(57)【要約】  本発明は圧力制限弁に関し、該圧力制限弁は、閉弁面（８）を有する弁閉塞体（７）にして、その閉弁面（８）が閉弁面（８）と反対側に位置する第１の弁座（９）と協働して第１の封止弁座を形成する弁閉塞体（７）を備える。該弁閉塞体（７）は、第２の弁座により囲繞されかつ軸方向に変位可能な弁ボルト（１３）上に構成された閉弁ヘッド（１４）と協働して第２の封止弁座を形成する弁閉塞体オリフィス（１１）も備える。前記圧力制限弁は、弁ボルト（１３）に接続され、かつそれと共に軸方向に変位可能なばね板（１５）と、ばね板（１５）と弁閉塞体（７）との間に設けられ、弁ボルトを、弁閉塞体（７）上に形成された第２の弁座（１２）と反対方向に付勢する第１の復帰ばね（１０）、弁装置（７、１３、１５、１０）を第１の弁座（９）と反対方向に付勢する第２の復帰ばね（３５）も備える。弁ボルト（１３）の全軸長にわたり延圧する長手方向導孔（５３）が弁ボルト（１３）内に配設されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１の弁座（９）と合わせ第１の封止弁座を形成する閉弁面（８）及び第２の弁座（１２）により囲繞された弁閉塞体オリフィス（１１）を備え、該第２の弁座が軸方向変位可能な弁ボルト（１３）上に構成した閉弁ヘッド（１４）と合わせ第２の封止弁座を形成する弁閉塞体（７）と、前記弁ボルト（１３）に接続され、それと共に軸方向に変位可能としたばね板（１５）と、前記ばね板（１５）及び前記弁閉塞体（７）との間に張設され、前記弁閉塞体（７）上に構成された前記第２の弁座（１２）に対し前記弁ボルト（１３）を付勢する第１の復帰ばね（１０）と、弁装置（７，１３，１５，１０）を第１の弁座（９）に対し付勢する第２の復帰ばね（３５）とを備える圧力制限弁であって、
前記弁ボルト（１３）内に該弁ボルト（１３）の全軸長に亙り長手方向導孔（５３）を延出するように配設したことを特徴とする圧力制限弁。
【請求項２】
前記長手方向導孔（５３）は前記閉弁ヘッド（１４）が形成する一端部と前記弁ボルト（１３）の対向端とに開口することを特徴とする請求項１記載の圧力制限弁。
【請求項３】
作動管路接続路（６）を介して前記圧力制限弁（１）の軸方向導孔（１６）に高圧を印加することを特徴とする請求項１又は２記載の圧力制限弁。
【請求項４】
給送接続路（５）を介して前記弁ボルト（１３）の閉弁ヘッド（１４）に低圧を印加することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【請求項５】
前記圧力制限弁（１）のハウジング（１２）内に盲孔（５１）を構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【請求項６】
前記弁ボルト（１３）の前記長手方向導孔（５３）を介して前記盲孔（５１）に低圧を印加することを特徴とする請求項５記載の圧力制限弁。
【請求項７】
前記弁ボルト（１３）の前記閉弁ヘッド（１４）の圧力作用前面を環状差動領域（５４）に減縮したことを特徴とする請求項６記載の圧力制限弁。
【請求項８】
前記弁ボルト（１３）は前記ハウジング（２）の前記盲孔（５１）内に一部延在することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【請求項９】
前記弁ボルト（１３）は前記盲孔（５１）内に案内されることを特徴とする請求項８記載の圧力制限弁。
【請求項１０】
前記弁ボルト（１３）は前記弁閉塞体（７）内に案内されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【請求項１１】
前記弁閉塞体（７）内に補償導孔（５０）を構成したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の圧力制限弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね力を低減するより小さい差動計測領域を有する液圧制限弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力制限弁や切換弁は、様々な構造における個別構成要素として既に公知である。
【０００３】
特許文献１の請求項１の前文になる給送機能をもった圧力制限弁が公知である。弁は、閉弁面を有する弁閉塞体で、この閉弁面に対向する第１の弁座と合わせ給送機能用の第１の封止弁座を形成する弁閉塞体と、第２の弁座が囲繞する弁閉塞体オリフィスで、第２の弁座が軸方向に変位可能な弁ボルト上に構成した閉弁ヘッドと合わせ圧力制限機能用に第２の封止体を形成するオリフィスとを備える。この文脈において、圧力制限弁の主要構成を開示する。
【特許文献１】独国特許出願第１９６３１６２５号公開明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の直接制御圧力制限弁に付随する欠点は、特により大量の流量では断面、すなわち計測領域もまたより大きくなり、圧縮ばねもまたより強大化し、かくして取り扱いがより困難となることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的はかくして、一方で直接的に制御され、他方で圧縮ばね力を可能な限り小さく保つべく差動計測領域を備える圧力制限弁を提供することにある。
【０００６】
この目的は、包括的特徴と組み合わせ請求項１の特徴を特徴付けることで達成される。
【０００７】
都合よくは、弁ボルトは高圧にさらされる有効面積が低減されることを保証する長手方向導孔を備える。その結果、直接制御弁の利点は大流量用にも用いることができることになる。何故なら、ばねの大きさは封止弁座の差動領域に作用する力を吸収するだけでよいのでそれ程大きくせずに済むからである。ばねの取り扱いはかくしてより簡単になり、組み立てと必要な構造空間とに好都合な影響を有する。
【０００８】
下位概念請求項には、本発明の好都合な展開が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を、好適な実施形態を参照しかつ図面を参照して以下により詳細に説明する。
【００１０】
本発明になる特徴をより良好に理解できるよう、図１は先行技術になる複合された圧力制限機能と給送機能を有する液圧弁１の一例を示す。
【００１１】
液圧弁は全体を、参照符号１により表記される。弁ハウジング２は概略的にのみ図示した弁座３内に挿入しかつ／又は螺入させてあり、封止リング４により封止してある。給送接続路５と作動管路接続路６が弁座３内に構成してあり、それらは液圧弁１により互いに接続される。
【００１２】
給送接続路５に対向するその端部上で、液圧弁１はその上に閉弁面８が形成されて本実施形態では截頭円錐体として構成した弁閉塞体７を備える。閉弁面８は、この閉弁面８に対向する第１の弁座９と協働して第１の封止弁座を形成する。
【００１３】
弁閉塞体７はさらに、第２の弁座１２により外側を囲繞された弁閉塞体オリフィス１１を構成する。第２の弁座１２は弁ボルト１３上に配設された閉弁ヘッド１４と協働し、第２の封止弁座を形成する。この実施形態では、弁ボルト１３は弁本体オリフィス１１を挿通して延びており、前記弁本体オリフィスは閉弁ヘッド１４により外側を封止してある。弁ボルト１３の閉弁ヘッド１４に対向するその一端において、弁ボルト１３はばね板１５に接続してある。第１の復帰ばね１０がばね板１５と弁閉塞体７との間を延びていて、第１の復帰ばね１０をばね板１５と弁閉塞体７との間に張設している。その結果、弁ボルト１３は付勢され、閉弁ヘッド１４は弁体オリフィス１１を囲繞する第２の弁座１２に対し封止着座する。弁ベルト１３と第１の復帰ばね１０とばね板１５は、弁ハウジング２の軸方向導孔１６にて受容してある。
【００１４】
ばね板１５は、弁ボルト１３の接続部１９を受容するよう軸長手方向導孔１８を形成した軸方向シャフト１７を備える。弁ボルト１３の接続部には外螺子が設けてあり、これがばね板１５の軸長手方向導孔１８の対応する内螺子に係合している。接続ボルト１３に対するばね板１５の軸方向位置は、かくしてばね板１５に対し弁ボルト１３を回動させることで変更され、それによって第１の復帰ばね１０の付勢を調整することができる。
【００１５】
第１の復帰ばね１０の付勢を変更するため、液圧弁１は一実施形態では調整ボルト２１として構成した、外部からアクセス可能な調整装置２０で構成してある。調整ボルト２１は弁ハウジング２内の軸方向導孔を挿通させ、封止リング２２にて封止してある。調整ボルト２１は、弁ハウジング２の内螺子２５内で案内される外螺子を有する螺子部２４を備える。調整ボルト２１は例えば螺子頭スロット２６上に作用させる適当な工具により回動させることができ、一実施形態の弁ボルト２１の回動位置はロックナット２７により固定される。
【００１６】
弁ハウジング２の軸方向導孔１６内に突出する部分２８の上に、調整ボルト２１は多角形の外部輪郭をもったペグ２９を備える。このペグ２９は、閉弁ヘッド１４に背を向ける弁ボルト１３の端部に設けた軸方向陥凹３０に係合している。陥凹３０は多角形内部輪郭を備え、この輪郭はペグ２９の多角形外部輪郭と陥凹３０の多角形内部輪郭との協働により調整ボルト２１に作用するトルクを弁ボルト１３へ伝達する摩擦接続が生成されるよう、ペグ２９の多角形外部輪郭に適用してある。しかしながら、液圧弁１の長手方向軸３８に対する軸方向にペグ２９は陥凹内で自由変位可能としてあり、かくして液圧弁１を駆動したときに弁ボルト１３が軸方向に自由に移動できるようにしてある。例えば、六角形の輪郭或いは円環状の輪郭が多角形輪郭として適している。
【００１７】
ばね板１５はロック装置により固定してあり、この装置は本実施形態ではばね板１５から半径方向に突出するピン３１、特に弁ハウジング２内に形成した溝３２内を軸方向に自由変位可能な螺子付きピン３１で構成してある。こうして、ばね板１５は弁ボルト２１を介して弁ボルト１３へトルクが伝達されたときにそれと共に回動しないようにしてある。ピン３１はハウジング孔３３を介して外部からアクセス可能にでき、この孔はばね板１５をばねハウジング２内に挿入した後にばね板１５内に挿入、特に螺入できるよう、封止要素３４により圧力封止態様にて封止することができる。
【００１８】
弁ボルト１３が既に前記した如く螺子を介してばね板１５へ接続してあるため、調整ボルト２１により弁ボルト１３を捩ることで、弁ボルト１３に対するばね板１５の位置の相対的な軸方向変位が生み出される。こうして、第１の復帰ばね１０の付勢は調整装置２０に作用させる工具を介して外部から調整することができる。
【００１９】
閉弁ヘッド１４に背を向けるばね板１５の前面３６とハウジング２の軸長手方向導孔１６の前面３７との間に、弁閉塞体７と弁ボルト１３とばね板１５と第１の復帰ばね１０とからなる弁装置に対し復原力を作用させるべく第２の復帰ばね３５が配置してある。
【００２０】
液圧弁１の機能を、以下に説明する。同じ機能が、原理上は図３に示す本発明になる給送機能をもった圧力制限弁にも当てはまる。
【００２１】
圧力制限機能を説明するため、給送接続路５に印加される給送圧力よりも実質大きな圧力が作動管路接続路６に印加されると想定する。弁閉塞体７の閉弁面８は、かくして弁座９に対し封止的に着座する。弁ボルト１３の閉弁ヘッド１４は、第１の復帰ばね１０が及ぼす付勢が故に弁閉塞体オリフィス１１を囲繞する弁座１２に対し封止的に着座し、かくして液圧弁１はプリセットすることのできる最大圧力未満で閉弁する。
【００２２】
作動管路接続路６に印加される高圧が弁閉塞体オリフィス１１を介して閉弁ヘッド１４に作用し、かくして弁ボルト１３は開弁方向に高圧にさらされる。開弁方向に作用するこれらの力成分が、ばね板１５に対するすなわち弁ボルト１３に対する第１の復帰ばね１０による閉弁方向に作用する対抗力を上回るや否や、閉弁ヘッド１４が第２の弁座１２から離座し、弁本体オリフィス１１を開放する。作動管路接続路６に接続された高圧管路はかくして、高圧管路内で優勢な高圧が液圧弁１を開弁させる最大圧力未満に降下するまで、給送接続路５に取り付けた給送管路へ向け液圧弁１を介して圧力平衡する。液圧弁１を開弁させる最大圧力は、調整装置２０を介して前記開示した如く調整することのできる第１の復帰ばね１０の付勢に依存する。
【００２３】
低圧にさらされる作動管路が作動管路接続路６に接続される限り、液圧弁１は非復帰弁としてその給送機能に従って動作する。給送接続路５に印加される給送圧力が作動管路接続路６の圧力を上回ると、液圧弁１は弁閉塞体７と弁ボルト１３とばね板１５と軸方向に離床させた第１の復帰ばね１０からなる弁装置により開弁し、かくして弁閉塞体７の閉弁面８が第１の弁座８から離座し、かくして給送接続路５と作動管路接続路６との間の接続路を開放する。
【００２４】
弁閉塞体７と弁ボルト１３とばね板１５と第１の復帰ばね１０からなる装置を離床させるには、第２の復帰ばね３５が及ぼす比較的低い復原力だけに打ち勝つだけでよい。第２の復帰ばね３５が及ぼす復原力は第１の復帰ばね１０が及ぼす閉弁力よりも相当に低く、かくしてこの場合液圧弁１は逆止弁として動作する。その結果、作動管路内の圧力が給送管路内の圧力を上回ると、液圧流体は作動管路接続路６に接続された作動管路から給送接続路５に接続された給送管路への逆流を阻止される。
【００２５】
明快さを向上させるため、流体静力学的駆動システム用の液圧弁の可能な用途を図２を参照して下記に開示する。同じ好適な用途が、図３に示す本発明になる給送機能付き圧力制限弁にも当てはまる。
【００２６】
液圧駆動システムは液圧ポンプ４０からなり、それは第１の作動管路４１と第２の作動管路４２とを介して液圧モータ４３に接続してある。液圧ポンプ４０は、例えば図示しない内燃機関の駆動シャフト４４により駆動することができる。給送ポンプ４５は液圧ポンプ４０に加え駆動シャフト４４を介して駆動され、このシャフトが液圧流体タンク４６から液圧流体を吸引して給送管路４７内へそれを給送する。給送管路４７を液圧流体タンク４６へ接続する従前の構成の圧力制限弁４８は、給送管路４７の圧力を制限するのに役立つ。
【００２７】
第１の液圧弁１．１が第１の作動管路４１と給送管路４７との間に配置してあり、一方で第２の液圧弁１．２が第２の作動管路４２と給送管路４７との間に配置してある。図２に示す液圧弁１．１と１．２は、図１を参照して既に開示した実施形態に従って構成してある。
【００２８】
液圧ポンプ４０の給送方向に応じ、作動管路４１，４２の一方が高圧にさらされ、他方は低圧にされされる。液圧弁１．１，１．２は、低圧を含む作動管路４１，４２内へ給送が個別実施されるのを保証する。液圧弁１．１，１．２はそれ故に逆止弁として動作し、液圧弁１．１及び／又は１．２は高圧を含む作動管路４１及び／又は４２に接続され、他方の個別液圧弁１．２及び／又は１．１を開弁させる。低圧管路に接続された液圧弁１．２及び／又は１．１が給送機能を採用しているのに対し、他方の個別液圧弁１．２及び／又は１．１は高圧を含む作動管路４１及び／又は４２の圧力を調整装置２０がプリセットできる最大圧力へ制限できるよう圧力制限機能を採用している。高圧を含む作動管路４１及び／又は４２内の圧力がこの最大圧力を上回ると、液圧弁１．１及び／又は１．２は給送管路４７と圧力制限弁４８を介して圧力媒体タンク４６へ向け高圧を含む作動管路４１及び／又は４２を圧力平衡させる。作動管路４１，４２の過負荷は、それによって確実に防止される。
【００２９】
図３は、本発明に従って構成した圧力制限弁１の一実施形態を概略断面図で示すものである。圧力制限弁１は、かくして本発明になる特徴とは別に図１と図２に示した液圧弁１と類似の態様で先行技術に従って構成することができる。同一の個別部分には図１と同じ参照符号が図３に使用してあり、かくしてこの点で説明の繰り返しは不要となる。
【００３０】
既に説明したように、給送接続路５に印加される給送圧力を実質上回る圧力を作動管路接続路６へ印加する。弁閉塞体７の閉弁面８もまた、かくして本発明に従って構成した圧力制限弁１の図３に示した実施形態の弁座９に対し封止的に着座する。同様に、弁ボルト１３の閉弁ヘッド１４は、付勢復帰ばね１０により弾発された際に弁閉塞体オリフィス１１を囲繞する弁座１２に対し封止的に着座する。かくして、弁ボルト１３の閉弁ヘッド１４に対し孔５０を介して長手方向導孔１６全体に高圧が印加され、これにより弁ボルト１３は開弁方向に高圧にさらされる。
【００３１】
それ故、図１と図２に開示した先行技術になる弁１とは対照的に、前記弁閉塞体が弁ボルト１３を密封する際に弁ボルト１３は弁閉塞体７により案内される。弁閉塞体７内の導孔５０を介して、圧力等化が行われる。ばね板１５は長手方向導孔１６の内壁に対し封止的に着座しないので、第２の復帰ばね３５の領域においても高圧が優勢になる。
【００３２】
本発明によれば、圧力制限弁１はその中に弁ボルト１３の一部が延在する有底導孔５１をハウジング２内に備える。弁ボルト１３の一部５２は、それと共に一部材で構成するか、或いはそうではなく図３に示す如く個別部品でもよい。
【００３３】
さらに、本発明によれば、弁ボルト１３をその軸長全体に亙る両端で開口する長手方向導孔５３付きの部分内にも配設する。かくして長手方向導孔は、一方で有底導孔５１内に開口し、他方で給送接続路５内に開口する。
【００３４】
軸方向導孔１６に印加される高圧よりも低い低圧が給送接続路５に印加されるため、長手方向導孔５３を介して有底導孔５１にも低圧が印加される。このことは高圧が印加される有効面積の大きさの低減に繋がる。何故ならばね板１５とハウジング２の前面３６，３７が固体弁ボルト１３に比して大きさが低減されるからである。その結果、弁座１２上の有効面積もまた弁ボルト１３の直径により低減され、かくして第１の復帰ばね１０の低保持力もまた低減することができる。閉弁ヘッド１４はかくして、もはやその面全体ではなく、環状の差動領域５４でだけ荷重を受ける。
【００３５】
このことは、より低いばね定数が故に第１の復帰ばね１０をより小型の設計とし、取り扱い、特に組み立てをより簡単化することに至る。その結果、弁装置の調整可能性は簡単化され、製造ならびに組み立てコストは低減される。第１の復帰ばね１０のより小型の設計により、構造空間は節約され、大容積流量向けにこの弁構造の使用が可能になる。
【００３６】
本発明は図示の実施形態に限定はされず、弁１の他種の構成に使用することもできる。本発明の全ての特徴は、任意の仕方で互いに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】先行技術になる圧力制限弁の一例を示す概略断面図
【図２】液圧駆動システム内の先行技術になる二つの圧力制限弁の用途を示す概略図
【図３】弁の長手方向軸に沿う断面における本発明になる圧力制限弁を示す概略断面図
【符号の説明】
【００３８】
５  給送接続路
７  弁閉塞体
８  閉弁面
９  第１の弁座
１１  弁閉塞体オリフィス
１２  第２の弁座
１３  弁ボルト
１４  閉弁ヘッド
１５  ばね板
１６  軸方向導孔
５１  有底導孔
５３  長手方向導孔
５４  差動領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2008524537.tif 000006
2008524537.tif 000007
2008524537.tif 000008
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