(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対的に可動の少なくとも２つの部分を有する装置であって、それぞれの部分に衝突面が設けられているものにおいて、
装置が弁装置として構成され、
互いに相対的に可動の部分（１，２）のうち一方（２）が弁座（４）を有し、
他方の部分（１）が弁閉鎖部材として構成され、かつ弁座（４）の方に向いた側に弁閉鎖面（３）を有し、この弁閉鎖面が弁座（４）に対応し、かつ弁の閉鎖のために使われ、
衝突面を形成する弁閉鎖面及び弁座（３，４）のうち少なくとも１つが、少なくとも部分的にコーティングを備え、このコーティングが、互いに相対的に可動の部分（１，２）の他の寸法に比較して薄く、
コーティングが、合成物質からなり、
部分（１，２）の相対運動のために設けられる操作可能な運動トリガ装置（７）がコイルとして構成され、このコイルが電磁石装置の一部を形成しており、
コイル（７）に対して不動に配置された部分（２）が、少なくとも部分的にコイル（７）内に配置されたコア（８）を有し、このコアが電磁石装置の別部分を形成しており、
可動の部分（１）が、少なくとも部分的にコイル（７）内に配置された接極子として構成され、この接極子が電磁石装置の別の部分を形成しており、
電磁石装置の部分としての接極子（１）、コイル（７）及びコア（８）が、互いに磁気的に作用結合され、接極子（１）が弁閉鎖部材として構成され、
接極子（１）が、この接極子を包囲するばね（１１）の力に抗して運動可能であり、接極子（１）がその長手方向に延びる圧力媒体通路（１４）を有し、弁の開いた状態において圧力媒体が入口通路（１０）から出口通路（９）へ流れることができる
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
互いに相対的に可動の部分（１，２）が、その衝突面（３，４）の範囲において、コーティングよりも小さな固有弾性（弾性係数）を有することを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
合成物質としてフッ素を含有するポリマー材料が利用されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
フッ素を含有するポリマー材料としてポリテトラフルオルエチレンが利用されることを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
ａ）互いに相対的に可動の部分（１，２）のうち少なくとも１つの運動が、案内装置（５）によって案内され、この案内装置がこの部分（１）の運動方向を確定し、
ｂ）案内装置（５）と１つ又は複数の案内される部分（１）との接触面（６）が、少なくとも部分的に同様にコーティングを有する
ことを特徴とする、請求項１ないし４の１つに記載の装置。
【請求項６】
コーティングが、３０μｍより小さい層厚を有することを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の装置。
【請求項７】
コーティングが、５μｍより大きい層厚を有することを特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の装置。
【請求項８】
互いに相対的に可動の部分（１，２）のうち少なくとも１つが、軟磁性材料から製造されていることを特徴とする、請求項１ないし７の１つに記載の装置。
【請求項９】
運動トリガ装置（７）が、一方の部分（２）に対して不動に配置され、他方の部分（１）の運動を引起こすことを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の装置。
【請求項１０】
コーティングの少なくとも一部が、弁装置の弁閉鎖部材と他方の部分とが衝突することができる弁閉鎖部材の範囲を少なくとも部分的に覆っていることを特徴とする、請求項１ないし９の１つに記載の装置。
【請求項１１】
コーティングの少なくとも一部が、弁座（４）と弁閉鎖部材（３）とが衝突することができる弁座（４）及び弁閉鎖部材（３）のうち少なくとも一方の範囲を少なくとも部分的に覆っていることを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
弁座（４）がコア（８）と一片で構成されていることを特徴とする、請求項１ないし１１の１つに記載の装置。
【請求項１３】
ａ）電磁石装置の別の部分として、コイル（７）の外に配置されたヨーク（１５）が設けられ、このヨークが電磁石装置の磁気抵抗を減少するために使われ、
ｂ）電磁石装置の部分としての接極子（１）、コイル（７）、コア（８）及びヨーク（１５）が互いに磁気的に作用結合されている
ことを特徴とする、請求項１ないし１２の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに相対的に可動の少なくとも２つの部分を有する装置であって、それぞれの部分に衝突面が設けられているものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５０２７３０号明細書により公知である。
【０００３】
公知の装置は、弁装置として構成されており、かつ閉鎖片を操作する磁気接極子を有し、この磁気接極子は、磁石コイルによって囲まれた案内スリーブ内に可動に配置されている。磁気接極子は、案内スリーブに接触する表面の部分における摺動能力を改善するために、合成物質からなるコーティングを備えている。
【０００４】
これに対して不動の部分内における可動の部分の摺動能力の改善の他に、このような弁装置において、不動の部分への可能の部分の衝突を緩衝するという必要性が存在する。これにより通常比較的硬い材料から製造されたこれらの部分における損傷を回避するようにする。
【０００５】
さらに一般的に言えば、その相互の相対運動のために互いに衝突することがある互いに相対的に可動の少なくとも２つの部分を有する装置を、これらの部分の損傷を避けるように構成することが必要である。そのために例えば可動の部分の間に配置された弾性作用する緩衝手段、例えばゴムが公知である。
【０００６】
公知の緩衝手段は、これが、有効な緩衝を引起こすようにし、かつできるだけ長い寿命を有するようにもしたい場合、比較的大きな所要場所を有する。多数の装置において、とくに新しい弁装置において、わずかな場所提供しか得られない。
【０００７】
公知の緩衝手段を収納するためのさらに大きな場所提供は、弁装置の支障ない機能のために必要な磁気接極子の行程の拡大を伴う。この時、このような弁装置を操作するために、さらに大きな磁力が必要である。このことは、例えば比較的大きな磁気コイル及び比較的大きな操作電流によって達成することができる。しかしながら磁気コイルの拡大及び電流消費量の上昇は、望ましくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
それ故に本発明の課題は、きわめてわずかな所要場所によって衝突の結果生じる可動の部分すなわち弁閉鎖部材及び弁座の損傷を避けることができる弁装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載の本発明によって次のようにして解決される。すなわち装置が弁装置として構成され、互いに相対的に可動の部分のうち一方が、弁座を有し、他方の部分が、弁閉鎖部材として構成され、かつ弁座の方に向いた側に弁閉鎖面を有し、この弁閉鎖面が、弁座に対応し、かつ弁の閉鎖のために使われ、衝突面を形成する弁閉鎖面及び弁座のうち少なくとも１つが、少なくとも部分的にコーティングを備え、このコーティングが、互いに相対的に可動の部分の他の寸法に比較して薄く、コーティングが、合成物質からなり、部分の相対運動のために設けられる操作可能な運動トリガ装置がコイルとして構成され、このコイルが電磁石装置の一部を形成しており、
コイルに対して不動に配置された部分が、少なくとも部分的にコイル内に配置されたコアを有し、このコアが電磁石装置の別部分を形成しており、
可動の部分が、少なくとも部分的にコイル内に配置された接極子として構成され、この接極子が電磁石装置の別の部分を形成しており、
電磁石装置の部分としての接極子、コイル及びコアが、互いに磁気的に作用結合され、接極子が弁閉鎖部材として構成され、
接極子が、この接極子を包囲するばねの力に抗して運動可能であり、接極子がその長手方向に延びる圧力媒体通路を有し、弁の開いた状態において圧力媒体が入口通路から出口通路へ流れることができる。本発明の変形及び有利な構成は、特許請求の範囲従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明は、装置の長い動作期間の際、又は多数の衝突過程の際にも、比較的わずかな費用によって可動の部分の損傷が確実に回避されるという利点を有する。コーティングのための材料として合成物質を利用することによって、装置は、きわめて望ましいコストで製造することができる。
【００１１】
本発明の有利な構成において、互いに相対的に可動の部分は、その衝突面の範囲において、コーティングよりも小さな固有弾性を有する。このことは、互いに相対的に可動の部分のために多数の材料を利用することができるという利点を有する。それによりそれぞれの利用の場合に対して、その特性及びコストからもっとも適当な材料を選択することができる。
【００１２】
とくに以下になお詳細に説明するように−電磁石装置によって操作することができる弁装置としての本発明による装置の１つの構成において、材料に関する前記の選択自由度は、磁気的に導通する材料を利用することもできるという特別の利点を提供する。この時、有利な構成において、軟磁性材料、なるべく鋼が利用される。
【００１３】
本発明の別の有利な変形において、コーティングのための合成物質としてフッ素を含有するポリマー材料が、なるべくポリテトラフルオルエチレン（テフロンとも称する）が利用される。これによりコーティングすべき部分は、とくに簡単な方法で、例えばコーティング材料内における浸漬により、コーティングを備えられる。
【００１４】
本発明の別の有利な変形において、互いに相対的に可動の部分のうち少なくとも１つの運動は、案内装置によって案内される。案内装置と案内される部分の接触面は、少なくとも部分的に同様にコーティングを有する。これにより案内装置とこの中において案内される部分との間の摩擦は、減少することができ、それにより部分は、一層容易に動くことができる。さらに摩擦のためのこれらの部分の磨耗は、減少する。追加的に案内される可動の部分の運動の変化の際に場合によっては摩擦によって引起こされる不動作時間の減少も生じることができる。
【００１５】
とくにコスト的に望ましいように、したがって有利に、この時、案内装置内において案内される部分は、１つの製造ステップにおいて、この部分全体を囲むコーティングを備えることができる。
【００１６】
コーティング材料としてポリテトラフルオルエチレンを利用した際、案内装置のために多数の材料においてほぼ同じでありかつ加えてきわめて小さい静及び動摩擦係数が達成できるという追加的な利点が達成される。これによりとくに弁装置により公知のスリップスティック効果を回避することができる。ポリテトラフルオルエチレンを使用した際の別の利点は、製造によって引起こされる摩擦値の公差が、別のコーティング材料に比較してきわめて小さいということにある。それ故に大量生産においても、追加的な費用なしにほぼ同じ摩擦特性を達成することができる。
【００１７】
本発明の有利な構成において、装置は、弁装置として構成されており、ここでは互いに相対的な部分のうち一方が、弁座を有し、かつ他方の部分が、弁閉鎖面を有する弁閉鎖部材として構成されている。弁装置を操作する際に、弁閉鎖部材は、弁装置の所定の部分に衝突する。それ故に有利なように、弁閉鎖部材及び／又は弁装置の部分は、少なくとも部分的にコーティングを備えている。
【００１８】
とくに互いに対応しかつ弁を閉じるために使われる弁座及び弁閉鎖面は、これらの部分が互いに衝突してもよくかつそれ故にコーティングを備える範囲を有する。
【００１９】
有利な構成において、弁装置は、互いに相対的に可動の部分の運動をトリガする電磁石装置を有し、この電磁石装置は、少なくともコイル、コア及び接極子からなる。有利には、その際、接極子は、弁閉鎖部材として構成されている。追加的に弁座は、電磁石装置のコアと一片で構成することができる。これによりとくにコンパクトなかつ望ましいコストの弁装置の構成が達成される。
【００２０】
弁装置の効率を改善するために、電磁石装置は、追加的になおヨークを有し、このヨークを通してコアから接極子に磁束が案内される。これにより弁装置の電流消費量を減少することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照しながら実施例により詳細に説明する。
【００２２】
図において、対応する部分のために同じ参照部号が利用される。
【００２３】
図１に示された弁装置の構成は、電気的な信号に依存して圧力媒体流を制御するために使われ、その際、図１による構成は、個々の流れレーンにおける圧力媒体流の投入及び遮断のために使われ、かつ図２又は３による構成は、２つの流れーンの間における圧力媒体流の切換えのために使われる。その際、圧力媒体として例えば圧縮空気が使用できる。電気的な信号として、デジタル信号の様式による確定可能な時間関数にしたがって投入及び遮断される電流が利用できる。
【００２４】
次にまず図１による構成の構成と動作を説明する。
【００２５】
弁装置は、部分２、１３、１５、１８からなる弁ハウジングを有し、これらの部分は、ねじ１２、１６、１７により互いに結合されている。ハウジング部分２、１８又は１８、１３は、それぞれ圧力密に互いに結合されている。良好な圧力密を達成するために、これらの部分の接触面にパッキンが配置されているが、これらのパッキンは、図１には示されていない。
【００２６】
ハウジング部分１８に、圧力媒体のための入口通路１０が配置されている。ハウジング部分２に、圧力媒体のための出口通路９が配置されている。これらの圧力媒体通路９、１０に、例えば圧力媒体ホースを接続することができる。
【００２７】
弁ハウジング２、１３、１５、１８内に、弁ハウジングに対して可動の部分１が配置されており、この部分は、一方において圧力媒体通路９、１０の間の圧力媒体流を遮断するための弁閉鎖部材として、かつ他方において次になお詳細に説明する電磁石装置における接極子として使われる。弁閉鎖部材１は、圧力媒体通路１４を有し、この圧力媒体通路を介して、図１に示すような弁の開いた状態において、圧力媒体は、入口通路１０から出口通路９に流れることができる。
【００２８】
前に述べた電磁石装置は、接極子１の他になおハウジング部分２の先細になった区間８によって構成されるコア、コイル７、及びハウジング部分１５によって形成されるヨークを有する。
【００２９】
コイル７は、弁ハウジング２、１３、１５、１８に対して不動に配置されており、かつコア８、及びハウジング部分１８の先細になった区間を囲んでいる。コイル７は、弁装置のために運動トリガ装置として使われ、かつ十分に強力な電流を供給した際に、コア８の方向への接極子１の運動を引起こす。コイル７は、電気的に導通可能な線材からなる。コイル７に電流を供給するために、ハウジング部分１５の開口に電気接続要素が配置されており、この接続要素は、コイル７に電気的に接続されている。
【００３０】
接極子１は、コイル７にばね力に打勝つために十分な電流が流れないかぎり、ばね１１によって図１に示された位置に保持される。この状態において、弁は開いており、このことは、圧力媒体が入口通路１０から出口通路９に流れることができることを表わしている。
【００３１】
ハウジング部分１５は、電磁石装置のヨークとして使われ、かつコイルによってコア８及び接極子１内に生じる磁界の磁気的な帰路を生じる。それにより弁装置を操作するための電流需要が低下し、したがって効率が改善される。
【００３２】
互いに磁気的に作用結合された部分１、２、８、１５は、磁気的に導通する材料から、例えば軟磁性材料から、とくに鋼から製造されている。ハウジング部分１３、１８は、磁気的に導通しない材料から、例えば合成物質又は黄銅から製造されている。
【００３３】
コア８は、接極子１の方に向いたその側に弁座４を有する。弁座４に弁閉鎖面３が対応しており、この弁閉鎖面は、接極子１に配置されている。コイルに十分に強力な電流を供給した際、接極子１は、弁閉鎖面３が弁座４に衝突するまで、コア８の方向に動く。それから場合によっては生じる過渡振動が減衰した後に、弁閉鎖面３は弁座４に接し、かつこれにより圧力媒体通路９、１０の間の圧力媒体流を遮断する。この時、弁は閉じている。
【００３４】
電流の供給による前記の弁操作の際、弁閉鎖面３と弁座４は、衝突面として使われる。これらの衝突面相互の衝突の際に損傷を避けるために、弁閉鎖面３にコーティングが設けられている。コーティングのための材料として合成物質が利用され、この合成物質は、接極子１のその他の寸法に比較して比較的小さな層厚を有するように取付けられる。
【００３５】
合成物質としてなるべくポリテトラフルオルエチレンが利用され、このポリテトラフルオルエチレンは、５と３０μｍの間の層厚で取付けられる。これによりきわめてわずかしかコーティング材料が消費されない。
【００３６】
コーティングは、弁４にも取付けることができる。しかしながらコーティングを弁閉鎖面３に、したがって接極子１に取付けることが有利である。なぜならこの積極子は、比較的コンパクトな個別部分として、コーティング過程の際に簡単に取扱うことができるからである。最後に接極子１に及び弁座４にコーティングを取付けることも可能である。
【００３７】
弁閉鎖面３から離れた方の接極子１の側、又はこの側の方に向いたハウジング部分１３の表面は、弁が開く際にも損傷を避けるために、同様に前記のようなコーティングを備えることができる。とくに逆の動作様式を有する弁装置において、すなわち運動トリガ装置を操作しない状態において、すなわち電流のないコイルにおいて閉じた弁装置において、このような構成は有利である。
【００３８】
ハウジング部分１８の範囲５は、この中にある接極子１のための案内装置として使われる。案内装置５内における接極子１の摺動能力を高めるために、これらの部分の接触面６は、同様に前記のようなコーティングを備えている。コーティングは、案内装置５の内側に又はなるべく接極子１の外側に取付けることができる。とくにコスト的に望ましい様式において、例えば接極子１全体は、１つの作業過程においてコーティングを備えることができ、例えばコーティング材料における接極子１の浸漬によって備えることができる。
【００３９】
図２による弁装置の構成は、すでに説明した部分に加えて、なお第２の接続通路２１を有し、この接続通路は、ハウジング部分１３に配置されている。その他に同様にハウジング部分１３に配置された第２の弁座２０が設けられており、この弁座に、弁閉鎖面３から離れた方の接極子１の側に配置された弁閉鎖面１９が対応している。第２の弁閉鎖面１９は、第２の弁座２０に関連して、入口通路１０から第２の接続通路２１への圧力媒体流の遮断のために使われる。したがって図２に示すような弁装置を操作しない状態において、入口通路１０は、圧力媒体通路１４を介して出口通路９に結合されている。この時、コイル７に電流を供給することによって弁装置を操作した際に、接極子１の運動のため、出口通路９は遮断され、かつ入口通路１０は、第２の接続通路２１に結合される。弁装置のこの動作状態は、図３に示されている。
【００４０】
図２又は３に示された構成において、前記のようなコーティングは、なるべく第２の弁閉鎖面１９に取付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】２／２方向制御弁としての構成における弁装置を示す断面図である。
【図２】３／２方向制御弁としての構成における弁装置を示す断面図である。
【図３】図２による弁装置の一部を操作した状態において示す図である。
【符号の説明】
１  相対的に可動の部分
２  相対的に可動の部分
３  衝突面
４  衝突面
５  案内面
６  接触面
７  運動トリガ装置
８  コア
１５  ヨーク
【図１】
0003855140.tif 000002
【図２】
0003855140.tif 000003
【図３】
0003855140.tif 000004