(57)【要約】【課題】流入通路を負荷報知通路に対して漏れなしに遮断するための弁を備えたハイドロスタティック式の弁装置を改良して、前記弁が、より大きな機能範囲を有するようにする。【解決手段】流入弁６４が、弁座を有するメータイン絞り２８を有し、該メータイン絞りを介して、流入通路４６とポンプ通路４０との接続が、実質的に漏れなしに遮断可能であり、負荷報知通路６は、メータイン絞り２８が閉じられた状態で、座弁６８を介して実質的に漏れなしに流入通路４６に対して遮断されていて、戻し通路７２またはポンプ通路４０に接続可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのハイドロスタティック式の消費器（２，４）に圧力媒体を供給するハイドロスタティック式の弁装置であって、流入弁（６４；２６４；４６４；６６４）が設けられていて、該流入弁は、弁座を有するメータイン絞り（２８，３０）を有し、該メータイン絞りを介して、流入通路（４６）とポンプ通路（４０）との接続が、実質的に漏れなしに遮断可能であり、負荷報知通路（６０）が設けられていて、該負荷報知通路は、消費器の、取り出された負荷圧によって負荷されるようになっており、さらに座弁（６８；１６８；２６８）が設けられているハイドロスタティック式の弁装置において、前記負荷報知通路（６０）は、前記メータイン絞り（２８，３０）が閉じられた状態で、前記座弁（６８；１６８；２６８）を介して実質的に漏れなしに前記流入通路（４６）に対して遮断されていて、戻し通路（７２）または前記ポンプ通路（４０）に接続可能であることを特徴とする、ハイドロスタティック式の弁装置。
【請求項２】
前記流入弁（６６４）は直接に制御されていて、前記メータイン絞り（２８）を形成する主弁体（６８４）を有するか、または前記流入弁（６４；２６４；４６４）はパイロット制御されていて、前記メータイン絞り（２８）を形成する主弁体（８４；２８４；４８４）と、パイロット弁体（８６；２８６；４８６）とを有する、請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
前記座弁はインバースシャトル弁（６８；１６８；２６８）として形成されており、該インバースシャトル弁は、前記負荷報知通路（６０）に接続された負荷報知出口（ＬＳ）と、前記流入通路（４６）に接続された消費器入口（Ｖ）と、前記ポンプ通路（４０）または前記戻し通路（７２）に接続可能な制御入口（Ｓ）とを有する、請求項１または２記載の弁装置。
【請求項４】
前記ポンプ通路（４０）に接続されたポンプ接続部と、前記戻し通路（７２）に接続された戻し接続部と、前記制御入口（Ｓ）に接続された制御接続部とを備えた方向切換弁（６６）が設けられており、該方向切換弁（６６）は操作可能な負荷位置を有し、該負荷位置を介して、前記制御入口（Ｓ）が前記ポンプ通路（４０）に接続されていて、かつ前記戻し通路（７２）とは分離されており、さらに前記方向切換弁（６６）は放圧基本位置を有し、該放圧基本位置を介して、前記制御入口（Ｓ）が前記ポンプ通路（４０）とは分離されていて、かつ前記戻し通路（７２）に接続されている、請求項３記載の弁装置。
【請求項５】
前記方向切換弁（６６）の弁体（７８）が、前記流入弁（６６４）の主弁体（６８４）または前記流入弁（６４）のパイロット弁体（８６）との連結部を有する、請求項２または４記載の弁装置。
【請求項６】
前記消費器入口（Ｖ）は第１の弁座（７５）と第１のシールエレメント（７４）とを有し、該第１のシールエレメント（７４）は負荷圧によって閉鎖方向に負荷されるようになっており、前記制御入口（Ｓ）は第２の弁座（７７）と第２のシールエレメント（７６）とを有し、該第２のシールエレメント（７６）は前記ポンプ通路（４０）内の圧力または前記戻し通路（７２）内の圧力によって閉鎖方向に負荷されるようになっている、請求項３から５までのいずれか１項記載の弁装置。
【請求項７】
前記負荷報知出口（ＬＳ）は前記両弁座（７５，７７）の間の圧力室に開口している、請求項６記載の弁装置。
【請求項８】
前記両シールエレメント（７４，７６）は、該両シールエレメント（７４，７６）の間に配置された連結エレメント（８２６）を介して連結可能であるか、または連結されている、請求項６または７記載の弁装置。
【請求項９】
前記座弁（６８；１６８；２６８）は、ほぼ円筒状のハウジング（８０２；９０２）を有し、該ハウジングは当該弁装置（２９；２２９；４２９；６２９）のハウジング部分（８２；２８２；４８２；６８２）内に挿入されているか、または圧入されているか、またはねじ込まれている、請求項１から８までのいずれか１項記載の弁装置。
【請求項１０】
前記インバースシャトル弁（６８；１６８；２６８）の前記入口のうちの一方の入口（Ｖ）と、前記ハウジング部分（８２；２８２；４８２；６８２）との間で１つのシールシート（８１８；９１８）が形成されており、かつ／または半径方向で前記座弁（１６８）のハウジング（８０２）と前記ハウジング部分（８２）との間に少なくとも１つのシール部材（８２４）が配置されている、請求項３または９記載の弁装置。
【請求項１１】
前記インバースシャトル弁（１６８；２６８）の前記入口のうちの他方の入口（Ｓ）の範囲に、該他方の入口（Ｓ）と、前記ハウジング部分（８２）内にねじ込まれた閉鎖ねじ（８１２；９１２）との間に１つのシールシート（８２０；９２０）が形成されている、請求項１０記載の弁装置。
【請求項１２】
前記各入口（Ｖ，Ｓ）と、該入口（Ｖ，Ｓ）にそれぞれ対応した前記シールエレメント（７４，７６）との間に、ストッパ（８２８）が配置されている、請求項６から１１までのいずれか１項記載の弁装置。
【請求項１３】
前記主弁体（４８４；６８４）および／または前記パイロット弁体（８６；２８６）は、精密制御ジオメトリ（１２０；３２０；４２０；６２０）を有する、請求項２から１２までのいずれか１項記載の弁装置。
【請求項１４】
前記メータイン絞り（２８，３０）の上流側で前記ポンプ通路（４０）内に個別圧力補償器（３６）が配置されており、該個別圧力補償器（３６）は、閉鎖方向では前記メータイン絞り（２８，３０）の上流側の圧力によって負荷されていて、開放方向では前記消費器（２，４）の負荷圧によって負荷されているか、または前記メータイン絞りの下流側で前記流入通路内に個別圧力補償器が配置されており、該個別圧力補償器は、閉鎖方向では前記１つまたは複数の消費器の最高負荷圧によって負荷されていて、開放方向では前記メータイン絞りの下流側の圧力によって負荷されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の弁装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項記載の弁装置（２９；３１；２２９；４２９；６２９）を備えたハイドロスタティック式の制御装置において、ハイドロスタティック式のポンプ（１０）が設けられており、該ポンプを介して、前記少なくとも１つの消費器（２，４）に負荷圧に関連して圧力媒体が供給可能であることを特徴とする、ハイドロスタティック式の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのハイドロスタティック式（流体静力学式）の消費器に圧力媒体を供給するハイドロスタティック式の弁装置であって、流入弁が設けられていて、該流入弁は、弁座を有する流入調量絞りもしくはメータイン絞り（Zumessblende）を有し、該メータイン絞りを介して、流入通路とポンプ通路との接続が、実質的に漏れなしに遮断可能であり、負荷報知通路が設けられていて、該負荷報知通路は、消費器の、取り出された負荷圧によって負荷されるようになっており、さらに座弁が設けられているハイドロスタティック式の弁装置に関する。
【０００２】
さらに本発明は、このような弁装置を備えたハイドロスタティック式の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
移動式（モービル式）の作業機械、たとえば油圧ショベル、トラクタ、バックホウローダ（Baggerlader）またはフォークリフトトラックにおいては、一次エネルギ変換器、たとえばディーゼルエンジンにより変換された出力が、ハイドロリック式の駆動・制御ユニットを介して、作業アタッチメントの個々のハイドロリック式のリニア型または回転型の消費器へ伝達される。ディーゼルエンジンにより駆動されたポンプはこの場合、弁ブロックへ圧力媒体容積流を圧送し、弁ブロックはハイドロリック式の消費器にオイルを分配する。
【０００４】
特に移動式の作業機械において、圧力媒体供給を、負荷圧とは無関係に、つまり負荷圧の影響を受けることなく行うためには、いわゆるロードセンシング制御（ＬＳ）が使用される。ロードセンシング制御では、消費器の最高負荷圧が調節ポンプ、すなわち可変容量形ポンプに報知もしくは伝達され、この可変容量形ポンプは、ポンプ管路もしくはポンプ通路内に、予め規定された差圧分だけ負荷圧よりも高いポンプ圧が生ぜしめられるように制御される。
【０００５】
この場合、ロードセンシング制御部の流入調量オリフィスもしくはメータイン絞り（Zumessblende）には、個別圧力補償器（Individualdruckwaage）が対応配置されていてよい。個別圧力補償器は、それぞれ負荷圧の低い方のハイドロリック式の消費器のメータイン絞りの前後にも、一定の圧力差を維持するので、各消費器を負荷圧とは無関係に制御することが可能となる。
【０００６】
一般に「ＬＳ制御部」と呼ばれている制御装置では、各メータイン絞りの上流側に個別圧力補償器が配置されている。個別圧力補償器はポンプ管路とメータイン絞りとの間で圧力媒体容積流を絞って、メータイン絞り上流側の圧力が、ポンプ圧とは無関係に、規定の圧力差だけ個別の負荷圧よりも高くなるようにしている。この場合、不足供給（サチュレーション）時では、負荷圧最大の消費器が減速される。なぜならば、この消費器のメータイン絞りの上流側に生ぜしめられるポンプ圧が低下し、これによってこのメータイン絞りの前後の圧力差が小さくなるからである。いわゆるＬＵＤＶ制御（lastdruckunabhaengig. Durchflussverteilung＝負荷圧に依存しない流通量分配）では、メータイン絞りの下流側に個別圧力補償器が配置されており、この個別圧力補償器はメータイン絞りと消費器との間で流体流を絞り、この場合、全てのメータイン絞りの下流側の圧力は等しくなり、好ましくは最高負荷圧に等しくなるか、または最高負荷圧よりも僅かに高くなる。この場合、不足供給時では、メータイン絞りの下流側における圧力については何ら変化しない。全てのメータイン絞りの上流側では、一様にポンプ圧が形成されるので、不足供給時にポンプ圧が小さくなってもメータイン絞り間の流れ分配が維持されていれば、全てのメータイン絞りにおいて圧力差は一様に変化し、これに相応して、全ての消費器の速度が等比率で減じられる。
【０００７】
現在の公知先行技術による弁では、流入部のメータイン絞りが、しばしば弁スプールの制御縁部を介して形成されているので、負荷圧の報知もしくは伝達は、しばしばこれらの制御縁部を介して行われる。とりわけ流入通路における付加的な遮断弁を有しない方向切換弁においては、このときに付加的に、これらの制御縁部を介して流入通路から負荷報知通路内への漏れが生じる。不都合となるのは、相応して高い漏れが生じた場合に消費器が、許容し得ない程に降下してしまう恐れがあり、そして負荷報知通路内への漏れに基づいて、報知された負荷圧が誤られる危険が生じるか、もしくは流入弁が操作されていない状態でも負荷報知通路内のＬＳ圧力が、許容し得ない程に上昇して、ポンプ圧の許容し得ない増大を招く恐れがあることにある。
【０００８】
米国特許出願公開第５８７８６４７号明細書に基づき、ＬＵＤＶ（負荷圧に依存しない流通量分配）構成の制御装置が公知である。この公知の制御装置では、電磁式に操作されるそれぞれ２つの流入弁および戻し弁が座弁構造で構成されている。主制御ピストンの座弁構造により、消費器に圧力媒体流を提供したくない場合には、流入通路が漏れなしにポンプ通路に対してシールされることが達成される。このときに流入通路から負荷報知通路内への漏れを回避し、ひいては負荷圧が誤られる不都合を回避するために、上記制御装置は付加的な逆止弁を有する。この逆止弁の弁体はブシュとして形成されており、このブシュの端区分を介して大きな円周の弁座が形成されている。
【０００９】
上記公知の解決手段において不都合となるのは、逆止弁の構造に伴い、負荷報知通路を消費器通路に対して遮断するために組立て技術的および装置技術的に大きな手間がかかることである。さらに不都合となるのは、装置技術的な大きな手間にもかかわらず、逆止弁がこのような１つの機能に限定されていることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第５８７８６４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような公知先行技術に対して、本発明の根底を成す課題は、流入通路を負荷報知通路に対して漏れなしに遮断するための弁を備えたハイドロスタティック式の弁装置を改良して、前記弁が、より大きな機能範囲を有するようなハイドロスタティック式の弁装置を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の根底を成す課題は、このような弁装置を備えたハイドロスタティック式の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題を解決するために本発明のハイドロスタティック式（流体静力学式）の弁装置の構成では、前記負荷報知通路は、前記メータイン絞りが閉じられた状態で、前記座弁を介して実質的に漏れなしに前記流入通路に対して遮断されていて、戻し通路または前記ポンプ通路に接続可能であるようにした。
【００１４】
さらに上記課題を解決するために、このような弁装置を備えた本発明のハイドロスタティック式の制御装置の構成では、ハイドロスタティック式のポンプが設けられており、該ポンプを介して、前記少なくとも１つの消費器に負荷圧に関連して圧力媒体が供給可能であるようにした。
【００１５】
請求項２〜請求項１４には、ハイドロスタティック式の弁装置の有利な改良形が記載されている。
【発明の効果】
【００１６】
少なくとも１つのハイドロスタティック式の消費器に圧力媒体を供給するハイドロスタティック式の弁装置が、主座弁もしくは流入弁を有し、該流入弁は、弁座を有するメータイン絞りを備えている。このメータイン絞りを介して、流入通路もしくは消費器通路とポンプ通路との接続が、実質的に漏れなしに遮断可能である。さらに、前記弁装置は負荷伝達通路もしくは負荷報知通路を有し、該負荷報知通路は、消費器の、特に前記流入通路で取り出された負荷圧によって負荷されるようになっている。さらに、前記弁装置は座弁を有し、本発明の構成では、前記メータイン絞りが閉じられた状態で、前記負荷報知通路は前記座弁を介して実質的に漏れなしに前記流入通路に対して遮断されていて、さらに戻し通路、特にタンク、または前記ポンプ通路に接続可能であり、特に接続されている。
【００１７】
したがって、前記流入通路を漏れなしに前記負荷報知通路に対して遮断する座弁の機能範囲は、公知先行技術に比べて拡張されており、この場合、座弁は、上記漏れなしの遮断を可能にするだけでなく、負荷報知通路とポンプ通路および戻し通路との接続をも可能にする。したがって、この座弁は、公知先行技術の座弁よりも機能的に一層フレキシブルに形成されている。言い換えれば、この座弁は別の機能を引き受ける。これにより、ハイドロスタティック式の弁装置にかかる全体手間を減少させることが可能となる。これに伴って、公知先行技術において慣用されている逆止弁を不要にすることができる。このことは、一方では構成スペース利点を提供し、他方ではコスト利点を提供することができる。付加的に、座弁が流入弁として使用される場合に負荷報知通路の遮断可能な放圧を実現することが可能となる。このことは、公知先行技術による上記配置形式を用いても不可能である。
【００１８】
本発明の第１の変化形では、前記流入弁が直接に制御されていて、前記メータイン絞りを形成する主弁体を有する。本発明の別の変化形では、前記流入弁が前制御もしくはパイロット制御されていて、前記メータイン絞りを形成する主弁体と、この主弁体を前制御もしくはパイロット制御するためのパイロット弁体とを有する。パイロット弁体を用いたパイロット制御には、主弁体もしくはメータイン絞りを制御するために、それほど高い操作力が必要とされなくなるという利点がある。このことは、特に流入通路内の高い負荷圧を有する使用時、とりわけ主弁体において高い流れ力が予想され得る場合に有利である。
【００１９】
有利でかつ特に好ましい改良形では、流入通路を負荷報知通路に対してほぼ漏れなしにシールする前記座弁が、通常のシャトル弁とは逆の機能を具備したインバースシャトル弁（invers. Wechselventil）として形成されており、該インバースシャトル弁は、前記負荷報知通路に接続された負荷報知出口と、前記流入通路に接続された消費器入口と、前記ポンプ通路または前記戻し通路に接続可能な制御入口とを有する。インバースシャトル弁は、流入通路を実質的に漏れなしに負荷報知通路に対して遮断し、かつ戻し通路もしくはポンプ通路に接続するという目的のためには、装置技術的に特に単純に形成された弁である。公知先行技術の逆止弁に比べて、このインバースシャトル弁は特に小さくて単純な構造を有し、そして大きなコスト利点を提供する。
【００２０】
ハイドロスタティック式の弁装置の別の有利でかつ好ましい改良形では、前記ポンプ通路に接続されたポンプ接続部と、前記戻し通路に接続された戻し接続部と、前記インバースシャトル弁の制御入口に接続された制御接続部とを備えた方向切換弁が設けられている。この方向切換弁は、有利には操作可能な負荷位置を有し、該負荷位置を介して、インバースシャトル弁の前記制御入口が前記ポンプ通路に接続されていて、かつ前記戻し通路から分離されている。さらに、前記方向切換弁は、有利には放圧基本位置を有し、該放圧基本位置を介して、インバースシャトル弁の前記制御入口は前記ポンプ通路から分離されていて、かつ前記戻し通路に接続されている。したがって、放圧基本位置では、すなわち方向切換弁の非操作時では、座弁もしくはインバースシャトル弁の制御入口が、前記方向切換弁を介して前記戻し通路に接続されており、そして前記負荷報知通路が前記流入通路に対して遮断されている場合には、すなわち前記メータイン絞りが閉鎖されている場合には、前記負荷報知通路が前記戻し路またはタンクに向かって放圧されている。これにより、場合によっては負荷報知通路内に漏れ量が流入した場合でも、消費器の、報知された負荷圧の増大は生ぜしめられない。前記方向切換弁は有利には電磁式に操作可能であるか、または制御圧を介して操作可能である。
【００２１】
前記方向切換弁および前記流入弁の制御シーケンスを、装置技術的に特に簡単に規定し得るようにするために、本発明の別の有利な改良形では、前記方向切換弁の弁体が、前記流入弁の主弁体または前記流入弁のパイロット弁体との連結部（カップリング）、特に機械的な連結部を有する。この連結に基づき、前記方向切換弁の弁体が負荷位置へ操作されると、一方では前記座弁の制御入口と前記ポンプ通路との接続の開制御が行われ、それと同時に戻し路またはタンクに対する負荷報知通路の遮断が行われる。他方では、前記方向切換弁の操作を介して、前記メータイン絞りの開放横断面の開制御が行われる。後者の開制御は、連結されたパイロット弁体を介して間接的に行われるか、または前記流入弁の連結された主弁体を介して直接的に行われる。直接的に制御される流入弁の場合には、流入弁の主弁体と前記方向切換弁の弁体との間の機械的な連結が、有利には弾性的に、特に有利にはばねを介して形成されているので、主弁体がまだ閉じられていてかつ圧力補償されていない状態では、前記主弁体と前記方向切換弁の弁体との間に直接的な接触は生じない。こうして、負荷切換位置の操作に抗して、主弁体に閉鎖方向で作用する高い押圧力は作用せず、操作力は小さく保持され得る。パイロット制御される流入弁の場合には、流入弁のパイロット弁体と前記方向切換弁の弁体との間の機械的な連結が有利には剛性的に形成されているが、しかし前で説明した理由から、択一的には、弾性的な連結を介して、有利にはばねの使用により、形成されていてもよい。このばねは、少なくとも放圧位置から、ポンプ通路が制御通路に圧力媒体接続される位置にまでの作動ストロークに相当するばねストロークを有すると有利である。この場合、剛性的な連結は、たとえば両弁体が単一部分から成ることにより形成されていてよい。しかし、製作技術的および組立て技術的な理由から、複数部分から成っていることが有利である。電磁式の操作に対して択一的に、方向切換弁は制御圧を介して操作され得る。
【００２２】
メータイン絞りが開放されていて、かつポンプ圧よりも負荷圧が高い場合には、負荷報知通路が前記流入通路に対して遮断されていて、前記ポンプ通路に接続されていると特に有利である。
【００２３】
インバースシャトル弁は、前記消費器入口が第１の弁座と第１のシールエレメントとを有し、該第１のシールエレメントが、消費器の負荷圧、もしくは消費器の負荷圧に関連した圧力によって、閉鎖方向に負荷されるように形成されていると有利である。前記制御入口はこの改良形では、第２の弁座と第２のシールエレメントとを有し、該第２のシールエレメントは前記ポンプ通路内の圧力、もしくは前記ポンプ通路内の圧力に関連した圧力、または前記戻し通路内の圧力、もしくは前記戻し通路内の圧力に関連した圧力によって、閉鎖方向に負荷されるようになっている。弁座は、それぞれ円錐形弁座または球形弁座または皿形弁座を介して形成されていると有利である。
【００２４】
インバースシャトル弁の負荷報知出口は、前記両弁座の間の圧力室に開口していると有利である。両弁座の閉鎖方向は、前記シールエレメントが、反対の側に位置する入口において作用する高い圧力と、これらのシールエレメントの間に形成された連結もしくはカップリングとによって、対応する弁座から持ち上げられるか、もしくは開放方向に負荷されるように設定されている。
【００２５】
前記両シールエレメントは、該両シールエレメントの間に配置された連結エレメントを介して連結可能であるか、または連結もしくは結合されていると特に有利である。連結エレメントは、たとえば特に円形または多面体形の横断面、特に六角形の横断面を有する円筒状のピンであってよい。この連結に基づいて、それぞれ一方のシールエレメントに閉鎖方向で作用する力は、直接にそれぞれ他方のシールエレメントにその開放方向で伝達される。
【００２６】
前記座弁が、ほぼ円筒状のハウジングを有し、該ハウジングが当該弁装置の別のハウジング部分、特に制御ブロックまたは制御サンドイッチプレートまたは前記流入弁のハウジング内に挿入されているか、または圧入されているか、またはねじ込まれていると、前記弁装置の特にコンパクトな改良形が得られる。前記インバースシャトル弁の前記入口のうちの一方の入口（消費器入口または制御入口）と、前記ハウジング部分とを介してシールシート、特にシール縁部が形成されていると、前記インバースシャトル弁のハウジングは、装置技術的に特に簡単に前記ハウジング部分に対してシールされている。この場合、択一的または補足的には、半径方向で前記座弁のハウジングと前記ハウジング部分との間に少なくとも１つのシールリング、特にＯリングが配置されていると有利である。
【００２７】
前記インバースシャトル弁の両入口のうちの他方の入口をもシールするために、当該弁装置のさらに別の改良形では、この他方の入口の範囲に、該他方の入口と、前記ハウジング部分内にねじ込まれた閉鎖ねじとを介して１つのシールシート、特にシール縁部が形成されている。こうして、座弁もしくはインバースシャトル弁のハウジングは、前記ハウジング部分内に閉鎖ねじを介して装置技術的に簡単に軸方向で固定されると同時にシールされている。さらに、これに対して補足的に、閉鎖ねじと前記ハウジング部分との間にシールシートが形成されていてよい。このシールシートは有利には半径方向で全周にわたって閉鎖ねじに形成されている。前記１つまたは複数のシールエレメントの良好な組付け性を確保するためには、各入口と、各入口にそれぞれ対応するシールエレメントとの間に、特にインバースシャトル弁のハウジングを半径方向で貫通する位置固定エレメント、特にピンまたは割りピンを介して、軸方向のストッパが配置または形成されている。相応する弁体の所定の行程のために、各開放横断面を介して流れる圧力媒体容積流量の精密な調量を可能にするために、本発明の有利な改良形では、前記主弁体および／または前記パイロット弁体が、特にポンプ通路から流入通路へ向かう圧力媒体流路に、精密制御ジオメトリ（幾何学的な精密制御形状）、特に少なくとも１つの精密制御切欠きを有する。
【００２８】
前記弁装置を備えた本発明による制御装置は、ハイドロスタティック式のポンプを有する。このハイドロスタティック式のポンプを介して、前記少なくとも１つの消費器に、負荷圧に関連して圧力媒体が供給可能である。このためには、当該制御装置が、流入弁に前置または後置された、つまり流入弁の上流側または下流側に配置された少なくとも１つの個別圧力補償器を有し、したがって当該制御装置は、前で説明したように、ＬＳシステムまたはＬＵＤＶシステムとして構成されている。これら両事例において、ポンプは有利には調節可能に、つまり可変容量式に形成されており、当該制御装置は有利には圧送流量調整器を有する。この圧送流量調整器は、一方ではポンプ圧によって負荷されていて、他方では負荷圧と制御ばねの圧力等価量（Druckaequivalent）とによって負荷されている。前記両変化形に対して付加的に、当該制御装置は定容量形ポンプと、開放方向で負荷圧によって負荷されたバイパス弁とを有する。
【００２９】
以下に、１つの図面につき、本発明による制御装置の１つの実施形態を説明し、７つの図面につき、本発明による弁装置の４つの実施形態を詳しく説明し、さらに２つの図面につき、前記制御装置もしくは前記弁装置において使用されるインバースシャトル弁の２つの実施形態を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ハイドロスタティック式の制御装置の第１実施形態を示す、著しく簡略化された回路図である。
【図２】図１に示した制御装置において使用される弁装置の第１実施形態を示す一般的な回路図である。
【図３】図２に示した弁装置の縦断面図である。
【図４】図２および図３に示した弁装置の詳細な回路図である。
【図５】弁装置の第２実施形態を示す縦断面図である。
【図６】図５に示した弁装置の詳細な回路図である。
【図７】弁装置の第３実施形態を示す縦断面図である。
【図８】弁装置の第４実施形態を示す縦断面図である。
【図９】インバースシャトル弁の第１実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】インバースシャトル弁の第２実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明による制御装置の１つの実施形態および本発明による弁装置の４つの実施形態を７つの図面につき詳しく説明し、さらに制御装置もしくは弁装置において使用されるシャトル弁の２つの実施形態を２つの図面につき詳しく説明する。
【００３２】
以下において説明する制御装置および弁装置により、流入弁に対応配置されたハイドロリック式の消費器の別個の負荷報知通路への負荷報知もしくは負荷伝達が行なわれ、この場合、この負荷報知もしくは負荷伝達は、流入弁の非操作時において負荷報知通路に対する負荷通路または流入通路の漏れなしのシールが可能となるように行われる。さらに、相応する流入弁の非操作時に負荷報知通路が戻し路へ放圧されていて、かつこの放圧が流入弁の操作時では解消されていることが与えられている。この場合、流入弁は比例調節可能な座弁として消費器の流入部に配置されている。
【００３３】
図１には、流体静力学式もしくはハイドロスタティック式の制御装置１の１実施形態の著しく簡略化された回路図が概略的に図示されている。このハイドロスタティック式の制御装置１は、１台の移動式の作業機械、たとえば油圧ショベル、トラクタ、バックホウローダまたはフォークリフトトラック等に設けられた複数の消費器に圧力媒体を供給するために用いられる。本実施形態では、消費器２，４が、たとえば差動シリンダとして図示されている。消費器２，４への圧力媒体供給は、制御ブロック５を介して行われる。この制御ブロック５は２つの弁サンドイッチプレートもしくは方向切換弁セクション６，８を有する。両方向切換弁セクション６，８はそれぞれ１つの消費器２，４に対応している。方向切換弁セクション６，８はそれぞれ２つの作業接続部Ａ，Ｂを有する。両作業接続部Ａ，Ｂは、以下に説明する弁装置を介して制御ブロック５の接続部Ｐ，Ｔ，ＬＳに接続可能である。
【００３４】
制御装置１はポンプ、本実施形態では可変容量形ポンプ１０を有する。この可変容量形ポンプ１０の吐出接続部は、圧力管路１２を介して、制御ブロック５の圧力接続部Ｐに接続されている。図１に示した実施形態およびさらに後続の実施形態とは異なり、可変容量形ポンプの代わりに、バイパス弁を備えた定容量形ポンプを使用することもできる。図示の実施形態では、可変容量形ポンプ１０が、たとえばアキシャルピストンポンプとして構成されている。このアキシャルピストンポンプの傾転角度は作動シリンダ１４を介して調節可能である。作動シリンダ１４の制御は、圧送流量調整器（レギュレータ）１６を介して行われる。図示の実施形態では、傾転角度が、戻し装置１８を介して調節可能であり、この戻し装置１８は、最大傾転角度の方向では圧力管路１２内の圧力で負荷されていて、この最大傾転角度とは逆の方向では、ばね力で負荷されており、それに対して、作動シリンダ１４は傾転角度を減少させるために、戻し装置１８の力に抗して調節され得る。圧送流量調整器１６は、制御ばね２０のばね力と負荷報知管路２２内の制御圧とによって作動シリンダ１４の負荷軽減の方向にプリロードもしくは予荷重をかけられている。この場合、作動シリンダ１４の作動室内に開口した作動管路２４からタンクＴへ向かう制御オイル接続部が開制御される。負荷報知管路２２内には、制御された消費器２，４の最高負荷圧が加えられており、この最高負荷圧は制御ブロック５のＬＳ接続部において取り出される。制御ブロック５のタンク接続部Ｔはタンク管路２６を介してタンクＴに接続されている。
【００３５】
制御ばね２０のばね力と最高負荷圧とに抗して、圧送流量調整器１６の弁スプールには、圧力管路１２で取り出されるポンプ圧が作用する。このポンプ圧は圧送流量調整器１６の圧力接続部Ｐにも加えられている。可変容量形ポンプ１０が制御されると、ポンプ容積流量、ひいては圧力管路１２内のポンプ圧が増大し、この場合、ポンプ容積流量もしくは圧力管路１２内のポンプ圧は、圧送流量調整器１６の端面においてポンプ圧の押圧力と、負荷圧最高の消費器の負荷圧および制御ばね２０のばね力とからの力平衡が生じるまで増大する。その場合、ポンプ圧は、制御ばね２０のばね力から規定された差圧分だけ、最高負荷圧よりも高く形成されている。このようなポンプ制御の基本機能は公知先行技術、たとえば欧州特許出願公開第２１７１２８５号明細書に基づき公知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。
【００３６】
各弁サンドイッチプレート６，８は消費器接続部Ａ，Ｂと、圧力接続部Ｐと、タンクＴと、負荷報知接続部ＬＳとを備えて構成されており、この場合、前記接続部Ｐ，Ｔ，ＬＳはそれぞれ隣接の弁サンドイッチプレート８，６に圧力媒体接続されている。
【００３７】
以下に説明する弁サンドイッチプレート６，８では、各消費器接続部Ａ，Ｂに、それぞれ流入調量絞りもしくはメータイン絞り２８，３０ならびに各１つの降下ブレーキ弁３２，３４が対応配置されている。負荷補償のためには、メータイン絞り２８，３０に少なくとも１つの個別圧力補償器３６が対応配置されている。この個別圧力補償器３６を介して、各メータイン絞り２８，３０前後の圧力低下が一定に保持され得る。図１に示した解決手段では、弁サンドイッチプレート６，８がＬＳシステムとして構成されており、この場合、両メータイン絞り２８，３０には、唯一つの個別圧力補償器３６が対応配置されている。ばねプリロードをかけられた個別圧力補償器３６の入口接続部は圧力通路３８を介して弁サンドイッチプレート６，８の圧力接続部Ｐに接続されている。個別圧力補償器３６の出口は、分岐したポンプ通路４０を介して両メータイン絞り２８，３０のそれぞれ１つの圧力接続部Ｐに接続されている。個別圧力補償器３６は閉鎖方向ではメータイン絞り２８，３０の上流側の圧力によって押圧されており、開放方向では接続された消費器２，４の個々の負荷圧によって押圧されている。この負荷圧はＬＳ通路４２を介して取り出される。このＬＳ通路４２はシャトル弁４４の一方の入口に通じており、このシャトル弁４４の他方の入口には、それぞれ他方の消費器２，４の最高負荷圧が加えられている。別のハイドロスタティック式の消費器の場合には、最高負荷圧はシャトル弁カスケードを介して取り出される。シャトル弁４４の出口は弁ブロック５のＬＳ接続部に接続されているので、全ての負荷圧のうちの最高負荷圧が、冒頭で説明した圧送流量調整器１６に報知もしくは伝達される。
【００３８】
同一構造の両メータイン絞り２８，３０は、それぞれ電気的に制御可能な、比例調節可能な座弁として形成されている。この座弁の作業接続部Ａ，Ｂは通路を介して、弁サンドイッチプレート６，８の作業接続部Ａ，Ｂに接続されている。メータイン絞り２８，３０を有するハイドロスタティック式の弁装置２９，３１を介して行われる流入容積流量の制御の以下の説明においては、消費器接続部Ａが流入側に位置し、消費器接続部Ｂが流出側に位置するものと仮定する。この仮定に相応して、消費器接続部Ａに通じた通路を「流入通路４６」と呼び、消費器接続部Ｂに通じた通路を「流出通路４８」と呼ぶものとする。両流入弁２９，３１の端面は、メータイン絞り２８，３０の絞り横断面の開放の開始時に圧力補償されている。
【００３９】
比例ソレノイド５０，５２の通電により、メータイン絞り２８，３０は、図示の遮断位置、すなわち消費器２，４から個別圧力補償器３６の方向への流出が漏れなしに遮断されている遮断位置から、開放方向へ調節され得る。この場合、開放横断面は比例ソレノイド５０，５２の通電に関連している。各メータイン絞り２８，３０の上流側の圧力は、メータイン絞り２８，３０のＬＳ接続部において取り出される。この圧力は、別のシャトル弁５４の入口に加えられる。このシャトル弁５４の出口は、前記ＬＳ通路４２に接続されている。メータイン絞り２８のＬＳ接続部における負荷圧は、負荷取出し通路５６を介しても、接続部Ｂに、つまり流出側に配置された降下ブレーキ弁３４の信号圧チャンバに報知もしくは伝達される。相応して、他方のメータイン絞り３０のＬＳ接続部における負荷圧は、負荷圧取出し通路５８を介して、流入側の降下ブレーキ弁３２の信号圧チャンバに接続される。これに相応して、シャトル弁５４を介して、降下ブレーキ弁３２，３４の両信号圧チャンバも互いに分離される。降下ブレーキ弁３２，３４の機能に関しては、本願と同日出願の同一出願人によるドイツ連邦共和国特許出願第１０２０１２２０３３８６.６号明細書に詳しく説明されているので、これ以上の説明は省略する。
【００４０】
図示の実施形態では、流入通路４６および流出通路４８内の圧力を制限する圧力制限弁は図示されていない。これらの圧力制限弁において調節された所定の最大圧が超過されると、前記圧力制限弁は、タンク接続部Ｔに接続された放圧通路に対する圧力媒体接続を開放する。
【００４１】
以下に、図２につき、メータイン絞り２８，３０を有する同一の両弁装置２９，３１について詳しく説明する。図２には、弁装置２９の一般的な回路図が種々の詳細度で示されている。図２の右側には、制御装置１における弁装置２９を図１から切り抜いた形で示す、著しく簡略化された切換記号が図示されている。流入通路４６に接続された消費器接続部Ａと、ポンプ通路４０に接続されたポンプ接続部Ｐと、タンクに接続されたタンク接続部Ｔと、図１に示したＬＳ通路４２に接続可能な負荷報知接続部ＬＳとが図示されている。メータイン絞り２８は、比例調節可能であって、座弁構造で形成されている。遮断位置（ａ）では、流入通路４６が漏れなしにポンプ通路４０に対して遮断されており、負荷報知通路６０がタンクに向かって放圧されているので、場合によって負荷報知通路６０内に漏れが流入したとしても、負荷報知通路６０内での誤差を含んだ圧力増大が生ぜしめられる恐れはない。弁装置２９は流入位置（ｂ）を有し、この流入位置（ｂ）では、ポンプ通路４０がメータイン絞り２８を介して流入通路４６に接続されている。メータイン絞り２８の下流側では、流入通路４６内に加えられる負荷圧が取り出されて、負荷報知通路６０に伝達される。弁装置２９は、ばね６２を介してプリロードをかけられた遮断位置（ａ）を有する。遮断位置（ａ）を流入位置（ｂ）へ切り換えるために、弁装置２９は比例ソレノイド５０を有する。
【００４２】
図２の左側には、弁装置２９の一層詳細に描かれた回路図が示されている。以下に、この回路図につき、弁装置２９もしくは弁装置３１の本発明における機能形態について説明する。弁装置２９は、消費器の流入部への圧力媒体供給のための、比例調節可能な主座弁もしくは流入弁６４を用いた解決手段を示している。この解決手段では、流入弁２９の操作されていない状態において、負荷報知通路６０が漏れなしに流入通路４６に対してシールされている。さらに、この解決手段は流入弁２９の非操作時におけるタンクへの負荷報知通路６０の放圧および流入弁２９の操作時におけるこの放圧の解除を示している。
【００４３】
図２の左側に示したように、流入弁２９は主座弁６４と、方向切換弁６６と、インバースシャトル弁６８（通常のシャトル弁の機能とは逆機能、つまり両入口のうち高い圧力の方を遮断する機能を具備する）とを有し、このインバースシャトル弁６８は座弁構造で、もしくは座弁として形成されている。主座弁６４は、ばねプリロードをかけられた遮断位置（ａ）を介して流入通路４６を漏れなしにポンプ通路４０に対して遮断していて、比例ソレノイド５０を介して流入位置（ｂ）へ調節され得る。インバースシャトル弁６８を介して、このインバースシャトル弁６８の消費器入口Ｖと制御接続部Ｓとに生ぜしめられた圧力に関連して、両圧力のうちの低い方の圧力が選び出されて、負荷報知通路６０へ報知もしくは伝達され得る。インバースシャトル弁６８はこの場合、消費器入口Ｖを漏れなしに負荷報知通路６０と制御通路７０とに対して遮断する。主座弁６４は方向切換弁６６と機械的にカップリングされている。方向切換弁６６は、４ポート３位置方向切換弁として形成されていて、主座弁６４が閉じられた状態の図示の初期位置において、制御通路７０を戻し通路７２に接続している。この戻し通路７２は図示の実施形態では、タンクに向かって放圧されている。流入通路４６内の負荷圧が制御通路７０内の戻し圧よりも大きいと、インバースシャトル弁６８の第１および第２のシールエレメント７４，７６は図示の位置に留まり、負荷報知通路６０は戻し通路７２に向かって放圧されている。したがって、負荷報知通路６０に流入した漏れを導出することができ、負荷報知通路６０において意図されていない圧力増大は生じない。図２の左側の図から良く判るように、方向切換弁６６は弁体７８を有し、この弁体７８は、主座弁６４の主弁体８０と機械的に固く連結されている。したがって、比例ソレノイド５０が操作されると、方向切換弁６６は主座弁６４と一緒にその位置を変えて、今度は制御通路７０をポンプ通路４０に接続する。したがって、この第１の制御段階の間、制御通路７０と負荷報知通路６０との間の開放された接続に基づいて、この負荷報知通路６０は直接にポンプ通路４０に接続されている。こうしてポンプの圧送流量調整器１６において形成された短絡（図１の符号１６，１０参照）により、ＬＳシステムおよびＬＵＤＶシステムにおいて、ポンプの吸込み容量の増大が生ぜしめられる。なぜならば、主座弁６４のまだ閉鎖されている開放横断面を介して、この時点では圧力が降下しないからである。したがって、ポンプの圧送流量調整器は限界位置もしくは最大位置に達している。ポンプ圧が、流入通路４６で取り出された負荷圧の値に達すると、インバースシャトル弁６８に設けられたシールエレメント７４，７６が切り換わり、このときに低い方の負荷圧が負荷報知通路６０に報知される。図示の全ての実施形態について云えることは、制御順序は、方向切換弁６６がまず制御通路７０をポンプ通路４０に接続し、その後で主座弁６４がそのメータイン絞り２８を介してポンプ通路４０と流入通路４６との間の開放横断面を開放し得るように調節されていると有利であることである。
【００４４】
図３には、図１および図２に示した弁装置２９が縦断面図で示されている。弁装置２９は、前記図面の弁装置３１と同一構造に形成されている。弁装置２９は流入弁もしくは主座弁６４と、インバースシャトル弁６８と、方向切換弁６６とを統合している。弁装置２９はこの場合、ハイドロスタティック式の弁装置１の図１に示した弁サンドイッチプレート６に組み込まれていて、弁ハウジング８２を有する。弁ハウジング８２内には、図３で見て左側に主弁体８４が軸方向移動可能に収容されている。さらに、弁装置２９は、主弁体８４に設けられた軸方向孔内に軸方向摺動可能に収容された前制御弁体もしくはパイロット弁体８６を有する。弁サンドイッチプレート６はポンプ通路４０と流入通路４６と負荷報知通路６０と戻し通路７２とを有する。上に挙げたこれらの通路には、それぞれ弁装置２９の弁ハウジング８２に形成されているポートもしくは接続部Ｐ，Ａ，ＬＳ，Ｔが圧力媒体接続されている、すなわち圧力媒体が流通するように接続されている。主弁体８４はパイロット弁体８６とハイドロリック的にかつ機械的にカップリングされている。
【００４５】
比例ソレノイド５０のコイル８８が通電されていないと、圧力補償されたソレノイドアーマチュア９０がその休止位置に位置している。ソレノイドアーマチュア９０と方向切換弁６６の弁体７８とはこのとき、軽度のプリロードをかけられたばね９２によってその初期位置もしくは優先位置に押圧されている。調節ねじ９４によって、ばね９２のプリロード力もしくは予荷重力を簡単に変えることができる。こうして、製作誤差が補償され得ると共に、方向切換弁６６の弁体７８と、この弁体７８に機械的に連結されたパイロット弁体８６とが運動を開始する際の所望のソレノイド電流が調節され得る。
【００４６】
コイル８８が通電されていない状態では、別のばね９６を介してパイロット弁体８６が、円錐形座構造で形成されたシールシート９８に押圧される。ポンプ通路４０内の圧力、ひいては弁ハウジング８２のポンプ接続部Ｐにおける圧力が、流入通路４６内の負荷圧もしくは弁ハウジング８２の流入接続部Ａにおける負荷圧よりも低いと、シャトル弁１００は高い方の負荷圧を、パイロット弁体８６に形成された半径方向通路１０２および軸方向通路１０４を通じてパイロット弁体８６の背室１０６内へ報知もしくは伝達する。これにより、パイロット弁体８６は付加的な力を受け、この力はパイロット弁体８６をそのシールシート９８に押圧する。背室１０６内の圧力は絞り１０８によって主弁体８４の背室１１０内に報知もしくは伝達される。その結果生ぜしめられる、主弁体８４の後側の端面に作用する押圧力は、主弁体８４を、弁ハウジング８２を有する同じく円錐形座構造で形成された対応するシールシート１１２に押圧する。さらに、方向切換弁６６の弁体７８を介して、負荷報知通路６０からインバースシャトル弁６８のＬＳ接続部と制御接続部Ｓと、制御通路７０と、弁ハウジング８２のタンク接続部Ｔとを介して、戻し通路７２もしくはタンクＴへ通じた圧力媒体接続が開制御されている。これにより、弁体７８のこの位置では、戻し通路７２内の圧力がインバースシャトル弁６８の制御入口Ｓへ報知もしくは伝達される。流入通路４６から弁ハウジング８２の流入接続部Ａを介してインバースシャトル弁６８の消費器入口Ｖへ報知もしくは伝達された負荷圧は、戻し通路７２内の圧力よりも大きいので、インバースシャトル弁６８は第１のシールエレメント７４のシールシートによって消費器入口Ｖを漏れなしに遮断する。したがって、インバースシャトル弁６８を介して、一方では負荷報知通路６０がタンクに向かって放圧されており、他方では流入通路４６が負荷報知通路６０に対して漏れなしに遮断されている。
【００４７】
次いで、比例ソレノイド５０のコイル８８が通電されると、ソレノイドアーマチュア９０に開放方向の力が作用する。この力に抗して、弁体７８とこの弁体７８に連結されたパイロット弁体８６とを介して、ばね９６の力と、パイロット弁体８６の背室１０６内の圧力から生ぜしめられた押圧力とが作用する。生ぜしめられた合成押圧力はパイロット弁体８６が圧力補償されていない状態でのみ、ポンプ通路４０内の圧力が流入通路４６内の負荷圧よりも小さい場合に作用する。弁体７８が制御通路７０と戻し通路７２との間の接続を閉じるような高いソレノイド電流が設定されなければならない。ほぼそれと同時に、ポンプ通路４０と制御通路７０との間の接続が形成される。このときにソレノイドアーマチュア９０の位置を測定し得るようにするためには、図示の実施形態とは無関係に、センサレスのストローク検出コンセプトに依ることができる。たとえば、コイル８８のインダクタンスの変化およびそれと同時のソレノイド電流検出につき、ソレノイドアーマチュア９０の位置を推定し、ひいてはシールシート１１２の開放横断面を推定することができる。弁体７８の切換時における磁力を著しく減少させるためには、弁体７８とパイロット弁体８６との間の機械的な固いカップリングを破棄して、択一的に、弾性的なカップリング、有利にはばねにより実現される弾性的なカップリングによって代えることができる（図８に示した解決手段−直接操作される弁に類似）。こうして、磁力は弁体７８とパイロット弁体８６との間に新たに追加されたばねの力に抗して作業するだけで済む。この場合、弁体７８を運動させかつポンプ通路４０と制御通路７０との間の圧力媒体接続を実現するために、著しく小さな磁力しか必要とされない。ポンプ通路４０と制御通路７０との間の圧力媒体接続時では、ポンプ圧がＬＳ通路内に報知もしくは伝達され、ポンプは傾転することができる。ポンプ圧が負荷圧よりも高い値に達すると、パイロット弁体８６は圧力補償され、引き続き比例ソレノイド５０が通電されると、パイロット弁体８６は弁体７８によって磁力に対して比例して開放され得る。この場合、弁体７８とパイロット弁体８６との間には、直接的な機械的接触が存在しなければならない。
【００４８】
こうして形成された、ポンプ通路４０と制御通路７０との間の圧力媒体接続により、圧送流量調整器１６（図１参照）には、前記短絡が生じる。この短絡は、ポンプが傾転増大し、かつ圧送容量流が増大することをもたらす。その後に、ポンプ通路４０内の圧力が、流入通路４６内の負荷圧よりも大きくなるまで増大すると、インバースシャトル弁６８が切り換わって、低い方の圧力、つまり流入通路４６内の負荷圧を負荷報知通路６０に報知もしくは伝達する。次いで、制御装置の個別圧力補償器（３６、図１参照）を介して、負荷圧に比べて所定の差圧分だけ高いポンプ圧が調節される。
【００４９】
ほぼそれと同時に、シャトル弁１００も切り換わって、このときに高い方の圧力、つまりポンプ通路４０内のポンプ圧を、パイロット弁体８６に形成された通路１１４，１１６，１０４を介してパイロット弁体８６の背室１０６へ報知する。絞り１０８を介して、背室１０６内の圧力は主弁体８４の背室１１０内にも報知される。これによって主弁体８４は閉鎖方向での合成力を受ける。なぜならば、主弁体８４の、背室１１０を画成する端面が完全にポンプ圧で負荷されており、反対の側に配置された端面の一部には、ポンプ圧よりも低い負荷圧が作用しているからである。
【００５０】
上で言及したセンサレスのストローク検出により、パイロット弁体８６が圧力補償されている運転点を検出することができる。このことは、ポンプ圧が負荷圧よりも高い場合に該当する。ソレノイドアーマチュア９０の位置は、流入通路４６から負荷報知通路６０への負荷報知もしくは負荷伝達が行われるような値へ制御されるが、しかし主弁体８４に設けられた軸方向孔とパイロット弁体８６に設けられた半径方向の拡張部とを介して形成された精密制御ジオメトリ（幾何学的な精密制御形状）１１８が、流入通路４６とポンプ通路４０との間の接続をまだ開制御していないので、流入通路４６からポンプ通路４０に戻る圧力媒体容積流は流れない。パイロット弁体８６が圧力補償されていると、この入力制御された位置を保持するために、著しく低いソレノイド電流が付与されるだけでよい。背室１０６内の合成押圧力がばね９６の力に抗してさえ作用すればよくなるような値にソレノイド電流が近づくと、パイロット弁体８６が圧力補償されていることを推定することができる。コイル８８が引き続き通電されると、ソレノイドアーマチュア９０はさらに運動し、精密制御ジオメトリ１１８を介して流入通路４６とポンプ通路４０との間の接続が開制御される。こうして、運動開始時における負荷もしくは荷重の降下が回避される。なぜならば、運動開始時にポンプ圧が負荷圧よりも小さくならないからである。したがって、付加的な逆止弁を不要にすることができる。流入容積流量の精密制御は、パイロット弁体８６の精密制御ジオメトリ１１８を介して実現されている。
【００５１】
パイロット弁体８６の予め規定されたストロークの後に、精密制御ジオメトリ１２０を介して絞り横断面が開制御される。この絞り横断面を介して主弁体８４の背室１１０は、この主弁体８４に形成された通路孔１２２を介して中間通路１２４に接続されている。こうして形成された分圧器により、主弁体８４の背室１１０内の圧力の低下が生ぜしめられる。これにより、主弁体８４に対する合成押圧力の方向は、主弁体８４が運動させられるまで変化する。主弁体８４のこの運動は、押圧力の平衡が生じるまで精密制御ジオメトリ１２０における絞り横断面の減少を生ぜしめる。こうして、主弁体８４はパイロット弁体８６の運動に従い、そして主弁体８４が弁ハウジング８２と共に形成する円錐状のシールシート１１２を介して、ポンプ通路４０と流入通路４６との間の開放横断面を開放する。この絞り横断面を介して、パイロット弁体８６の、シールシート９８に形成された絞り横断面を介するよりもはるかに大きな流入容積流量が流れ得る。
【００５２】
図４には、図３につき説明した弁装置２９の概略的な回路図が示されている。
【００５３】
図５には、主座弁２６４と方向切換弁２６６と逆構成のインバースシャトル弁６８とを備えた本発明による弁装置２２９の第２実施形態が示されている。さらに弁装置２２９は、主弁体２８４の位置を測定するためのストローク検出器３２６を有する。ストローク検出器３２６は信号線路３３０を介して制御ユニット３３２に接続されており、この制御ユニット３３２は電流線路３３４を介して比例ソレノイド５０のコイル８８に接続されている。主弁体２８４とパイロット弁体２８６との間には、本実施形態の場合にはハイドロリック的および機械的なカップリングが存在していない。なぜならば、両弁体２８４，２８６は一緒になって絞り横断面を形成していないからである。図３に示した弁装置２９の第１実施形態の場合とは異なり、両弁体２８４，２８６は互いに直交する方向に、もしくは互いに非同軸的に配置されている。択一的には、両弁体２８４，２８６は互いに同軸的に、特に互いに同心的に配置されていてよい。このためには、両弁体２８４，２８６が有利には相前後して配置されている。主弁体２８４はこの場合、弁ハウジング２８２に設けられた円筒状孔２０３内に軸方向移動可能に収容されており、パイロット弁体２８６は弁ハウジング２８３に設けられた円筒状孔２０２内に軸方向移動可能に収容されている。
【００５４】
比例ソレノイド５０が通電されていない状態では、パイロット弁体２８６にばね２９７のプリロード力もしくは予荷重力と、パイロット弁体２８６の背室３０６内に生じる圧力の押圧力とが作用する。これによりパイロット弁体２８６はハウジング２８３に設けられたシールシート９８に押圧される。主弁体２８４にはシャトル弁２００が配置されており、このシャトル弁２００はポンプ通路４０内のポンプ圧と、流入通路４６内の負荷圧とから高い方の圧力を選び出す。この最高圧は主弁体２８４に設けられた軸方向通路３０４と、この軸方向通路３０４に配置された絞り３０８とを介して主弁体２８４の背室３１０に報知される。背室３１０内のこの圧力からは、主弁体２８４の、背室３１０を画成する端面に対する押圧力が生ぜしめられ、この押圧力は、ばね２９６のプリロード力と相まって、主弁体２８４を、ハウジング２８２に設けられたシールシート３１２に押圧する。このときに、背室３１０内の圧力は、両弁ハウジング２８２，２８３を接続するハウジング孔と、別の絞りとを介して、パイロット弁体２８６の背室３０６内へ伝播することができる。
【００５５】
さらに、方向切換弁２６６の弁体７８を介して、制御通路７０が戻し通路もしくはタンク通路７２に接続されている。これによってインバースシャトル弁６８の制御入口Ｓには戻し圧が加えられ、インバースシャトル弁６８の消費器入口Ｖには負荷圧が加えられるので、図５に示した切換位置は、負荷報知通路６０が制御通路７０を介して戻し通路もしくはタンク内に放圧されている状態を示している。
【００５６】
比例ソレノイド５０が通電されると、比例ソレノイド５０はまず、制御通路７０がもはや戻し通路７２には圧力媒体接続されず、両弁ハウジング２８２，２８３を貫通した接続通路を介してポンプ通路４０に圧力媒体接続される位置へ弁体７８を移動させる。それと同時に、パイロット弁体２８６に設けられた精密制御ジオメトリ３２０がまだ閉じられているので、主弁体２８４の背室３１０と中間通路３２４との間ではまだ絞り横断面が開放されていない。パイロット弁体２８６の開放されたシールシート９８を介して、中間通路３２４は既に戻し通路７２に接続されている。したがって、パイロット弁体２８６に形成された半径方向孔および軸方向孔を介して、パイロット弁体２８６の背室３０６内へ戻し圧が伝播し得る。この場合の条件は、主弁体２８４の背室３１０からパイロット弁体２８６の背室３０６に通じた圧力媒体流路に配置されている絞りの絞り横断面が、主弁体２８４の背室３１０を流入通路４６に接続させるか、またはポンプ通路４０に接続させる絞り３０８の絞り横断面よりも著しく小さく形成されていることである。結果として、パイロット弁体２８６は圧力補償されている。
【００５７】
この時点では、インバースシャトル弁６８の開放された制御入口Ｓを介して、負荷報知通路６０はポンプ通路４０に接続されている。この場合、前記短絡は圧送流量調整器（ＬＳ弁およびＬＵＤＶ弁の場合）に生じ、かつＬＳシステムでは可能な前置された個別圧力補償器に生じる。ポンプ圧が上昇して、ポンプ圧が、流入通路４６内の負荷圧よりも大きくなると、インバースシャトル弁６８が切り換わって、今度は流入通路４６からの負荷圧を負荷報知通路６０に報知もしくは伝達する。同じく、シャトル弁２００も切り換わり、ポンプ通路４０内の圧力を主弁体２８４の背室３１０内へ報知もしくは伝達する。主弁体２８４もしくはそのシールシート３１２を開放し得るようにするためには、比例ソレノイド５０が引き続き通電される。これにより、パイロット弁体２８６の精密制御ジオメトリ３２０が開き、これにより主弁体２８４の背室３１０と中間通路３２４との間の絞り横断面を開放する。この絞り横断面は可変である。絞り３０８と、精密制御ジオメトリ３２０により形成された、可変の横断面を有する絞りとを介して、分圧回路が生ぜしめられるので、背室３１０内の圧力を変えることができる。背室３１０内の圧力の限界として、ポンプ圧（精密制御ジオメトリ３２０が閉じられた状態）およびほぼ戻し圧（精密制御ジオメトリ３２０が完全に開かれた状態）が得られる。主弁体２８４の背室３１０内の圧力低下により、主弁体２８４には、その開放方向に合成力が生じる。主弁体２８４は、ハウジング２８２と共に形成されたシールシート３１２から離反運動して、ポンプ通路４０と流入通路４６との間の絞り横断面を開放する。したがって、所定の流入容積流が消費器へ流れ得る。
【００５８】
軸３２８を介して主弁体２８４と連結されたストローク検出器３２６を介して、主弁体２８４の位置が求められる。位置信号は信号線路３３０を介して制御ユニット３３２に伝送される。制御ユニット３３２はこの実際値を所定の目標値と比較して、電流線路３３４を介して相応して、方向切換弁２６６およびパイロット弁体２８６を制御するための比例ソレノイド５０のコイル８８を制御する。こうして、主弁体２８４の位置もしくはシールシート３１２における開放横断面を、その所定の目標値に合わせて閉ループ式に制御することができる。比例ソレノイド５０は、その他の点では図３に示した弁装置２９の比例ソレノイド５０と同一構造に形成されている。
【００５９】
図６には、図５につき説明した弁装置２２９の概略的な回路図が示されている。
【００６０】
図７には、弁装置４２９の第３実施形態が示されている。第３実施形態は主として、図５および図６に示した弁装置２２９の第２実施形態に相当している。唯一の相違点は、主弁体４８４が付加的に精密制御ジオメトリ４２０を有することにある。主弁座もしくはシールシート３１２が開放された状態では、この精密制御ジオメトリ４２０を介して、ポンプ通路４０から流入通路４６へ向かう圧力媒体容積流量が精密に調量されて制御可能となる。精密制御ジオメトリ４２０は主弁体４８４の側では、半径方向に拡張された制御つばを介して形成される。精密制御ジオメトリ４２０を形成するためには、弁ハウジング４８２が変えられており、この場合、弁ハウジング４８２は前記制御つばの範囲に、円筒状孔２０３を半径方向に狭める半径方向つばを有する。この半径方向つばは、主弁体４８４の制御つばと面一に整合している。この制御つばは、ポンプ通路４０に圧力媒体接続されている圧力室に向かって制御切欠きを有する。精密制御ジオメトリ４２０を介して、ポンプ通路４０から流入通路４６への圧力媒体容積流量は、制御のために弁ハウジング４８２を有する主弁体４８４の主弁座３１２しか設けられていない場合よりも精密に制御可能となる。
【００６１】
図８には、弁装置６２９の第４実施形態が示されている。第４実施形態は、ポートもしくは接続部Ａ，Ｐ，Ｌ，ＳおよびＴ、比例ソレノイド５０、方向切換弁６６およびインバースシャトル弁６８に関しては、図３に示した弁装置２９の第１実施形態にほぼ相当している。図３に示した第１実施形態ならびに図５〜図７に示した第２実施形態および第３実施形態とは異なり、主座弁もしくは流入弁６６４がパイロット制御されるのではなく、直接に制御される。これに伴う主要変更点は、方向切換弁６６の弁体７８と主座弁６６４の主弁体６８４との間の、もはや剛性的ではなく、ばね６９９を介してフレキシブルに形成されたカップリングならびに主弁体６８４の背室１１０内に配置された、主弁体６８４に閉鎖方向で作用するばね９６である。さらに、シャトル弁１００は、もはやパイロット弁体に配置されておらず、直接に主弁体６８４に配置されており、これに伴い軸方向通路１０４もパイロット弁体の背室ではなく、直接に主弁体６８４の背室１１０に開口している。別の相違点としては、図８に示した主弁体６８４が、ほぼ中央に、半径方向に拡張された制御つばを有し、そして弁ハウジング６８２が、ほぼこの個所に、半径方向に減径された制御つばを有する。主弁体６８４に設けられた、半径方向に拡張された制御つばは、さらに制御切欠きを有する。比例ソレノイド５０が通電されると、弁体７８には磁力が作用する。この磁力は、ばね６９９に抗して働く。通電されたソレノイドに基づき、弁体７８は運動することができ、そして制御通路７０とタンク通路７２との間の圧力媒体接続を遮断すると同時に、制御通路７０とポンプ通路４０との間の圧力媒体接続を開放する。前置された個別圧力補償器３６とポンプ１０の圧送流量調整器１６とにおける既に説明した短絡により、このポンプ１０は傾転増大することができ、その結果、ポンプ通路４０内の圧力は増大する。ポンプ通路４０内の圧力が、消費器通路もしくは流入通路４６内の負荷圧よりも高くなると、インバースシャトル弁６８は負荷圧を負荷報知通路６０へ報知し、シャトル弁１００はポンプ圧を主弁体６８４の背室１１０へ報知する。主弁体６８４はこのときに圧力補償されていて、引き続き比例ソレノイド５０を通電することにより開放され得る。この場合、弁体７８は直接に主弁体６８４に接触している（直接的な機械的な剛性カップリング）。
【００６２】
次の２つの図面、図９および図１０には、前の図面では概略的にしか図示されていなかったインバースシャトル弁６８の２つの実施形態が示されている。図９に示したように、インバースシャトル弁１６８は弁ハウジング（図３に示した第１実施形態の弁ハウジング８２であると仮定する）内に圧入されてプレス嵌めされている。インバースシャトル弁１６８は円筒状の弁ハウジング８０２を有し、この弁ハウジング８０２は弁ハウジング８２に設けられた円筒状孔８０４内に挿入されている。図９の左側では、円筒状孔８０４に接続通路８０６が続いている。この接続通路８０６は図３に示したように、弁ハウジング８２に設けられた流入接続部Ａを介して流入通路４６に圧力媒体接続されている。弁ハウジング８０２のほぼ中央では、この弁ハウジング８２が半径方向孔を有し、この半径方向孔を介して、図３にも概略的に図示されているようなＬＳ接続部が形成されている。このＬＳ接続部は、図３に示した負荷報知通路６０に圧力媒体接続されている。弁ハウジング８０２のＬＳ接続部は、環状室８０８に圧力媒体接続されており、この環状室８０８によって弁ハウジング８０２は所定の区分において周方向で取り囲まれている。したがって、負荷報知通路６０内に生ぜしめられる負荷圧は、全ての側から均一に弁ハウジング８０２に作用している。図９の右側では、弁ハウジング８０２が制御入口Ｓを有している。弁ハウジング８０２は、六角穴８１０を有する閉鎖ねじ８１２を介して軸方向で弁ハウジング８２内に固定されている。制御入口Ｓから制御通路７０への圧力媒体接続（図３参照）を可能にするためには、閉鎖ねじ８１２が、盲孔として形成された軸方向の接続通路８１４と、この接続通路８１４から半径方向に分岐した半径方向孔８１６とを有する。この半径方向孔８１６は制御通路７０に圧力媒体接続されている。閉鎖ねじ８１２を介して、インバースシャトル弁１６８の弁ハウジング８０２が軸方向で弁ハウジング８２内に位置固定されているだけでなく、２つのシールシート、すなわち消費器入口Ｖに設けられた第１のシールシート８１８と、制御入口Ｓに設けられた第２のシールシート８２０も形成されている。これによって、閉鎖ねじ８１２の締付けトルクが十分に強力であると、シールシート８１８，８２０における漏れは阻止されている。さらに、弁ハウジング８０２の外周面８２２を介して生じる漏れを阻止するために、この外周面８２２には複数の環状の溝が設けられており、これらの溝内には、Ｏリング８２４が挿入されている。インバースシャトル弁１６８の各入口Ｖ，Ｓは、それぞれ１つのボール状のシールエレメント７４，７６と、このシールエレメント７４，７６に対応してそれぞれ１つの円錐状の弁座７５，７７とを有する。両シールエレメント７４，７６の間には、連結エレメント８２６が配置されており、この連結エレメント８２６を介して、押圧力だけが第１のシールエレメント７４から第２のシールエレメント７６へ、あるいは逆に第２のシールエレメント７６から第１のシールエレメント７４へ伝達可能となる。シールエレメント７４，７６が、半径方向に拡張された入口Ｖ，Ｓ内に組み付けられた後に、規定通りの運転中にシールエレメント７４，７６が弁ハウジング８０２から滑脱することを阻止するためには、シールエレメント７４，７６が、ストッパとして働くリテーナピンもしくは位置固定ピン８２８を介して確保されている。位置固定ピン８２８は弁ハウジング８０２を半径方向もしくは横方向に貫通している。位置固定ピン８２８はプレス嵌めを介して弁ハウジング８０２に結合されていて、相応する結合個所を介して極めて小さな漏れしか可能にしない。負荷報知通路６０に対する接続通路８０６もしくは流入通路４６および制御通路７０のシールを一層改善するために、Ｏリング８２４は、図示の実施形態に対して択一的に、インバースシャトル弁１６８の長手方向軸線に関して両位置固定ピン８２８の間に配置されていてよい。
【００６３】
図１０には、本発明によるインバースシャトル弁２６８の第２実施形態が示されている。この第２実施形態はまず、インバースシャトル弁が弁ハウジング８２内に圧入されてプレス嵌めされているのではなく、ねじ込まれている点で、図９に示した第１実施形態とは異なっている。このためには、弁ハウジング８２が、半径方向に減径された雌ねじ山区分９０５を備えた円筒状孔９０４を有する。相応して、インバースシャトル弁２６８の弁ハウジング９０２が、図１０で見て左側で、半径方向に拡径された雄ねじ山区分９０７を有する。インバースシャトル弁２６８も、弁座７５，７７を備えた両シールエレメント７４，７６を有する。また、連結エレメント８２６も設けられており、この連結エレメント８２６は、図９に示したインバースシャトル弁の第１実施形態の場合と同様に軸方向移動可能でかつ遊びを持って弁ハウジング９０２の半径方向の狭隘部内にスライド式に支承されている。図１０に示した実施形態でも、シールエレメント７４，７６は連結エレメント８２６に固く結合されていないので、一方のシールエレメント７４から他方のシールエレメント７６へ、あるいは他方のシールエレメント７６から一方のシールエレメント７４へ押圧力を伝達することしかできない。さらに、位置固定ピン８２８を介した弁ハウジング９０２内でのシールエレメント７４，７６の位置固定形式も同一に形成されている。図９に示した実施形態とは異なり、インバースシャトル弁２６８の制御入口Ｓは六角穴を有する。この六角穴を介して、インバースシャトル弁２６８は弁ハウジング８２内にねじ込み可能となる。弁ハウジング９０２の、図１０で見て左側の端区分もしくは流入入口または消費器入口Ｖの範囲では、弁ハウジング９０２と弁ハウジング８２とを介してシールシート９１８が形成されている。このシールシート９１８を介して両弁ハウジング９０２，８２の間に配置された環状ギャップ内への漏れが阻止されている。したがって、図１０に示した実施形態では、図９に図示されているようなＯリング８２４を不要にすることができる。インバースシャトル弁２６８の制御入口Ｓにおいても、図９に示した第１実施形態に対してシールコンセプトが変えられている。この範囲では、弁ハウジング９０２が円錐状に先細りにされている。弁ハウジング９０２のこの円錐状の外周面は、閉鎖ねじ９１２に設けられた環状のシール縁部と共にシールシート９２０を形成している。閉鎖ねじ９１２のねじ込み時にこの円錐状の区分に生じる、半径方向外側へ向かって作用する力に基づき、閉鎖ねじ９１２の半径方向外側で前記範囲に半径方向のシールシート９２１が付加的に形成されている。こうして、シールシート９２０，９２１は、インバースシャトル弁２６８が制御入口Ｓにおいて漏れなしにシールされることを確保している。閉鎖ねじ９１２も、半径方向孔８１６を有する。この半径方向孔８１６を介して、制御入口Ｓは制御通路７０に圧力媒体接続されている。図９および図１０に示した、押圧力だけを伝達する連結エレメントに対して択一的に、シールエレメントが連結エレメントを介して互いに固く結合されていてもよい。
【００６４】
弁座を有するメータイン絞りを備えた流入弁を備えた、少なくとも１つのハイドロスタティック式の消費器に圧力媒体を供給するハイドロスタティック式の弁装置およびこのような弁装置を備えた制御装置が開示されている。前記メータイン絞りを介して、流入通路とポンプ通路との接続が、ほぼ漏れなしに遮断可能となる。さらに前記弁装置は負荷報知通路を有し、この負荷報知通路は、特に流入通路において取り出された消費器の負荷圧によって負荷可能である。この場合、負荷報知通路は閉じられたメータイン絞りにおいて、座弁を介してほぼ漏れなしに流入通路に対して遮断されていて、かつ同じ座弁を介して戻し通路またはポンプ通路に接続可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  ハイドロスタティック式の制御装置
２，４  ハイドロスタティック式の消費器
５  制御ブロック
６，８  弁サンドイッチプレート
１０  可変容量形ポンプ
１２  圧力管路
１４  作動シリンダ
１６  圧送流量調整器
１８  戻し装置
２０  制御ばね
２２  負荷報知管路
２４  作動管路
２６  タンク管路
２８，３０  メータイン絞り
２９，３１，２２９，４２９，６２９  ハイドロスタティック式の弁装置
３２，３４  降下ブレーキ弁
３６  個別圧力補償器
３８  圧力通路
４０  ポンプ通路
４２  ＬＳ通路
４４  シャトル弁
４６  流入通路
４８  流出通路
５０，５２  比例ソレノイド
５４  シャトル弁
５６，５８  負荷取出し通路
６０  負荷報知通路
６２  ばね
６４，２６４，６６４  主座弁
６６，２６６  方向切換弁
６８，１６８，２６８  インバースシャトル弁
７０  制御通路
７２  戻し通路
７４  シールエレメント
７５  弁座
７６  シールエレメント
７７  弁座
７８  弁体
８０  主弁体
８２，２８２，２８３，４８２，６８２  弁ハウジング
８４，２８４，４８４  主弁体
８６，２８６  パイロット弁体
８８  コイル
９０  ソレノイドアーマチュア
９２  ばね
９４  調節ねじ
９６，２９６  パイロット弁体
９８  シールシート
１００，２００  シャトル弁
１０２，２０２  半径方向孔
１０４，３０４  軸方向通路
１０６，３０６  背室
１０８，３０８  絞り
１１０，２１０，３１０  背室
１１２，３１２  シールシート
１１４，１１６，２１６  通路
１１８  精密制御ジオメトリ
１２０，３２０，４２０  精密制御ジオメトリ
１２２  通路孔
１２４，３２４  中間通路
３２６  ストローク検出器
２０２，２０３  円筒状孔
２９７  ばね
３２６  ストローク検出器
３２８  軸
３３０  信号線路
３３４  電流線路
３３２  制御ユニット
６９９  ばね
８０２，９０２  弁ハウジング
８０４，９０４  円筒状孔
８０６  接続通路
８０８  環状室
８１０  六角穴
８１２，９１２  閉鎖ねじ
８１４  接続通路
８１６  半径方向孔
８１８，８２０，９１８，９２０，９２１  シールシート
８２２  外周面
８２４  Ｏリング
８２６  連結エレメント
８２８  位置固定ピン
９０５  雌ねじ山区分
９０７  雄ねじ山区分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013245823.tif 000009
【図８】
2013245823.tif 000010
【図９】
2013245823.tif 000011
【図１０】
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