DE19742283A1 - Electromagnetically actuated pneumatic valve - Google Patents

Electromagnetically actuated pneumatic valve

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DE19742283A1
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Harald Kube
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Abstract

The valve has an input (1), an output (2) and a vent (3) port. The linear electromagnetic actuator (5) is located within the housing and has a central anchor (4) . Valve plates are fixed to both ends of the armature and this moves to block either the inlet port or the outlet port.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pneumatikventil mit einer Antriebseinheit zum Öffnen und Schließen des Ventils und mit einem Druckluftanschluß sowie einem Arbeitsanschluß.The invention relates to a pneumatic valve with a drive unit for Opening and closing the valve and with a compressed air connection as well a work connection.

Pneumatische Systeme finden in vielen Bereichen der Technik Anwendung. Bevorzugte Gebiete sind dabei der Maschinenbau sowie die Handhabungs- und Montagetechnik. Die pneumatische Systeme arbeiten sowohl mit Unterdruck (z. B. Sauggreifer) als auch mit Überdruck (z. B. Pneumatikzylinder). Dabei werden die zur Steuerung der Druckluft benötigten Ventile als Ventilinseln in größerer räumlicher Entfernung vom pneumatischen System angeordnet. Insbesondere bei Anordnungen mit mehreren pneumatischen Systemen muß deshalb eine Vielzahl von Anschlußleitungen zur Anordnung geführt werden. Besonders bei beweg­ lich ausgelegten Anordnungen ist dies nachteilig, weil durch die Steifigkeit der Anschlußleitungen der Bewegungsbereich und die Positioniergenauig­ keit eingeschränkt werden. Weiterhin ist nachteilig, daß die dynamischen Eigenschaften der pneumatischen Systeme aufgrund des zusätzlich zu be- und entlüftenden Totvolumens in den Anschlußleitungen verschlechtert werden.Pneumatic systems are found in many areas of technology Application. Preferred areas are mechanical engineering and Handling and assembly technology. The pneumatic systems work both with negative pressure (e.g. suction cup) and with positive pressure (e.g. Pneumatic cylinder). This is used to control the compressed air required valves as valve terminals at a greater spatial distance from pneumatic system arranged. Especially with arrangements with Several pneumatic systems must therefore have a large number of Connection lines are routed to the arrangement. Especially when moving Lich designed arrangements, this is disadvantageous because of the rigidity the connection lines, the range of movement and the positioning be restricted. Another disadvantage is that the dynamic Properties of the pneumatic systems due to the additional loading and venting dead volume in the connecting lines deteriorated become.

Zum Ausgleich dieser Nachteile ist es im Stand der Technik bekannt, eine gemeinsame Anschlußleitung für alle pneumatischen Systeme zu verwen­ den und die Be- bzw. Entlüftung der pneumatischen Systeme durch Ventile innerhalb oder unmittelbar an der Anordnung zu steuern. Dadurch wird die Beweglichkeit der Anordnung nicht mehr beeinträchtigt und die Dynamik der pneumatischen Systeme erhöht. Gleichzeitig wird jedoch das Volumen und das Gewicht der pneumatischen Systeme erhöht. Insbesondere bei sehr kleinen Strukturen können deshalb die bisher bekannten Miniaturventile nicht verwendet werden.To compensate for these disadvantages, it is known in the prior art to use a to use common connection line for all pneumatic systems the and the ventilation of the pneumatic systems by valves  to control within or directly on the arrangement. This will make the Movement of the arrangement no longer affects and the dynamics of the pneumatic systems increased. At the same time, however, the volume and increased the weight of the pneumatic systems. Especially with very The previously known miniature valves can therefore be used for small structures Not used.

Die herkömmlichen Ventile kleiner Bauform sind außerdem nur zum Schalten relativ geringer Drücke geeignet. Die Mehrzahl der bekannten Miniaturventile haben nur eine stabile Ruhelage. Durch den im aktiven Zustand notwendigen Strom durch die Spulen und die damit verbundene Erwärmung werden Betriebsparameter wie relative Einschaltdauer, Schalt­ häufigkeit und maximaler Druck begrenzt.The conventional valves of small design are also only for Switch relatively low pressures suitable. The majority of the known Miniature valves only have a stable rest position. Through the active State necessary current through the coils and the associated Warming become operating parameters such as relative duty cycle, switching frequency and maximum pressure limited.

Nach US 4,829,947 sind größere Ventile mit polarisierten magnetischen Antrieben bekannt, die z. B. für Ein- und Auslaßventile in Verbrennungs­ motoren verwendet werden. Nachteilig an diesen Antrieben ist ihre Größe sowie die Tatsache, daß sie in beiden stabilen Positionen gleich große Haltekräfte erzeugen und zusätzliche Federn verwendet werden müssen.According to US 4,829,947 are larger valves with polarized magnetic Known drives that z. B. for intake and exhaust valves in combustion motors are used. The disadvantage of these drives is their size and the fact that they are the same size in both stable positions Generate holding forces and additional springs must be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pneumatikventil anzugeben, welches sich durch eine geringe Größe auszeichnet und sich einfach in eine Anschlußleitung einfügen läßt. Das Ventil soll sowohl Überdruck als auch Unterdruck schalten können, damit für Systeme, die Über- und Unterdruck benötigen, eine gemeinsame Zuleitung verwendet werden kann. Außerdem soll es sich durch eine geringe Energieaufnahme und kurze Schaltzeiten auszeichnen. The invention has for its object to provide a pneumatic valve, which is characterized by a small size and simply into a Leads can be inserted. The valve is designed to both overpressure and Can switch vacuum, so for systems that overpressure and vacuum need a common supply line can be used. Furthermore it should be characterized by a low energy consumption and short switching times award.  

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe durch ein miniaturisier­ tes Pneumatikventil mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.According to the invention the problem is solved by a miniaturized tes pneumatic valve with the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements are specified in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Pneumatikventil zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Hierzu zählen insbesondere:
The pneumatic valve according to the invention is characterized by a number of advantages. These include in particular:

  • 1. Der zur Betätigung vorzugsweise verwendete elektromagnetische Antrieb weist zwei stabile Ruhepositionen auf.1. The electromagnetic preferably used for actuation The drive has two stable rest positions.
  • 2. Der elektromagnetische Antrieb nimmt zum Erzeugen der Haltekräfte keine Energie auf.2. The electromagnetic drive takes to generate the holding forces no energy on.
  • 3. Es ist möglich, daß die Antriebseinheit nicht direkt mit der Betriebsspan­ nung sondern mit einem Kondensator verbunden ist, der seinerseits über einen Widerstand und/oder eine Diode und/oder eine Drosselspule mit der Betriebsspannung verbunden ist und die zum Umschalten notwendige Energie liefert, so daß als Betriebsspannung Gleichspannung, schwankende Gleichspannung oder Wechselspannung verwendet werden können und die Strombelastung der Spannungsversorgung gering bleibt.3. It is possible that the drive unit is not directly connected to the operating chip voltage but is connected to a capacitor, which in turn via a resistor and / or a diode and / or a choke coil with the Operating voltage is connected and the necessary for switching Energy supplies so that as the operating voltage DC voltage fluctuating DC voltage or AC voltage can be used and the Current load on the power supply remains low.
  • 4. Es ist ferner möglich, daß der Umschalter so ausgeführt ist, daß beim Ausfall der Versorgungsspannung eine definierte Position eingenommen wird und damit auch das Ventil in eine definierte Position geschaltet wird bzw. in dieser Position verbleibt.4. It is also possible that the switch is designed so that the Failure of the supply voltage has taken a defined position the valve is switched to a defined position or remains in this position.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention is described below using an exemplary embodiment explained in more detail. The associated drawings show

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Pneuma­ tikventils mit geschlossenem Druckluftanschluß; Figure 1 is a sectional view of the pneumatic valve according to the invention with a closed compressed air connection.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Pneuma­ tikventils mit geöffnetem Druckluftanschluß; Fig. 2 is a sectional view of the pneumatic valve according to the invention with the compressed air connection open;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des elektromagnetischen Antriebs in der Position, in der der Druckluftanschluß geschlossen ist; Fig. 3 is a sectional view of the electromagnetic drive in the position in which the compressed air connection is closed;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des elektromagnetischen Antriebs in der Position, in der der Druckluftanschluß geöffnet ist; Fig. 4 is a sectional view of the electromagnetic drive in the position in which the compressed air connection is opened;

Fig. 5 die Schaltung zum Ansteuern des Ventils; Fig. 5, the circuit for driving the valve;

Fig. 6 eine erweiterte Schaltung zum Ansteuern des Ventils. Fig. 6 shows an extended circuit for driving the valve.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil verfügt über drei Anschlüsse. An den Druckluftanschluß 1 wird die Zuleitung angeschlossen. An den Arbeitsan­ schluß 2 wird das pneumatische System angeschlossen und über den Abluftanschluß 3 erfolgt die Entlüftung des pneumatischen Systems. Durch Verzicht auf den Abluftanschluß 3 und den Schließkörper 6 kann das Ventil als 2-2-Wege Ventil ausgeführt werden. Dadurch, daß sich der Druckluft­ anschluß 1 und der Arbeitsanschluß 2 an gegenüberliegenden Gehäuseseiten befinden, kann das Ventil gut in den Verlauf der Leitung eingefügt werden.The valve shown in Fig. 1 has three connections. The supply line is connected to the compressed air connection 1 . The pneumatic system is connected to the Arbeitsan circuit 2 and the exhaust port 3 the venting of the pneumatic system takes place. By dispensing with the exhaust air connection 3 and the closing body 6 , the valve can be designed as a 2-2-way valve. The fact that the compressed air connection 1 and the working connection 2 are on opposite sides of the housing, the valve can be inserted well into the course of the line.

Innerhalb des Ventils befindet sich der fest mit dem Gehäuse 9 verbundene Antrieb 5, um den die zu schaltende Luft strömt. Dazu befinden sich zwischen dem Antrieb 5 und dem Gehäuse 9 die Flußkanäle 8. Im unteren Teil befindet sich der Schließkörper 6 welcher mit dem Antrieb 5 über den Anker 4 mechanisch verbunden ist und je nach Position den Fluß vom Arbeitsanschluß 2 zum Abluftanschluß 3 freigibt oder sperrt. Im oberen Teil befindet sich der Schließkörper 7, der ebenfalls mit dem Antrieb 5 über den Anker 4 mechanisch verbunden ist und die den Fluß vom Druck­ anschluß 1 zum Arbeitsanschluß 2 freigibt oder sperrt. Die Schließkörper 6 und 7 sind dabei so angeordnet, daß wenn der Schließkörper 6 den Fluß vom Abluftanschluß 3 zum Arbeitsanschluß 2 sperrt der Schließkörper 7 den Fluß vom Arbeitsanschluß 2 zum Druckluftanschluß 1 freigibt und umgekehrt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Arbeitsanschluß 2 stets mit dem Druckluftanschluß 1 oder dem Abluftanschluß 3 verbunden ist, der Fluß vom Druckluftanschluß 1 zum Abluftanschluß 3 immer gesperrt bleibt.Inside the valve is the drive 5 , which is firmly connected to the housing 9 and around which the air to be switched flows. For this purpose, the flow channels 8 are located between the drive 5 and the housing 9 . In the lower part there is the closing body 6 which is mechanically connected to the drive 5 via the armature 4 and, depending on the position, releases or blocks the flow from the working connection 2 to the exhaust air connection 3 . In the upper part there is the closing body 7 , which is also mechanically connected to the drive 5 via the armature 4 and which releases or blocks the flow from the pressure connection 1 to the working connection 2 . The closing bodies 6 and 7 are arranged so that when the closing body 6 blocks the flow from the exhaust air connection 3 to the working connection 2, the closing body 7 releases the flow from the working connection 2 to the compressed air connection 1 and vice versa. This ensures that the working connection 2 is always connected to the compressed air connection 1 or the exhaust air connection 3 , the flow from the compressed air connection 1 to the exhaust air connection 3 always remains blocked.

In der in Fig. I gezeigten Stellung wird der Druckluftanschluß 1 vom Schließkörper 7 verschlossen, so daß die Luft vom Arbeitsanschluß 2 zum Abluftanschluß 3 strömen kann. In Fig. 2 ist die entgegengesetzte Stellung gezeigt, bei der der Schließkörper 6 den Abluftanschluß 3 verschließt, so daß die Luft vom Druckluftanschluß 1 zum Arbeitsanschluß 2 strömen kann.In the position shown in FIG. I, the compressed air connection 1 is closed by the closing body 7 , so that the air can flow from the working connection 2 to the exhaust air connection 3 . In Fig. 2 the opposite position is shown, in which the closing body 6 closes the exhaust air connection 3 , so that the air can flow from the compressed air connection 1 to the working connection 2 .

In Fig. 3 ist der elektromagnetische Antrieb gezeigt. Er besteht aus dem beweglichen Anker 4 an dem der Dauermagnet 15 befestigt ist, dem Antriebsgehäuse (10 und 11) sowie den beiden Spulen 12 und 13, die in Reihe geschaltet sind. Ohne Stromfluß durch die Wicklungen wird vom Dauermagneten 15 ein magnetischer Fluß verursacht, der durch den oberen Luftspalt 17, den oberen Antriebsgehäuseteil 10 und den Rückschluß 14 fließt. Durch diesen Magnetfluß wird auf den Dauermagneten 15 und damit auch auf den Anker 4 ein Haltekraft ausgeübt, Werden die Spulen 12 und 13 von einem Strom in positiver Stromrichtung durchflossen, wird das Magnetfeld des Dauermagneten im oberen Luftspalt 17 so überlagert, daß sich dessen Richtung umkehrt und eine den Dauermagneten 15 abstoßende Kraft erzeugt wird. Gleichzeitig wird im unteren Luftspalt 16 ein Magnet­ feld aufgebaut, welches auf den Dauermagneten 15 eine anziehende Kraft ausübt. Der Dauermagnet 15 und damit auch der Anker 4 bewegen sich nach unten in die andere Ruheposition. Wird der Stromfluß durch die Spulen 12 und 13 unterbrochen, bleiben der Anker 4 und der Dauermagnet 15 in der unteren Position, da sich der vom Dauermagneten 15 verursachte magnetische Fluß nun über den unteren Luftspalt 16, den unteren Antriebs­ gehäuseteil 11 und den Rückschluß 14 schließt. Werden die Spulen 12 und 13 nun von einem Strom in negativer Richtung durchflossen, wird das Magnetfeld im unteren Luftspalt 16 umgekehrt und ein Magnetfeld im oberen Luftspalt 17 aufgebaut, so daß der Anker 4 und der Dauermagnet 15 sich nun zurück in die obere Ruheposition bewegen.In Fig. 3 the electromagnetic drive is shown. It consists of the movable armature 4 to which the permanent magnet 15 is attached, the drive housing ( 10 and 11 ) and the two coils 12 and 13 which are connected in series. Without current flow through the windings, the permanent magnet 15 causes a magnetic flux which flows through the upper air gap 17 , the upper drive housing part 10 and the yoke 14 . This magnetic flux exerts a holding force on the permanent magnet 15 and thus also on the armature 4. If a current flows through the coils 12 and 13 in the positive current direction, the magnetic field of the permanent magnet is superimposed in the upper air gap 17 so that its direction is reversed and a force repelling the permanent magnet 15 is generated. At the same time, a magnetic field is built up in the lower air gap 16 , which exerts an attractive force on the permanent magnet 15 . The permanent magnet 15 and thus also the armature 4 move down into the other rest position. If the current flow through the coils 12 and 13 is interrupted, the armature 4 and the permanent magnet 15 remain in the lower position, since the magnetic flux caused by the permanent magnet 15 now closes via the lower air gap 16 , the lower drive part 11 and the inference 14 . If a current flows through the coils 12 and 13 in the negative direction, the magnetic field in the lower air gap 16 is reversed and a magnetic field is built up in the upper air gap 17 , so that the armature 4 and the permanent magnet 15 now move back into the upper rest position.

Der Anker 4 verharrt ohne Stromfluß durch Spulen 12 und 13 in der jewei­ ligen Ruheposition. Die Haltekraft, die hierbei vom Antrieb gegen eine äußere Kraft aufgebracht wird, ist abhängig von der Länge der Luftspalte 16 und 17 und der Position des Rückschlusses 14. Da bei dem beschriebe­ nen Pneumatikventil die erforderlichen Haltekräfte in den beiden Ruheposi­ tionen unterschiedlich sind, wurde der Antrieb asymmetrisch aufgebaut. Der obere Luftspalt 17 ist kürzer als der untere Luftspalt 16. Damit wird erreicht, daß die Haltekraft in der oberen Ruheposition größer ist als in der unteren Ruheposition des Ankers. Um diesen Effekt weiter zu verstärken, wurde der Rückschluß 14 nicht in der Mitte des Antriebsgehäuses (10 und 11) angeordnet sondern etwas nach unten versetzt, so daß in der unteren Ruheposition der Dauermagnet 15 teilweise magnetisch kurzgeschlossen wird.The armature 4 remains without current flow through coils 12 and 13 in the respective rest position. The holding force that is applied by the drive against an external force depends on the length of the air gaps 16 and 17 and the position of the inference 14 . Since the required holding forces are different in the two rest positions for the pneumatic valve described, the actuator has been constructed asymmetrically. The upper air gap 17 is shorter than the lower air gap 16 . This ensures that the holding force in the upper rest position is greater than in the lower rest position of the armature. In order to further intensify this effect, the yoke 14 was not arranged in the center of the drive housing ( 10 and 11 ) but rather shifted somewhat downward, so that the permanent magnet 15 is partially magnetically short-circuited in the lower rest position.

Die elektrische Ansteuerung des Pneumatikventils erfolgt über Stromim­ pulse unterschiedlicher Polarität. Die Erzeugung der Stromimpulse kann elektronisch mittels Monoflops erfolgen. Eine einfachere Schaltung ist in Fig. 5 angegeben. Dabei werden die Spulen 12, 13 des Ventilantriebs über den Kondensator 24 mit dem Umschalter 23, der als mechanisch zu betäti­ gender Schalter, als Relais, als elektronischer Schalter oder in einer anderen Art ausgeführt sein kann, verbunden. Der Umschalter 23 verbindet den Kondensator 24 entweder mit der Betriebsspannung 18 oder mit Massepo­ tential. Im ausgeschalteten Zustand verbindet der Umschalter 23 den Kondensator 24 mit Massepotential. Der Kondensator 24 ist entladen. Wird der Umschalter 23 betätigt, wird der Kondensator 24 mit der Betriebsspan­ nung 18 verbunden. Der Kondensator 24 lädt sich auf. Dadurch fließt durch den Kondensator 24 und somit auch durch die Spulen 12, 13 des Antriebs ein Strom. Dieser Strom bewirkt, daß das Ventil in die andere Position umschaltet. Der Stromfluß klingt ab wenn der Kondensator 24 geladen ist. Wird der Umschalter 23 wieder in die Ausgangsstellung zurückgeschaltet, so daß der Kondensator 24 mit Massepotential verbunden wird, entlädt sich der Kondensator 24 über die Spulen 12, 13 des Antriebs. Der dabei fließende Strom schaltet das Ventil zurück in die Ausgangsposition. Der Nachteil dieser Schaltung ist der hohe Strom, der im Augenblick des Aufla­ dens des Kondensators 24 von der Spannungsversorgung geliefert werden muß. Fig. 6 zeigt eine erweiterte Schaltung, die geringere Anforderungen an die Spannungsversorgung stellt. Der Stützkondensator 22 dient als Energiespeicher und wird über den Widerstand 21 und/oder die Drossel­ spule 20 von der Betriebsspannung 18 aufgeladen. Der dabei fließende Strom wird über den Widerstand 21 und/oder die Drosselspule 20 begrenzt. Wird der Umschalter 23 betätigt so wird der Kondensator 24 aufgeladen und das Ventil umgeschaltet. Der Stützkondensator 22 liefert den dazu benötigten Strom. Ist der Strom durch den Kondensator 24 abgeklungen, wird der Stützkondensator 22 wieder über den Widerstand 21 und/oder die Drosselspule 20 aufgeladen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Spannungs­ versorgung nur den Ladestrom für den Stützkondensator 22 liefern muß, dessen Maximalwert über die Größe des Widerstandes 21 und/oder der Drosselspule 20 festgelegt werden kann. Wird zusätzlich noch die Diode 19 in die Schaltung eingefügt, kann die Schaltung auch mit sich ändernder Gleichspannung oder Wechselspannung betrieben werden. Dabei wird der Stützkondensator 22 auf den Maximalwert der Versorgungsspannung aufgeladen. Ein Entladen bei einem niedrigeren Wert der Versorgungsspan­ nung wird durch die Diode 19 verhindert.The pneumatic valve is electrically controlled via current impulses of different polarities. The current pulses can be generated electronically using monoflops. A simpler circuit is shown in FIG. 5. The coils 12 , 13 of the valve drive are connected via the capacitor 24 to the changeover switch 23 , which can be designed as a mechanical switch to be actuated, as a relay, as an electronic switch or in another way. The changeover switch 23 connects the capacitor 24 either to the operating voltage 18 or to ground potential. In the switched-off state, the changeover switch 23 connects the capacitor 24 to ground potential. The capacitor 24 is discharged. If the switch 23 is actuated, the capacitor 24 is connected to the operating voltage 18 . The capacitor 24 charges up. As a result, a current flows through the capacitor 24 and thus also through the coils 12 , 13 of the drive. This current causes the valve to switch to the other position. The current flow ceases when the capacitor 24 is charged. If the changeover switch 23 is switched back to the starting position so that the capacitor 24 is connected to ground potential, the capacitor 24 discharges via the coils 12 , 13 of the drive. The current flowing thereby switches the valve back to the starting position. The disadvantage of this circuit is the high current that must be supplied by the voltage supply at the moment of loading the capacitor 24 . Fig. 6 shows an extended circuit that places lower demands on the voltage supply. The support capacitor 22 serves as an energy store and is charged via the resistor 21 and / or the inductor 20 from the operating voltage 18 . The current flowing in this case is limited via the resistor 21 and / or the choke coil 20 . If the changeover switch 23 is actuated, the capacitor 24 is charged and the valve is switched over. The support capacitor 22 supplies the current required for this. If the current through the capacitor 24 has decayed, the backup capacitor 22 is charged again via the resistor 21 and / or the inductor 20 . This ensures that the voltage supply only has to supply the charging current for the backup capacitor 22 , the maximum value of which can be determined via the size of the resistor 21 and / or the inductor 20 . If the diode 19 is additionally inserted into the circuit, the circuit can also be operated with changing DC voltage or AC voltage. The backup capacitor 22 is charged to the maximum value of the supply voltage. Discharge at a lower value of the supply voltage is prevented by the diode 19 .

Aus Sicherheitsgründen ist es oft erforderlich, daß bei Ausfall der Versor­ gungsspannung ein definierter Zustand (Ventil auf oder Ventil zu) einge­ stellt wird. Dies kann bei einem bistabilen Ventil elektronisch erreicht werden. Z. B. kann der Umschalter 23 so realisiert werden, daß bei Ausfall der Versorgungsspannung 18 ein definierter Zustand eingenommen wird (z. B. Verbindung zur Masse). Die im Kondensator 24 gespeicherte Energie wird dann zum Erreichen des definierten Zustandes genutzt, falls sich das Ventil nicht schon in dieser Stellung befindet. For safety reasons, it is often necessary that a defined state (valve open or valve closed) is set in the event of supply voltage failure. This can be achieved electronically with a bistable valve. For example, the changeover switch 23 can be implemented in such a way that a defined state is assumed if the supply voltage 18 fails (for example connection to ground). The energy stored in the capacitor 24 is then used to achieve the defined state if the valve is not already in this position.

BezugszeichenlisteReference list

11

Druckluftanschluß
Compressed air connection

22nd

Arbeitsanschluß
Work connection

33rd

Abluftanschluß
Exhaust air connection

44th

Anker
anchor

55

Antrieb
drive

66

unterer Schließkörper
lower closing body

77

oberer Schließkörper
upper closing body

88th

Flußkanäle
River channels

99

Ventilgehäuse
Valve body

1010th

oberes Antriebsgehäuseteil
upper drive housing part

1111

unteres Antriebsgehäuseteil
lower drive housing part

1212th

oberer Spule
upper coil

1313

untere Spule
lower coil

1414

Rückschluß
Conclusion

1515

Dauermagnet
Permanent magnet

1616

unterer Luftspalt
lower air gap

1717th

oberer Luftspalt
upper air gap

1818th

Betriebsspannung
Operating voltage

1919th

Diode
diode

2020th

Drosselspule
Choke coil

2121

Widerstand
resistance

2222

Stützkondensator
Backup capacitor

2323

Umschalter
switch

2424th

Kondensator
capacitor

Claims (11)

1. Pneumatikventil mit einer Antriebseinheit zum Öffnen und Schließen des Ventils und mit einem Druckluftanschluß sowie einem Arbeitsanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Antriebseinheit vollständig inner­ halb des Ventilgehäuses befindet und zwei Anschlüsse an gegenüberliegen­ den Gehäuseseiten angeordnet sind.1. Pneumatic valve with a drive unit for opening and closing the valve and with a compressed air connection and a working connection, characterized in that the drive unit is located entirely inside the valve housing and two connections are arranged on opposite sides of the housing. 2. Pneumatikventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als 2-2-Wege-Ventil ausgebildet ist.2. Pneumatic valve according to claim 1, characterized in that the Valve is designed as a 2-2-way valve. 3. Pneumatikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil als 3-2-Wege-Ventil ausgebildet ist und seitlich ein Anschluß zur Entlüftung vorgesehen ist.3. Pneumatic valve according to claim 1, characterized in that the Valve is designed as a 3-2-way valve and a connection to the side Venting is provided. 4. Pneumatikventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Antriebseinheit ein Elektromagnet verwendet wird, der zwei in Reihe geschaltete Wicklungen und einen mit einem Dauermagneten verbundenen, beweglichen Anker, enthält.4. Pneumatic valve according to one of claims 1 to 3, characterized records that an electromagnet is used as the drive unit, the two windings connected in series and one with a permanent magnet connected, movable anchor. 5. Pneumatikventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Erzeugen unterschiedlicher Haltekräfte in den beiden Ruhepositionen verschieden große Luftspalte und einen außermittig angeordneten Rückschluß aufweist.5. Pneumatic valve according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the drive for generating different  Holding forces in the two rest positions are different sized air gaps and has an off-center inference. 6. Pneumatikventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umschalten in die jeweils andere Position die Antriebseinheit mit einem Strom in Form eines Impulses angesteuert wird, dessen Polarität die auszulösende Bewegungsrichtung des Ankers bestimmt.6. Pneumatic valve according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the switch to the other position Drive unit is driven with a current in the form of a pulse, whose polarity is the direction of movement of the armature to be triggered certainly. 7. Pneumatikventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Antriebseinheit mit einer Schaltungsanordnung angesteuert wird, bei welcher an den einen Anschluß der Spulen der elektromagnetischen Antriebseinheit ein Kondensator geschaltet ist, der mit einem Umschalter verbunden ist, welcher in der einen Position den Kondensator mit der Betriebsspannung und in der anderen Position den Kondensator mit Massepotential verbindet.7. Pneumatic valve according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the electromagnetic drive unit with a Circuit arrangement is driven, in which one connection the coils of the electromagnetic drive unit, a capacitor is connected, which is connected to a changeover switch, which in one Position the capacitor with the operating voltage and in the other Position connects the capacitor to ground potential. 8. Pneumatikventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit mit einem Kondensator verbunden ist, der seinerseits über einen Widerstand und/oder eine Diode und/oder eine Drosselspule mit der Betriebsspannung verbunden ist.8. Pneumatic valve according to claim 7, characterized in that the Drive unit is connected to a capacitor, which in turn via a resistor and / or a diode and / or a choke coil with the Operating voltage is connected. 9. Pneumatikventil nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die bewirken, daß das Ventil beim Ausfall der Versorgungsspannung in eine definierte Position geführt wird bzw. in dieser verbleibt.9. Pneumatic valve according to one of claims 7 or 8, characterized records that means are provided which cause the valve at  Failure of the supply voltage is performed in a defined position or remains in it. 10. Pneumatikventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Antriebseinheit von einem Schalter mit einem nichtpo­ larisierten Relais angesteuert wird.10. Pneumatic valve according to claim 9, characterized in that the electromagnetic drive unit from a switch with a non-po larized relay is controlled. 11. Pneumatikventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Antriebseinheit über eine Schaltungsanordnung angesteuert wird, die einen Schwellwertschalter enthält, der beim Absinken der Versorgungsspannung unter einem vorgegebenen Schwellwert das Ventil in die definierte Position schaltet.11. Pneumatic valve according to claim 9, characterized in that the electromagnetic drive unit via a circuit arrangement is controlled, which contains a threshold switch that when falling the supply voltage below a predetermined threshold Valve switches to the defined position.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10206778A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Aweco Appliance Sys Gmbh & Co Bistable electromagnetic valve
DE10315282A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-28 Siemens Ag Circuit arrangement and method for controlling a bistable solenoid valve
US6899314B2 (en) 2002-02-19 2005-05-31 Harald Schrott Bistable electromagnetic valve
WO2008048550A2 (en) * 2006-10-17 2008-04-24 Swagelok Company Solenoid control circuit
WO2024003121A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-04 Rapa Automotive Gmbh & Co. Kg Bistable actuator with a central yoke

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829947A (en) * 1987-08-12 1989-05-16 General Motors Corporation Variable lift operation of bistable electromechanical poppet valve actuator
DE4325578A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-02 Hartmann & Laemmle Elektronisc Switching device for an electromagnet
DE4012832C2 (en) * 1990-04-23 1995-03-09 Festo Kg magnetic valve
DE4412573A1 (en) * 1993-12-22 1995-06-29 Pierburg Gmbh Solenoid valve
DE4413240A1 (en) * 1994-04-16 1995-10-19 Bosch Gmbh Robert Device and a method for controlling an electromagnetic consumer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4829947A (en) * 1987-08-12 1989-05-16 General Motors Corporation Variable lift operation of bistable electromechanical poppet valve actuator
DE4012832C2 (en) * 1990-04-23 1995-03-09 Festo Kg magnetic valve
DE4325578A1 (en) * 1993-07-30 1995-02-02 Hartmann & Laemmle Elektronisc Switching device for an electromagnet
DE4412573A1 (en) * 1993-12-22 1995-06-29 Pierburg Gmbh Solenoid valve
DE4413240A1 (en) * 1994-04-16 1995-10-19 Bosch Gmbh Robert Device and a method for controlling an electromagnetic consumer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Elektronische Mikroventile. In: Design & Elektronik 25/26 v. 13.12.1994, S.10 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10206778A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Aweco Appliance Sys Gmbh & Co Bistable electromagnetic valve
US6899314B2 (en) 2002-02-19 2005-05-31 Harald Schrott Bistable electromagnetic valve
US7097149B2 (en) 2002-02-19 2006-08-29 Harald Schrott Bistable electromagnetic valve
DE10315282A1 (en) * 2003-04-03 2004-10-28 Siemens Ag Circuit arrangement and method for controlling a bistable solenoid valve
US7245474B2 (en) 2003-04-03 2007-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement and method for controlling a bistable magnetic valve
DE10315282B4 (en) * 2003-04-03 2014-02-13 Continental Automotive Gmbh Circuit arrangement and method for driving a bistable solenoid valve
WO2008048550A2 (en) * 2006-10-17 2008-04-24 Swagelok Company Solenoid control circuit
WO2008048550A3 (en) * 2006-10-17 2008-07-31 Swagelok Co Solenoid control circuit
WO2024003121A1 (en) * 2022-07-01 2024-01-04 Rapa Automotive Gmbh & Co. Kg Bistable actuator with a central yoke

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