JPH05503562A - 油圧式調節装置 - Google Patents
油圧式調節装置Info
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- JPH05503562A JPH05503562A JP3502017A JP50201791A JPH05503562A JP H05503562 A JPH05503562 A JP H05503562A JP 3502017 A JP3502017 A JP 3502017A JP 50201791 A JP50201791 A JP 50201791A JP H05503562 A JPH05503562 A JP H05503562A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
油圧式調節装置
背景技術
本発明は、請求項1の上位概念に記載された油圧式調節装置に関する。例えばド
イツ連邦共和国特許出願公開第3616234号明細書に開示された、このよう
な形式の公知の調節装置においては、制御ユニットが、ポンプとアキュムレータ
と圧力調整弁と電磁弁とから成っている。差動ピストンを正確に位置決めするこ
とは、所定の条件下においてはしばしば困難であって、しかも構成部材の費用が
高くロスが多い。
発明の利点
これに対して請求項1に記載の特徴を有する本発明による調節装置は、調節が行
われない場合には非常に少ないロスで作業し、また特に正確に作業し、しかもコ
ストが安価であるという利点がある。本発明の別の利点は請求項2以下に記載さ
れている。
図面
本発明及び本発明の構成を以下に図面を用いて詳しく説明する。
図1は、油圧式調節装置の概略図である。
図2は、制御弁の縦断面図である。
図3は、油圧式調節装置の補助的な回路図である。
図4a及び図4bは、ポンプ軸の回転数に関連した流過横断面を線図で示した図
である。
図5は、油圧式調節装置の変化実施例を示した概略図である。
図6〜図11は、別の実施例による制御弁のそれぞれ縦断面図である。
図12及び図13は、さらに別の実施例による制御弁の部分の縦断面図である。
実施例の説明
図1では符号10で油圧式調節シリンダが示されており、該油圧式調節シリンダ
は、差動ピストンエ2゜14を備えた差動シリンダ11を有している。ピストン
14の小さいピストン面における圧力室13は導管15を介して常にポンプ16
によって負荷されている。このポンプ16は、駆動軸17、例えば内燃機関のカ
ム軸によって駆動されている。
大きいピストン面側に面した圧力室18内には導管19が開口している。該導管
19は制御弁2oから出発して、ポンプの導管15に続いている。この導管15
には圧力制限弁21も接続されている。制御弁は372行程弁として構成されて
いて、図2に詳しく示されている。この制御弁は、電磁石22によってばね23
のばねカに抗して操作される。この制御弁はスライダ24を有していて、いわゆ
るオーブンセンタ構造で構成されている。つまり、制御スライダ24の中立位置
で、導管19が接続されているインレット孔25と、導管19を介して室18が
接続されている孔29と、戻し回路に接続された孔27との接続が形成されるよ
うになっている。制御スライダは、長手方向に延びる段付けされた貫通する縦孔
30を有している。この孔27は、Rとも符号付けされていて、孔29はA、孔
25はPと符号付けされている。圧力制限弁21は例えば120Barに調節さ
れている。
無電流状態で制御弁は図1に示された位置を占める。圧力室18は導管19及び
制御弁横断面AA*を介して無圧にされている。圧力室13は導管15を介して
ポンプ供給圧で負荷される。差動ピストンは左に移動する。一定の電流が流され
ている状態で2つの圧力室13.18はポンプ供給圧で負荷される。圧力室18
内のより大きい有効面によって、差動ピストンを右方向へ移動させる全体的力が
生じる。
差動ピストン12が定置の位置を占めるべき場合は、これは制御弁20のいわゆ
るタイミング制御によって行われる。この場合に運転圧は圧力制限弁21によっ
て与えられている。ポンプ16が継続的に120Barで作業するべき場合は、
高回転数において大きすぎる出力消費を生じることになる。これは、定常運転モ
ードにおいて、時間的に平均20〜30Ba rの部分圧が圧力室13及び18
内に生じるように、制御弁がタイミング制御されることによって避けられる。こ
の圧力においてはまだ、差動ピストンの調節運動は行われない。何故ならば、操
作しようとする対象物による戻し調節力が差動ピストンに作用するからである。
図3には、このための補助回路図が示されている。この補助回路図では、Pが、
ポンプからA(消費器)又はR(戻し回路)への流れを示している。Pへの流入
横断面及びRへの流出横断面はjl!rJ可能な絞りとして示されている。この
絞りは制御スライダによって調節される。上述した、調節された部分圧は、ポン
プ16の搬送流と、PからA及びAからRへの横断面とによって生じる。搬送流
が例えば回転数に基づいて変化すると、制御スライダの一定の調節状態において
種々異なる部分圧が調節され、これは不都合なピストン運動が生じる原因となる
。PからAへの時間的に平均な横断面は、ここでできるだけ小さく圧力が低下す
る程度の大きさでなければならない。図4a及び図4bは、定常運転モードのた
めのポンプ軸における回転数に応じた流過横断面が示されている。これによれば
、流過横断面AA*は回転数が大きくなるにつれて大きくなっていることが分か
る。横断面A、^は、使用された弁において、回転数が高くなるにつれて強制的
に小さくなる。最大回転数において、比A FA= 3 A a* (= >
P A11= 9 P 、A)であると有利である。例えば制御スライダにおけ
る温度変化又は流れの力によって、差動ピストンの位置のずれが生じると、目標
値と実際値との比較によって修正される。これは、相応の特性値が供給される電
子制御回路を介して電磁石22を相応に制御することによって行われる。
図5に示した油圧式調節装置の構成は、図1の構成に対して、制御弁の戻し回路
に絞りとばね弾性的な逆上弁とを設けた点が異なっている。制御弁20の圧力接
続部Rからは導管31が延びており、この導管31は2つの導管区分31’、3
2’に分岐してタンク32に延びている。導管区分31′内には絞り33が介在
されており、これに対して導管区分31′内にはばね負荷された逆上弁34が介
在されている。ばね負荷された逆上弁34は圧力維持弁として働き、弁の中央位
置においてシステム圧を20barに維持する。絞り33によっては、供給圧力
が低下して制御弁が位置Iを占めた場合に、調節シリンダが外力によって左方向
へ移動せしめられ、これによって供給ポンプが故障しても緊急のエンジン駆動が
行われるように保証される。
図6には制御弁の別の実施例が示されており、この実施例においては弁体は座付
き弁として構成されている。制御弁2OAは中空円筒形のケーシング35を有し
ていて、このケーシング35の一方の端面側には、内側に向けられた環状ショル
ダが形成されている。ケーシング内には、段付けされた内径を有するほぼカップ
状のマグネットケーシング37とピストンガイド円板38とフランジ付きプレー
ト39とが相前後して挿入されている。非磁性の硬い材料より成るマグネットケ
ーシング37は、その開放する端面側が環状ショルダ36に当接し、それとは反
対側のケーシングの端面側をフランジ付きプレート39が閉鎖している。マグネ
ットケーシングの底部40の中央には円錐形の孔41が形成されていて、鎖孔4
1はマグネットケーシングの開放側に向かって拡張されている。小さい直径を有
するマグネットケーシングの、底部40に向けられた内室区分37a内には、同
様にほぼカップ状の、弱磁性材料より成る外側の挿入磁石43が嵌め込まれてい
る。挿入磁石の底部44は円錐形の突起部45を有しており、該突起部45は孔
41内に突入していて、マグネットケーシング37の底部40の下側面と同一面
をなしている。外側の挿入磁石43の底部内側から、同様に円錐形の孔47aが
出発していて、この孔47aは、円筒形の貫通する孔47bに移行している。
孔47a内には、非磁性の材料より成る対応する円錐形シール部材49が挿入さ
れていて、該円錐形シール部材49は底部44の内側面と同一面をなしている。
外側の挿入磁石43の内室内には、プラスチックより成る巻芯を有する電磁コイ
ル22Aが挿入されている。この電磁コイルは、マグネットケーシング37の、
直径の大きい内室区分37bにまで突入している。電磁コイルから電気的なリー
ド線がケーシング35の外へ延びている。電磁コイル22Aは巻芯と一緒に、内
室区分37b内に挿入された非磁性材料より成るカバー52によってその位置が
固定されている。カバーからは、段付けされた外径を有する円筒形の突起部53
がケーシング37の開放する端面側を貫通して突き出ている。さらに別の突起部
54がカバーから中空円筒形の電磁コイル22Aの内部に突入している。突起部
54の外径は、電磁コイル22Aの巻芯の内径に相当する。カバー52はそのケ
ーシング内部側に向けられた端面側が、外側の挿入磁石43の端面側と同一面を
なしている。
円錐形シール部材49は中央の孔56を有しており、鎖孔56の直径は、電磁コ
イル22Aの巻芯の内径に相当する。この孔56を貫通して、弱磁性材料より成
るほぼカップ状の内側の挿入磁石57が突入していて、その底部がカバー52の
突起部54に当接している。内側の挿入磁石57の開放する端面側は、マグネッ
トケーシング37の底部40の外側、並びに外側の挿入磁石43の円錐形の突起
部45と同一面をなしている。これによって、外側の挿入磁石の突起部45に形
成された孔47bと、円錐形シール部材49と内側の挿入磁石57とによって、
環状溝58が形成される内側の挿入磁石57と円錐形シール部材49と外側の挿
入磁石43とは、例えばはんだ付けによって互いに固(結合されている。カバー
52とマグネットケーシング37とは同様に、例えば接着、はんだ付は又は縁曲
げによって互いに固く結合されている。このような結合によって、円錐形シール
部材と外側及び内側の挿入磁石とから成る複合構造体と、電磁コイル22Aとは
巻芯と共にその位置が固定されている。カバー52の突起部53若しくはケーシ
ング37の端面側並びに電気的なリード線は、プラスチックによってプラグ構造
に射出成形で埋め込まれている。
ピストンガイド円板38内には、貫通する円形の孔60が形成されており、鎖孔
60の直径は、外側の挿入磁石43に形成された孔47bの直径よりも大きい。
ピストンガイド円板38の両端面側には、孔60を取り囲んで延びる平らな円筒
形の凹部61,62がそれぞれ1つ形成されている。これらの凹部61.62の
軸線は孔60の軸線に対して平行にずらされている。フランジ39に向かって延
びる凹部61の軸線は、孔60の軸線の上側にあって、これに対してこれに向き
合う凹部62の軸線は下側にある。ピストンガイド円板には孔60に並んで、凹
部62に接続された軸平行な袋孔64が延びている。
孔60内にはピストン66が気密に滑動ガイドされている。ピストン66は、非
磁性の硬い材料より成る外側のピストンスリーブ66aと、弱磁性材料より成る
内側のシリンダ66bとから構成されている。このピストンスリーブ66aとシ
リンダ66bとは、はんだ付け、溶接又はプレスによって互いに結合されている
。フランジ付きプレート39側に向けられた、ピストン66の端面側は、外側縁
部から出発する円錐形の凹部68を有しているので、このピストン66は、シー
ル縁として働く環状エツジ67の形状で構成されている。この凹部から、軸方向
に延びる円錐形の凹部69が出発している。これとは反対側の、外周面から出発
する円錐形の凹部75を有するピストンの端面側には、軸方向に延びる袋孔70
が配置されており、該袋孔70の底部から、貫通する孔71が延びていて、この
孔71は袋孔70を凹部69に接続する。
凹部75は、ピストンの外周面に、同様にソール縁として働くリング円板74が
存在するように構成されている。袋孔70の底部には押圧ばね23Aが支えられ
ていて、該押圧ばね23Aの反対側の端部は、力、ツブ状の内側の挿入磁石57
の底部に当接している。
ピストン66の外周面付近には、このピストン66に左右対称に配置された軸平
行に貫通する多数の孔73が延びている。これらの孔73は、マグネットケーシ
ングに向けられた、外側のピストンスリーブ66aの端面側に形成された環状溝
76に接続されている。
環状溝76の外径は、ピストン66の外径よりも小さい。
ピストンガイド円板38に向けられた、フランジ付きプレート39には、軸方向
に延びる袋孔78が配置されており、該袋孔78の外径は孔60の外径よりもや
や小さい。それとは反対側の、フランジ付きプレート39の端面側から、同一軸
線方向に延びる袋孔79が延びており、該袋孔79は導管19に接続されている
。袋孔と導管19との接続部は制御横断面Aに相当する。2つの袋孔78.79
は、絞り孔80によって互いに接続されている。袋孔78.79の隣に、貫通す
る孔82が設けられており、鎖孔82はピストンガイド円板38に形成された孔
64と合致している。この孔82は流出側の制御横断面Rに相当する。
袋孔78.79に並んで、同軸的な2つの袋孔83.84に向き合って孔82が
延びている。2つの袋孔83.84は、フランジ付きプレート39の互いに向き
合う端面側からそれぞれ延びていて、絞り孔85によって互いに接続されている
。袋孔84は、ピストンガイド円板38に形成された凹部61に接続されていて
、孔83は制御横断面Pに相当する。
孔82と外側縁との間では、フランジ付きプレートは袋孔86によって貫通され
ており、この袋孔86は同様にピストンガイド円板38を貫通してマグネットケ
ーシング37まで達している。袋孔86内にはピン87が挿入されていて、該ビ
ン87は、フランジ付きプレート39、ピストンガイド円板38、マグネ、トヶ
ーシング37を正しい位置で固定する。ケーシング37の外周部は、ピストンガ
イド円板38及びフランジ付きプレート39の範囲で雄ねじ88を備えており、
該雄ねじ88は、制御弁を適当な接続面に接続し、マグネットケーシング37、
ピストンガイド円板38及びフランジ付きプレート39を緊締するために使用さ
れる。
無電流状態で制御弁2OAは、図1及び図5に示されているように位置■を占め
る。ピストン66は、円錐形のシール縁(環状エツジ)を有するはね23Aの作
用に基づいてフランジ付きプレート39に当接するので、圧力媒体接続部Pは片
側が閉鎖されている。圧力媒体は圧力媒体接続部Aから袋孔79及び78並びに
その間に配置された絞り孔80を介してピストンの凹部69内に達する。この凹
部69から、孔73及び環状エツジ74に形成された環状溝76を介して凹部6
2との接続部が形成されている。この凹部62はさらに、孔64及び82を介し
て圧力媒体接続部Rに接続されている。それと同時に凹部69は孔71及び70
を介して、前記圧力媒体接続部Rとは反対側の、ピストンの端面側に接続されて
いる。ピストン66とマグネットケーシング37との間のギャップ89によって
、環状溝76との接続が形成される。差動シリンダ11の差動ピストン12.1
4は左方向へ移動する。
電流の供給された状態で、磁石可動子として働くピストン66はばね23Aのば
ね力に抗してマグネ、トケーシングに引き寄せられ、これによって圧力媒体接続
部Rの片側を閉鎖する。それと同時に圧力接続部Pは、孔83.84.85及び
環状エツジ67における凹部61を介して凹部69並びに袋孔78に接続される
。これによって絞り孔80及び袋孔79を介して圧力媒体は圧力媒体接続部Aに
達する。それと同時に孔71及び70並びに孔73を介して゛ギャップ89が圧
力媒体によって負荷される。これによって2つの圧力室は、ポンプ16の搬送圧
力によって負荷される。圧力室18内の、より大きい有効ピストン面によって、
差動ピストンを右方向へ移動させる力が生ぜしめられる。
制御弁2OAはアンダラップを有している。つまりピストン66が引き寄せられ
る際に、環状エツジ67によって形成されたシール縁は、環状エツジ74によっ
て形成されたシール縁が閉鎖される前に開放するようになっている。ピストン6
6の運動段階中に3つのすべての圧力媒体接続部A、P、Rは互いに接続されて
いる。さらにまた、ピストンに働く圧力は完全に補償される。つまりピストンは
すべての位置において、圧力媒体の圧力による軸方向力を受けない。
図7には制御弁の別の実施例が示されている。この実施例においては、より大き
い電磁石によってより大きい磁石力及びひいては切換時間のより良好な安定性が
得られる。本発明による弁はモジュール式に構成されているので、種々異なる寸
法の構成部材を互いに組み合わせて構成することができる。同一の部材は同一の
符号で記した。また同様の作用を有する部材には同一の符号に付加的に大文字を
付けて記した。
図7に示した制御弁20Bはほぼカップ状のマグネットケーシング37Bを有し
ており、該マグネットケーシングの底部側から円筒形のコア93が延びていて、
マグネットケーシングの開放端面側と同一面をなしている。マグネットケーシン
グ37Bの外壁部とコア93との間の環状室94内には磁石コイル22Bが挿入
されている。コア93は、その自由な端面側で軸方向に延びる円筒形の凹部96
を有しており、該凹部96内に硬い材料より成るほぼカップ状の挿入部材97が
嵌め込まれている。マグネットケーシングの外周面で、開放する端面側の範囲に
は互いに接続された環状溝99.100が延びており、これらの環状溝のうちの
、埠面倒から延びる環状溝100は小さい内径を有している。この環状溝内に、
マグネットケーシング37Bの外径と同じ外径を有する非磁性材料より成るリン
グ101が挿入されている。
マグネットケーシングのこの端面側に円筒形のピストンガイド円板38Bの一方
の端面側が当接していて、このピストンガイド円板38Bの他方側には同様に円
筒形のフランジ付きプレート39Bが当接している。ピストンガイド円板38B
はその両方の端面側でそれぞれ1つの円筒形の凹部106.107を有している
。マグネットケーシング側に向けられた、より大きい方の凹部106の直径は、
環状溝100の内径よりも小さい。これら2つの凹部は中央の孔108を介して
接続されている。この孔内で、硬い材料より成るピストン110が滑動ガイドさ
れている。ピストンは、そのマグネットケーシング側に向けられた端面側で突起
部111を有しており、該突起部111は力、ブ状の挿入部材97内に突入して
いる。この突起部111は押圧ばね23Bが支えられており、該押圧ばね23B
の反対側の端部は挿入部材97の底部に当接していて、ピストンをフランジ付き
プレートに押し付ける。
ストン110の端面側に設けられた突起部111を巡って環状溝112が延びて
おり、該環状溝112の底部から、左右対称に配置された多数の縦孔113が延
びており、これらの縦孔113は、ピストンの反対側の端面側に設けられた円筒
形の凹部109内に開口している。ピストンの端面側の外側縁は、それぞれ外周
面から内側に円錐形にへこんでいるので、これによって環状エツジ114.11
5が形成されており、これらの環状エツジのうちの環状エツジ115が、フラン
ジ付きプレート39Bに向けられている。この環状溝112内には、この環状溝
の外径に相当する外径を有するリング117が挿入されている。挿入部材97側
に向けられた、リング117の端面側は、環状エツジ114とは反対向きに斜め
にカットされているので、V字形(誇張して示されている)横断面が形成される
。これとは反対側の、リングの端面側は、圧力媒体が貫流する際の流れ抵抗を減
少させるために、縦孔113の範囲で同様に斜めにカットされている。凹部10
9内には、リング117に相当するリング118が挿入されている。環状エツジ
114.115及びリング117.118の形状は、ピストンの端面側における
流れの力を補償するために役立つ。環状エツジ及びリングの形状によって形成さ
れたV字形の横断面は、リングを挿入することなしにピストン端面側を相応に処
理することによって形成される。
ピストン110の(マグネットケーシングに向けられた)端部には、軸方向に配
置されたスリーブ120を有する皿状の平形可動子119が固定されていて、ピ
ストン110がスリーブ120を貫通して延びている。これによって、ピストン
の環状エツジ114が挿入部材97の縁部に当接している時に、平形可動子11
9とマグネットケーシング37B若しくはマグネットコイル22Bとの間にレシ
ジュアルエアギャップが形成される。平形可動子の外径は環状溝100の内径に
ほぼ相当する。スリーブ120の周囲を巡って左右対称に配置された多数の孔1
22が、平形可動子119を貫通して延びている。これらの孔122は圧力媒体
を貫流させるためのものである。
フランジ付きプレート39Bには、ピストンガイド円板38Bに設けられた孔1
08を延長する、直径の小さい袋孔123が配置されており、該袋孔123の底
部から、制御横断面Aに相当する孔124が延びている。孔108と123との
移行部によって形成された環状ショルダ125は、環状エツジ115と協働して
シールエツジとして働く。フランジ付きプレートの自由端面側から、孔82若し
くは制御横断面Rに相当する縦孔126が延びており、該縦孔126はさらにピ
ストンガイド円板内に延びて、凹部106内に開口している。圧力媒体接続部P
に相当する別の縦孔127は、フランジ付きプレートを貫通して凹部107内に
開口している。
電磁石の非励磁状態で、ばね23Bはピストン11Oを下方へ押しやり、ピスト
ン110の環状エツジ115がフランジ付きプレート39Bに当接するので、孔
127は片側が閉鎖されている。それと同時に圧力媒体は圧力室18から孔12
4及び123を介してピストン及び凹部106を通って、さらに孔126を介し
て流出し、これによって圧力室18は無圧になる。
電磁石22Bに電流が流されると、ピストン110は平形可動子119によって
上方へ引き上げられ、ピストンの環状エツジ114は挿入部材97に当接するの
で、孔126及び凹部106は一方側が閉鎖される。それと同時に孔127及び
孔124は凹部107及び袋孔123を介して互いに接続される。
マグネットケーシング37Bに設けられたリング101は、マグネットケーシン
グとピストンガイド円板38Bとの間で磁束流が溢れ出るのを妨げる。この不都
合な磁束流は、磁石力を形成する際に殆ど完全にムダになるものである。さらに
、ピストンとピストンガイド円板との間のピストンガイド部内に磁石的な不純物
が引き寄せられ得る。
環状エツジ114,115並びにリング117,118によって形成された、ピ
ストン端面側の横断面は流れの力を補償し、主として外部から内部への流れに方
向において働く。それとは逆方向の流れにおいては、この横断面はそれほど有効
ではない。この逆方向の流れにおいて流れの力を補償するために、平形可動子1
19及びこれに向き合うピストン端面側の形状を相応に合わせて構成することが
できる。
このような形式の制御弁の変化実施例は図8に示されている。平形可動子119
のスリーブ120は、マグネットケーシング37Bに向けられた端面側で環状の
拡張部128を有している。この拡張部128の端面側は内側に向かって斜めに
カントされている。電磁石22Bの外周部は、拡張部128に向けられた端面側
で、この拡張部と協働する環状溝128′を有していて、この環状溝128′の
外周縁部は同様に斜めにカットされている。
フランジ付きプレート39Bの、ピストン110に向けられた端面側には環状溝
129が形成されており、該環状溝129の外径は、ピストンガイド円板38B
に形成された、向き合う凹部107に相当する。環状溝129の内径は、袋孔1
23の直径よりも大きい。ピストン110には、環状溝129と協働する偏向ス
クリーン129′が固定されている。この偏向スクリーン129′は、円錐形の
凹部129′を有する、フランジ付きプレート39Bに向けられた端面側が、環
状溝129内に突入している。偏向スクリーン129′は、その外周部が平形可
動子に向けられた側で先細りするように構成されている。
図9に示された実施例においては、不都合な漂遊磁束が別の手段によって避けら
れるようになっている。
マグネットケーシングには、非磁性のリングとそれに対応する環状溝とが省かれ
ている。その代わりに、マグネットケーシング及びピストンガイド円板は、後で
詳しく説明されている多数の環状溝を有しており、これらの環状溝は、磁束流を
妨げるか若しくは変向させる。
マグネットケーシング37Cは、ピストンガイド円板38Cに向けられた端面側
から延びる環状溝130を有しており、該環状溝130は、マグネットケーシン
グの外周面とコイル22Cとの間に配置されている。ピストンガイド円板に形成
された凹部106Cからは、別の2つの環状溝131.132が延びており、こ
れらの環状溝のうちの環状溝131−は、凹部106Cの外周部に配!されてい
て、環状溝132は孔126と108との間に配置されている。それとは反対側
の端面側からは別の環状溝133が延びており、この環状溝133は、孔126
の範囲に配置されていて、環状溝131.132の間に突入しているので、これ
らの環状溝は、軸方向に対して直角に見て、互いに接続する必要なしに互いに重
なり合う。
図10には本発明の別の実施例による切換弁が示されており、この切換弁は、第
2の押圧ばねがピストンに作用する点が前記実施例のものとは異なっている。
これによってピストンに作用するばね力は、ピストンの行程に応じて変化する。
このためにマグネットケーシング37Dはコア93D内で凹部96Dを有してお
り、該凹部96Dは、マグネットケーシングの底部にまで達している。挿入部材
97Dはその底部下側で対応する延長部135を有している。この延長部内に、
マグネットケーシングの底部側から袋孔136が侵入しており、該袋孔136の
底部から、軸方向の孔137が延びている。この孔137は、挿入部材97Dの
底部を貫通しており、この孔137の直径はばね22Dの内径よりも小さい。
孔137を貫通してタペット138が延びており、このタペット138の、皿状
に形成された一方の端部は袋孔136の底部に当接している。タペットの他方の
端部140は突起部111付近にまで達している。
タペットの端部と突起部111との間の間隔A1は、シール縁114とマグネッ
トケーシング39Dとの間の間隔A2よりも小さい。袋孔136の底部とは反対
側の、タペット138の皿状の端部139の端面側は、中央部で円錐形の凹部1
39を備えている。このタペット138には、袋孔136内に存在する押圧ばね
143が作用する。この押圧ばね143はその端部が、それぞれ1つの接続プレ
ート144,145で支えられている。支持プレート144は、凹部96Dの底
部に当接しており、それとは反対側の支持プレート145は、球146を介して
タペットの皿状の端部と協働する。このために、タペット側に向けられた、接続
プレート145の側は、同様に中央で円錐形の凹部147を有しており、従って
球146は、互いに向き合う2つの凹部142.147によってガイドされてい
る。この球接続形式によって、非軸方向の力が伝達されることは十分に避けられ
る。
挿入部材97Dには2つの横方向孔149.150が延びている。横方向孔14
9は袋孔136の孔底付近でこの袋孔136を貫通していて、横方向孔150は
挿入部材97Dの底部付近でこの挿入部材97Dの壁部を貫通してい延びている
。
2つの横方向孔149.150は環状通路151によって互いに接続されている
。この環状通路は、凹部96Dの壁部と、2つの横方向孔149.150の間に
形成された挿入部材97Dの外周部に設けられた環状溝152とによって形成さ
れている。横方向孔149.150及び環状通路151を介して、さらに挿入部
材97Dの内室を介して、袋孔136は凹部106に接続されている。
ピストン110及び平形可動子119に働く戻し力は、この実施例では2つのば
ね22D及び143によって生ぜしめられる。ばね22Dはすべてのピストン行
程に亙って作用する。間隔A1に相当する部分行程の後に、突起部111はタペ
ット138に当接し、これは付加的にばね143に作用する。
この実施例ではピストンの中央位置は、電磁石の部分励磁において安定的に得ら
れる。部分励磁は、制御電圧の高周波サイクルによって少ない損失で実現され得
る。図10に示した弁は、図5に示した油圧回路に使用した場合に特に適してい
る。AからR及びAからPへの横断面は、この横断面で最大回転数時においても
僅かな圧力しか低下することがなく、ひいては3つのすべての接続部でほぼ同じ
圧力が形成される程度の大きさでなければならない。
図11に示した実施例は、前述の実施例のものとはピストンが異なっている。こ
の図11に示したピストンによって、制御弁は圧力維持弁として使用することが
できる。このためにピストンll0Eは、凹g107の範囲で、直径の小さい区
分155を有しており、該区分155は、ピストンの端面側から出発していて、
その長さは凹部107の長さに相当している。これとは反対側の端部でピストン
は、凹部106の範囲で、直径の大きい段部156を有している。この段部15
6はピストンのこの端部側から出発して、凹部1゜6の底部付近まで延びている
が、凹部106の底部には達していない。
無電流状態でピストン11oEはフランジ付きプレート39Eに当接していて、
圧力接続部Pを閉鎖している。ばね23Dのばねカ及び区分155における環状
面157を適当に合わせることによって、所定の圧力において(ここでは約12
0バール)ピストンが持ち上がるようになる。
フランジ付きプレート39Eに向けられた方向での段部156の軸方向の長さを
短くすると、環状面158は、平形可動子のスリーブ120の、図示していない
環状ノヨルダのためのストッパとして使用され得るので、この平形可動子はピス
トン11oEに付加的に固定される。
電磁石が完全に励磁された状態では、ピストン110Eは挿入部材97Eに当接
し、これによって圧力媒体接続部Rは閉鎖される。段部156の環状面158に
よって拡大された、ピストンの端面に働く圧力にょって生ぜしめられた力が、磁
石力とばね23Dによるばね力との差よりも大きい値を越えると、ピストンは下
方に移動せしめられので、ピストンは当接せず、圧力媒体は圧力接続部Rを介し
て流出することができるこのような変化構成によって制御弁20Eは圧力維持弁
として使用され得る。この弁を図1若しくは図5に示した油圧式調節装置内に設
ければ、プレロードのかけられた逆止弁21は省くことができる。
ピストンガイドの汚れを減少又はこれを避けるために、区分155の軸方向の長
さは、半分のピストン行程に相当する程度だけ短くされる。これによって生じた
、区分155の縁部は、ピストンの行程運動時に孔108の開口部を通過して凹
部107内に侵入する。
この範囲での圧力媒体流によって及び、縁部での持ち上げ作用によって、既にガ
イドギャッ、ブ内に存在する汚れは取り出され掃気される。
マグネットケーシングの構成を適当に変えることによって、比例磁石をも備えた
種々異なる構成の制御弁を使用することもできる。このためにマグネットケーシ
ングを可動子の範囲内で、付加的に又は変化実施例による磁石によって変える必
要がある。マグネットケーシングの形状は、磁束流が一定の流れにおいて軸方向
の作業空気ギャップを介してピストン行程とは無関係に一定に維持されるように
選定されなければならない。これによって、磁石力をピストン行程に亙って一定
に維持することができる。圧力維持弁としての制御弁の構成においては、比例磁
石を使用すると特に有利である。
このような変化実施例による制御弁は図12に示されている。マグネットケーシ
ング37F内には、比例磁石22Fのコイルが嵌め込まれており、この比例磁性
22Fの寸法は、ピストンガイド円板38Fに向けられた、マグネットケーシン
グの開放する端面側に環状室160が形成されるように選定されている。この環
状室内に、磁束流ガイドとして役立つ3つのリング部材161〜163が嵌め込
まれている。外側のリング部材163はマグネットケーシング37Fの内周面に
当接していて、小さい外径の区分164が凹部106F内に突入している。内側
のリング部材161はコア93Fの外周面に当接していて、凹部106F内にま
で達している。凹部側に向けられた、リング部材の端面側内には、円形の凹部1
65が設けられており、この凹部165の外周から環状溝166が延びている。
この環状溝内に、左右対称に配置され半径方向に延びる多数の孔167が開口し
ている。これらの孔167は、リング部材161の外周面から延びている。リン
グ部材161.163の間にはリング部材162が嵌め込まれており、該リング
部材162は、非磁性材料より成る偏平な円板として構成されている。これら3
つのリング部材161〜163によって環状通路168が形成されており、該環
状通路168は凹部106Fに向かって開放している。孔167はこの環状通路
168を環状溝166に接続し、圧力媒体を貫流させるために役立つ−
コア93Fの凹部96F内には、非磁性材料より成るカップ状の挿入部材170
が挿入されている。この挿入部材170の底部内側には、接続プレート171及
び補償円板172を介在して押圧ばね23Fの一端部が支えられており、該押圧
ばね23Fの他方の端部はピストン110Eに当接している。ピストン110E
には、段部156の範囲で皿状の平形可動子119Fが固定されている。平形可
動子の内径は、リング部材163の区分164の外径よりもやや大きいので、平
形可動子の縁部173は部分的にリング部材163を取り囲んで延びている。平
形可動子のスリーブ120Eは、内側のリング部材161の凹部165内に突入
している。こちら側で、スリーブ120Fの外径は凹部165の直径よりもやや
小さい。
ピストンガイド円板38Fの外周部は、凹部166Fの範囲で非磁性のリング1
74より成っており、該リング174は漂遊磁束を減少させる。このリングはマ
グネットケーシング37F内で対応する環状溝175内にまで突入している。
比例磁石22Fを操作する際に、平形可動子119Fはマグネットケーシング3
7Fに接近する。この場合に、リング部材161及び163を介して、利用出来
る程の磁石力を生ぜしめない半径方向の磁束流が太き(なる。リング部材及び平
形可動子の寸法を相応に合わせることによって、マグネットケーシング37Fと
平形可動子119Fとの間の軸方向の作業エアギャップを介して流れる磁束流が
、行程とは無関係に一定に維持される。これによってピストン行程に亙っての磁
石力も一定に保たれる。
図12に示された制御弁20Fは、有利には図1に示された油圧式調節装置に設
けられ、この場合に圧力制御弁21は省略される。絞り33の機能並びに図5に
示したプレロードのかけられた逆止弁34による圧力維持機能は、相応の電流が
磁石を通って流されている場合に、この制御弁によって維持される。
図11及び図12に示した実施例においては、ピストンll0Eの端面側を平ら
に構成されることもできる。制御弁20E、20Fによって圧力維持機能を達成
するために、マグネットケーシング37E、37Fに向けられた、ピストンの端
面側の直径は、孔108の直径よりも小である。この直径は、所望の圧力制御特
性に合わせることもできる。シール直径は、袋孔123Eの直径若しくは、制御
弁20Fのフランジ付きプレートに設けられた図示していない袋孔の直径によっ
て、並びに挿入部材97E、170の内径によって与えられる。この直径は、ピ
ストン端面側に形成される圧力を決定的に規定する最小の流通横断面を規定して
いる。
図13は、前述の実施例とは磁束流のガイドに関して異なる変化実施例を示して
いる。制御弁20Gはマグネットケーシング37Gを有しており、該マグネット
ケーソン37G内に電磁石22Gのコイルが挿入されている。前述の実施例とは
異なりマグネットケーシング37Gは非磁性のリングを有していない。電磁石の
コイルの長さは、ピストンガイド円板38Gに向けられた端面側に扁平な環状溝
178が形成されるように選定されている。
ピストンガイド円板38Gは、軸方向に相前後して配置された3つのピストンガ
イドリング180〜182より組み立てられている。フランジ付きプレート39
Gに向けられたピストンガイドリング180はスリーブ状の突起部183を有し
ている。この突起部183は、マグネットケーシング37Gに向かって延びてい
るが、そこまでは達していない。マグネットケーシングに配!されたピストンガ
イドリング182は同様にスリーブ状の突起部184を有しており、該突起部1
84の外径は、突起部183の外径よりも大きい。
ピストンガイドリンク180と182との開には、非磁性材料より成るピストン
ガイドリング181が配置されている。その内径は突起部183の外径に相当し
ている。マグネットケーシング37Gに向けられた端面側で、ピストンガイドリ
ング181は円筒形の凹部185を有しており、該凹部185の外側寸法は、該
凹部内に突入する突起部184の外側寸法に相当する。ピストンガイドリング1
80はその、フランジ付きプレート39Gに向けられた端面側で、外側中央部に
円筒形の凹部107Gを有しており、該凹部107Gは、ピストンガイド円板に
形成された前記凹部107Gに相当する。スリーブ状の突起部183をも貫通し
て延びるピストンガイドリング180の円筒形の内室は、孔108に相当する。
この内室内では、(前述のように)ピストンll0Eが滑動ガイドされ、ピスト
ンガイドリング182の内室187内にまで突入している。ピストン110Eは
その端面側が(前述のように)平らに構成されていて、シール縁も(図示のよう
に)環状エツジの形状に加工されている。ピストンガイドリング182の円筒形
の内室187の直径は、電磁石22Gのコイルの内径よりも大きい。マグネット
ケーシング37Gに向けられた端面側でピストンガイドリングは、扁平な円筒形
の凹部188を有しており、該凹部188の直径は、電磁石22Gのコイルの外
径に相当する。ピストン110Eの外周には、内室187の範囲でこの内室の壁
部に対して小さい遊びを保ってリング状の可動子190が配!されている。この
可動子の軸方向の寸法は、そのフランジ付きプレート39Gに向けられた端面側
と、突起部183の端面側と凹部185の底部との間に、平らな環状室191が
形成されるように選定されている。可動子190はその一方の端面側が凹部18
8内に突入していて、ここで円錐台形の平らな凹部192を有しているので、圧
力媒体が流れる際にピストンにおける軸方向の流通力が補償される。
この場合に可動子の外周部に3つの環状溝194〜196が形成されており、こ
れらの環状溝の間隔は可動子の最大行程にほぼ相当する。溝の幅と溝の深さは各
溝間の間隔のほぼ2倍に相当する。内室187の壁部には同様に3つの環状溝1
94′〜196′が配置されており、これらの環状溝の寸法は前記環状溝194
〜196の寸法と同じである。これらの環状溝194〜196並びに194′〜
196′は、ピストン110Eがフランジ付きプレート39Gに当接する時に互
いに合致するようになっている。
ピストンガイド円板38Gを貫通して、つまりピストンガイドリング180〜1
82を貫通して孔198が延びており、鎖孔198は、孔126に相当していて
、凹部188及び環状室178をフランジ付きプレートに形成された孔126′
に接続している。
可動子190及びピストンガイドリング182の形状によって、可動子行程に基
づく磁石力の作用方向が影響を受ける。ピストンがフランジ付きプレート39G
(静止位置)に当接すると、可動子の外周部における半径方向の磁束流横断面は
、作業エアギャップにおける磁束流横断面よりも大きい。可動子若しくはピスト
ンがマグネットケーシングに接近すると、マグネットケーシングと可動子との間
の作業エアギャップにおける磁石電圧は、可動子とピストンガイドリング182
との間のオーバーラツプ長さが小さくなることに基づいて低くなる。電磁石のコ
イルによる励磁電流及びピストン行程に基づく磁力特性曲線は、溝の数及び大き
さ、可動子の外径、並びに可動子とマグネ、ットケーシングとの間の残留エアギ
ャップによって決定的な影響を受ける。これによって、可動子がマグネットケー
シングに接近する際における一定の磁力又は一定の磁力上昇が得られる。磁力の
上昇は有利にはピストン行程に亙るばね力上昇にほぼ相当するようにしなければ
ならない。
電磁石及び押圧ばねの構成は、例えば、定格電流のほぼ40%に相当する電流が
電磁石を流れた時に、ばね力と磁力とが補償されるように設計されている。これ
によって、より高い電流又は低い電流において、ピストン行程とは無関係に、ピ
ストンに働くばねによるばね力若しくは磁力の一定の余剰力が得られる。これは
圧力を制御若しくは調整するために有利である。非磁性のピストンガイドリンク
181によって、ピストン内に不都合な余剰の磁束流が侵入することは避けられ
る。
ピストンの運動時に環状室191内で容積変化が生じる。圧力媒体は、ピストン
とピストンガイドリング180並びにその突起部183との間、及び可動子とピ
ストンガイドリング182との間に押しやられ、ピストンの非常に良好な油圧緩
衝が得られる。これによって、ピストン端面側における短時間の圧力差はピスト
ンに強く作用しない。
ピストンの往復運動によって、圧力媒体は環状室188から環状室191へと往
復移動する。これによって、可動子とピストンガイドリング184との間のギャ
ップが汚される。ピストンとピストンガイドリング180並びに突起部183と
の間のピストンガイドギャップを通って、この狭いギャップによってフィルタリ
ングされて浄化された圧力媒体流が、環状室191を経て、可動子とピストンガ
イドリングとの間のギャップを通って流れる。
電磁石を制御するための電気/電子回路内に、電磁石のコイルに対して並列にR
C−素子が介在されていれば、閉鎖時に、磁束流をガイドするすべての素子を消
磁する、次第に弱くなる交流電流がコイルに発信作用する。これによって、磁石
による不純物はもはや引き寄せられなくなり、弁からの圧力媒体によって洗浄さ
れ得る。
ピストン110Eの両路端位置で、比例磁石を相応に制御することによって運転
圧力及びひいては差動ピストン12の調節速度を調整することができる。許容さ
れる最大の調節速度を調整−/制御エレクトロニクスの調整構想に組み込めば、
交差に基づく運転圧力又は流過横断面の拡散が補償され得る。これは、構成素子
の交差をより大きくできるという利点を提供する。
これによって製造コストは著しく軽減され得る。
別の利点としては、回転数に運転圧力を合わせることができるという点が挙げら
れる。この油圧式調節装置が、例えば車両のクランク軸に対して車両のカム軸を
調節するために使用される場合は、回転数が高くなるにつれてカム軸の駆動モー
メント及びひいては必要な調節力が低くなる。許容される最大調節速度を算入す
ることによって、圧力を自動的に合わせること、並びに調節装置の消費出力を自
動的に低下させることができる。
このような形式の調節構想においては、例えば可変制御式調節ピストン行程Sに
に付加的に、最大調節速度と実際−調節速度との間の差を比較値として計算に入
れなければならない。調節構想を実現するための別の可能性は、特性フィールド
に調整パラメータを算入することである。調整値若しくは調整パラメータは、例
えば、軸回転数、調節行程、調整速度、オイル温度である。これによって例えば
、最大許容rI!4w5速度を越えると、調整パラメータが付加的に変えられる
。
相応の圧力レベルを調節して実際−調節行程と目標−目標行程とを比較すること
によって、差動ピストンの停止位置を維持することもできる。制御弁を圧力維持
弁として構成することによって、このために必要な例えば20バールの圧力を維
持することが可能である。調節値、調節行程、調節速度を検出することは、差動
ピストンにおける行程センサによって直接的に、又はクランク軸及びカム軸にお
ける角度センサによって間接的に行われる。
FIG、7
FIG、8
FlG、9
要 約 書
油圧式調節装置が、差動ピストン(12)を有する差動シリンダ(11)を有し
ており、該差動71Jンダ(11)の、小さい方のピストン面側における圧力室
(13)が、ポンプ(16)に常に負荷されていて、大きい方のピストン面側に
おける圧力室(18)が電磁石式に操作される制御弁(20)を介して負荷され
ている。この制御弁(20)は中立位置でアンダラップを有している。ポンプが
切り替えられる回転数で駆動され、差動ピストンが定置の状態で一定の部分圧に
よって負荷されようになっているので、制御弁は、この制御弁における流過横断
面が電磁石を相応に制御することによって連続的に又は断続的に調節され得るよ
うになっている。
国際調査報告
国際調査報告
Claims (23)
- 1.差動ピストン(12)を備えた油圧式調節装置であって、該差動ピストン( 12)の環状面が圧力媒体によって常に負荷されるようになっており、差動ピス トン(12)の大きい方のピストン面側の圧力室(18)内の圧力が電磁石式に 操作可能な制御弁(2020A〜20G)によって変えられようになっていて、 該制御弁の弁体(24;66;110;110E)が中央位置でアンダラップを 有しており、圧力室(18,13)内で、圧力媒体が部分的に流出することによ って部分圧力が調節されるようになっている形式のものにおいて、電磁石(22 ;22A〜22G)を相応に制御することによって所定の基準値に応じて、圧力 室(18,13)内の部分圧力がほぼ一定に維持されるように、制御弁(20; 22A〜22G)の流過横断面が連続的に又は断続的に変えられるようになって いることを特徴とする、油圧式調節装置。
- 2.消費器接続部(A)から戻し回路接続部(R)への、制御弁(20;20A 〜20G)の流過横断面が、ポンプ回転数が高くなるにつれて大きくなるように なっている、請求項1記載の油圧式調節装置。
- 3.電磁石が、差動ピストンの位置の目標値と実際値とのずれが生じると作動せ しめられるエレクトロニクスによって制御せしめられるようになっている、請求 項2記載の油圧式調節装置。
- 4.弁体が制御スライダ(24)である、請求項1から3までのいずれか1項記 載の油圧式調節装置。
- 5.弁体が座付き弁体(66,110,110E)である、請求項1から3まで のいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 6.ポンプ(16)が、特に車両の内燃機関によって駆動せしめられるようにな っていて、消費器が、クランク軸をカム軸に対して相対的に常に調節するための 、差動ピストンによって操作せしめられる装置である、請求項1から5までのい ずれか1項記載の装置。
- 7.制御弁がケーシング(35)を有しており、該ケーシング(35)内に、マ グネットケーシング(37〜37G)とピストンガイド円板(38〜38G)と フランジ付きプレート(39〜39G)とが相前後して挿入されている、請求項 1から6までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 8.座付き弁体がピストン(66,110,110E)として構成されていて、 該ピストンがピストンガイド円板に形成された孔(60;108;186)内で ガイドされており、ピストンが圧力媒体通路(7071,73;113)を有し ている、請求項1から7までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 9.ピストン(66,110,110E)が2つの弁座と協働する、請求項1か ら8までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 10.ピストンの、弁座と協働する端面側が環状エッジ(67,74:114, 115)として構成されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の油圧 式調節装置。
- 11.ピストンに働く流過力が補償部材(117,118,128,129′, 192)によって減少されるようになっている、請求項1から10までのいずれ か1項記載の油圧式調節装置。
- 12.ピストンが同時に電磁石の可動子として働き、ピストンに働く圧力が補償 されるようになっている、請求項1から11までのいずれか1項記載の油圧式調 節整置。
- 13.ピストンに、皿状のフランジ付き可動子(119;119F)が固定され ている、請求項1から11までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 14.ピストンに、環状の可動子(190)が固定されている、請求項1から1 1までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 15.ピストンガイド円板が少なくとも2つのピストンガイドリング(180〜 182)より成っている、請求項1から14までのいずれか1項記載の油圧式調 節装置。
- 16.可動子(190)の外周面とピストンガイド円板とに、互いに向き合う環 状溝(194〜196:194′〜196′)が形成されている、請求項から1 まで15のいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 17.ピストンに第2の押圧はね(143)が働くようになっていて、該押圧ば ね(143)が、所定の操作行程を越えると、第1のばね(23A〜23G)に 付加的にピストンに作用するようになっている、請求項1から16までのいずれ か1項記載の油圧式調節装置。
- 18.ピストンの端面側が種々異なる直径を有している、請求項1から17まで のいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 19.電磁石が比例式磁石である、請求項1から18までのいずれか1項記載の 油圧式調節装置。
- 20.ピストン行程に亙る礎力の上昇が、ピストン行程に亙るばね力の上昇に相 当する、請求項1から19までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 21.電磁石を励磁させるエレクトロニクスが調節パラメータとして、差動ピス トンの調節速度と最大許容調節速度との間の差を考慮している、請求項1から2 0までのいずれか1項記載の油圧式調節装置。
- 22.電磁石を励磁させるエレクトロニクスが、特性フィールドの形状を有する 調節パラメータを呼び出すようになっている、請求項1から21までのいずれか 1項記載の油圧式調節装置。
- 23.電磁石を励磁するエレクトロニクスに、RC素子が電磁石のコイルに対し て並列接続されている、請求項1から22までのいずれか1項記載の油圧式調節 装置。
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