(57)【要約】【課題】【解決手段】  本発明は、液圧式機械のためのバルブ装置（１）に関連しており、装置は、弁受け部（２）及びアタッチメント（３）と、それらは相互に対向する接触面（２ａ、３ａ）により互いに接して存在し、弁受け部（２）に配設されアタッチメント（３）に向けてそこで開いている受穴（５）に配設されているバルブステムガイド（４）と、バルブステムガイド（４）において長手方向に延び、アタッチメント（３）と対面する端面において出て、更にアタッチメント（３）に延びる流路（１１）とを備える。この場合、パワー流路（１１）を包囲する半径方向リングシール（２５）がバルブステムガイド（４）とアタッチメント（３）との間に配設されている。バルブ装置を改良するために、バルブステムガイド（４）及び／又はアタッチメント（３）はバルブステムガイド（４）に対向して存在するその領域において各々の場合に圧縮された軸方向変形区域を有しており、それはバルブステムガイド（４）及びアタッチメント（３）を互いに対して締付ける締付力によって圧縮される。
2009531591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧式機械、特にアキシャルピストン機械のためのバルブ装置（１）であって、
相互に対向する接触面（２ａ、３ａ）により互いに接する、弁受け部（２）及びアタッチメント（３）、
弁受け部（２）に配設されアタッチメント（３）に向けて開いている受穴（５）に配設されているバルブステムガイド（４）、
及び、バルブステムガイド（４）において長手方向に延び、アタッチメント（３）と対面する端面において出て、更にアタッチメント（３）内に延びる流路（１１）を備え、
パワー流路（１１）を包囲する半径方向リングシール（２５）がバルブステムガイド（４）とアタッチメント（３）との間に配設されており、
バルブステムガイド（４）及び／又はアタッチメント（３）は、バルブステムガイド（４）に対向して存在する領域において、圧縮された軸方向変形区域（３０）を有しており、バルブステムガイド（４）及びアタッチメント（３）を互いを締付けるための締付力によって圧縮されることを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
バルブステムガイド（４）は、アタッチメント（３）から離れる方向において、弁受け部（２）の横断面（８）によって支持され、弁受け部（２）及びアタッチメント（３）を互いに予圧する締付装置（Ｓ）により、締付力は圧縮されることを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
液圧式機械、特にアキシャルピストン機械のためのバルブ装置（１）であって、
相互に対向する接触面（２ａ、３ａ）により互いに接する、弁受け部（２）及びアタッチメント（３）、
弁受け部（２）に配設されアタッチメント（３）に向けて開いている受穴（５）に配設されているバルブステムガイド（４）、
及び、バルブステムガイド（４）において長手方向に延び、アタッチメント（３）と対面する端面において出て、更にアタッチメント（３）に延びる流路（１１）を備え、
バルブステムガイド（４）は、アタッチメント（３）から離れる方向において、弁受け部（２）の横断面（８）により支持され、弁受け部（２）及びアタッチメント（３）は、締付装置（Ｓ）により互いに締付けられ、
バルブステムガイド（４）及び／又はアタッチメント（３）は、バルブステムガイド（４）に対向して存在する領域において、圧縮された軸方向変形区域（３０）を有しており、それは、締付装置（Ｓ）の締付力によって圧縮されることを特徴とするバルブ装置。
【請求項４】
変形区域（３０）は、その材料の弾性域において弾性的に変形させられるか、又はその材料の弾性限界を超えて塑性的に変形させられることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項５】
バルブステムガイド（４）は、バルブステムガイド（４）の周囲に配設されたアキシャルリングシール（２４）、及び／又は、バルブステムガイド（４）とアタッチメント（３）との間に配設されるとともに流路（１１）を包囲する半径方向リングシール（２５）によりシールされることを特徴とする請求項３又は４に記載のバルブ装置。
【請求項６】
締付装置（Ｓ）は、弁受け部（２）とアタッチメント（３）との間のねじ接続部（６）により形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項７】
バルブステムガイド（４）は、環状部（４ｄ）を備え、それはバルブステムガイド（４）内において開いているパワー流路部（１１ｄ）を半径方向リングシール（２５）により囲み、好適には、環状部（４ｄ）に着座されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項８】
変形区域（３０）の径方向寸法は、環状部（４ｄ）の外側の断面寸法（ｄ）及び、アタッチメント（３）に接続される流路部（１１ｅ）の断面寸法（ｅ）により決定されることを特徴とする請求項７に記載のバルブ装置。
【請求項９】
アタッチメント（３）は、バルブステムガイド（４）よりも柔軟な材料で作られており、変形区域（３０）は、バルブステムガイド（４）に対向するアタッチメント（３）の領域に配設されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項１０】
アタッチメント（３）に対向するバルブステムガイド（４）の領域に、リング（４ｅ）が配設されており、それは流路部（１１ｄ）を包囲し、これに対してアタッチメント（３）が存在することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項１１】
リング（１０ｅ）の材料は、バルブステムガイド（４）又はアタッチメント（３）のそれと同一の強度を有するか、或いは、バルブステムガイド（４）の材料又はアタッチメント（３）の材料の強度と異なる強度を有することを特徴とする請求項１０に記載のバルブ装置。
【請求項１２】
バルブステムガイド（４）は、弁受け部（２）の横断面（８）に対する横断面（９）により支持されており、その横断面（９）及びアタッチメント（３）に対面する端面との間に、その接触面（２ａ）からの弁受け部（２）の横断面（８）の距離（ｂ）よりも大きい距離（ｃ）を有するように形成されることを特徴とする請求項２乃至１１の何れか１項に記載のバルブ装置。
【請求項１３】
弁開口部（１７）が受穴の底部に配設されており、それと弁体（１４ａ）が相互作用し、弁体はバルブステムガイド（４）において軸方向に変位できるように設けられ、流体の流れの力及び／又は圧力により、弁開口部（１７）に対し予圧されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１又は３の前文によるバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでのバルブ装置は、それぞれの設置位置において互いに当接して配置されている液圧式機械の３つの構成要素を含む。即ち、相互に対向する接触面により互いに隣接して存在する弁受け部及びアタッチメントと、アタッチメントと対面するその端が弁受け部及びアタッチメントの２つの接触面によって形成された接合箇所の領域に配置されるような形で弁受け部の受穴に挿入されているバルブステムガイドとである。この場合、バルブステムガイドは、同時に受穴の中心線でもあるその中心線に沿って、受穴の第１の横断面及び、バルブステムガイドでそれに隣接する第２の横断面によってアタッチメントから離れる方向で画成及び配置され、そしてバルブステムガイドの第３の横断面及びアタッチメントの第４の横断面によってアタッチメントの方向で画成及び配置されている。
【０００３】
弁受け部とアタッチメントとの間のバルブステムガイドのこの軸方向の嵌合は、組立中にバルブステムガイドが弁受け部とアタッチメントとの間で嵌合することを保証するために動き嵌めにより事前に製作される。この動き嵌めのおかげで、弁受け部及びアタッチメントがそれぞれの接触面により互いに隣接して存在することが保証され、これは安定した不浸透性の設置位置にとって不可欠である。
【０００４】
しかしながら、実際には、バルブステムガイドは液圧式機械の動作モードにおいて、その軸方向の設置遊びのために、液圧媒体の圧力変動又は機械の振動に起因するわずかな長手方向運動を生じ、それはバルブステムガイドの周囲のリングシールがバルブステムガイドと弁受け部との間にアキシャルシールとして配設された場合、摺動運動のために摩耗につながるということが生じる。また、半径方向シールがバルブステムガイドとアタッチメントとの間の接合箇所の領域に配設された場合も、圧縮の結果として相当の応力が存在する。半径方向シールの場合、関係するシールリングは、その軸方向の圧縮に関して、バルブステムガイドのわずかな軸方向運動によって交番に作用を受け、即ちその圧縮は軸方向運動の結果として交番に増大又は減少する。この応力の場合の摩耗は明らかに低いが、永久荷重の場合には、やはり半径方向シール及びその寿命への悪影響につながる。
【０００５】
しかしながら、一方で、バルブステムガイドと弁受け部との間にアキシャルシールが全く存在しない、且つ／又は、他方で、バルブステムガイドとアタッチメントとの間に半径方向シールが全く存在しない場合でも、特に急激に変化する大きさの圧力変動の場合には、バルブ装置のいわゆるバルブチャタリングが起こり得て、バルブチャタリングは関係する弁体としての付加的な振動運動によって増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の基礎となる目的は、バルブ装置を改良すること、詳細にはバルブ装置のアキシャルシール及び／又は半径方向シールの寿命を延長することである。更なる目的は、バルブ装置の製造をより単純且つコスト効果的にすることである。接合箇所の領域におけるバルブステムガイドの、特にそれとアタッチメントとの間の密閉は更に改善される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１又は請求項３の特徴によって達成される。本発明の有利な成果は従属請求項に記載されている。
【０００８】
請求項１又は３に記載の本発明によるバルブ装置において、バルブステムガイド及び／又はアタッチメントはバルブステムガイドに対向して存在するその領域において各々の場合に圧縮された軸方向変形区域を有しており、それは締付力によって圧縮される。これは、弁受け部とアタッチメントとの間でバルブステムガイドの遊びのない着座をもたらし、それによって液圧式機械の動作モードにおけるバルブステムガイドの、例えば、振動といった軸方向運動を回避する。これはまた、バルブステムガイドのアキシャルリングシール及び／又は半径方向リングシールが悪影響を受けず、寿命が延長されることを意味する。
【０００９】
更に、本発明による成果は、バルブステムガイドとアタッチメントとの間の半径方向シールの改良につながる。この場合、変形のために、バルブステムガイド及びアタッチメントの相互に当接する表面の特殊な表面適合が生じ、この適合は半径方向シールを更に改善する。
【００１０】
本発明の範囲内において、少なくとも１つの変形区域は、バルブステムガイドにおいて、且つ／又は、バルブステムガイドに対向して存在するアタッチメントの領域において配設され得る。これはバルブステムガイド及びアタッチメントの材料の強度に依存する。本発明による変形区域は、より低い材料強度を有する部分で締付力を受けて形成される。バルブステムガイド及びアタッチメントが同じ材料で作られている場合、変形区域はこれらの部分の両方の相互に当接する領域に形成される。
【００１１】
本発明によれば、締付力は液圧式機械の関係する締付装置によって生成される。この場合、既存の締付力に依存する前述の断面寸法は、弁受け部及びアタッチメントが組み立てられ、互いに対して締付けられる間に変形区域の本発明による局部変形が達成されるような形で所要の寸法にされることが特に有利である。関係する締付装置は、好ましくは、弁受け部とアタッチメントとの間のねじ接続部によって形成される。そのようなねじ接続部があれば、本発明による効果は、液圧式機械の組立の間に、即ち、弁受け部へのアタッチメントの標準的なねじ接続の間に、必然的に達成される。
【００１２】
弾性域での変形区域の圧縮は、例えば、修理又は保守後などの分解及び再組立後に、変形区域が膨張及び再圧縮することができ、本発明による効果が完全に再装備され得るという利点を有する。
【００１３】
その軸方向支持面間の軸方向距離の塑性域での圧縮及び変形の場合には、バルブ装置は、変形区域の残留弾性のために分解後に再使用可能である。
【００１４】
本発明による成果の更なる利点は、前述した改良された半径方向シールが、特に供給された作動油の高圧荷重に対し、極めて非感受性であるということである。この理由で、本発明による成果は高圧用途におけるバルブ装置に特に適する。
【００１５】
更に、本発明による成果は、動作モードにおけるピストン運動が、バルブステムガイドの初めに述べた運動を生じる、且つ／又は圧力変動の同時作用を受けて強制する振動を引き起こす、アキシャルピストン機械に特に適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、実施形態及び簡略化した図面により本発明によるバルブ装置について説明する。
【００１７】
全体として１によって示されたバルブ装置は３つの主要部品、即ち、弁受け部２、アタッチメント３及びバルブステムガイド４を含み、そしてバルブステムガイドは弁受け部２とアタッチメント３との間に空間的に配置され、アタッチメント３と対面する弁受け部２の接触面２ａからわずかな運動隙間を伴い受穴５に設置されている。図１に図示されたバルブ装置１の部分的に組み立てられた状態において、弁受け部と対面しているアタッチメント３の接触面３ａは、接触面２ａに接してではなく、更に詳細に説明する軸方向距離ａに位置する。アタッチメント３は弁受け部２に締付装置Ｓによって接続可能であり、装置は２本の矢線によって示され、好ましくは、複数の相互に離間されたねじよりなるねじ接続部６によって形成されており、ねじはアタッチメント３及び弁受け部２のねじ穴に貫入し点鎖線によって示されている。締付装置Ｓによって生成され得る締付力は、軸方向の矢線によって示されている。
【００１８】
受穴５は、接触面２ａから軸方向距離ｂに第１の横断面８を有しており、それは接触面２ａで開いている拡大穴部分５ａと穴部分５ａから延びる縮小穴部分５ｂとの間の肩部表面によって形成される。バルブステムガイド４は第１の横断面８に第２の横断面９により係止し、後者は同様に拡大ガイド本体部分４ｂと縮小ガイド本体部分４ｃとの間の階段表面によって配設される。拡大ガイド本体部分４ｂは、わずかな運動隙間を伴い拡大穴部分５ａに嵌入する。縮小ガイド本体部分４ｃは縮小穴部分５ｂよりも小さいので、それによりそれらの間には環状流路が存在し、それは後述する流路部１１ａを形成する。
【００１９】
バルブステムガイド４は、アタッチメント３と対面しその端面によって形成されるその端に、第３の横断面１２を有しており、それによりガイドは、接触面３ａの一部であるアタッチメント３の軸方向に対向する第４の横断面１３に係止する。これらの横断面１２、１３は相互に当接する環状表面であり、それらは更に詳細に説明される。
【００２０】
実施形態において、バルブ装置１のバルブ１４は、受穴５に挿入されることによって組み立てられ得るプレハブ式バルブユニット１５をバルブステムガイド４とともに形成するような形でバルブステムガイド４において構成される。
【００２１】
実施形態において、バルブ１４は逆止弁であり、その弁体１４ａは流体の流れの力及び／又は圧力によって弁開口部１７の縁端に対し弾性的に予圧されている。この弾性予圧は付加的にばねの作用によって更に助成することもできる。
【００２２】
実施形態において、弁体１４ａは拡大ガイド本体部分４ｂに対し、バルブステムガイド４の反対端に配設され、先細りにされた弁頭１４ｂによって形成されており、後者は弁開口部１７の縁端に接して予圧されており、そこから流路部１１ｂがアタッチメント３から離れる方向で延びている。流路部１８ａは液圧管路１１の一部であり、それは環状流路１１ａとして継続し、縮小ガイド本体部分４ｃを包囲し、径方向流路１１ｃを経てバルブステムガイド４に延び、その中でそれは、そこに形成された長手方向流路部１１ｄとして軸方向に継続し、バルブステムガイド４の関係する端面で開くとともに、接触面３ａで開いているアタッチメント３の軸方向で対向する流路部１１ｅに継続する。
【００２３】
バルブユニット１５及び／又はバルブステムガイド４及び／又はそのバルブステムガイド本体の領域において、フィルタ２３が好適に設置され、実施形態においてそれは流路部１１ｄに着座している。
【００２４】
バルブステムガイド４は、アキシャルリングシール２４及び／又は半径方向リングシール２５によってバルブ装置１に密閉されている。アキシャルリングシール２４は、拡大ガイド本体部分４ｂと穴部分５ａの壁との間に配設され、１又は２個のシールリング２４ａ、２４ｂによって形成され、それらは好ましくはバルブステムガイド４の側部表面に配設された環状溝２４ｃに着座する。
【００２５】
半径方向リングシール２５は、一方でアタッチメント３と他方で弁受け部２及びバルブステムガイド４との間に接触面２ａ、３ａによって形成された接合箇所２６の領域においてバルブステムガイド４とアタッチメント３との間で正面に向けて配設されている。
【００２６】
半径方向リングシール２５は、例えば、Ｏリングといったシールリング２５ａによって形成され、それは好適に外方に開いている環状溝２５ｂに配設され、環状溝はｃによって示された寸法を有する好ましくは円形の外部横断面を有するバルブステムガイド４の好ましくは同軸の環状部４ｄを包囲する。
【００２７】
本発明の目的は、バルブステムガイド４とアタッチメント３との間の密閉を改善することである。これは、それらの部分間の接合箇所２６の、横断する向きにされ、それぞれの横断面１２、１３の領域においてこれらの部分を互いに対して予圧する、締付力によって達成される。この場合、横断面１２、１３上の表面圧力は、図２に図示されバルブステムガイド４に対向して位置するアタッチメント３の領域に配設された変形区域３０又は、バルブステムガイドに配設された（図３）変形区域３０が、圧縮によって変形させられる、即ち弾性的に変形させられるか、又は更に塑性的に変形させられる程度に大きい。
【００２８】
これは、弁受け部２の肩部表面８とその接触面２ａとの間の距離ｂに関して、バルブステムガイド４がその横断面９とアタッチメント３に対面するその端との間のその軸方向距離に関して距離ａに対応する過大寸法を伴い事前に製作される（図１）か、又はアタッチメント３の横断面１３がその接触面３ａに関して距離ａに対応する突出を伴い事前に製作される（図示せず）ことで達成される。
【００２９】
実施形態において、バルブステムガイド４は、図１が明らかにする通り、この過大寸法を伴い構成されており、アタッチメント３は連続平面の接触面３ａを有しており、環状横断面１３はその一部である。
【００３０】
この事前に製作された過大寸法のために、弁受け部２及びアタッチメント３が、接触面２ａ、３ａが互いに当接している図２による最終組立位置に締付装置Ｓによって一体に締付けられた時、横断面１２、１３は互いに押圧し合う。これは各々の場合に、関係する横断面１２、１３の領域において圧縮及び変形した変形区域３０につながり、それはまた両方の部分に配置することができる。一方の部分及び／又は他方の部分における変形区域３０の位置は、バルブステムガイド４及びアタッチメント３の材料の強度によって決定される。変形区域３０は、より低い材料強度を備える部分に形成される。両方の部分が同じ材料で作られている場合、変形区域３０は両方の部分の横断面１２、１３の領域において生じるかもしれない。現在の実施形態において、アタッチメント３の材料はバルブステムガイド４の材料よりも柔軟である。この理由で、一体締付け作業中、変形区域３０は、横断面１３の領域において、それゆえにアタッチメント３において形成される。
【００３１】
締付力に付与される抵抗は、横断面１２、１３の大きさによって決定される。既存の締付装置Ｓの締付力が変形区域３０で変形を生じるために利用されなければならない場合、横断面１２、１３の大きさは既存のより低い締付力に適合されなければならない。これは、環状部４ｄ及び／又は流路部１１ｅの断面寸法及び／又は直径ｄ及び／又はｅを適合させることによって決定することができる。
【００３２】
距離ａに対応する過大寸法の大きさによって、変形区域３０が弾性的又は塑性的に変形させられることになる、且つ／又は実際に変形させられるかどうかを決定することが可能である。言い換えれば、選定した過大寸法がより大きくなればなるほど、変形区域３０における変形及び／又は圧縮はより大きくなる。
【００３３】
従って、本発明による成果では、バルブステムガイド４が受穴５に軸方向で非変位可能な様態で配置されるだけでなく、バルブステムガイド４とアタッチメント３との間の密閉もまた改善され、且つ／又は径方向で効果的なリングシール３１（図２）が創成される。締付力及び、それによって生じる変形がより大きくなればなるほど、このシールはより大きく不浸透性になる。変形の結果、横断面１２、１３は互いに特殊に適合された表面接触をするようになり、その結果、不浸透性は特に大きい。
【００３４】
従って、本発明の範囲内で、相互に当接する横断面１２、１３の表面圧力に基づくこの半径方向リングシール３１は、半径方向リングシール２５に代替することができる。両方の半径方向リングシール２５、３１の配列は特に、流路１１が、動作モードにおいて液圧媒体がその中を高圧で輸送される高圧流路である場合、特に有利である。半径方向リングシール３１は、そのような圧力、詳細には高圧を引き受けることが特に可能であり、それゆえ径方向外側のリングシール２５を負担軽減し、その寿命を延長させることが可能であり、この場合リングシール３１の寿命もまた極めて長い。
【００３５】
同一又は相当する部分には同一の参照文字が与えられており図１による最終組立状態でバルブ装置１を図示している図３による実施形態において、環状部４ｄ又は環状部４ｄの少なくとも端部は、付加的な構成要素、即ちリング４ｅによって形成及び／又は代替されており、それはバルブステムガイド本体に配置されており、後者はその軸方向寸法に関して短縮されており、流路部１１ｄを包囲している。リング４ｅの側部表面は、シールリング２５ａのための座部を形成するような形でシールリング２５ａの内部寸法に適合され得る。
【００３６】
この成果の利点は、リング４ｅが、バルブステム本体の他の部分の材料から独立しておりアタッチメント３の材料よりも硬質又は軟質に選定され得る材料によって形成することができるということである。後者の場合、変形区域３０は、横断面１２の領域において、即ちリング４ｅの接触領域において生じる。
【００３７】
本発明は図示された実施形態に限定されない。例えば、Ｏリングの代わりに、他のいずれかの構成の弾性シールが使用され得る。弾性シールはゴム又は合成ポリマー材料で作ることができる。説明又は図示された特徴の全部は、本発明の範囲内であらゆる所望の様態で互いに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】軸方向断面における中間組立位置での本発明によるバルブ装置を示す。
【図２】最終組立位置でのバルブ装置を示す。
【図３】最終組立位置での修正された成果におけるバルブ装置を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１  バルブ装置
２  弁受け部
２ａ  接触面
３  アタッチメント
３ａ  接触面
４  バルブステムガイド
５  受穴
Ｓ  締付装置
６  ねじ接続部
８、９  横断面
１１  流路
１２、１３  横断面
１４  バルブ
１５  バルブユニット
１７  弁開口部
１８ａ  流路部
２３  フィルタ
２４  アキシャルリングシール
２５  半径方向リングシール
２６  接合箇所
３０  変形区域
３１  リングシール
【図１】
2009531591.tif 000003
【図２】
2009531591.tif 000004
【図３】
2009531591.tif 000005
【国際調査報告】
2009531591.tif 000006
2009531591.tif 000007
2009531591.tif 000008
2009531591.tif 000009
2009531591.tif 000010
2009531591.tif 000011