧力で付勢したときに、これにより弁ピストン６７に作用する力が補 償されるように構成されている。 体積流調節弁６１の第１の制御室６４は、制御管６８を介して調整ポンプ１１の 高圧出口２４に接続されている。体積流調節弁６１の第２の制御室６６は、他の 制御管６９を介して消費装置５４の供給接続部６３に接続されている。 緊張力を調整可能な弁ばね７１により、且つ体積流調節弁６１の第２の制御室６ ６を圧力で付勢することにより、体積流調節弁６１はその基本位置へ押される。 一方、調節ポンプ１１の高い初期圧力ＰＡ（ｔ）で第１の制御室６４を圧力付勢 することにより生じる調整力は、体積流調節弁６１の弁ピストン６７を作用位置 Ｉへ押す。 体積流調節弁６１は、その基本位置０において開口する貫流ルート７２と、作用 位置■において解放される貫流ルート７３とを有している。もし、同時に調圧弁 ２１が基本位置０にあると、貫流ルート７２を介して、調整駆動シリンダ１３の 底部側の駆動室１８が圧力供給装置の無圧の備蓄容器２３に連通し、同様に調圧 弁２１が基本位置０にあるときには、貫流ルート７３を介して、調整ポンプ１１ の高圧出口２４から送られる初期圧力が調整駆動シリンダ１３の底部側の駆動室 １８に伝えられる。 初期圧力により、調整ポンプ１１の搬送体積を減少させるために調整駆動シリン ダ１３が駆動される。 目標値設定要素６２を介して生じる圧力差が、体積流調節弁６１の弁ばね７１の 緊張力によって予め与えられている値よりも大きくなると、調整ポンプ１１の初 期体積流が減少する。前記圧力−差が、弁ばね７１の緊張力によって決定される 値（典型的な値は２０バールである）よりも小さくなると、調整ポンプ１１の初 期体積流は再び増大する。 調整ポンプ１１の高圧出口２４に急速に発生する圧力をいわば緩衝する時間遅延 要素３６．３４の作用を一時的に遮断することができるように、例えば図示して いない他の液圧消費装置を時間遅延なく制御できるように、図４の実施例では１ 作用制御弁７４が設けられている。 作用制御弁７４は、減圧器３７と時間遅延要素３６．３４の間に接続されている 。 この作用制御弁７４は３ボ一ト２位置切換弁として構成され、ばねで心合わせさ れる基本位置０を有している。 この基本位置で、減圧器３７の圧力でぐち７６が作用制御弁７４の貫流ルート７ ７を介して時間遅延要素３６゜３４の調整絞り３６と連通ずる。しかし作用制御 弁７４の第２の出口接続部７８にたいして遮断されている。第２の出口接続部７ ８は、バイパス管７９を介して制御管３９に連通している。バイパス管７９を介 して、圧力が調圧弁２１の第２の制御室３１に伝えられる。この作用制御弁７４ は、液圧により、及び（または）電気的に作用位置Ｉへ切換え可能である。この 作用位置において、減圧器３７の圧力出口アロは時間遅延要素３６．３４の調整 絞り３６にたいして遮断されている。しかしバイパス管７９とは連通している。 時間遅延要素３６．３４の中央接続部３８とバイパス管７９、または調圧弁２１ の第２の制御室３１に通じている制御管３９との間には、逆止弁８１が接続され ている。逆止弁８１は、時間遅延要素３６．３４の中央接続部３８での圧力より も高いバイパス管７９または制御管３９内の圧力により遮断位置で保持され、制 御管３９内の圧力よりも高い中央接続部３８での圧力により開弁方向へ付勢され る。この逆止弁８１により、作用制御弁７４の作用位置Ｉにおいて圧力媒体が圧 力だめ３４によって受容されることを防止するとともに、圧力媒体が直接調圧弁 ２１の第２の制御室３１へ誘導されて、調圧弁２１を確実にその基本位置０で保 持させる用を成す。この基本位置０では、調整シリンダ１３の底部側の駆動室１ ８は圧力除荷されており、よって調整ポンプ１１は最大搬送量に設定されている 。 さらに、図４の圧力調節装置２０′の範囲には、３ボート２位置切換え電磁弁と して図示された除荷弁８２が設けられている。この除荷弁８２は基本位置０を有 し、この基本位置では、調圧弁２１の第２の制御室３１に逆止弁８１を介して、 或いは直接に制御圧力を伝えることができる。或いは、制御信号による制御磁石 ８３の制御の際に占める作用位置Ｉは、次のような貫流位置を有し、即ちこの貫 流位置では、調圧弁２１の制御室３１は圧力供給装置１０′の無圧の備蓄容器２ ３と連通し、一方逆止弁８１に接続されている、または直接に遅延時間要素３６ ．３４の中央接続部３８に接続されている制御管３９にたいしては遮断されてい る。 除荷弁８２の上記励起位置では、調整ポンプ１１の初期圧力は、実際には、調圧 弁２１の場合によっては調整可能な弁ばね３２の緊張力に等しいような低い値で ある。 除荷弁８２は、特に、消費装置を制動したときに圧力供給装置１０′を過負荷に たいして保護するために適している。 図４の実施例において作用弁及び除荷弁として設けられている二つの３ボ一ト２ 位置切換弁７４と８２の代わりに、図４８と図４ｂの変形回路に図示したように 、それぞれ１つの４ボ一ト３位置切換弁８４（図４ａ）または８４°　（図４ｂ ）を、図４に図示したような調節装置２０’の範囲内に設けてもよい。 図４ａの４ボ一ト３位置切換弁８４は、もっばら電気的に制御可能な電磁弁とし て構成され、異なる制御電流ｒ＋（例えば３Ａ）及びＩｎ（例えば６Ａ）の制御 信号により、ばねで心合わせされる基本位置０から作用位置Ｉへ、及び作用位置 ■へ切換え可能である。基本位置０においては、調整ポンプ１１の初期圧力の上 昇遅延調節が可能であり１作用位置Ｉにおいでは、この調節はいわば遮断されて おり１作用位置■では、調圧弁２１の第２の制御室３１−通じている制御管３９ が備蓄容器２３に接続され５これにより、調整ポンプ１１の初期圧力は、調圧弁 ２］の弁ばね３２の緊張力に等しい低いレベル（例えば２０バール）へ制限され る。 図４ａの４ボ一ト３位置切換弁８４では、ただ１つの弁ばね８４だけが設けられ 、その増大する復帰力に抗して−Ｉｔ−８４をその作用位置Ｉ及び■へ制御しな ければならず、その際この弁８４の基本位置は“エツジ位置”であったが、図４ ｂに図示した４ボ一ト３位置切換弁８４゛では、互いに逆の方向へ作用する二つ の弁ばね８６゛。 ８６″が設けられている。弁ばね８６’、８６°′は、この・１ボー　ト３位置 切換弁８４”の弁ピストンを中央位置に心合わせする。この中央心合わせ位置が 基本位置Ｏである。従って二つの制御磁石８７と８８が設けられている１、これ らの制御磁石を選択的に制御することにより、４ボ一ト３位置切換弁８４′を作 用位置Ｉまたは■へ制御可能である。作用位置Ｉまたは■は、図４ａの電磁石８ ４の作用位置ＩまたはＨに作用的に対応している。これと異なるのは、図４ｂに 図示した４ボ一ト３位置切換弁８４°は直接基本位置Ｏから作用位置■へ切り換 えることができ、この場合作用位置Ｉを“通過する”必要がないことである。二 者択一的に、または制御磁石８７（その励磁により図４ｂの４ボ一ト３位置切換 弁８４′を作用位置■へ切換え可能である）に加えて、制御室８９として図示し た液圧制御装置を設置′Ｊてもよい。例えば遅延制御弁４１の液圧制御ど同時に 行われる制御室８９の圧力付勢により、４ボ一ト３位置切換弁８４′を作用位置 Ｉへ切換え可能である。 図４ａと図４ｂに図示しまた他の構成要素が、図１と図４に関して説明した構成 要素と同一であるかぎりにおいては、両者は同一の構成でおり、且つ同一の作用 を有し、よって図１と図４に基づいて行った説明を指摘するにとどめる。 次に、図２ｂを用いて、圧力調節装置２０または２０′の範囲に設けられた調圧 弁２１の特殊な構成について述べると、この調圧弁２１では、調整ポンプ１１の 初期圧力の最小値を決定する弁ばね３２の緊張力は、調整可能である。 ３ボ一ト２位置切換弁として象徴的に図示した弁ピストン２８を調圧弁２１の基 本位置Ｏへ押す弁ばね３２は、調圧弁２１中心縦軸線９１に沿って見て、弁ピス トン２８の突き棒状の突出部９３に軸線方向において係合する第１の支持皿９２ と、第２の支持皿９４との間に軸線方向において調節されている。第２の支持皿 ９４は、弁ばね３２とは逆の側に制御ピストン突出部９６を有している。この制 御ピストン突出部９６により、第２の支持皿９４は、弁ケース９８にねじ込み可 能な制御ケース部分９９の軸線方向の穴９７内で気密に且つ移動可能に案内され ている。 この軸線方向の穴９７内では、制御ピストン要素１０１が圧力の漏れがないよう に移動可能に案内されている。 制御ピストン要素】０１は、細い突き棒状の突出部１０２（その直径は軸線方向 の制御ケース穴９７の直径よりも小さい）によって、第２のばね支持皿９４の制 御ピストン突出部９６で軸線方向において支持されている。第２の支持皿９４の 制御ピストン突出部９６と制御ピストン要素１０１の密封フランジ１０３との間 で軸線方向に延びている空間１０４により、軸線方向に第２の制御室３１が形成 されている。弁ばね３２の緊張力は、調整ねじ１０６によって調整可能である。 調整ねじ１０６は、制御ケース部分９９のねじ部分１０７にねじ込み可能に案内 されており、軸線方向の突き棒状の突出部１０８を介して制御ピストン要素１０ １で支持されている。 制御ピストン突出部９６、制御ピストン要素１０１及びねじ部分１０７の軸線方 向に開ける案内長さと、制御管３９が接続されている制御室接続ダクト１０９の 配置は、次のように互いに同調しており、即ち移動可能な構成要素の可能な行程 の範囲内で常に制御室接続ダクトが制御室３１に通じることにより、ばね緊張力 を最大限変化させることができるように同調している。 次に、図５を用いて他の実施例を説明するが、この実施例は構造的に、また作用 的にも図４の実施例に十分対応している。 図５に図示した圧力供給装置１０“′の構成要素及び作用要素が図４に図示した 圧力供給要素１０゛と同一の符号を有しているかぎりにおいては、図４の説明を 指摘するにとどめる。従って、圧力供給装置１０゛′とその圧力調節装置２０″ の説明は、図４の実施例と異なる点だけを説明することにする。以下に、その相 違点を説明する。 時間遅延制御弁４４との組合せで調整絞り３６と圧力だめ３４により形成される 時間遅延要素に伝えられる圧力は、作動圧力供給接続部６３において低下する。 作動圧力供給接続部６３は、消費装置５４と調整ポンプ１１の高圧出口２４の間 に目標値設定要素６２として接続されている調整絞りと消費装置５４との中間接 続部である。 調整絞りは、体積流調節弁６１による流動調節用の体積流上ンサとして設けられ ている。体積流調節弁６１は、図５の実施例の場合、例えば調整ポンプ１１の始 動時に圧力を調節するために利用される。従って、調整絞り３６と圧力だめ３４ の間の中間接続部３８に生じる圧力Ｐａ　（ｔ）は、制御管３９を介して体積流 調節弁６１の第２の制御室６６に伝えられる。その結果、調整ポンプの高い初期 圧力ｐＡ（ｔ）による体積流調節弁６１の第１の制御室６４の圧力付勢から生じ る、体積流調節弁６１の弁ピストン６７をその基本位置Ｉへ押す調整力に反作用 を及ぼす復帰力は、復帰ばね７１によって生じる復帰力と、初期圧力ＰＡ（ｔ） にたいして時間的に遅延している初期圧力Ｐａ　（ｔ）による第２の制御室６６ の圧力付勢により生じる復帰力との総和に対応している。 調圧弁２１には、該調圧弁をその基本位置Ｏへ押す復帰要素として、弁ばね３２ だけが設けられている。弁ばね３２の緊張力は調整可能である。調圧弁２１の典 型的な構成では、弁ばね３２の緊張力を、５０バールと４００バールの間の圧力 に等価値の値に調整可能である。一方、体積流調節弁６１の典型的な構成では、 弁ばね７１の緊張力は、１０バールと３０バールの間の圧力に等価値の値に調整 可能である。図５の圧力供給装置１０″の作用は、消費装置の始動段階、周期的 な作動段階、及び制止負荷段階時の特性にかんして図１及び図４の圧力供給装置 １０と１０′のそれに完全に同一である。 圧力供給装置１０″では、図１及び図４の圧力供給装置１０１０’の減圧器３７ に対応するような、その機能のために特に構成された構成要素を設ける必要はな い。 ｒ　１ 国捺調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．調整ポンプの初期圧力を調節するための装置、特に、例えば濃厚物質ポンプ の駆動シリンダのような液圧駆動装置のための圧力供給装置の、高い初期圧力レ ベルで作動する主ポンプの初期圧力を調整するための装置であって、搬送量調整 機構を有し、該搬送量調整機構が、液圧式サーボ原動機により操作可能であり、 該液圧式サーボ原動機が、搬送体積を逆方向に変更するための駆動圧力室を圧力 付勢または圧力除荷することにより駆動可能であり、駆動圧力室の上記圧力付勢 及び圧力除荷を制御するため、圧力制御される弁が設けられ、該弁が、ポンプの 初期圧力またはこれに比例する圧力で制御されて、例えばばねのような復帰要素 の最小復帰力により決定される最小圧力を起点にして、前記圧力制御される弁の 制御室に伝えられる制御圧力に伴って上昇する初期圧力を放出し、この初期圧力 によりサーボ原動機の駆動圧力室を付勢可能である前記装置において、復帰要素 （３２，７１）の復帰力が、制御圧力により最大限発生可能な制御カであって、 圧力制御される弁（２１，６１）の弁ピストン（２８，６７）に作用する制御力 のほぼ１／５０ないし１／１０に対応する値に設定されていること、圧力制御さ れる弁（２１，６１）が、第２の制御室としての復帰室（３１，６６）を備え、 該復帰室を圧力付勢することにより、制御力とは逆方向の付加的復帰力を発生可 能であり、該付加的復帰力の最大値が、少なくともほぼ制御力の最大値に相当し ていること、復帰室（３１，６６）に伝えられる圧力が、液圧式時間遅延要素（ ３６．３４）により、圧力制御される弁（２１）の制御室（３１，６６）に伝え られる圧力から誘導可能であることを特徴とする装置。 ２．時間遅延要素として、絞り（３６）と、この絞り（３６）を介して圧力を蓄 質可能な圧力だめ（３４）とが設けられ、絞り（３６）と圧力だめ（３４）との 中間接続部（３８）に、圧力制御される弁（２１，６１）の第２の制御室（３１ ，６６）が接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 ３．絞り（３６）が調整絞りとして構成されていることを特赦とする、請求項２ に記載の装置。 ４．減圧器（３７）が圧力制限要素として設けられ、該圧力制限要素が、高圧ポ ンプ（１１）の初期圧力を、調整可能な値に制限することを特徴とする、請求項 １から３までのいずれか１つに記載の装置。 ５．時間遅延要素（３６，３４）が遮断可能であることを特徴とする、請求項１ から４までのいずれか１つに記載の装置。 ６．圧力だめ（３４）が、絞り（３６）にたいして遮断可能であることを特徴と する、請求項５に記載の装置。 ７．圧力だめ（３４）を遮断するために設けられている遅延制御弁（４１）が３ ボート２位置切換弁として構成され、該３ボート２位置切換弁の基本位置におい て圧力だめ（３４）が絞り（３６）と連通し、３ポート２位置切換弁の切換え位 置で、圧力だめ（３４）が絞り（３６）にたいして遮断可能であり、且つ圧力供 給装置（１０；１０′；１０′′）の備蓄容器（２３）に接続されていることを 特徴とする、請求項６に記載の装置。 ８．調整ポンプ（１１）の高圧出口（２４）と時間遅延要素（３６，３４）の間 に弁（７４；８４；８４′）が設けられ、この弁が、基本位置（０）と切換え位 置（Ｉ）とを有し、基本位置（０）において，調整ポンプ（１１）の高圧出口（ ２４）が時間遅延要素（３６，３４）に接続され、切換え位置（Ｉ）において、 調整ポンプ（１１）の高圧出口（２４）が時間遅延要素（３６，３４）にたいし て遮断され、且つ圧力制御される弁（２１，６１）の第２の制御室（３１，６６ ）と直接連通していることを特徴とする、請求項５から７までのいずれか１つに 記載の装置。 ９．作用制御弁（７４；８４；８４′）の切換え位置（Ｉ）で調整ポンプ（１１ ）の高圧出口（２４）が接続される制御管（３９）と、時間遅延要素（３６，３ ４）の圧力だめ（３４）との間に、圧力だめ（３４）内の圧力よりも高い制御管 （３９）内の圧力により遮断方向へ付勢されている逆止弁（８１）が接続されて いることを特徴とする、請求項８に記載の装置。 １０．圧力制御される弁（２１，６１）の第２の制御室（３１，６６）と、時間 遅延要素（３６，３４）の作用個所（３８；３８，８１）であって、調圧弁（２ １）の第２の制御室（３１）に伝えられる圧力が作用可能な作用個所（３８；３ ８，８１）との間に、基本位置（０）から作用位置へ切換え可能な弁（８２；８ ４；８４′）が接続されており、基本位置（０）において、作用個所（３８；３ ８，８１）が第２の制御室（３１；６６）に連通し、作用位置において、第２の 制御室（３１；６６）が、作用個所（３８）にたいして遮断され、且つ圧力供給 装置（１０；１０′）の無圧の備蓄容器（２３）に連通していることを特徴とす る、請求項５から９までのいずれか１つに記載の装置。 １１．圧力制御される弁（２１，６１）の弁ばね（３２，７１）の予緊張力を調 整可能であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１つに記載の 装置。 １２．圧力制御される弁（６１）が、調整ポンプ（１１）の初期圧力を一定に調 節させる調圧弁として接続されていることを特徴とする、請求項１から１１まで のいずれか１つに記載の装置。 １３．圧力制御される弁（６１）が、調整ポンプ（１１）の初期体積流量を一定 に調節させる体積流調節弁として接続されていることを特徴とする、請求項１か ら１１までのいずれか１つに記載の装置。