DE19803567A1

DE19803567A1 - Hydraulic valve, in particular hydraulic directional seat valve

Info

Publication number: DE19803567A1
Application number: DE1998103567
Authority: DE
Inventors: Walter Otter; Matthias Stitz; Horst Rott
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-05
Also published as: WO1999039106A1

Abstract

The aim of the invention is to configure a fast-acting hydraulic valve, so that the time which passes between the signal being given from outside and the valve body (35) completing its switching movement from the first switch position to the second switch position is very short. To this end, a second electromagnet (40) which acts on the valve body (35) so that it switches from the second switch position to the first is provided. When the second electromagnet (40) is activated and the valve body (35) takes up the first switch position, it retains said first switch position even if the first electromagnet (14) is activated. In order to switch the valve body (35) from the first switch position to the second switch position, the second electromagnet (40) is deactivated whilst the first electromagnet (14) remains activated.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Ventil, insbesondere ein hydraulisches Wege-Sitzventil, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.The invention relates to a hydraulic valve, in particular a hydraulic directional seat valve that takes the features from the Preamble of claim 1.

Ein Wege-Sitzventil mit diesen Merkmalen ist z. B. aus der DE 43 17 706 C2 bekannt. Bei diesem Wege-Sitzventil befindet sich ein beweglicher Ventilkörper in der Ventilbohrung eines Ventil gehäuses, in die außerdem unterschiedliche ortsfeste Einsätze, u. a. auch zwei scheibenartige Ventilsitze eingebracht sind, zwischen denen eine als beweglicher Ventilkörper verwendete Ku gel hin und her wechseln kann. Bei dem bekannten Wege- Sitzventil nimmt die Schließkugel unter der Wirkung einer Rück stellfeder, die über einen ersten Schubkörper auf die Kugel wirkt und die sich an einer Verschlußschraube für die Ventil bohrung abstützt, eine erste Schaltstellung ein, in der sie auf dem einen Ventilsitz aufsitzt. Die Schließkugel kann Mithilfe eines Elektromagneten, der in der Achse der Ventilbohrung auf der der Verschlußschraube gegenüberliegenden Seite an das Ven tilgehäuse angebaut ist und dessen Magnetanker über einen Ma gnetstößel und einen zweiten Schubkörper auf die Schließkugel wirkt, von der ersten Schaltstellung in eine zweite Schaltstel lung gebracht werden, in der sie auf dem zweiten Ventilsitz aufsitzt. Wird der Elektromagnet von der Spannungsquelle ge trennt, so bringt die Rückstellfeder die Schließkugel wieder von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zu rück. Dies geschieht innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums im Bereich von 10 ms, wobei diese Zeit natürlich von der Vor spannkraft der Rückstellfeder abhängt. Bei der Umschaltung des Ventilkörpers von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung vergeht von dem Zeitpunkt, in dem der Elektroma gnet an Spannung gelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Ventilkörper auf dem anderen Ventilsitz aufsitzt, ein wesent lich längerer Zeitraum, der auch noch von den Betriebsbedingun gen, insbesondere von der Temperatur des Elektromagneten ab hängt. Zwischen den zwei Zeitpunkten können 40 bis 70 ms lie gen. Die Verzögerung ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die von dem durch die Wicklung des Elektromagneten fließen den elektrischen Strom abhängige Magnetkraft entsprechend dem Strom nur langsam ansteigt und erst nach einer gewissen Zeit dauer eine Größe erreicht, die genügt, um den Ventilkörper ge gen eine Gegenkraft, die sich aus Reibungskräften, einer Schwerkraft und der Federkraft zusammensetzen kann, zu bewegen.A directional poppet valve with these features is e.g. B. from the DE 43 17 706 C2 known. This directional poppet valve is located a movable valve body in the valve bore of a valve housing, in which also various fixed inserts, u. a. two disk-like valve seats are also introduced, between which a Ku used as a movable valve body gel can switch back and forth. With the well-known way Seat valve takes the closing ball under the action of a back adjusting spring, which has a first thrust body on the ball acts and which is on a screw plug for the valve bore supports, a first switch position in which it is on which sits on a valve seat. The closing ball can help of an electromagnet that is in the axis of the valve bore the side opposite the screw plug to the Ven tilgehäuse is attached and its magnetic armature over a Ma pestle and a second thrust body on the closing ball acts from the first switching position to a second switching position be brought into the second valve seat sits on. If the electromagnet is ge from the voltage source separates, the return spring returns the closing ball from the second switch position to the first switch position return This happens within a relatively short period of time in the range of 10 ms, this time of course from the previous tension of the return spring depends. When switching the Valve body from the first switching position to the second Switch position passes from the time when the electroma gnet is energized until the moment when the Valve body sits on the other valve seat, an essential Longer period, which also depends on the operating conditions conditions, in particular on the temperature of the electromagnet hangs. 40 to 70 ms can lie between the two times The delay is essentially due to the fact that of which flow through the winding of the electromagnet the electric current dependent magnetic force corresponding to the Electricity rises slowly and only after a certain time permanently reached a size sufficient to ge the valve body against a counterforce resulting from frictional forces, one Gravity and spring force can move together.

In vielen Fällen wird jedoch eine äußerst kurze Schaltzeit ge wünscht. Nachteilig ist die lange Schaltzeit insbesondere auch beim Einsatz des Ventils an zyklisch arbeitenden Maschinen, z. B. an Nibbel- oder Stanzpressen, weil die Schaltzeit Einfluß auf die pro Zeiteinheit möglichen Schaltzyklen des Ventils und damit auf die Frequenz hat, mit der eine zyklisch arbeitende Maschine betrieben werden kann.In many cases, however, an extremely short switching time is used wishes. The long switching time is particularly disadvantageous when using the valve on cyclic machines, e.g. B. on nibbling or punch presses, because the switching time influence to the possible switching cycles of the valve per unit of time and to the frequency with which a cyclically operating Machine can be operated.

Ziel der Erfindung ist es also, ein hydraulisches Ventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzu entwickeln, daß eine Verkürzung der Schaltzeit möglich ist. Insbesondere soll das Ventil geeignet sein, mit einer sehr ho hen Schaltfrequenz betrieben werden zu können.The aim of the invention is therefore to have a hydraulic valve the features from the preamble of claim 1 so on develop that a reduction in switching time is possible. In particular, the valve should be suitable with a very high hen switching frequency can be operated.

Dieses Ziel wird prinzipiell dadurch erreicht, daß das hydrau lische Ventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgestattet wird. Wesentlich ist also das Vorhandensein eines zweiten Elektromagneten, von dem der Ventilkörper im Sinne ei ner Umschaltung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung beaufschlagbar ist. Ob mit oder ohne Rückstell feder nimmt nun der Ventilkörper seine erste Schaltstellung ein, wenn zuerst der zweite Elektromagnet und nach einer gewis sen zeitlichen Verzögerung, in der der zweite Elektromagnet si cher angezogen hat, erst der erste Elektromagnet an Spannung gelegt wird. In der ersten Schaltstellung des Ventilkörpers ist nämlich der radiale Luftspalt zwischen dem Magnetanker und ei nem Polschuh des zweiten Elektromagneten minimal, während der radiale Luftspalt im ersten Elektromagneten maximal ist. Es be steht deshalb auch ohne Rückstellfeder ein Kraftüberschuß in Richtung erste Schaltstellung des Ventilkörpers. Zur Umschal tung des Ventilkörpers von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung wird nun der zweite Elektromagnet von der Spannungsquelle getrennt, während der erste Elektromagnet ange steuert wird. Der durch den zweiten Elektromagneten fließende Strom und damit auch die vom zweiten Elektromagneten ausgeübte Kraft- auf den Ventilkörper sinken sehr rasch ab, während am er sten Elektromagneten ohne eine durch einen Stromanstieg beding te Verzögerung gleich eine hohe Magnetkraft zur Verfügung steht. Der Ventilkörper gelangt deshalb sehr rasch von seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung. In Versu chen wurden unter Verwendung gängiger Bauteile und bei üblichen Betriebsdrücken Schaltzeiten im Bereich zwischen 5 ms und 10 ms ermittelt.This goal is principally achieved in that the hydrau additional valve with the features from the generic term with the features from the characterizing part of claim 1 is equipped. So the presence of one is essential second electromagnet, of which the valve body in the sense of egg ner switch from the second switch position to the first Switch position is acted upon. With or without reset the valve body now takes its first switching position a, if first the second electromagnet and after a certain sen time delay in which the second electromagnet si the first electromagnet is energized is placed. In the first switching position of the valve body namely the radial air gap between the magnet armature and egg nem pole piece of the second electromagnet minimal, during the radial air gap in the first electromagnet is maximum. It be there is therefore an excess force even without a return spring Direction of the first switching position of the valve body. To the shawl tion of the valve body from the first switch position in the second switching position is now the second electromagnet from the Voltage source disconnected while the first electromagnet is on is controlled. The one flowing through the second electromagnet Current and thus also that exerted by the second electromagnet Force on the valve body sink very quickly while on the most electromagnets without one due to an increase in current deceleration a high magnetic force is immediately available stands. The valve body therefore gets out of it very quickly first switching position into its second switching position. In Versu Chen were using common components and with usual Operating pressures Switching times in the range between 5 ms and 10 ms determined.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli schen Ventils kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous embodiments of a hydraulic system according to the invention valve can be found in the subclaims.

Vorzugsweise wird zum Umschalten des Ventilkörpers von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung der erste Elektromagnet ausgeschaltet.Preferably, to switch the valve body from the second switch position in the first switch position the first Electromagnet switched off.

Besonders bevorzugt wird dabei die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3, nach der der erste Elektromagnet unmittelbar, nachdem der Ventilkörper bei einer Umschaltung von der zweiten in die erste Schaltstellung die erste Schaltstellung erreicht hat, wieder angesteuert wird und der zweite Elektromagnet dabei zu einem Zeitpunkt an Spannung gelegt wird, daß nach der Ansteuerung des ersten Elektromagneten ein Kraftüberschuß am Ventilkörper in Richtung erste Schaltstellung besteht. Auf diese Weise können besonders kurze Schaltzyklen erhalten werden, da zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Ventilkörper von der zweiten Schaltstel lung in die erste Schaltstellung gebracht wird, und dem Zeit punkt, zu dem der Ventilkörper wieder in die umgekehrte Rich tung geschaltet wird, nur die Zeit liegen muß, die für den An stieg des durch den ersten Elektromagneten fließenden Stromes bis auf einen eine genügend große Magnetkraft erzeugenden Wert benötigt wird. Durch die Ansteuerung des zweiten Elektromagne ten verbleibt der Ventilkörper trotz der Ansteuerung des ersten Elektromagneten zunächst sicher in seiner ersten Schaltstel lung. Erst wenn der zweite Elektromagnet von der Spannungsquel le getrennt wird, wird der Ventilkörper wieder von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung umgeschaltet.The configuration according to claim is particularly preferred 3, after which the first electromagnet immediately after the Valve body when switching from the second to the first Switch position has reached the first switch position again is controlled and the second electromagnet becomes one Time is put on voltage that after the activation of the first electromagnet an excess force on the valve body in In the direction of the first switch position. That way you can particularly short switching cycles can be obtained because between the Time at which the valve body from the second switching point is brought into the first switch position, and the time point at which the valve body returns to the opposite direction device is switched, only the time that has to lie for the on of the current flowing through the first electromagnet increased except for a value that generates a sufficiently large magnetic force is needed. By controlling the second electromagnet The valve body remains despite the activation of the first one Electromagnet initially safe in its first switching position lung. Only when the second electromagnet from the voltage source le is separated, the valve body is again from the first Switched to the second switch position.

Die Zeitdauer zwischen dem Aus- und Einschalten des ersten Elektromagneten muß so groß sein, daß der Ventilkörper sicher von seiner zweiten Schaltstellung in seine erste Schaltstellung gelangt ist. Sie kann experimentell ermittelt und um einen Si cherheitszuschlag verlängert werden. Sehr kurz kann sie gehal ten werden, wenn gemäß Anspruch 4 durch einen Sensor ein Signal abgegeben wird, wenn der Ventilkörper bei einer Umschaltung von der zweiten in die erste Schaltstellung die erste Schaltstel lung erreicht hat, und wenn der erste Elektromagnet unmittelbar nach Abgabe des Signals wieder angesteuert wird.The time between turning the first off and on Electromagnets must be large enough that the valve body is secure from its second switching position to its first switching position has arrived. It can be determined experimentally and a Si security surcharge will be extended. It can be very short ten if, according to claim 4 by a sensor a signal is released when the valve body when switching from the second switch position in the first switch position lung has reached, and when the first electromagnet immediately is activated again after the signal has been emitted.

Vom Prinzip wird bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen Ven til keine Rückstellfeder benötigt. Ein Schaltzyklus des hydrau lischen Ventils läuft dann, wenn man davon ausgeht, daß sich der Ventilkörper in seiner ersten Schaltstellung befindet und beide Elektromagneten angesteuert sind, vorzugsweise folgender maßen ab. Der zweite Elektromagnet wird von der Spannungsquelle getrennt, so daß der erste Elektromagnet den Ventilkörper rasch von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung bringt. Dann wird der zweite Elektromagnet wieder mit Spannung versorgt. Da sein Luftspalt viel größer als der Luftspalt des ersten Elektromagneten ist, hat dies keinerlei Einfluß auf die Position des Ventilkörpers. Nach einer vorgegebenen Zeit, in der der durch die Wicklung des zweiten Elektromagneten fließen de Strom auf einen Mindestwert angestiegen ist, wird der erste Elektromagnet abgeschaltet, so daß der zweite Elektromagnet den Ventilkörper schnell von der zweiten Schaltstellung in die er ste Schaltstellung bringen kann.The principle is in a hydraulic Ven til no return spring needed. A switching cycle of the hydrau The valve runs when you assume that the valve body is in its first switching position and both electromagnets are controlled, preferably the following measured. The second electromagnet is from the voltage source separated so that the first electromagnet quickly moves the valve body from the first switch position to the second switch position brings. Then the second electromagnet is energized again provided. Because its air gap is much larger than the air gap of the first electromagnet, it has no influence on the Position of the valve body. After a given time, in which flow through the winding of the second electromagnet de current has risen to a minimum value, the first Electromagnet switched off, so that the second electromagnet Valve body quickly from the second switch position to which it most switching position.

Auf die dargelegte Weise können die beiden Elektromagneten auch dann angesteuert werden, wenn gemäß Anspruch 7 der Ventilkörper im Sinne einer Umschaltung von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung von einer Rückstellfeder belastet ist. Allerdings ist es dann für die Erzielung kurzer Schaltzyklen nicht unbedingt notwendig, daß der zweite Elektromagnet unmit telbar, nachdem der Ventilkörper seine zweite Schaltstellung erreicht hat, wieder eingeschaltet wird. Denn beim Ausschalten des ersten Elektromagneten wird nun der Ventilkörper von der Rückstellfeder rasch in seine erste Schaltstellung auch dann gebracht, wenn die unterstützende Kraft des zweiten Elektroma gneten nur gering ist oder gänzlich fehlt. Der zweite Elektro magnet hat dann im wesentlichen nur die Aufgabe, dafür zu sor gen, daß das Einschalten des ersten Elektromagneten nicht zum Umschalten des Ventilkörpers von seiner ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung führt. Wird jedoch gemäß An spruch 8 der zweite Elektromagnet schon vor dem Ausschalten des ersten Elektromagneten wieder eingeschaltet, so kann er die Fe der bei der Umschaltung des Ventilkörpers unterstützen.In the manner described, the two electromagnets can also are then controlled if, according to claim 7, the valve body in the sense of switching from the second switch position to the first switch position is loaded by a return spring. However, it is then for achieving short switching cycles it is not absolutely necessary for the second electromagnet to be unmit telbar after the valve body in its second switching position reached, is switched on again. Because when you turn it off of the first electromagnet is now the valve body from the Return spring quickly into its first switch position even then brought when the supportive power of the second electroma is only slight or completely absent. The second electric magnet then essentially only has the task of ensuring this conditions that the switching on of the first electromagnet is not for Switching the valve body from its first switching position leads to its second switching position. However, according to An saying 8 the second electromagnet before switching off the switched on the first electromagnet again, so he can use the Fe who assist in switching the valve body.

Dabei ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, da dann nicht schon allein durch das Einschalten des zweiten Elek tromagneten nach einer nicht genau festlegbaren Stromanstiegs zeit ein Umschalten des Ventilkörpers von der zweiten Schalt stellung in die erste Schaltstellung erfolgt, sondern diese Um schaltung erst durch das Ausschalten des ersten Elektromagneten bestimmt wird.An embodiment according to claim 9 is advantageous here then not just by switching on the second elec tromagnets after a current increase that cannot be precisely determined time a switchover of the valve body from the second switch position in the first switching position, but this order switching only by switching off the first electromagnet is determined.

Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Wege- Sitzventils sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Fi guren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläu tert.Two embodiments of a way according to the invention Seat valve are shown in the drawings. Based on the Fi guren of these drawings, the invention will now be explained in more detail tert.

Es zeigenShow it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, das eine Rückstellfeder aufweist, Fig. 1 shows a longitudinal section through the first embodiment, which has a restoring spring,

Fig. 2 das Schaltsymbol des ersten Ausführungsbeispiels und Fig. 2 shows the circuit symbol of the first embodiment and

Fig. 3 das Schaltsymbol des zweiten Ausführungsbeispiels, das keine Rückstellfeder besitzt. Fig. 3 shows the circuit symbol of the second embodiment, which has no return spring.

Das in Fig. 1 gezeigte Wege-Sitzventil ist ein 3/2-Wegeventil und besitzt ein Ventilgehäuse 10, durch das von einer Seiten fläche 11 zu einer gegenüberliegenden Seitenfläche 12 eine Ven tilbohrung 13 hindurchgeht und an dem sich die drei Außenan schlüsse, nämlich ein Druckanschluß, ein Tankanschluß und ein Verbraucheranschluß befinden. An der Seitenfläche 12 ist ein erster Elektromagnet 14 mit einem Gewindefortsatz 15 an einem Polkern 16 bis zum Anschlag an der Seitenfläche in die Ventil bohrung 13 eingeschraubt. Die Achse des Elektromagneten 14 fällt mit der Achse der Ventilbohrung 13 zusammen. Der Elektro magnet ist in sogenannter nasser Bauweise ausgeführt. Das be deutet, daß sein Magnetanker 17, an dem ein in die Ventilboh rung 13 hineinragender Stößel 18 befestigt ist, von Hydraulik flüssigkeit umspült wird, die unter dem im Druckanschluß des Ventils herrschenden Druck steht.The directional poppet valve shown in Fig. 1 is a 3/2-way valve and has a valve housing 10 , through which from a side surface 11 to an opposite side surface 12 a Ven tilbohrung 13 passes and on which the three Außenan connections, namely a Pressure connection, a tank connection and a consumer connection. On the side surface 12 , a first electromagnet 14 with a threaded extension 15 on a pole core 16 is screwed into the valve bore 13 as far as it will go on the side surface. The axis of the electromagnet 14 coincides with the axis of the valve bore 13 . The electro magnet is designed in a so-called wet design. This means that its magnet armature 17 , on which a plunger 18 projecting into the valve bore 13 is fastened, is washed by hydraulic fluid which is under the pressure prevailing in the pressure connection of the valve.

Am Gewindefortsatz 15 des Polkerns 16 liegt ein Distanzring 19 an, der mit einseitig axial offenen Schlitzen versehen ist, so daß von seinem Inneren nach außen in einen mit dem Druckan schluß des Ventils verbundenen Ringkanal 20 eine Verbindung be steht. Dem Distanzring 19 folgt ein scheibenartiger Ventilsitz 21, dem ein Distanzring 22 und dem ein weiterer scheibenförmi ger Ventilsitz 23. Der Distanzring 22 ist einerseits mit Aus nehmungen, die axial zum Ventilsitz 21 hin offen sind und ande rerseits mit peripheral zu den ersteren Ausnehmungen versetzten weiteren Ausnehmungen versehen, die zum Ventilsitz 23 hin offen sind, so daß immer eine Verbindung nach außen in einen Ringka nal 32 besteht. Dem Ventilsitz 23 folgt wiederum ein Distanz ring 24, der gleich wie der Distanzring 19 ausgebildet, jedoch um 180 Grad gedreht in die Ventilbohrung 13 eingesetzt ist. Ein Ringkanal 25 außen am Distanzring 24 ist mit dem Tankanschluß des Ventils verbunden. Dem Distanzring 24 folgt schließlich ei ne Führungsbuchse 26. An der dem ersten Elektromagneten 14 ge genüberliegenden Seite 11 des Ventilgehäuses 10 ist mit einem Gewindefortsatz 41 an einem Polkern 42 ein zweiter Elektroma gnet 40 in die Ventilbohrung 13 so weit eingeschraubt, daß die Einsätze 19, 21, 22, 23, 24 und 26 gegen den Gewindefortsatz 15 des Elektromagneten 14 gespannt sind. Im Bereich der einander zugewandten Stirnseiten der Führungsbuchse 26 und des Gewinde fortsatzes 41 ist außerhalb von diesen ein Ringkanal 28 in der Ventilbohrung 13 ausgebildet, der über einen nur gestrichelt angedeuteten Kanal 29 im Ventilgehäuse 10 mit dem Ringkanal 20, also mit dem Druckanschluß des Ventils, verbunden ist und von dem im Bereich der einander zugewandten Stirnseiten auch eine Verbindung nach innen zu einer zentralen Sackbohrung 30 im Ge windefortsatz 41 und zu einer zentralen Bohrung 31 in der Füh rungsbuchse 26 besteht. Die beiden Elektromagnete 14 und 40 sind gleich ausgebildet.On threaded extension 15 of the pole core 16 is a spacer ring 19 on which is provided with unilaterally open slots axially, is so that from its interior to the exterior connected in a circuit with the annular channel 20 of the valve Druckan be a connection. The spacer ring 19 is followed by a disk-like valve seat 21 , which has a spacer ring 22 and which is another disk-shaped valve seat 23 . The spacer ring 22 is on the one hand with recesses that are open axially to the valve seat 21 and on the other hand with peripheral to the first recesses offset further recesses that are open to the valve seat 23 , so that always a connection to the outside in a Ringka channel 32 exists. The valve seat 23 is in turn followed by a spacer ring 24 , which is configured in the same way as the spacer ring 19 , but is inserted into the valve bore 13 by 180 degrees. An annular channel 25 on the outside of the spacer ring 24 is connected to the tank connection of the valve. The spacer ring 24 is finally followed by a guide bush 26 . On the first electromagnet 14 opposite side 11 of the valve housing 10 with a threaded extension 41 on a pole core 42, a second electroma 40 is screwed into the valve bore 13 so far that the inserts 19 , 21 , 22 , 23 , 24 and 26 against the threaded extension 15 of the electromagnet 14 are excited. In the area of the mutually facing end faces of the guide bushing 26 and the thread extension 41 , an annular channel 28 is formed in the valve bore 13 outside of the latter, which has a channel 29 in the valve housing 10 with the annular channel 20 , ie with the pressure connection of the valve, via a channel 29 , which is only indicated by dashed lines. is connected and in the area of the mutually facing end faces also a connection inwards to a central blind bore 30 in Ge thread extension 41 and to a central bore 31 in the guide bushing 26 . The two electromagnets 14 and 40 are of identical design.

Innerhalb des Distanzrings 22 und zwischen den beiden Ventil sitzen 21 und 23 befindet sich als beweglicher Ventilkörper ei ne Kugel 35, die in einer ersten Schaltstellung auf dem Ventil sitz 21 aufsitzt, so daß durch den Ventilsitz 23 hindurch der Tankanschluß mit dem Verbraucheranschluß verbunden ist, während der Druckanschluß abgesperrt ist. In der zweiten Schaltstel lung, die nach einem bestimmten Ventilhub erreicht wird, sitzt die Kugeln 35 auf dem Ventilsitz 23 auf, so daß der Verbraucher anschluß vom Tankanschluß getrennt und mit dem Druckanschluß verbunden ist. Die erste Schaltstellung ist eine Ruhestellung, die die Kugel 35 unter der Wirkung einer Rückstellfeder 36 ein nimmt, die den Stößel 18 des Elektromagneten 40 umgibt und zwi schen einem gegen die Kugel 35 stoßenden Schubkörper 37 und dem Boden der Sackbohrung 30 im Polkern 42 des Elektromagneten 40 einspannt ist. Der Schubkörper 37 ist in der Führungsbuchse 26 geführt und greift von dieser Führungsbuchse aus durch den Di stanzring 24 und den Ventilsitz 23 bis zur Kugel 35 hindurch. An einer der Anschlagstelle des Schubkörpers 37 an der Kugel 35 diametral gegenüberliegenden Stelle wird die Kugel von einem weiteren Schubkörper 38 beaufschlagt, der am Stößel 18 des Elektromagneten 14 geführt ist.Within the spacer ring 22 and between the two valves sit 21 and 23 is a movable valve body ei ne ball 35 , which is seated on the valve seat 21 in a first switching position, so that the tank connection is connected to the consumer connection through the valve seat 23 , while the pressure connection is shut off. In the second switching position, which is achieved after a certain valve lift, the balls 35 are seated on the valve seat 23 , so that the consumer connection is separated from the tank connection and is connected to the pressure connection. The first switching position is a rest position, which takes the ball 35 under the action of a return spring 36 which surrounds the plunger 18 of the electromagnet 40 and between a thrust body 37 abutting against the ball 35 and the bottom of the blind bore 30 in the pole core 42 of the electromagnet 40 is clamped. The thrust body 37 is guided in the guide bushing 26 and engages from this guide bushing through the punching ring 24 and the valve seat 23 up to the ball 35 . At one point of the thrust body 37 on the ball 35 diametrically opposite point, the ball is acted upon by a further thrust body 38 which is guided on the plunger 18 of the electromagnet 14 .

Der Elektromagnet 40 taucht mit seinem Stößel 18 in eine Sack bohrung 43 des Schubkörpers 37 ein. Dabei ist durch die Abmes sungen sichergestellt, daß sich der Magnetanker 17 des Elektro magneten 40 beim Anziehen so weit bewegen kann, daß in der ge zeigten ersten Schaltstellung der Kugel 35 der Stößel 18 am Bo den der Sackbohrung 43 anliegt. Klar ist, daß in der zweiten Schaltstellung der Kugel 35 und angezogenem Magnetanker 17 des Elektromagneten 14 dessen Stößel 18 am Boden einer Sackbohrung 44 im Schubkörper 38 anliegt.The electromagnet 40 dips with its plunger 18 in a blind hole 43 of the thrust body 37 . It is ensured by the dimen- sions that the magnet armature 17 of the electric magnet 40 can move so far when tightening that in the ge first switching position shown the ball 35 of the plunger 18 on the Bo the blind bore 43 is present. It is clear that in the second switching position of the ball 35 and the attracted magnet armature 17 of the electromagnet 14, its plunger 18 rests against the bottom of a blind bore 44 in the thrust body 38 .

Der mit dem Tankanschluß verbundene Ringraum 25 ist über eine Dichtanordnung außen am Ventilsitz 23 zum Ringkanal 32 sowie über eine Dichtanordnung außen an der Führungsbuchse 26 und ei ne weitere Dichtanordnung zwischen der Führungsbuchse 26 und dem Schubkörper 37 gegen den Druckanschluß abgedichtet. Eine Dichtanordnung außen am Ventilsitz 21 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Druckanschluß und dem Ringkanal 32.The annular space 25 connected to the tank connection is sealed via a sealing arrangement outside on the valve seat 23 to the annular channel 32 and via a sealing arrangement outside on the guide bush 26 and a further sealing arrangement between the guide bush 26 and the thrust body 37 against the pressure connection. A sealing arrangement on the outside of the valve seat 21 provides a seal between the pressure connection and the annular channel 32 .

Wenn beide Elektromagneten 14 und 40 ausgeschaltet sind, sitzt die Kugel 35 unter der Wirkung der Rückstellfeder 36 auf dem Ventilsitz 21 auf und sperrt den zwischen dem Distanzring 22 und der Ventilbohrung 13 gebildeten und mit dem Verbraucheran schluß des Ventils verbundenen Ringkanal 32 zum Ringkanal 20 und damit zum Druckanschluß ab. Der Verbraucheranschluß ist mit dem Tankanschluß verbunden. Bei Betriebsbeginn wird nun zu nächst der Elektromagnet 40 an Spannung gelegt, so daß dessen Magnetanker 17 in die in Fig. 1 gezeigte Position mit kleinstem axialen Luftspalt gelangt, in der sein Stößel 18 am Boden der Sackbohrung 36 des Schubkörpers 37 anliegt.If both electromagnets 14 and 40 are switched off, the ball 35 sits under the action of the return spring 36 on the valve seat 21 and blocks the annular channel 32 formed between the spacer ring 22 and the valve bore 13 and connected to the consumer connection of the valve to the annular channel 20 and with it to the pressure connection. The consumer connection is connected to the tank connection. At the start of operation, the electromagnet 40 is next applied to voltage, so that its magnet armature 17 reaches the position shown in FIG. 1 with the smallest axial air gap, in which its plunger 18 lies against the bottom of the blind bore 36 of the thrust body 37 .

Nun wird auch der erste Elektromagnet 14 an die Spannungsquelle angeschlossen. Dies bleibt ohne Auswirkungen auf die Schalt stellung der Kugel 35, da der Elektromagnet 14, zwischen dessen Magnetanker 17 und Polschuh 16 im Moment ein großer Luftspalt besteht, nur eine Magnetkraft erzeugt, die schon kleiner als die Magnetkraft des Elektromagneten 40 und erst recht kleiner als die Summe aus der Magnetkraft des Elektromagneten 40 plus der Kraft der Rückstellfeder 36 ist. Zum Umschalten des Ventils wird der Elektromagnet 40 z. B. durch Abfallen des Kontaktes ei nes Relais von der Spannungsquelle getrennt. Die Magnetkraft des Elektromagneten 40 fällt sehr schnell ab. Der Elektromagnet 14 drückt sofort mit der bei dem gegebenen axialen Luftspalt maximalen Magnetkraft gegen die Kugel 35 und bringt diese gegen die Kraft der Rückstellfeder 36 innerhalb sehr kurzer Zeit in die zweite Schaltstellung, in der sie auf dem Ventilsitz 23 aufsitzt. Nun ist der Verbraucheranschluß mit dem Druckanschluß des Ventils verbunden. Wenn die Kugel 35 ihre zweite Schalt stellung erreicht hat, ist der axiale Luftspalt am Elektroma gneten 40 groß. Der Elektromagnet 40 kann sofort wieder einge schaltet werden, da die Magnetkraft des Elektromagneten 14 bei minimalem axialem Luftspalt größer ist als die Summe aus der Magnetkraft des Elektromagneten 40 bei maximalem axialem Luftspalt und der Kraft der Rückstellfeder 36. Erst wenn der Elektromagnet 14 wieder von der Spannungsquelle getrennt wird, bringen die Rückstellfeder 36 und der Elektromagnet 40 die Ku gel 35 gemeinsam von der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung. Dann kann sofort wieder der erste Elektromagnet 14 eingeschaltet werden. Dann wird wieder der zweite Elektroma gnet ausgeschaltet und, nachdem die Kugel 35 die zweite Schalt stellung erreicht hat, wieder eingeschaltet, usw.Now the first electromagnet 14 is also connected to the voltage source. This has no effect on the switching position of the ball 35 , since the electromagnet 14 , between the magnet armature 17 and pole piece 16 at the moment there is a large air gap, only generates a magnetic force that is already less than the magnetic force of the electromagnet 40 and even less than is the sum of the magnetic force of the electromagnet 40 plus the force of the return spring 36 . To switch the valve, the electromagnet 40 z. B. separated by falling of the contact egg nes relay from the voltage source. The magnetic force of the electromagnet 40 drops very quickly. The electromagnet 14 immediately presses with the maximum magnetic force at the given axial air gap against the ball 35 and brings it against the force of the return spring 36 within a very short time into the second switching position in which it is seated on the valve seat 23 . Now the consumer connection is connected to the pressure connection of the valve. When the ball 35 has reached its second switching position, the axial air gap at the electroma 40 is large. The electromagnet 40 can be switched on again immediately, since the magnetic force of the electromagnet 14 with a minimal axial air gap is greater than the sum of the magnetic force of the electromagnet 40 with a maximum axial air gap and the force of the return spring 36 . Only when the electromagnet 14 is separated from the voltage source again, the return spring 36 and the electromagnet 40 bring the Ku gel 35 together from the second switching position into the first switching position. Then the first electromagnet 14 can be switched on again immediately. Then the second electroma is switched off again and, after the ball 35 has reached the second switching position, switched on again, etc.

Kommt es nur auf einen kurzen Zeitraum zwischen Signalgabe und Umschalten der Kugel 35 von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung, nicht jedoch so sehr auf einen kurzen Schaltzyklus an, so ist es möglich, den Elektromagneten 40 auch dann erst wieder einzuschalten, wenn nach dem Ausschalten des Elektromagneten 14 die Kugel 35 durch die Rückstellfeder 36 schon wieder in ihre erste Schaltstellung gebracht worden ist.If there is only a short period between signaling and switching the ball 35 from the first switching position to the second switching position, but not so much a short switching cycle, it is possible to switch the electromagnet 40 on again only after after Switching off the electromagnet 14, the ball 35 has already been brought back into its first switching position by the return spring 36 .

In dem in Fig. 2 gezeigten Schaltsymbol des hydraulischen Ven tils nach Fig. 1 sind der Druckanschluß mit P, der Tankan schluß mit T und der Verbraucheranschluß mit A bezeichnet.In the circuit symbol shown in Fig. 2 of the hydraulic valve according to Fig. 1, the pressure connection with P, the tank connection with T and the consumer connection with A are designated.

Durch die Rückstellfeder 36 wird erreicht, daß die Kugel 35 dann, wenn beide Elektromagneten 14 und 40 ausgeschaltet sind oder ausfallen, die Kugel 35 eine definierte Schaltstellung einnimmt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht dann eine Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluß und dem Tank anschluß. Bei einer anderen Ausführung kann die Rückstellfeder 36 auch zwischen dem Schubkörper 38 und dem Polschuh 16 des Elektromagneten 14 eingespannt sein. In der Ruhestellung wäre dann der Verbraucheranschluß mit dem Druckanschluß verbunden. Die Rollen der beiden Elektromagnete 14 und 40 wären ver tauscht.The return spring 36 ensures that the ball 35 , when both electromagnets 14 and 40 are switched off or fail, the ball 35 assumes a defined switching position. In the embodiment of FIG. 1 there is then a connection between the consumer connection and the tank connection. In another embodiment, the return spring 36 can also be clamped between the thrust body 38 and the pole piece 16 of the electromagnet 14 . In the rest position, the consumer connection would then be connected to the pressure connection. The roles of the two electromagnets 14 and 40 would be swapped ver.

In Fig. 3 ist das Schaltsymbol eines Ventils gezeichnet, das bis auf die Rückstellfeder 36 gleich dem Ventil aus Fig. 1 sein kann. Bei diesem Ventil nimmt die Kugel 35 eine undefi nierte Position ein, wenn beide Elektromagnete 14 und 40 ausge schaltet sind. Je nachdem, ob bei Betriebsbeginn zuerst der Elektromagnet 14 oder der Elektromagnet 40 an Spannung gelegt wird, wird die zweite Schaltstellung oder die erste Schaltstel lung zu einer definierten Ausgangsstellung der Kugel 35 ge macht. Nimmt man an, daß zunächst der Elektromagnet 40 mit Spannung versorgt wird, so nimmt die Kugel 35 die erste Schalt stellung ein. Wird dann auch der Elektromagnet 14 eingeschal tet, so ändert dies an der Position der Kugel 35 nichts. Die Kraft des Elektromagneten 40 ist nämlich wegen des kleineren axialen Luftspaltes größer als die Kraft des Elektromagneten 14. Zum Umschalten der Kugel 35 wird der Elektromagnet 40 aus geschaltet, so daß der Elektromagnet 14 die Kugel 35 in die zweite Schaltstellung bringen kann. Dann wird der Elektromagnet 40 wieder eingeschaltet, was an der Position der Kugel 35 nichts ändert. Erst wenn der Elektromagnet 14 ausgeschaltet wird, kann der Elektromagnet 40 die Kugel wieder in die erste Schaltstellung bringen. Damit ist ein Schaltzyklus beendet.In Fig. 3, the circuit symbol of a valve is drawn, which can be the same as the valve of Fig. 1 except for the return spring 36 . In this valve, the ball 35 occupies an undefined position when both electromagnets 14 and 40 are switched off. Depending on whether the electromagnet 14 or the electromagnet 40 is first energized at the start of operation, the second switching position or the first switching position is made to a defined initial position of the ball 35 . Assuming that the electromagnet 40 is initially supplied with voltage, the ball 35 takes the first switching position. If the electromagnet 14 is then switched on, this does not change anything in the position of the ball 35 . The force of the electromagnet 40 is namely greater than the force of the electromagnet 14 because of the smaller axial air gap. To switch the ball 35 , the electromagnet 40 is switched off, so that the electromagnet 14 can bring the ball 35 into the second switching position. Then the electromagnet 40 is switched on again, which does not change the position of the ball 35 . Only when the electromagnet 14 is switched off can the electromagnet 40 bring the ball back into the first switching position. This completes a switching cycle.

Zum Schutz eines elektromechanischen- oder Halbleiterschalters im Stromkreis jedes Elektromagneten 14 oder 40 kann eine Über spannungssicherung z. B. in Form einer bidirektionalen Zener diode vorgesehen sein, durch die Spannungsspitzen beim Abschal ten eines Elektromagneten auf einen für die Schalter unschädli chen Wert begrenzt werden. Die bidirektionale Zenerdiode würde parallel zur Spule geschaltet sein. Es kann aber auch eine Zenerdiode parallel zum Leistungsschalter liegen. Beim Vorhan densein einer Überspannungssicherung erhöhen sich die Schalt zeiten des Ventils gegenüber einer Lösung ohne Überspannungssi cherung geringfügig, z. B. um einen Faktor 1,3.To protect an electromechanical or semiconductor switch in the circuit of each electromagnet 14 or 40 , an overvoltage protection z. B. in the form of a bidirectional Zener diode can be limited by the voltage peaks when shutting down an electromagnet to a value that is not harmful to the switches. The bidirectional zener diode would be connected in parallel to the coil. However, a Zener diode can also be connected in parallel to the circuit breaker. In the presence of an overvoltage protection, the switching times of the valve increase slightly compared to a solution without overvoltage protection, e.g. B. by a factor of 1.3.

Claims

1. hydraulic valve, in particular hydraulic directional seat valve,
with a valve housing ( 10 ) in which a valve bore ( 13 ) is provided,
with a valve body ( 35 ) which is located in the valve bore ( 13 ), and
with an electromagnet ( 14 ), from which the valve body ( 35 ) can be switched from a first switching position to a second switching position,
characterized by
that a second electromagnet ( 40 ) is present, from which the valve body ( 35 ) can be acted upon in the sense of a switchover from the second switching position to the first switching position,
that when the second electromagnet ( 40 ) is actuated and the first switching position is taken by the valve body ( 35 ), the latter maintains the first switching position, even if the first electromagnet ( 14 ) is actuated, and that for switching the valve body ( 35 ) from the first switching position in the second switching position, the second electromagnet ( 40 ) is switched off, while the first electromagnet ( 14 ) remains activated.

2. Hydraulic valve according to claim 1, characterized in that the valve body ( 35 ) can only be switched from its second switching position to its first switching position after the first electromagnet ( 14 ) has been switched off.

3. Hydraulic valve according to claim 2, characterized in that the first electromagnet ( 14 ) immediately after the valve body ( 35 ) has reached the first switching position when switching from the second to the first switching position, and that the second The electromagnet ( 40 ) is connected to the voltage at a time such that after the activation of the first electromagnet ( 14 ) there is an excess of force on the valve body ( 35 ) in the direction of the first switching position.

4. Hydraulic valve according to claim 3, characterized net that a signal is emitted by a sensor when the Valve body when switching from the second to the first Switch position has reached the first switch position, and that the first electromagnet immediately after the signal is given is controlled again.

5. Hydraulic valve according to a preceding claim, characterized in that the two electromagnets ( 14 , 40 ) are two identical electromagnets.

6. Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized by a symmetrical structure with regard to the two switching positions of the force members ( 14 , 40 ), of which the valve body ( 35 ) can be acted upon.

7. Hydraulic valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve body ( 35 ) in the sense of egg ner switching from the second switching position into the first switching position is loaded by at least one spring ( 36 ).

8. Hydraulic valve according to claim 7, characterized in that after switching the valve body ( 35 ) from the first switching position into the second switching position of the second electromagnet ( 40 ) before switching off the first Elektromagne ten ( 14 ) is turned on again.

9. Hydraulic valve according to claim 8, characterized in that the force that is applied by the switched on first electroma ( 14 ) with a minimal air gap to the valve body ( 35 ) located in the second switching position is greater than the sum of the Force of the spring ( 36 ) and the force which can be exerted by the switched-on second electromagnet ( 40 ) with a maximum air gap on the valve body ( 35 ) located in the second switching position.