(57)【要約】本発明は、ラインシステムを開閉するための弁に関し、弁座（２６）を形成する弁体（２４）と、弁座（２６）に流体を供給するための供給ライン（２０）、および弁座（２６）から流体を放出するための放出ライン（２２）を備えるラインシステム（１８）であって、流体は供給ライン（２０）内で供給圧力（ｐＶ）に、また放出ライン（２２）内で作動圧力（ｐＮ）に曝される、ラインシステム（１８）と、ラインシステムを開閉するために弁座（２６）と相互作用する閉鎖要素（２８）であって、前記閉鎖要素（２８）は弁座（２６）と閉鎖要素（２８）との間の絞り弁断面（Ａ）を解放する、閉鎖要素（２８）と、閉鎖要素（２８）に復元力を加える復元要素（３２）であって、復元力はラインシステムを閉鎖するために弁座（２６）に閉鎖要素（２８）を圧迫する、復元要素（３２）と、その中で流体が閉鎖圧力（ｐＳ）に曝される圧力室（４６）であって、流体はラインシステム（１８）を閉鎖するために閉鎖圧力（ｐＳ）で閉鎖要素（２８）に閉鎖力を加える、圧力室（４６）とを備える。弁（１０）は手段（５２）を有し、圧力室（４６）内の閉鎖圧力（ｐＳ）は、手段（５２）で解放された絞り弁断面（Ａ）に基づいて供給圧力（ｐＶ）より下げることができる。本発明は、さらにかかる弁を備える車両に関し、またかかる弁を作動するための方法に関する。
2019515196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインシステムを開閉するための弁であって、
弁座（２６）を形成する弁体（２４）と、
前記弁座（２６）に流体を供給するための供給ライン（２０）、および前記弁座（２６）から前記流体を除去するための除去ライン（２２）を備えるラインシステム（１８）であって、前記流体は前記供給ライン（２０）内で供給圧力（ｐＶ）に、また前記除去ライン（２２）内で有用圧力（ｐＮ）に曝される、ラインシステム（１８）と、
前記ラインシステムを開閉するために前記弁座（２６）と協働する閉鎖要素（２８）であって、前記閉鎖要素（２８）は前記弁座（２６）と前記閉鎖要素（２８）との間の絞り弁断面（Ａ）を解放する、閉鎖要素（２８）と、
前記ラインシステムを閉鎖するために前記閉鎖要素（２８）を前記弁座（２６）に圧迫する前記閉鎖要素（２８）上に戻り力を加える戻り要素（３２）と、
前記流体が内部で閉鎖圧力（ｐＳ）に曝される圧力室（４６）であって、前記流体は前記ラインシステム（１８）を閉鎖するために前記閉鎖圧力（ｐＳ）で前記閉鎖要素（２８）上に閉鎖力を加える、圧力室（４６）とを備え、
前記弁（１０）は手段（５２）を備え、前記圧力室（４６）内の前記閉鎖圧力（ｐＳ）は、前記手段（５２）で前記解放された絞り弁断面（Ａ）に基づいて前記供給圧力（ｐＶ）より下げることができる、弁。
【請求項２】
前記手段（５２）は導管（４４）を備え、前記導管（４４）は前記閉鎖要素（２８）を通って走り、前記供給ライン（２０）の中に入り、前記導管（４４）は前記圧力室（４６）と流体連通を有することを特徴とする、請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記弁（１０）は側路（５０）を備え、前記側路（５０）は前記導管（４４）および前記閉鎖要素（２８）を取り囲み、前記除去ライン（２２）に入る環状スロット（４８）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の弁。
【請求項４】
前記手段（５２）は挿入要素（５４）を備え、前記挿入要素（５４）は前記閉鎖要素（２８）とともに、前記絞り弁断面（Ａ）の領域内に前記導管（４４）の少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項３に記載の弁。
【請求項５】
前記閉鎖要素（２８）は円筒凹部（５６）を備え、前記挿入要素（５４）が前記円筒凹部（５６）内に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の弁。
【請求項６】
前記挿入要素（５４）は、長手軸（Ｌ）に実質的に垂直に延びる第１の脚（６０、６２）および前記長手軸（Ｌ）に実質的に平行に延びる第２の脚（６０、６２）を備える、Ｕ字形状の断面を有することを特徴とする、請求項５に記載の弁。
【請求項７】
前記挿入要素（５４）は第１の前面（６３）を有し、前記第１の前面（６３）は前記閉鎖要素（２８）に面し、多数の凹部（６４）が前記第１の前面（６３）上に配置されることを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弁。
【請求項８】
前記挿入要素（５４）は前記第２の脚（６２）の自由端上に第２の前面（６５）を形成し、前記第２の脚（６２）は前記長手軸（Ｌ）に面する斜面（６６）を有することを特徴とする、請求項６に記載の弁。
【請求項９】
前記挿入要素（５４）は前記閉鎖要素（２８）に対して動くことができることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の弁。
【請求項１０】
前記挿入要素（５４）は多数のバネ（５８）により前記閉鎖要素（２８）上に締結されることを特徴とする、請求項９に記載の弁。
【請求項１１】
前記弁（１０）は長手軸（Ｌ）に沿って前記閉鎖要素（２８）を動かすための調整装置（３６）を備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の弁。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の弁（１０）を備える、車両。
【請求項１３】
ラインシステムを開閉するための弁を作動するための方法であって、前記弁は、
弁座（２６）を形成する弁体（２４）と、
前記弁座（２６）に流体を供給するための供給ライン（２０）、および前記弁座（２６）から前記流体を除去するための除去ライン（２２）を備えるラインシステム（１８）であって、前記流体は前記供給ライン（２０）内で供給圧力（ｐＶ）に、また前記除去ライン（２２）内で有用圧力（ｐＮ）に曝される、ラインシステム（１８）と、
前記ラインシステムを開閉するために前記弁座（２６）と協働する閉鎖要素（２８）と、
前記ラインシステムを閉鎖するために前記弁座（２６）に前記閉鎖要素（２８）を圧迫する前記閉鎖要素（２８）上に戻り力を加える戻り要素（３２）と、
前記流体が内部で閉鎖圧力（ｐＳ）に曝される圧力室（４６）であって、前記流体は前記ラインシステム（１８）を閉鎖するために前記閉鎖圧力（ｐＳ）で前記閉鎖要素（２８）上に閉鎖力を加える、圧力室（４６）とを備え、
前記方法は、
前記供給圧力（ｐＶ）が所与の閾値を超えると、前記弁座（２６）と前記閉鎖要素（２８）との間の絞り弁断面（Ａ）を解放することと、
前記圧力室内の前記閉鎖圧力（ｐＳ）を適切に設計された手段（５２）で前記供給圧力（ｐＶ）より低く下げることとを備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラインシステムを開閉するための弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁は概して固定弁座を備え、可動の閉鎖要素が弁座と協働するという点で、ラインシステムは固定弁座で開閉することができる。このようなラインシステムは、弁座に流体を供給するための供給ライン、および弁座から流体を除去するための除去ラインを備え、流体は、供給ライン内で供給圧力に、また除去ライン内で有用圧力に曝される。一部の適用は、供給圧力がある特定の閾値を下回る限り弁は閉じ、供給圧力が閾値を超えるとすぐに弁は開くことを必要とする。
【０００３】
この特性は、閾値を超えたとき、または下回ったときに閉鎖要素を適切に動かす調整装置の助けで基本的に実行することができる。例えばこのために電磁弁を使用することができる。しかしここでは制御装置と連通する圧力センサを提供することが必要であり、制御装置とは調整装置を適切に駆動させるものである。これらの構成要素がもたらす費用に加えて、ケーブル布線費用および電磁弁のような必要な構造空間は、特にそれらの機能が適切な電流供給に依存するという欠点を有する。しかし電力供給は、特に車両などの電気的自律システムには常には与えられない。加えて電磁弁の駆動に関連した電力消費は、内燃機関で作動される特定の車両の燃料消費に顕著な悪影響を有する。その範囲は上昇した電力消費に起因して電気自動車では低減する。
【０００４】
これらの欠点を弱めるために、流体制御弁が使用される。このような弁は、弁座を圧迫する戻り要素を備える。流体の供給圧力が閾値を下回る限り、弁はいわゆる「常閉型」弁であるように、弁は閉じたままである。弁は、供給圧力に基づいて流体力が戻り力を弱める閉鎖要素の上に加えられる手法に設計される。供給圧力が閾値を超えた場合は、流体力は戻り力に勝り、その結果、閉鎖要素が弁座から遠ざけられて弁が開く。
【０００５】
戻り要素をできるだけ小さくし、したがって構造空間を節約するために、一部の弁は、弁座から見て閉鎖要素の背後に配置された圧力室を備える。圧力室は、ある特定の圧力に曝される流体で充填される。圧力は戻り要素の戻り力と同じ方向に作用する閉鎖力をもたらし、その結果、戻り要素は閉鎖要素を圧迫中に弁座に支持される。したがって以下では圧力室内の流体の圧力も閉鎖圧力として設計される。多くの場合、圧力室は、閉鎖圧力が供給圧力と正確に同じ大きさであるように、供給ラインに流体連結される。供給圧力が上昇するにつれて、閉鎖圧力も上昇し、これは閉鎖圧力が弁座から比較的ゆっくりと遠ざけられるに過ぎず、その結果、弁と閉鎖要素との間の絞り弁断面、すなわち供給ラインから除去ラインに流れるときに流体が横切る断面流域が、供給圧力の増加とともに比較的ゆっくりと上昇するに過ぎない。したがって閉鎖要素および弁座は、供給圧力が絞り弁断面を通って流れるときに有用圧力に絞られるように絞り弁として作用する。絞りが強くなるほど絞り弁断面は小さくなる。閉鎖要素が弁からゆっくりと遠ざかることに起因して、供給圧力は比較的大きい圧力範囲を超えて有用圧力に比較的強く絞られ、これは高い有用圧力が多くの適用に所望される限り不都合である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の実施形態は、供給圧力が弁を開いている間およびその後に公知の流体制御弁に比べて強く絞られず、その結果より高い有用圧力が存在する手法で、最初に記載された型の流体制御弁をさらに展開する問題を有する。換言すると、開口挙動は、所与の供給圧力において、公知の流体制御弁に比べてより大きい絞り弁断面が解放され、したがって供給圧力が弱くなるように対応する手法で改良されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題は、請求項１、１２および１３に与えられた特徴で解決される。好都合な実施形態は従属請求項の主題を形成する。
本発明の実施形態は、弁座を形成する弁体と、弁座に流体を供給するための供給ラインおよび弁座から流体を除去するための除去ラインを備えるラインシステムであって、流体は供給ライン内で供給圧力に、また除去ライン内で有用圧力に曝される、ラインシステムと、ラインシステムを開閉するために弁座と協働する閉鎖要素であって、閉鎖要素は弁座と閉鎖要素との間の絞り弁断面を解放する、閉鎖要素と、ラインシステムを閉鎖するために弁座に閉鎖要素を圧迫する閉鎖要素の上に戻り力を加える戻り要素と、その中で流体が閉鎖圧力に曝される圧力室であって、流体はラインシステムを閉鎖するために閉鎖圧力で閉鎖要素の上に閉鎖力を加える、圧力室に関し、弁は、解放された絞り弁断面に基づいて圧力室内の閉鎖圧力を供給圧力より下げることができる手段を備える。
【０００８】
先に述べたように、先行技術から公知の流体制御弁は、閉鎖圧力が供給圧力と正確に同じ大きさであるので、比較的ゆっくりと開く。閉鎖圧力によって加えられた閉鎖力は流体が閉鎖要素の上に加える力を弱めるので、流体は閉鎖圧力に反する働きをしなければならない。これと対照的に、提案された手段は、解放された絞り弁断面に基づいて閉鎖圧力を供給圧力より低く下げることができる。その結果として、弁座から閉鎖要素を遠ざける必要がある力は降下する。これにより、弁が従来の弁に比べて閾値を超える所与の圧力でより強く開くことが起きる。より強く開くことは、供給圧力が絞り弁断面を通って流れるときに供給圧力が強く絞られないという効果を有する。
【０００９】
結果として、有用圧力はあまり強く低減されず、これは高い有用圧力が必要な適用には特に好都合である。
別の実施形態では、手段は、閉鎖要素を通って走り、供給ラインの中に入る導管を備えることができ、その導管は圧力室と連通する。導管は、圧力室を特に供給導管に流体連結させるために、概ね比較的単純に製造することができる。加えて先行技術から公知の流体制御弁は、少なくとも一部を利用できる導管をすでに含んでいる。この点で、利用可能な手段を作るための追加の技術的な製造費用は比較的低い。
【００１０】
実施形態のさらなる展開によれば、弁は、閉鎖要素を通って走って供給ラインの中に入る導管を備え、また閉鎖要素を包囲して除去ラインの中に入る環状スロットを備える側路を備える。先行技術から公知の流体制御弁は、供給ラインを除去ラインに連結させ、弁座を迂回する側路を備える。圧力室はここでは導管と環状スロットとの間に配置される。またここでは利用可能な手段を作るための追加の費用も比較的低い。
【００１１】
別の実施形態では、手段は、閉鎖要素と一緒に絞り弁断面の領域内に導管の少なくとも一部を形成する挿入要素を備える。この実施形態では、導管が絞り弁断面の領域の中を容易に延びることができる。上記の絞りに起因して、絞り弁断面内の静圧は降下する。挿入要素は、導管が絞り弁断面の領域内で供給導管の中に入る手法で設計される。低減した静圧は、したがってベンチュリ管と同様に取り除かれる。圧力室は、導管が絞り弁断面の領域内で供給導管の中に入るという事実に起因して、導管を介して供給導管に流体連結されるので、供給圧力が圧力室内に存在するのではなく、むしろ低減した静圧が存在するので、閉鎖圧力は降下する。静圧が低くなるほど、解放された絞り弁断面は小さくなり、これは弁が開き始める場合である。結果として、弁の開き始めに、閉鎖圧力およびそれからもたらされる閉鎖力は特に低いので、弁が公知の流体制御弁に比べて迅速に開く。これに続いて所与の供給圧力が閾値を超える場合、公知の流体制御に比べて上昇した有用圧力が利用可能である。さらに弁は、追加の穿孔、線または構造要素を提供する必要なしに、挿入要素を使用する比較的単純な手法で製造することができる。
【００１２】
実施形態のさらなる展開は、閉鎖要素が円筒凹部を備え、その中に挿入要素が配置されることを特徴とする。多くの場合、先行技術から公知の流体制御弁の閉鎖要素は、そこに挿入要素を配置できるように円筒凹部を備える。一方では、導管はこの配置のために特に単純な手法で利用可能にすることができ、他方では弁内に挿入要素を収納するための追加の構造空間は必要ない。
【００１３】
別の実施形態によれば、挿入要素は、長手軸に実質的に垂直に延びる第１の脚、および長手軸に実質的に平行に延びる第２の脚を備えるＵ字形状の断面を有する。Ｕ字形状の断面の代わりに、挿入要素は円板の形状に設計することもできる。しかしＵ字形状の断面は、すでにその上に上昇した流速があり、したがって低減された静圧を広げる表面が低減される利点を有する。さもなければこの圧力の低減は、挿入要素に望ましくない閉鎖方向の力をもたらす。加えて材料はＵ字形状の断面で節約することができる。
【００１４】
さらに挿入要素は、閉鎖要素に面し、その上に多数の凹部が配置される第１の前面を有することができる。凹部は導管の一部を形成し、流体はそれらを通って流れる。凹部は、締結する突起またはスペーサを提供する必要なしに、挿入要素を閉鎖要素に直接連結することを可能にする。これは挿入要素が閉鎖要素に締結される方法を単純にする。
【００１５】
挿入要素が、長手軸に面する斜面を有する第２の脚の自由端上に第２の前面を形成する機会が存在する。第２の脚の自由端上に斜面を提供することは、挿入要素が絞り弁断面の領域内で比較的とがった手法で延びる結果をもたらす。これは第２の絞りおよびその結果予備絞りをもたらし、その結果として圧力室内の閉鎖圧力が特に急激に下がり、弁の開口挙動はさらに向上することができる。また強い絞りは、本発明の目的と一見して反対の有用圧力の強い低減ももたらすことをここで述べておかなければならない。しかし絞りは、閉鎖要素が弁座から遠ざかりながら低減する。その結果、有用圧力の低下は比較的短時間持続するに過ぎず、閉鎖要素が弁座から遠ざかりながら再補償され、ある特定の離間後に過補償される。
【００１６】
実施形態のさらなる展開は、挿入要素が閉鎖要素に対して動くことができることを特徴とする。その結果として、絞り弁断面は、特に良好な絞りが弁の開口後に直接利用可能にできるように、既存の供給圧力に基づいて変化することができる。前述のように、特に有効な絞りは圧力室内の閉鎖圧力を強く低下させる。圧力室内の閉鎖圧力を強く低下できるほど、開口挙動は良好になる。これは、挿入要素の前面と閉鎖要素の閉鎖面との間の距離が開いた状態で低減されるという点において達成することができる。この手法で予備絞りの越流断面は低減され、これは速度を増し、静圧を低減し、静圧に関しては圧力室によって発生した戻り力を低下させる。ここで適切な最大値は、予備絞りがほぼ主要絞りになる点（前面と閉鎖面との距離がほぼ０ｍｍ）である。
【００１７】
別の実施形態は、挿入要素が閉鎖要素上の多数のバネによって締結されることを特徴とする。バネの使用により、例えばある特定の特徴的湾曲をもつバネが使用されるという点で、閉鎖要素に対する挿入要素の動きを容易に画定することができる。挿入要素が閉鎖要素に対してある特定の供給圧力で移動する距離は、特徴的湾曲の選択で決定することができる。
【００１８】
実施形態のさらなる展開では、弁は長手軸に沿って閉鎖要素を動かすための調整装置を備える。すでに何度も述べているように、本発明は、個別の調整装置を必要としない流体制御弁に関する。しかし先行技術から公知の複数の流体制御弁は、公知であり、また電磁弁からなる調整装置を備え、電機子、磁極片およびスプールを備える。この調整装置は、流体制御弁がすべての条件下で確実に閉じることができるように冗長として使用することができる。これは本弁の作動の安全性を増加させる。
【００１９】
本発明の実施形態は、先の請求項の１つによる弁を備える車両に関する。提案された車両で達成できる技術的効果および利点は、提案された弁に対して論じた技術的効果および利点に対応する。要するに本弁で、有用圧力が閾値を超えて配置されたある特定の供給圧力で公知の流体制御弁に比べて高いように、良好な開口挙動を利用可能にすることができることを示す。例えばより高い有用圧力は、以下の条件下で、すなわち内燃機関のピストンヘッドを冷却するためにエンジンオイルを使用できる車両の場合に使用できることが好都合である。しかしピストンヘッドの冷却は、内燃機関がある特定のサクション荷重を超えて作動されるときだけ必要とされる。例えば開始後、具体的には冷却の開始後および車両の停止時にピストンヘッドの冷却は概して必要とされない。
【００２０】
本弁の開口はノズルに負荷するための有用圧力を利用するために使用することができ、エンジンオイルはノズルでピストンヘッドに噴射され、ピストンヘッドはその結果冷却される。
【００２１】
本発明の実施形態は、ラインシステムを開閉するための弁を作動するための方法に関し、弁は、
弁座を形成する弁体と、
弁座に流体を供給するための供給ライン、および弁座から流体を除去するための除去ラインを備えるラインシステムであって、流体は供給ライン内で供給圧力に、また除去ライン内で有用圧力に曝される、ラインシステムと、
ラインシステムを開閉するために弁座と協働する閉鎖要素と、
ラインシステムを閉鎖するために弁座（２６）に閉鎖要素を圧迫する閉鎖要素の上に戻り力を加える戻り要素と、
−その中で流体が閉鎖圧力に曝される圧力室であって、流体はラインシステムを閉鎖するために閉鎖圧力で閉鎖要素の上に閉鎖力を加え、方法は以下のステップ、すなわち、
供給圧力が所与の閾値を超えると、弁座と閉鎖要素との間の絞り弁断面を解放することと、
適切に設計された手段で圧力室内の閉鎖圧力を供給圧力より下げることとを備える、圧力室を備える。
【００２２】
提案された方法で達成できる技術的効果および利点は、提案された弁に対して論じた技術的効果および利点に対応する。要するに有用圧力が閾値を超えて配置されたある特定の供給圧力で公知の流体制御弁に比べて高いように、本弁で良好な開口挙動を利用可能にすることができることを示す。
【００２３】
本発明の実施形態は、自動車分野で、また具体的にはピストンヘッドを冷却するために適用される先に説明した実施形態の１つによる弁を使用することに関する。提案された適用で達成できる技術的効果および利点は、提案された弁に対して論じた技術的効果および利点に対応する。要するに有用圧力が閾値を超えて配置されたある特定の供給圧力で公知の流体制御弁に比べて高いように、本弁で良好な開口挙動を利用可能にすることができることを示す。
【００２４】
本発明の例示的実施形態は、添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】閉じた状態の本発明による流体制御弁の例示的実施形態を通した断面図を示す。
【図２】開いた状態の図１に示された弁を示す。
【図３ａ】図１に特徴付けられた領域Ｘの拡大図を示す。
【図３ｂ】図３ａ）に特徴付けられた領域Ｚの拡大図を示す。
【図３ｃ】図３ｂ）と同様の拡大図を示すが、弁は図２による開いた状態である。
【図４】挿入要素の斜視図を示す。
【図５】図１に特徴付けられた領域Ｙの拡大図を示す。
【図６】本発明による流体制御弁の別の例示的実施形態の一部の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、断面図を使用して本発明による流体制御弁１０の例示的実施形態を示す。弁１０は、第１の筐体部１４および第２の筐体部１６を備えた筐体１２を備え、ラインシステム１８は第１の筐体部１４内に配置され、またラインシステム１８は供給ライン２０および除去ライン２２を備える。さらに弁体２４は第１の筐体部１４内に配置され、弁座２６を形成する。さらに弁１０は閉鎖要素２８を備え、閉鎖要素２８は、閉鎖要素２８が長手軸Ｌに沿って移動できるように配置される。閉鎖要素２８は電機子３０に連結され、電機子３０は戻り要素３２と協働し、この場合は第２の筐体部１６上に支持された戻りバネ３４と協働する。戻りバネ３４の代わりに、永久磁石も使用することができる。
【００２７】
電機子３０は調整装置３６の一部であり、閉鎖要素２８は調整装置３６で長手軸Ｌに沿って移動することができる。調整装置３６は、閉鎖要素２８を包囲する磁極片４０をさらに備え、また電機子３０を包囲するケーシング４１を備える。これも調整装置３６に属するコイル体４２は、ケーシング４１の半径方向に外側に配置され、そのコイル体は詳しく示されていない手法で電流を負荷することができ、その結果として閉鎖要素２８は長手軸Ｌに沿って移動することができる。しかしすでに述べたように、調整装置３６は開口圧力を超えても弁を閉じるために主に提供され、閉鎖要素２８は、弁１０が開いているときに供給ライン２０から除去ライン２２に流れる操作が作動していない状態で流体によって排他的に移動される。
【００２８】
閉鎖要素２８は導管４４を備え、導管４４は閉鎖要素２８の中央を通って走り、また導管４４は長手軸Ｌに沿って電機子３０の内側に続く。導管４４は電機子３０の端部で、閉鎖要素２８から見て圧力室４６の中に入る。環状スロット４８はケーシング４１と電機子３０との間、ならびに閉鎖要素２８と磁極片４０との間に形成される。環状スロットは電機子３０とケーシング４１との間に距離ｐ（図５参照）を有し、これは示された例では０．０３〜０．０７ｍｍであり、その結果として０．７２〜１．６８ｍｍ２の断面積が達成される。導管４４、圧力室４６および環状スロット４８は側路５０を形成し、供給ライン２０および除去ライン２２は側路５０と連結され、閉鎖要素２８を迂回する。具体的にはケーシング４１と電機子３０との間の環状スロット４８は構造によって条件付けられ、本発明による原理を実現するためには必要ない。この限りでは側路５０を提供する必要はない。供給ライン２０と圧力室４６との間の流体連通のみが与えられなければならない。
【００２９】
供給ライン２０に流入する流体は供給圧力ｐＶに曝される。除去ライン２２内の流体は有用圧力ｐＮに曝され、圧力室４６内の流体は閉鎖圧力ｐＳに曝される。
さらに本弁１０は手段５２を備え、以下に詳細に説明されるように、手段５２で圧力室４６内の閉鎖圧力ｐＳを供給圧力ｐＶより下げることができる。示された例では、手段５２は挿入要素５４を備え、挿入要素５４は図３ａ）に拡大して示されている。閉鎖要素２８はその自由端上にＵ字形状の断面を有し、自由端は弁１０を閉じるために弁座２６と協働する。Ｕ字形状の断面の内側に閉鎖要素２８は円筒凹部５６を形成し、挿入要素５４は円筒凹部５６内に配置される。挿入要素５４は、挿入要素５４が長手軸Ｌに沿って動くことができるように、示された例ではバネ５８により閉鎖要素２８に締結される。別法として、挿入要素５４は、バネ５８を使用することなく閉鎖要素２８上に直接堅固に締結することもできる。
【００３０】
また挿入要素５４もＵ字形状の断面を有し、Ｕ字形状の断面に対して挿入要素５４は、長手軸Ｌにほぼ垂直に延びる第１の脚６０を備え、また長手軸Ｌに実質的に平行に延びる第２の脚６２を備える。挿入要素５４は、閉鎖要素２８に面する第１の前面６３上を交差して延びる合計４つの凹部６４を備えることが図４から認識することができる。
【００３１】
挿入要素５４は、第２の脚６２の自由端上に配置された第２の前面６５の上に斜面６６を有し、その斜面は長手軸Ｌに面する（特に図３ａ）〜３ｃ）を参照されたい）。
挿入要素５４は、長手軸Ｌに平行に延びるスロット６８が第２の脚６２と閉鎖要素２８との間に形成されるような手法で閉鎖要素２８に締結される。閉鎖要素２８と挿入要素５４との間にあり、スロット６８を形成する距離ｑは、０．０７〜０．１３ｍｍであるので、１．７８〜３．１ｍｍ２の断面積が利用可能になる。凹部６４はスロット６８と導管４４との間に流体連通を生成し、これは特に図４から明らかである。
【００３２】
本弁１０は以下の手法で作動され、すなわち開始状態で供給導管内の流体の供給圧力ｐＶはある特定の閾値を下回り、閾値は例えば８０ｋＰａ（０．８バール）〜１００ｋＰａ（１バール）であることが可能である。圧力室４６は挿入要素５４によって利用可能にされたスロット６８を介して、また導管４４を介して供給ライン２０と流体連通を有するという事実に起因して、圧力室４６内の閉鎖圧力ｐＳは正確に供給圧力ｐＶと同じ大きさである。
【００３３】
この場合、戻り要素３２によって加えられた戻り力および閉鎖圧力ｐＳによって加えられた閉鎖力の合計は、供給圧力のための流体により閉鎖要素２８によって作用する力より大きい。その結果として、閉鎖要素２８は弁座２６に押し付けられ、その結果弁１０は閉じる。除去導管内に広がる有用圧力ｐＮは０ＭＰａ（０バール）である。
【００３４】
次に供給圧力ｐＶが閾値を超えて上昇する場合、閉鎖要素２８は弁座２６から遠ざかるよう動き始める。この動きは図３ｂ）および図３ｃ）の比較からもたらされる。その結果として、絞り弁断面Ａは開放され、それを通って流体は流れることができる。閉鎖要素２８が弁座２６から遠ざかるこの動きの開始時に絞り弁断面Ａは非常に小さいので、閉鎖要素２８および弁座２６は一緒に絞り弁の効果を有する。絞り弁断面Ａが小さいことに基づいて、供給ライン２０から除去ライン２２への流体の流量は比較的大きい。その結果として、静圧は弁座２６と閉鎖要素２８との間の領域で降下する。さらに供給圧力ｐＶは有用圧力ｐＮに絞られる。
【００３５】
特に図３ｂ）および図３ｃ）から明らかであるように、スロット６８は絞り弁断面Ａの領域内で供給ラインの中に入る。これにより低減したバックアップ圧力は、閉鎖圧力ｐＳが降下するように、スロット６８を介して、また導管４４を介して圧力室４６の中に移動する。この限りでは、圧力室４６から閉鎖要素２８の上に加えられた閉鎖力も降下し、所与の供給圧力ｐＶで閉鎖要素２８は公知の弁の場合より弁座２６から遠ざかって戻り要素３２の反対にさらに動くことができる。公知の弁は手段５２を含まず、具体的には挿入要素５４を含まないので、供給圧力ｐＶも圧力室４６内に存在し、下がる可能性はない。本発明による弁１０の場合、絞り弁断面Ａは所与の供給圧力ｐＶでより大きく、その結果、供給圧力の絞りは、絞り弁断面Ａを通って流れるときに有用圧力ｐＮより小さくなる。結果として、所与の供給圧力ｐＶにおいて公知の弁より高い有用圧力ｐＮが存在する。
【００３６】
すでに説明したように、挿入要素５４はバネ５８により閉鎖要素２８上に締結される（図３ａ参照）。バネ５８の特徴的湾曲は、弁１０が閉じた状態で、すなわち閉鎖要素２８が閉鎖領域７０（図３ｃ参照）とともに弁座２６上にあるときに、挿入要素５４と閉鎖領域７０との間の最少距離を表す距離ｂは降下しないように選択される。示された例では、距離ｂは０．０９〜０．１１ｍｍである。これは供給導管２０と圧力室４６との間の圧力補正を確実にする。圧力補正は、挿入要素５４が閉鎖要素２８上に堅固に締結される場合に類似した手法で加える。
【００３７】
上記のように、良好な開口挙動を実現するために、開口手順の開始時に比較的強い絞りが、圧力室４４内の閉鎖圧力ｐＳを効率的に下げることが重要であるのに対して、後では絞りは、有用圧力ｐＮをできる限り低く下げるためにできる限り回避するべきである。存在する場合、すなわち挿入要素５４が閉鎖要素２８に対して動くことができる場合、挿入要素５４は供給圧力ｐＶを増加しながら長手軸Ｌに沿って閉鎖要素２８に向かって動かされ、バネ５８は圧縮される。その結果、距離ｂは、挿入要素５４に由来する絞り効果が低減し続け、ある特定点の後に無視できるほど低くなるように拡大される。これは、供給圧力ｐＶが上昇するにつれて有用圧力ｐＮは次第に絞りが弱くなるという結果をもたらす。換言すると、圧力降下は低減する一方で弁１０のストロークは同じままである。加えて距離（図３ｃ））は開口後に短くなることが可能である。したがって予備絞りの越流断面は低減され、その結果として速度が増し、静圧は低減し、その限りでは圧力室によって発生された戻り力を下げる。ここで適切な最大値は、予備絞りがほぼ主要絞りになる点（ｂがほぼ０ｍｍ）である。これは開口挙動を改善し、ストロークは所与の供給圧力において増加する。
【００３８】
閉鎖要素２８の閉鎖領域７０は球台の表面の行程を追従し、したがって凸状に湾曲する。一方、弁座２６は大部分が平面である。その結果として、弁１０が閉じているときに線状接触が生成され、面接触は生成しない。線状接触の生成は、面接触と対照的に、万一厳しい公差を使用する場合であっても、弁１０はより確実に閉鎖するという利点を有する。
【００３９】
図６は、斜視部分図を使用して本発明による流体制御弁１０の別の例示的実施形態を示し、挿入要素５４は提示説明のために示されていない。閉鎖要素２８および挿入要素５４の構築ならびに互いに対する配置は、図１〜５に示された例示的実施形態と同じである。しかしこの場合、弁１０を通る流れは反対方向である。図１〜５に示された例示的実施形態では、供給ライン２０は長手軸Ｌに同心に出て、除去ライン２２は第１の筐体部１４から半径方向に出るのに対して、他方の例示的実施形態では逆が当てはまる。供給ライン２０は第１の筐体部１４の中に半径方向に入り、除去ライン２２は長手軸Ｌに同心で延びる。上記の効果を達成できるようにするために、流体の流れる方向を単に逆にするのでは不十分である。むしろ挿入要素５４および閉鎖要素２８は同じ手法で流れを受領しなければならない。このために弁座２６は、供給ライン２０が除去ライン２２の内側に配置された実質的な円筒部７２を有するように修正され、スロット７４を介して供給ライン２０の残余部と連通する。示された例では、実質的な円筒部７２は閉鎖要素２８から離間するにつれて先細である。流体は第１の筐体部１２の中に半径方向に流れ、その後長手軸Ｌに実質的に平行に閉鎖要素２８に、また挿入要素５４に流れるためにスロット７４を通って流れる。流体が絞り弁断面Ａを通過した後、流体は除去ライン２２に流入し、長手軸Ｌに実質的に平行に環状室７６を通り、環状室７６は円筒部７２により除去ライン２２の内側に形成され、これも長手軸Ｌに実質的に平行な第１の筐体部１４から出る。この例示的実施形態においても開口挙動は改善され、有用圧力ｐＮは従来の流体制御弁より強く絞られない。
【符号の説明】
【００４０】
１０  弁
１２  筐体
１４  第１の筐体部
１６  第２の筐体部
１８  ラインシステム
２０  供給ライン
２２  除去ライン
２４  弁体
２６  弁座
２８  閉鎖要素
３０  電機子
３２  戻り要素
３４  戻りバネ
３６  調整装置
４０  磁極片
４１  ケーシング
４２  コイル体
４４  導管
４６  圧力室
４８  環状スロット
５０  側路
５２  手段
５４  挿入要素
５６  凹部
５８  バネ
６０  第１の脚
６２  第２の脚
６４  凹部
６６  斜面
６８  スロット
７０  閉鎖領域
７２  円筒部
７４  スロット
７６  環状室
Ａ  絞り弁断面
ｂ  前面〜閉鎖領域の距離
ｐＶ  供給圧力
ｐＮ  有用圧力
ｐＳ  閉鎖圧力
Ｌ  長手軸
ｐ  電機子〜ケーシングの距離
ｑ  閉鎖要素〜挿入要素の距離
【図１】
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【図２】
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【図３ａ）】
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【図３ｂ）】
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【図３ｃ）】
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【図４−５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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