(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジング（１２）内に配置された、複数の流体接続端（Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ）を制御するための弁ピストン（１６−２２）を有し、
少なくとも１つの操作装置によって弁ピストン（１６−２２）の、弁ハウジング（１２）内のそれぞれの位置が変化可能であり、かつ
流体接続端（Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ）が弁ピストン（１６−２２）の位置に従って交互に互いに接続され、あるいは互いから分離される、方向ポペット弁（１０）において、
弁ピストン（１６−２２）が弁ハウジング（１２）内で、少なくとも１つの軸（Ｒ）に沿って、相前後して、かつ／又は少なくとも部分的に互いに入り組んで配置されており、
弁ピストン（１６−２２）が、それぞれ２つのシート（１７−２３）の間に、配置されており、かつそれぞれの復帰装置（３４Ａ、３４Ｂ）によって互いに対して、それぞれのシート（１７−２３）の方向に、移動可能であり、
前記復帰装置（３４Ａ、３４Ｂ）は、環状のシール装置（３６Ａ、３６Ｂ）によって前記流体接続端（Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ）からシールされた室内に受容されている、ことを特徴とする方向ポペット弁。
【請求項２】
弁ピストン（１６−２２）及び／又は対応づけられたシート（１７−２３）が、それぞれ実質的に軸（Ｒ）に対して回転対称に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の方向ポペット弁。
【請求項３】
流体接続端として、少なくとも１つのタンク接続端（Ｔ）、少なくとも１つの供給接続端（Ｐ）及び少なくとも１つの利用接続端（Ａ、Ｂ）が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方向ポペット弁。
【請求項４】
それぞれの操作装置が、少なくとも１つの弁ピストン（１６−２２）に作用し、かつ／又はそれに少なくとも部分的に嵌入作用する、軸（Ｒ）に沿って、あるいはそれに対して平行に向けられた、操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）を有している、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方向ポペット弁。
【請求項５】
それぞれの操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）が、それぞれの弁ピストン（１６−２２）内で案内されており、かつそれぞれの操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）に、少なくとも１つの弁ピストン（１６−２２）に作用して前記少なくとも１つの弁ピストン（１６−２２）を第１〜第４シート（１７−２３）から離隔させる、少なくとも１つの連動子（２６−３２）が配置されている、ことを特徴とする請求項４に記載の方向ポペット弁。
【請求項６】
それぞれの弁ピストン（１６−２２）に対応づけられた操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）が、弁ハウジング（１２）内で少なくとも部分的に互いに入り組んで配置されている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の方向ポペット弁。
【請求項７】
それぞれの操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）が、それぞれの弁ピストン（１６−２２）内で案内されており、かつそれぞれの操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）に、少なくとも１つの弁ピストン（１６−２２）に作用して前記少なくとも１つの弁ピストン（１６−２２）を第１〜第４シート（１７−２３）から離隔させる、少なくとも１つの連動子（２６−３２）が配置されており、
それぞれの弁ピストン（１６−２２）に対応づけられた操作ロッド（２４Ａ、２４Ｂ）が、弁ハウジング（１２）内で少なくとも部分的に互いに入り組んで配置されており、
操作ロッド（２４Ａ）に、第１シート（１７）と第３のシート（２１）から第１の弁ピストン（１６）と第３の弁ピストン（２０）を離隔させるための第１の連動子（２６）と第３の連動子（３０）が設けられており、
逆方向の他の操作ロッド（２４Ｂ）に、第２のシート（１９）と第４のシート（２３）から第２の弁ピストン（１８）と第４の弁ピストン（２２）を離隔させるための第２の連動子（２８）と第４の連動子（３２）が設けられており、
対をなして互いに入り組む第１の弁ピストン（１６）と第２の弁ピストン（１８）のための対向する第１のシート（１７）と第２のシート（１９）の間に、第１の利用接続端（Ａ）が設けられており、
対をなして互いに入り組む第３の弁ピストン（２０）と第４の弁ピストン（２２）のための対向する第３のシート（２１）と第４のシート（２３）の間に、第２の利用接続端（Ｂ）が設けられており、
第２のシート（１９）と第３のシート（２１）の間に、供給接続端（Ｐ）及びタンク接続端（Ｔ）の中の一方が設けられており、かつ
第１のシート（１７）及び第４のシート（２３）と弁ハウジング（１２）のそれぞれの端部との間に、それぞれ供給接続端（Ｐ）及びタンク接続端（Ｔ）の中の他方が設けられている、こと請求項１に記載の方向ポペット弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁ハウジング内に配置された、複数の流体接続端を制御するための弁ピストンを有する、方向ポペット弁であって、弁ピストンは少なくとも１つの操作装置によってそれぞれ弁ハウジング内のその位置を変更可能であり、かつ流体接続端が弁ピストンの位置に従って交互に互いに接続され、あるいは互いから分離される、方向ポペット弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
方向ポペット弁は、様々な構造的様式で知られている（例えば、特許文献１参照。）。既知の方向ポペット弁においては、ポペット弁容器は完全に力を補償できず、それがパフォーマンス損失をもたらし、かつ高い操作力を必要とする。時として、既知の方向ポペット弁の構造的様式は、操作のための複雑な操作機構とブロック内の複雑な孔推移が実現されなければならないように複雑であり、かつ故障を生じやすい。さらに、制御エッジの定められた開口及び制御エッジの正又は負の重なりは、極めて困難であり、あるいはまったく不可能である。さらに、既知の方向ポペット弁においては、流体圧は、供給接続端内のポンプ圧がそれぞれの利用接続端内の負荷圧を、かつこの負荷圧がまたタンク接続端内のタンク圧を上回るように、選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１７５００９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、簡単なやり方で、かつわずかな操作力によって操作可能な、できる限る力補償する、改良された制御機能を有する方向ポペット弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、その全体において特許請求項１の特徴を有する方向ポペット弁によって解決される。本発明に係る方向ポペット弁は、弁ピストンがいわゆるインライン構造で少なくとも１つの軸に沿って相前後して、かつ／又は少なくとも部分的に互いに入り組んで、弁ハウジング内に配置されていることを特徴としている。
【０００６】
弁ハウジング内で少なくとも１つの軸に沿って延びるピストン室内に、本発明によれば２つ又はそれより多い弁ピストンが配置されており、かつそれぞれの軸に沿って移動可能ないし変位可能である。そのために設けられているそれぞれの操作装置は、電気的に、たとえば電磁石として、あるいはステッピングモータないしリニアモータとして、機械的に、あるいは手動操作として形成することができる。さらに、本発明に係る方向ポペット弁を比例磁石及び／又は切替え磁石によって駆動すること、換言するとそのようにそれぞれの弁ピストンを操作することが、考えられる。
【０００７】
弁ピストンの本発明に基づく配置によって、本発明に係る方向ポペット弁の簡単な製造とコンパクトな構造が得られる。それぞれ複数の、典型的には２つの、弁ピストンが少なくとも部分的に入り組むことによって、組み込み空間、より正確には弁ハウジング内に設けられるピストン室は、従来の解決に比較して縮小して形成することができる。それぞれ本発明に係る方向ポペット弁の使用目的に応じて、この方向ポペット弁は、たとえば３／２方向ポペット弁として、４／２方向ポペット弁として、あるいは４／３方向ポペット弁として形成することができる。それぞれの弁ピストンの比較的短い調節ないし操作距離によって、それぞれの、たとえば３つ又は４つの流体接続端は、所望の切替え位置に応じて流体を案内するように互いに接続し、あるいは流体密に互いから分離することができる。
【０００８】
本発明に係る方向ポペット弁の好ましい実施形態において、弁ピストンは対をなして入り組むように、好ましくはそれぞれ２つのシートの間に、配置されており、かつそれぞれの復帰装置によって互いに対して、好ましくはそれぞれのシートの方向へ、移動可能である。この実施形態の利点は、弁ピストンが組み込み空間を節約するように、軸方向に見て短いピストン室内に配置できることにある。復帰装置によって、弁ピストンは互いに対して、ないしは互いから離れるように移動されるので、操作されない状態において、すなわちそれぞれの操作装置による操作力がもたらされることなしで、弁ピストンはそれぞれのシートに添接する。復帰装置によって、それぞれのシートにおけるそれぞれの弁ピストンの圧接力ないし圧接圧が予め与えられる。
【０００９】
好ましくは、弁ピストン及び／又は対応づけられたシートは、軸に対してそれぞれ実質的に回転対称に形成されている。弁ピストンは、それぞれ円錐ピストンとして形成することができる。そこから、本発明に係る方向ポペット弁が特にコスト的に好ましく実現される利点が生じる。特に好ましくは、それぞれの弁ピストンのためのシートが、軸に対して横方向に、好ましくは垂直に配置された環状面として形成されており、その環状面に、それぞれの弁ピストンの対応づけられた端面が、典型的にはそれぞれの復帰装置によってもたらされる圧接力によって、添接することができる。
【００１０】
弁接続端として、少なくとも１つのタンク接続端、少なくとも１つの供給接続端及び少なくとも１つの利用又は負荷接続端を設けることができる。流体接続端は、弁ピストンを包囲するピストン室と流体を案内するように接続されており、かつ典型的に、弁ハウジング内の少なくとも１つの透孔として形成されている。好ましくは、流体接続端ないし透孔は、軸に対して径方向に延びるように配置されており、そのことが本発明に係る方向ポペット弁の単純な構造的組立と簡単な製造を保証する。
【００１１】
本発明に係る他の好ましい実施形態において、それぞれの操作装置は、少なくとも１つの弁ピストンに作用する、かつ／又は少なくとも部分的にそれに嵌入作用する操作ロッドを有している。特に簡単かつコンパクトな構造は、少なくとも１つの操作ロッドが軸に沿って、あるいは軸に対して平行に延びているので、複雑な構造の操作機構を省くことができる場合に、得られる。それぞれの操作ロッドを介して操作力がそれぞれの弁ピストンへ伝達されて、弁ピストンは選択された方向に従って軸に沿って線形に移動する。このような操作において、１つ又は複数の該当する弁ピストンがそれぞれのシートから離隔されて、それに応じた流体接続が解放される。典型的に、それぞれのシートの方向へ移動させるためにそれぞれの復帰装置によってそれぞれの弁ピストンへもたらされる復帰力が克服される。操作の完了後に、弁ピストンはそれぞれの、たとえばばね部材として形成されている、復帰装置からもたらされる復帰力によって、それぞれのシートへ戻るように、かつそれと添接するように案内される。
【００１２】
好ましくは、それぞれの操作ロッドはそれぞれの弁ピストン内で案内されており、それぞれの操作ロッドには、少なくとも１つの弁ピストンに作用する少なくとも１つの連動子が配置されている。本発明に係る方向ポペット弁のこの種の形態は、特に、複数の、たとえば２つの、弁ピストンが共通の操作ロッドを介して操作される場合に、効果的である。２対の弁ピストンが対をなして入り組んでいる場合に、典型的に、操作ロッドは２つの弁ピストンを通して案内されており、第１ないし前方の連動子と第２ないし後方の連動子とを有しており、それら連動子がそれぞれ弁ピストンに対する操作ロッドの移動方向に応じて、対の、ないしはそれぞれの弁ピストンの、第１の側ないし前側又は第２の側ないし後側に添接する。連動子は、操作ロッドの固定位置に固定されており、ないしはそれと結合されているので、連動子を介して操作ロッドから操作力をそれぞれの弁ピストンへ伝達することができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい実施形態において、それぞれの弁ピストンに対応づけられた操作ロッドは、弁ハウジング内で少なくとも部分的に入り組んで配置されている。特に好ましくは、１つの操作ロッドには、第１のシートないし第３のシートから第１の弁ピストンと第３の弁ピストンを離隔させるための第１の連動子と第３の連動子が設けられており、逆方向の他の操作ロッドには、第２のシートないし第４のシートから第２の弁ピストンと第４の弁ピストンを離隔させるための第２の連動子と第４の連動子が設けられており、対をなして入り組む第１の弁ピストンと第２の弁ピストンのための対向する第１のシートと第２のシートの間に、第１の利用接続端が設けられており、対をなして入り組む第３の弁ピストンと第４の弁ピストンのための対向する第３のシートと第４のシートの間に、第２の利用接続端が設けられており、第２のシートと第３のシートの間に、供給接続端又はタンク接続端が設けられており、かつ、第１のシートないし第４のシートと弁ハウジングのそれぞれの端部との間には、それぞれタンク接続端又は供給接続端が設けられている。
【００１４】
この実施形態において、複数の弁ピストンのための操作ロッドが次のように、すなわち該当する操作ロッドが移動した場合にそれぞれ２つの弁ピストンが移動され、ないしは走行し、方向弁のそれに応じた切替え位置が調節されるように、一緒に結合され、ないしは互いに接するように結合されている。すなわち、１つの操作ロッドが操作された場合に、供給接続端から第２の利用接続端への流体接続と、第１の利用接続端からタンク接続端への他の流体接続が解放される。同様に、他の操作ロッドが操作された場合には、供給接続端から第１の利用接続端への流体接続と第２の利用接続端からタンク接続端への他の流体接続が解放される。なお、タンク接続端と供給接続端は、互いに交換することができる。比較可能な配置において、３つ及びそれより多い利用接続端がタンク接続端及び供給接続端と接続可能とすることができ、それぞれの流体接続端ないし流体接続に対応づけられた弁ピストンに作用する操作ロッドが使用される。
【００１５】
本発明の他の利点と特徴が、図及び図面の以下の説明から明らかにされる。上述した特徴と後述する特徴は、本発明に従ってそれぞれ単独で、あるいは互いに任意に組み合わせて実現することができる。図に示されている特徴は、純粋に図式的であって、縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る方向ポペット弁の実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す模範的な方向ポペット弁の切替えシンボルを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、弁ハウジング１２を有する方向ポペット弁１０を断面で示しており、そのピストン室１４内に第１の弁ピストン１６、第２の弁ピストン１８、第３の弁ピストン２０及び第４の弁ピストン２２が配置されている。細長く形成されているピストン室１４は、軸Ｒの方向へ延びており、その軸は同時にそれぞれのピストン１６−２２のための回転軸を表している。４つの弁ピストン１６−２２は、軸Ｒに沿ってインライン構造で配置されており、第１の弁ピストン１６と第２の弁ピストン１８と第３のピストン２０と第４のピストン２２は、それぞれ対をなして互いに入り組むように配置されている。それぞれ２つの弁ピストン１６、１８；２０、２２からなる２対は、ピストン室１４内で軸Ｒに沿って相前後して配置されている。
【００１８】
各弁ピストン１６−２２には、シート１７−２３が対応づけられており、各シート１７−２３は軸Ｒに対して回転対称に形成された環状面として形成されており、かつ、第１の弁ピストン１６と第２の弁ピストン１８からなる一方の対ないし第３の弁ピストン２０と第４の弁ピストン２２からなる他方の対を収容するための、ピストン室１４のそれぞれの収容部分をそれぞれ前側で画成している。図示の操作されない状態において、弁ピストン１６−２２はそれぞれのシート１７−２３に添接している。そのために必要な圧接力は、それぞれの復帰装置３４Ａ、３４Ｂによってもたらされ、その復帰装置はそれぞれ対をなして互いに入り組んだ弁ピストン１６、１８；２０、２２の内部に配置されて、それらをそれぞれの弁シート１７、１９；２１、２３に対して互いに近づくように、かつ互いに対するように案内する。対をなして互いに結合されている弁ピストン１６、１８；２０、２２の間に、それぞれ環状のシール装置３６Ａ、３６Ｂが配置されている。
【００１９】
弁ピストン１６−２２を移動させるために、２本の操作ロッド２４Ａ、２４Ｂが設けられており、それらはピストン室１４内で軸Ｒに沿って、かつピストン室１４の領域内に互いに入り組んで配置されている。２本の操作ロッド３４Ａ、２４Ｂは、それぞれそれ以上図示されていない操作装置の一部であって、その操作装置がそれぞれ、それぞれ１つの方向へ向けられた操作力ＦA、ＦBをそれぞれの操作ロッド２４Ａ、２４Ｂへもたらす。操作ロッド２４Ａ、２４Ｂから操作力ＦA、ＦBをそれぞれのピストン１６−２２へ伝達するために、両方の操作ロッド２４Ａ、２４Ｂに連動子２６−３２が次のように、すなわちそれぞれの弁ピストン１６−２２の前側に作用して、それによってそれらをそれぞれの弁シート１７−２３から離隔させるように、設けられている。図１に示す実施形態において、２対の弁ピストン１６、１８；２０、２２は、ピストン室１４ないし弁ハウジング１２の（図示されない）中心平面に対して対称に次のように、すなわち図１において右へ向けられた操作力ＦAを介して第１の弁ピストン１６が第１の連動子２６によって第１のシート１７から、そして第３の弁ピストン２０が第３の連動子３０によって第３の弁シート２１から離隔可能であるように、配置されている。同様に、逆に向けられた、図１において左向きの操作力ＦBにおいては、第２の弁ピストン１８が第２の連動子２８によって第２の弁シート１６から、そして第４の弁ピストン２２が第４の連動子３２によって第４のシート２３から離隔可能である。第１の連動子２６と第３の連動子３０が、図１内で左に示す操作ロッド３４Ａに、そして第２の連動子２８と第４の連動子３２が図１内で右に示す他の操作ロッド２４Ｂに配置されるように、注意される。
【００２０】
弁ハウジング１２内には、ピストン室１４に沿って、図１において、左から右へ、タンク接続端Ｔ、利用接続端Ａ、供給接続端Ｐ、第２の流体接続端Ｂ及び再びタンク接続端Ｔが次々と形成されている。第１のタンク接続端Ｔと第１の流体接続端Ａは、第１の弁ピストン１６と第２の弁ピストン１８からなる対によって制御され、同様に第２の利用接続端Ｂと第２のタンク接続端Ｔは、第３の弁ピストン２０と第４の弁ピストン２２からなる他の対によって制御される。２つの対の間の中央に配置された供給接続端Ｐは、隣接する第２と第３の弁ピストン１８、２０によって制御される。図１に示される操作されない状態ないしは方向ポペット弁１０の該当する切替え位置において、全ての弁ピストン１６−２２はそれぞれのシート１７−２３に添接し、それによって流体接続端Ａ−Ｔは、ほぼ漏れなしで流体密に互いから分離されている。弁ピストン１６−２２、弁シート１７−２３及び復帰装置３４Ａ、３４Ｂないしそれぞれの復帰力の対称、同種の形成によって、弁配置は操作されない状態において力補償されている。方向ポペット弁１０の操作されない切替え位置が、図の切替えシンボルにおいて中央に示されている。
【００２１】
図１内で左に示す操作ロッド２４Ａが操作力ＦAに従って操作され、ないしは移動した場合に、第１の弁ピストン１６と第３の弁ピストン２０が第１のシート１７ないし第３のシート２１から離隔し、従って第１の利用接続端Ａからタンク接続端Ｔへの流体接続と供給接続端Ｐから第２の利用接続端Ｂへの他の流体接続が解放される。操作ロッド２４Ａの操作ないし移動によって、復帰装置３４Ａ、３４Ｂが再び圧縮され、それによって第２のシート１９ないし第４のシート２３における第２の弁ピストン２８と第４の弁ピストン２２のそれぞれの圧接力がそれに応じて増大されるので、供給接続端Ｐから第１の利用接続端Ａへの流体接続及び第２の利用接続端Ｂからタンク接続端Ｔへの他の流体接続は阻止されたままとなる。操作力ＦAによって達成可能な方向ポペット弁１０の切替え位置が、図２の左に示されている。操作力ＦAの供給の終了後に、２つの第１の弁ピストン１８と第３の弁ピストン２０は復帰装置２３Ａ、３４Ｂによって戻るように、かつ第１のシート１７ないし第３のシート２１に添接するように案内される。同様の操作ロッド２４Ａ、２４Ｂが連動子２６−３２と共に再びその、操作されない状態におけるそれぞれの位置ないしポジションを占める。
【００２２】
図１の右に示す他の操作ロッド２４Ｂが操作ないし移動された場合に、第２の弁ピストン１８と第４の弁ピストン２２が第２のシート１９ないし第４のシート２３から離隔し、従って供給接続端Ｐから第１の利用接続端Ａへの流体接続及び第２の利用接続端Ｂからタンク接続端Ｔへの他の流体接続が解放される。他の操作ロッド２４Ｂの操作によって、復帰装置３４Ａ、３４Ｂが圧縮され、従って第１のシート１７ないし第３のシート２１における第１の弁ピストン１６と第３の弁ピストン２０のそれぞれの圧接圧が増大されて、それに応じた利用接続端Ａからタンク接続端Ｔへの流体接続及び供給接続端Ｐから第２の利用接続端Ｂへの他の流体接続が遮断される。他の操作力ＦBによる操作ロッド２４Ｂの操作に相当する方向ポペット弁１０の切替え位置が、図２の右に示されている。図２から容易に読み取ることができるように、方向ポペット弁１０は、４つの流体接続端Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔの間の流体接続のための３つの切替え位置を有する４／３方向ポペット弁である。他の操作力ＦBの供給の終了後に、２つの第２の弁ピストン１８と第４の弁ピストン２２は復帰装置３４Ａ、３４Ｂによって戻るように、かつ第２のシート１９ないし第４のシート２３に添接するように案内される。従って操作ロッド２４Ａ、２４Ｂは連動子２６−３２と共に再びその、操作されない状態におけるそれぞれの位置ないしポジションを占める。
【００２３】
図１に示す方向ポペット弁１０は、直接制御される弁である。本発明に係る方向ポペット弁１０のパイロット制御される形態も、考えられる。対をなして互いに入り組む弁ピストン１６−２２、互いに入り組むないしは入れ子の操作ロッド２４Ａ、２４Ｂ及びそれ以上示されていない操作装置の内部には、典型的に、供給接続端Pに生じる流体圧が印加される。連動子２６−３２の位置に従って、制御エッジの正又は負の重なりを実現することができる。さらに、連動子２６−３２によって、操作されない状態において、表現を変えると中央位置において、全ての弁ピストン１６−２２がそれぞれのシート１７−２３に添接し、それに応じた流体接続を遮断するように、誤差補償を達成することができる。必要に応じて、弁ピストン１６−２２に他のシール装置を形成することができる。図示の実施例において、一方の操作ロッド２５Ａは他の操作ロッド２４Ｂを、ピストン室１４の反対側の端部におけるロッド端部２５Ａまで把持している。従って他の操作ロッド２４Ｂは、一方の操作ロッド２４Ａ内へ突出しており、該当するロッド端部は、図１には示されていない。
【図１】
0005986219.tif 000002
【図２】
0005986219.tif 000003