(57)【要約】作業シリンダを制御するために、本発明に基づくパイロット制御されるルート弁は、力制御される磁石（１．９）、通常電磁石、の他に、油圧ユニットを有しており、その油圧ユニットがハウジング（２）を有し、その中に−ここではパイロットピストン（３）と称される−制御ピストンが、ルート弁の軸方向に摺動可能に配置されている。制御ハウジングは、少なくとも３つの油圧接続端、たとえば３／３−ルート弁を形成するためには、正確に３つの油圧接続端、あるいは、４／３−ルート弁を形成するためには、４つの接続端、すなわち圧力接続端Ｐ、負荷接続端Ａおよび／またはＢおよびタンク接続端Ｔを有している。圧力接続端Ｐは、油圧圧力供給部と接続するために、かつタンク接続端Ｔは、油圧タンクと接続するために定められている。１つまたは複数の負荷接続端Ａ、Ｂは、負荷、ここでは作業シリンダまたはサーボモータ、と接続するために定められている。油圧接続端Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔの間の流れ横断面が、パイロットピストン（３）の摺動によって変化される。【選択図】図１
2011503453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業シリンダまたはサーボモータを制御するため、特にガスタービンおよび蒸気タービンの操作シリンダを制御するためのルート弁であって；
１．１  力制御される磁石（１．９）と
１．２  制御ハウジング（２）を有する油圧ユニットとを有し、前記制御ハウジング内にパイロットピストン（３）がルート弁の軸方向に摺動可能に配置されており、その場合に
１．３  制御ハウジング（２）が、少なくとも３つの油圧接続端、すなわち油圧圧力供給部と接続するための圧力接続端（Ｐ）、作業シリンダまたはサーボモータと接続するための負荷接続端（Ａ、Ｂ）および油圧タンクと接続するためのタンク接続端（Ｔ）を有し；かつ
１．４  油圧接続端（Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ）の間の流れ横断面が、パイロットピストン（３）の摺動によって可変である；
前記ルート弁において、
１．５  付加的な操作ユニット（１）が設けられており、前記操作ユニットが、力制御される磁石（１．９）と、制御ハウジング（２）内または制御ハウジング（２）に接続されたフランジ（１．２）内で摺動可能な、付加的な制御ピストン（１．１）とを有しており、前記制御ピストンが、力制御される磁石（１．９）によって摺動可能であって、かつ前記制御ピストンが摺動によって、操作ユニット圧力接続端（ｐ）、操作ピストン接続端（ａ）および操作ユニットタンク接続端（ｔ）の間の流れ横断面を変化させ；その場合に、
１．６  操作ユニット（１）がさらに、操作ピストン（１．５）を有し、前記操作ピストンが同様にルート弁の軸方向に摺動可能にパイロットピストン（３）に力結合および／または形状結合で結合されており、かつピストン室（１．１０）を互いに対して密閉された２つのピストン室チャンバ（１．１１、１．１２）に分割し、前記ピストン室チャンバの第１のもの（１．１１）が、操作ピストン接続端（ａ）と油圧を案内するように接続されており、かつ
１．７  操作ピストン（１．５）が、第１のピストン室チャンバ（１．１１）内の油圧圧力に抗して作用する、第１の弾性的な部材を介して、制御ピストン（１．１）と接続され、あるいはそれに支持されており、かつ、第１のピストン室チャンバ（１．１１）内の油圧圧力に抗して作用する、第２の弾性的な部材を介して、制御ハウジング（２）またはフランジ（１．２）と接続され、あるいはそれに支持されていることを特徴とするルート弁。
【請求項２】
第１の弾性的な部材が、第２のピストン室チャンバ（１．１２）内に位置決めされた圧縮部材として、特に圧縮ばね（測定ばね１．４）として形成されており、かつ／または第２の弾性的な部材が、第２のピストン室チャンバ（１．１２）内に位置決めされた、圧縮部材として、特に圧縮ばね（復帰ばね１．６）として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のルート弁。
【請求項３】
第１の弾性的な部材、特に測定ばね（１．４）が、第２の弾性的な部材、特に復帰ばね（１．６）とは異なる、特により小さい、ばね力を有していることを特徴とする請求項２に記載のルート弁。
【請求項４】
測定ばね（１．４）が、復帰ばね（１．６）よりも小さい直径を有しており、かつその外側において復帰ばね（１．６）によって周方向に包囲されていることを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項５】
制御ピストン（１．１）が、同様にルート弁の軸方向に摺動可能であって、かつパイロットピストン（３）、制御ピストン（１．１）および操作ピストン（１．５）が、特に軸方向に同心に相前後して、かつ互いに対して整合して配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項６】
ルート弁が、ピストン（３、１．１、１．５）のいずれか、あるいはそれに接続された構成部品、の位置を測定する距離測定装置を有していないことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項７】
制御ピストン（１．１）が、フランジ（１．２）の円筒状の孔内に滑り移動可能に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項８】
操作ピストン（１．５）が、制御ハウジング（２）内および／またはフランジ（１．２）内に挿入され、あるいはそれと一体的に形成されたシリンダ（１．７）の内部に滑り移動可能に配置されており、前記シリンダが２つのシリンダ室チャンバ（１．１１、１．１２）を周方向に、かつ／または軸方向に片側または両側で、境界を形成し、かつシリンダ（１．７）内に、操作ピストン接続端（ａ）と第１のピストン室チャンバ（１．１１）との間の、１つまたは複数の孔（１．１３）の形式の、特に油圧を案内する接続が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項９】
操作ユニット圧力接続端（ｐ）が、圧力接続端（Ｐ）に対して油圧的かつ圧密に密閉されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項１０】
電気的な駆動のための電磁石として形成されている、力制御される磁石（１．９）の磁場内に、導体が配置されており、前記導体が磁石（１．９）と次のように、すなわち制御ピストン（１．１）、操作ピストン（１．５）およびパイロットピストン（３）の磁力とそれに伴って位置が、導体内に発生されるホール電力を介して閉ループ制御されるように、接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のルート弁。
【請求項１１】
特にターボマシンの操作シリンダの形式の、作業シリンダと、作業シリンダの引込みおよび引出し可能なピストンの位置を開ループ制御または閉ループ制御するために油圧導管を介して作業シリンダと接続されている、ルート弁とを有する、アクチュエータにおいて、
ルート弁が、請求項１から１０のいずれか１項に従って形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１２】
作業シリンダに、作業シリンダのピストンの位置および／または移動した距離を検出する、距離測定装置が接続されており、かつ閉ループ制御ユニットが設けられており、前記閉ループ制御ユニットが、距離測定装置の、特に電圧の形式の、測定結果に従って、力制御される磁石（１．９）を閉ループ制御することを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業シリンダまたはサーボモータを制御するため、特に、たとえばガスタービンまたは蒸気タービンのような、ターボマシンの操作シリンダを制御するための、ルート弁に関するものであって、その場合にルート弁の制御ピストン（パイロットピストン）は、力制御される磁石によって摺動され、それによって油圧接続端間の流れ横断面を変化させ、ないしは種々の接続端ペア間で選択的に接続を形成する。
【背景技術】
【０００２】
作業シリンダを開ループ制御ないし位置閉ループ制御するためにルート弁を使用することは、知られている。シングル作用するシリンダのためには、たとえばばね復帰部材を有する３／３ルート弁が使用され、ダブル作用するシリンダのためには、ばね復帰部材を有する４／３ルート弁が使用される。これらは、それぞれ制御ピストンを有し、その制御ピストンが、電磁石を介して制御される。圧力を供給された油圧媒体を、それぞれの接続端を介して負荷の予め定められたチャンバ内へ案内するために、電磁石は、制御ピストンをばねに対して押圧し、それによって圧力接続端Ｐを負荷接続端ないし、２つの負荷接続端Ａ、Ｂのいずれかと接続する。ダブル作用する作業シリンダにおいては、負荷接続端Ａは、作業シリンダの第１のシリンダチャンバと接続されており、負荷接続端Ｂは、シリンダピストンによって第１のシリンダチャンバから分離された、第２のシリンダチャンバと接続されている。それぞれ、油圧圧力供給部から圧力供給された油圧媒体をルート弁を介して、２つのシリンダチャンバのどれに案内すべきか、に従って、作業シリンダのピストンに接続されたピストンロッドが引き込まれ、あるいは引き出される。
【０００３】
このようなダブル作用するシリンダにおいては、４／３ルート弁は、通常、第１の負荷接続端Ａとそれに伴って作業シリンダの第１のシリンダチャンバが、圧力接続端Ｐと接続されている場合には、常に、第２の負荷接続端Ｂとそれに伴って作業シリンダの第２のシリンダチャンバが、ルート弁のタンク接続端Ｔと接続されており、あるいはその逆であるように、形成されている。タンク接続端Ｔは、比較的低い油圧圧力を特徴としているので、タンク接続端Ｔと接続された作業チャンバから油圧媒体が導出されて、油圧タンクへ案内される。
【０００４】
それぞれ、ルート弁の制御ピストンが電磁石によって復帰ばねの押圧力に抗して摺動されるか、かつどの程度摺動されるか、に従って、第１の負荷接続端Ａが圧力接続端Ｐと、あるいは第２の負荷接続端Ｂが圧力接続端Ｐと、そしてそれぞれの他の負荷接続端がタンク接続端Ｔと接続される。従って油圧媒体は、作業シリンダのピストンの一方の側あるいは他方の側へ流れ、作業シリンダのピストンないしピストンに接続されたピストンロッドの引込みないし引出しが制御される。
【０００５】
ピストンのロッドをある箇所に位置決めするためには、閉成された制御回路が必要である。そのために、作業シリンダに、距離トランスデューサとも称される、距離測定装置が設けられており、その測定信号が、ルート弁の電磁石内に統合された制御エレクトロニクスへフィードバックされる。この制御エレクトロニクスが、測定値を目標値と比較して、差から磁石のために新しい操作量を計算する。従って磁石の力は、それに応じて増大または減少し、作業シリンダのピストンの位置を補正するために、必要な方向に制御ピストンを摺動させる。その場合にルート弁の制御ピストンは、電磁石の磁気アーマチュアと、すなわち磁石の、制御電圧ないし制御電流強さの変化によって磁石から引き出され、あるいは引き込まれる部分と、力結合で結合されており、制御ピストンの変位運動は、直接磁気アーマチュアによって行われ、すなわち２つの構成部分−磁気アーマチュアと制御ピストン−は、常に一緒に制御ピストンの摺動方向に移動する。
【０００６】
負荷接続端Ａ、Ｂと圧力接続端Ｐないしタンク接続端Ｔとの間の流れ横断面は、環状間隙によって定められ、その環状間隙は、制御ピストンが制御ハウジング（この中に制御ピストンが軸方向に摺動可能に配置されている）と共に画成する。電磁石のストロークは制限されているので、従来のルート弁が開閉することができる流れ横断面は、制限されている。流れ横断面を拡幅するために、制御ピストンの直径も、任意に拡大することはできない。というのは、それによってその質量が増大し、ばねと結びついて動的に、閉成された制御回路内では磁石によってもはや正確には位置決めされなくなるからである。特に、発生する質量力、固有周波数、摩擦力および振動が、問題であると見なされる。
【０００７】
ルート弁内の流れ横断面を拡大するための、制御ピストン直径の拡大による上述した問題性にもかかわらず、ターボマシンの操作シリンダを制御するためにルート弁を使用することができるようにするために、１つには、使用される電磁石をより大きく、かつより強力に形成する可能性がある。しかし、それは同時にインダクタンスの増大とアーマチュア質量の増大をもたらすことになり、ルート弁の動特性、必要な組込み空間およびコストにマイナスの影響を与えることになる。
【０００８】
他の構造においては、付加的な距離測定装置ないし距離トランスデューサが設けられ、それを用いて制御ピストンの位置が測定されて、測定信号が電磁石の制御エレクトロニクスへフィードバックされる。この形態においては、磁石の大型化は不要である。しかし、温度と振動の影響に対する距離トランスデューサの感度は、好ましくない。特に、蒸気タービンまたはガスタービンの操作シリンダを開ループ制御ないし閉ループ制御するためにこの種のルート弁を使用する場合には、その流量に関して変化させるべき媒体であるガスまたは蒸気がもたらす、距離トランスデューサの高い環境温度が、短い保守インターバルをもたらし、かつ場合によってはルート弁の比較的早期の不具合をもたらす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、既知の実施形態に対して改良されたルート弁を提供することである。特に、本発明に基づくルート弁は、比較的大型の作業シリンダ（シングルまたはダブル作用する）のピストンロッドを迅速かつ正確に位置決めすることができ、それに応じて必要とされる大量の流量をルート弁によって正確かつ確実に支配しなければならない。そして、ルート弁は、コスト的に安価に形成可能であって、かつ長い寿命を持たなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づく課題は、請求項１の特徴を有するルート弁によって解決される。従属請求項は、本発明の特に好ましい実施形態を記述している。
【００１１】
作業シリンダを制御するため、特に、ガスタービンまたは蒸気タービンのようなターボマシンの操作シリンダを制御するための、本発明に基づくルート弁は、力制御される磁石、通常は電磁石、の他に、油圧ユニットを有しており、その油圧ユニットが制御ハウジングを有し、その中に制御ピストン−ここではパイロットピストンと称される−が、ルート弁の軸方向に摺動可能に配置されている。制御ハウジングは、少なくとも３つの油圧接続端、たとえば、３／３−ルート弁を形成するためには、正確に３つの油圧接続端を有し、４／３−ルート弁を形成するためには、４つの油圧接続端、すなわち圧力接続端Ｐ、負荷接続端Ａおよび／またはＢおよびタンク接続端Ｔを有している。圧力接続端Ｐは、油圧圧力供給部と接続するように、タンク接続端Ｔは、油圧タンクと接続するように、定められている。１つまたは複数の負荷接続端Ａ、Ｂは、負荷、ここでは作業シリンダまたはサーボモータと接続するように定められている。
【００１２】
油圧接続端Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔの間の流れ横断面は、明細書導入部で詳しく説明されているように、パイロットピストンの摺動によって変化される。
【００１３】
しかし、本発明によれば、付加的な操作ユニットが設けられており、その操作ユニットは、１つには、力制御される磁石と付加的な制御ピストンを有しており、その制御ピストンは、制御ハウジング内に、あるいは制御ハウジングに接続されたフランジ内に、摺動可能に配置されている。その場合にフランジという概念は、制御ハウジングと一体的に形成することができる、あるいは、通常力結合と形状結合で、制御ハウジングに接続することができる、付加的なハウジングまたは収容装置のそれぞれ適切な組立て形状を表す。制御ピストンは次のように、すなわち制御ピストンが力制御される磁石によって、磁石の駆動に従って摺動されるように、力制御される磁石に対応づけられ、特にその磁気アーマチュアに支持され、あるいは力結合および／または形状結合でそれと結合されている。通常、磁気アーマチュアのより大きい電圧またはより大きい電流強さによる、電磁石として形成された磁石の駆動が、特に弾性的な部材、たとえば圧縮ばね、の力に抗して、磁気アーマチュアをさらに引き出し、それに伴って制御ピストンを磁石から離れる方向へ押圧する。制御電圧が小さくなり、ないしは制御電流強さが小さくなった場合には、それに応じて、とくに弾性的な部材ないし圧縮ばねの力によって、磁気アーマチュアが押し込まれる。
【００１４】
付加的な操作ユニットは、操作ユニット圧力接続端ｐ、操作ユニットタンク接続端ｔおよび操作ピストン接続端ａを有している。操作ユニット圧力接続端ｐは、特に、圧力接続端Ｐないし制御ハウジングの圧力供給部に対して分離された、別体の圧力供給部と接続することができ、従って油圧ユニットを通る、可能な大きい体積流による圧力急落に対して保護されている。
【００１５】
操作ユニットタンク接続端ｔは、油圧ユニットに対応づけられた、油圧タンクと、あるいは付加的な油圧タンクと接続することができる。
【００１６】
操作ユニットは、本発明によれば、さらに操作ピストンを有しており、その操作ピストンは、同様にルート弁の軸方向に、すなわちピストン室内で油圧ユニットのパイロットピストンと同じ方向に、摺動可能であって、かつパイロットピストンと力結合および／または形状結合で結合されている。操作ピストンは、ピストン室を互いに対して密閉された２つのピストン室チャンバに分割するので、第１のピストン室チャンバ内では、第２のピストン室チャンバ内よりも高い、あるいは低い圧力を調節することができる。第１のピストン室チャンバは、たとえば孔、特に、その内部に操作ピストンを軸方向に摺動可能に支持するハウジングまたはシリンダ内の軸方向の孔、を介して、操作ピストン接続端ａと油圧を案内するように接続されている。第２のピストン室チャンバは、たとえば常に油圧を案内するように操作ユニットタンク接続端ｔと接続することができるが、空気で満たすこともでき、かつ／またはルート弁の周囲と接続することもできる。他の接続も、可能である。
【００１７】
操作ピストンは、さらに、第１のピストン室チャンバ内で油圧圧力に抗して作用する、第１の弾性的な部材、特にここでは測定ばねと称される、圧縮ばねを介して、制御ピストンと、特に形状結合および／または力結合で、結合され、あるいは少なくともこの制御ピストンに支持され、かつ同様に第１のピストン室チャンバ内で油圧圧力に抗して作用する、同様に圧縮ばねの形状の−ここでは復帰ばねと称される−第２の弾性的な部材を介して、制御ハウジングまたはフランジと、ここでも好ましくは形状結合および／または力結合で、結合され、あるいは少なくともその両者のうちの１つに支持されている。従って、測定ばねは、電磁石の電圧および／または電流強さが比較的小さい場合に、上述した、磁気アーマチュアの引込みをもたらす。
【００１８】
第１の弾性的な部材、特に測定ばねは、好ましくは第２の弾性的な部材、特に復帰ばねとは異なるばね力を有している。通常、第１の弾性的な部材−測定ばね−は、第２の弾性的な部材−復帰ばね−よりも、小さいばね力を有している。
【００１９】
弾性的な部材として圧縮ばねが設けられている場合には、これは、通常、第２のピストン室チャンバ内に配置されている。もちろん、圧縮ばねの代わりに、特に復帰ばねの代わりに、１つまたは複数の引っ張りばねを設けることも可能であって、その場合に引っ張りばねは、第１のピストン室チャンバ内に、あるいはピストン室チャンバの外部に配置されている。
【００２０】
測定ばねは、復帰ばねよりも小さい直径で形成されており、従って復帰ばねの径方向内部に場所をとらずに位置決めすることができる。その場合に、復帰ばねは、測定ばねを周方向に包囲する。２つのばねは、ほぼ同一の軸方向長さおよび／またはほぼ同一の巻き数を有することができる。
【００２１】
特にターボマシンの操作シリンダの形式の、作業シリンダを有する、本発明に基づくアクチュエータは、さらに、上述した種類のルート弁を有し、そのルート弁が、作業シリンダの引込みおよび引出し可能なピストンないしピストンロッドの位置を開ループ制御または閉ループ制御するために油圧導管を介して作業シリンダと接続されている。作業シリンダに、既知のように、距離測定装置を接続することができ、その距離測定装置は、測定結果に従って制御ピストンとそれに伴って操作ピストンとパイロットピストンを磁石を介して閉ループ制御するために、作業シリンダのピストンないしピストンロッドの位置および／または移動した距離を検出し、かつ特に、力制御される磁石内に統合された、制御ユニットと接続されている。ルート弁自体は、ピストンまたはそれに接続された構成部品の移動または位置を測定する測定装置を持たなくてもよい。
【００２２】
以下、実施例を用いて本発明を例で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に基づいて形成されたルート弁の可能な実施形態を示している。
【図２】図１の一部を拡大して、付加的な操作ユニットを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１には、油圧ユニットが示されており、その油圧ユニットは、制御ハウジング２とその中で軸方向に摺動可能なパイロットピストン３によって形成される。制御ハウジング２は、４つの油圧接続端、すなわち圧力接続端Ｐ、第１の負荷接続端Ａ、第２の負荷接続端Ｂおよびタンク接続端Ｔを有している。接続端は、冒頭で述べたように、油圧圧力供給部、作業シリンダの２つの作業室および油圧タンクと接続されている。
【００２５】
パイロットピストン３は、比較的大きい直径を有しており、種々の油圧接続端Ａ、Ｂ、Ｐ、Ｔ（そのうちの圧力接続端Ｐと２つの負荷接続端Ａ、Ｂが制御ハウジング２内で環状のチャンバと接続されている）の比較的大きい横断面が、ルート弁を通る大きい流量を可能にしている。パイロットピストン３と合わせた制御ハウジング２によって形成され、ないしは画成される、上述した３つの環状のチャンバは、油圧ユニットないし制御ハウジング２の唯一の環状のチャンバとしてもよい。
【００２６】
パイロットピストン３は、径方向に延びる孔またはスリットを有しており、その孔またはスリットが、タンク接続端と流れを案内するように接続されていることによって、制御ハウジング２内のパイロットピストン３の軸方向の位置に従って、第１の負荷接続端Ａないし第２の負荷接続端Ｂからタンク接続端Ｔへの油圧媒体の流出を可能にし、その場合にタンク接続端Ｔは、図示の実施形態において、ルート弁の軸方向において、その前側の端部に形成されている。
【００２７】
従ってパイロットピストン３内の径方向孔ないし径方向スリットは、油圧媒体をパイロットピストン３の内部へ案内し、かつそこからタンク接続端Ｔへ案内することを可能にする。
【００２８】
ルート弁は、別体の操作ユニット１によって駆動され、その操作ユニットは、３／３−ルート弁に対して軸方向に配置された、ばね復帰部材を有するシングル作用する操作ピストン１．５を備えた３／３−ルート弁を有している。３／３−ルート弁は、制御ピストン１．１によって形成され、その制御ピストンは、−ここでは同様にルート弁の軸方向に−摺動可能にフランジ１．２の内部に配置されており、かつフランジ１．２と共に操作ユニット圧力接続端ｐ、操作ピストン接続端ａおよび操作ユニットタンク接続端ｔを形成している；特に図２を参照。操作ユニット圧力接続端ｐは、別体の圧力供給部に接続されており、従って油圧ユニット内の大きな体積流による圧力急落から保護されている。
【００２９】
力制御される磁石１．９の磁気アーマチュアと直接接続されている、制御ピストン１．１は、フランジ１．２の中央の円筒状の孔内に収容されている。この孔内には、２つの環状の切込みが形成されており、それが制御ピストン１．１と共に第１のチャンバと第２のチャンバを形成し、第１のチャンバは操作ユニット圧力接続端ｐと油圧を案内するように接続されており、従ってその中で圧力接続端の油圧圧力が支配し、第２のチャンバは、操作ピストン接続端ａと油圧媒体を案内するように接続されている。
【００３０】
操作ピストン接続端ａと接続されたリングチャンバと操作ユニットタンク接続端ｔの間の流れ接続は、制御ピストン１．１内の径方向の孔を介して形成される。そこから油圧媒体が、さらに、後述するように、操作ピストン１．５に圧力を供給する２つの圧縮ばね−測定ばね１．４と復帰ばね１．６−の組込み空間内へ、そしてフランジ１．２内へ戻って操作ユニットタンク接続端ｔへ流れる。操作ユニット圧力接続端ｐは、フランジ１．２の同じ軸方向平面内に接続することができる。
【００３１】
フランジ１．２内に−そしてここでは同時に制御ハウジング２内に−、シリンダ１．７が挿入されており、その中で操作ピストン１．５がルート弁の軸方向に摺動可能であり、かつシリンダ１．７の内側の表面に対して、たとえばシールまたはガイドバンドを介してシールされて、滑り移動するように配置されている。操作ピストン１．５が、シリンダ１．７によって周方向かつ一方の端部において境界を形成され、反対側の軸方向端部においてはフランジ１．２によって境界を形成されたピストン室１．１０を、第１のピストン室チャンバ１．１１と第２のピストン室チャンバ１．１２に分割する。第１のピストン室チャンバ１．１１は、シリンダ１．７の壁に軸方向に形成された孔１．１３を介して操作ピストン接続端ａと油圧媒体を案内するように接続されている。第２のピストン室チャンバ１．１２は、操作ユニットタンク接続端ｔと接続された、測定ばね１．４と復帰ばね１．６のための組込み空間を形成している。
【００３２】
復帰ばね１．６は、フランジ１．２と操作ピストン１．５の間に弾装されている。測定ばね１．４は、復帰ばね１．６よりも小さい直径を有しており、従って場所をとらずに復帰ばね１．６の内部に配置することができる。測定ばねは、その第１の軸方向の端部においてロッド１．３を介して制御ピストン１．１に支持され、その他方の、逆の端部においては同様に操作ピストン１．５に支持されている。測定ばね１．４は、非作動位置において、制御ピストン１．１を磁石１．９の方向に固定リングに対して摺動させ、それによって測定ばね１．４、ロッド１３おおび制御ピストン１．１からなる複合体を常に中央かつ定められたようにストッパに保持する。
【００３３】
操作ユニット１ないし操作ピストン１．５を（油圧ユニットの）「大きなルート弁」のパイロットピストン３に結合することは、力結合および形状結合で行われる。その場合に操作ピストン１．５の細長い端部が、ここではスライダ４の形式の、パイロットピストン底内へ嵌め込まれており、かつそのパイロットピストン底と複数の６稜ナットによって螺合されている。もちろん、他の結合も考えられる。そのために、同様にピストンロッドと称することができる、操作ピストン１．５の細長い端部が、シリンダカバー１．８に挿通され、そのシリンダカバーは、図示の実施形態においてはシリンダ１．７の前側に螺合されて、ピストン室１．１０ないし第１のピストン室チャンバ１．１１の上述した軸方向の境界を形成している。このピストンロッドは、同時にシリンダカバー１．８に挿通され、かつそのシリンダカバーに対して、たとえば挿入されたシールリングによって、密閉されている。
【００３４】
磁石１．９は、たとえば、図示のように、フランジ１．２の前側に螺合されて、おり、そのアーマチュアがそのタペットを制御ピストン１．１の中央へ圧入して、制御ピストン１．１を操作ピストン１．５ないしパイロットピストン３の方向へ移動させる。力制御される磁石１．９は、好ましくは、パイロット駆動装置（操作ユニット１）のためとルート弁に接続された作業シリンダ（図示せず）のための制御エレクトロニクスを有しており、特に、冒頭で述べたように、作業シリンダの距離測定装置と接続されている。制御エレクトロニクスは、アナログまたはデジタルで形成することができ、制御区間に関して、制御すべき作用シリンダの大きさに適合することができる。
【００３５】
従って、図示の形態において、制御ピストン１．１、操作ピストン１．５およびパイロットピストン３は、軸方向に同心に相前後して、かつ互いに対して整合して配置されている。フランジ１．２、シリンダ１．７および制御ハウジング２も、種々のピストンの共通の長手軸に対して同心に配置されている。
【００３６】
以下、図示のルート弁によって本発明に従って実施される制御方法を説明する。
【００３７】
電磁石として形成された磁石１．９に印加される、特に４と２０ミリアンペアの間の電流による作業シリンダ（図示せず）のための位置目標値の設定に従って、制御器は、即座に制御偏差を受ける。それに基づいて制御エレクトロニクスが、操作量としての磁力目標値を計算する。変化する磁力の結果として、磁気アーマチュアが変位されて、制御ピストン１．１を右へ向かって測定ばね１．４に対して押圧する。その場合にフランジ１．２を伴う制御ピストン１．１によって形成される３／３−ルート弁が開放して、制御ユニット圧力接続端ｐと接続された空間および操作ピストン接続端ａと接続された空間の通路を解放する。アーマチュアと制御ピストン１．１は、操作ピストン１．５ないしパイロットピストン３の方向に、磁力とばね力が均衡するまでの距離を移動する。従ってばねバランスが形成される。操作ピストン１．５は、第１のピストン室チャンバ１．１１に２つの上述したチャンバの接続（ｐからａ）を介して供給圧力が供給されることに基づいて、制御ピストン１．１の方向ないしパイロットピストン３から離れる方向に移動し（それにもかかわらずこれら２つのピストンの間の形状結合に留意される）、測定ばね１．４をさらに、特に測定ばねのばね力が、制御ユニット圧力接続端ｐないし操作ピストン接続端ａと接続された２つのチャンバの間の通路ないし流れ横断面を再び閉鎖して、システムを均衡させるまでの間、圧縮する。この均衡状態は、油圧中心と称することもできる。
【００３８】
操作ピストン１．５がパイロットピストン３に堅固に接続されていることに基づいて、パイロットピストンは、操作ピストン１．５の運動に連動し、従って、油圧ユニットの制御ハウジング２の油圧接続端Ａ、Ｂ、ＰおよびＴの間の流れ横断面を制御する。
【００３９】
逆に、作業シリンダピストン（図示せず）とそのためにパイロットピストン３が他の方向に移動することが必要な場合には、磁力が減少されて、制御ピストン１．１は操作ピストン５ないしパイロットピストン３から離れる方向に、かつ磁石１．９へ向かって移動して、操作ピストン接続端ａと接続されたチャンバと操作ユニットタンク接続端ｔとの間の通路（流れ横断面）を解放する。油圧媒体、特にオイルは、復帰ばね１．６の伸張によってシリンダ１．７、すなわち第１のピストン室チャンバ１．１１から押し出される。操作ピストン１．５は、制御ピストン１．１から離れる方向に（図示の表示では右へ向かって）移動して、測定ばね１．４を弛緩させる。測定ばねは正確に、存在する磁力が制御ピストン１．１を右へ押圧して、第１のピストン室チャンバ１．１１から操作ピストン接続端ａと操作ユニットタンク接続端ｔとを介して油圧タンク（図示せず）への油圧媒体の流出が終了する距離だけ、弛緩する。磁力と測定ばね力が、再び均衡する。
【００４０】
磁力変化と、操作ピストン１．５およびそれに伴ってパイロットピストン３のストローク変化は、互いに比例している。従って磁力変化には、常に、操作ピストン１．５とそれに伴ってパイロットピストン３の一義的な位置が対応づけられている。
【００４１】
力制御される磁石１．９の磁場内に、導体内に誘起されるホール電圧を介して磁束密度を測定するための電気的導体を配置することができる。この導体（図示せず）は、磁石１．９ないし磁石１．９のための制御エレクトロニクスと、ホール電圧のフィードバックを介して磁力が制御されるように、接続することができる。従って、磁力の変化のみによって、操作ピストン１．５およびそれと堅固に結合されたパイロットピストン３を正確に位置決めすることができる。
【００４２】
大きい作業シリンダのピストンロッドを位置決めするために必要な、パイロットピストン３の制御運動は、本発明に基づいて形成されたルート弁を用いて理想的に実施することができる。操作ピストン１．５ないしパイロットピストン３の距離測定は、不要である。従ってルート弁内の、あるいはルート弁の、熱に感じやすく故障しやすい距離測定システムを省くことができる。好ましくは、作業シリンダにただ１つの距離測定システムが設けられている。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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