DE19826862A1 - Proportional-Wegeventil - Google Patents

Abstract

Ein Proportional-Wegeventil (10) hat einen Steuerschieber (12), der von einem Doppelhubmagneten (21) in einem Gehäuse (11) verschiebbar ist. Das in 4/3-Bauart ausgebildete Proportional-Wegeventil (10) regelt den Druckmittelfluß zwischen zwei Verbrauchern (A, B), einer Pumpe (P) und einem Tank (T). Um zu verhindern, daß der Steuerschieber (12) bei einem Störfall in eine undefinierte Stellung gerät, wird ein Hubmagnet (30) vorgeschlagen, dessen Stößel (36) bei einem Störfall den Steuerschieber (12) in eine definierte Schaltstellung überführt. Das erfindungsgemäße Proportional-Wegeventil (10) ist mit relativ geringem Aufwand realisierbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Proportional-Wegeventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei derartigen, in 4/3- oder 3/3-Bauart ausgebildeten Wegeventilen besteht die Problematik, daß bei einer Abschaltung der Endstufen der Ventilelektronik oder bei einem Stromausfall der Steuerschieber des Wegeventils in eine undefinierte Schaltstellung gerät. Dies geschieht aufgrund von Einbautoleranzen bzw. Toleranzen der zur Zentrierung des Steuerschiebers verwendeten symmetrischen Federn, und insbesondere bei Steuerschiebern, deren Geometrie aus Gründen einer geringen Ansprechzeit keine oder eine nur geringe Überdeckung mit den Druckmittelkanälen aufweist. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Funktionen ist ein derartiges Ausfallverhalten mit einer undefinierten Schaltstellung unerwünscht. Daher ist es zum Beispiel aus dem DE-GM 87 05 848 bekannt, ein zusätzliches Schaltventil einzusetzen, das den Steuerschieber bei den obengenannten Störfällen in eine definierte Schaltstellung bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die definierte Schaltstellung bei einem Störfall ohne die Verwendung eines zusätzlichen Ventils in einfacher und kostengünstiger Weise zu erzielen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Proportional- Wegeventils ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen die Fig. 1 und 2 ein Proportional-Wegeventil in teilweise geschnittenen Seitenansichten in verschiedenen Schaltstellungen.

Das in den Figuren dargestellte Proportional-Wegeventil 10 in 4/3-Ausführung besitzt ein Gehäuse 11, in dem ein Steuerschieber 12 gleitend geführt ist. Der Steuerschieber 12 steuert auf an sich bekannte Weise den Druckmittelfluß zwischen in dem Gehäuse 11 ausgebildeten Kanälen 13, 14, 16 und 17, die in üblicher Weise mit zwei Verbrauchern A, B, einer Druckmittelquelle P sowie einem Tank T verbunden sind. Der Steuerschieber 12 kann als sogenannter Nullschnittsteuerschieber ausgebildet sein, bei dem keine Überdeckung der einzelnen Druckmittelströme zwischen den einzelnen Schaltstellungen vorhanden ist. Eine derartige Ausbildung hat den Vorteil sehr geringer Ansprechzeiten.

Die Betätigung des Steuerschiebers 12 erfolgt mittels einer an einer Stirnseite des Gehäuses 11 angeordneten, elektromagnetisch betätigbaren Stelleinrichtung 20. Die Stelleinrichtung 20 umfaßt einen lediglich nur angedeuteten Doppelhubmagneten 21, der auf einen Magnetstößel 22 einwirkt, welcher in eine im Gehäuse 11 ausgebildete Öffnung 23 hineinragt. Der Magnetstößel 22 und der Steuerschieber 12 sind auf den einander zugewandten Seiten fest miteinander verbunden, so daß eine Bewegung des Magnetstößels 22 in eine entsprechende Bewegung des Steuerschiebers 12 umgesetzt wird.

Die Ansteuerung des Doppelhubmagneten 21 erfolgt mittels einer Ventilelektronik 25, deren Gehäuse 26 mit dem Gehäuse 27 der Stelleinrichtung 20 verbunden ist. Die Ventilelektronik 25 besitzt in einer bevorzugten Ausführungsform eine integrierte, nicht dargestellte Fehlererkennung, die im Fehlerfall die Endstufen der Ventilelektronik 25 stromlos schaltet.

Um den Steuerschieber 12 innerhalb des Gehäuses 11 bei nicht erregtem Doppelhubmagneten 21 in einer Mittelstellung zu zentrieren sind zwei gleiche Zentrierfedern 28, 29 vorgesehen, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Steuerschiebers 12 angeordnet sind und auf diesen einwirken.

Auf der der Stelleinrichtung 20 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 11 ist eine zusätzliche Stelleinrichtung in Form eines Hubmagneten 30 angeordnet. Der Hubmagnet 30 hat einen Flansch 31, der in eine Öffnung 32 des Gehäuses 11 hineinragt und dort fest mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Der Hubmagnet 30, der über eine Leitung 34 mit der Ventilelektronik 25 und insbesondere auch mit deren oben erwähnten Fehlererkennung verbunden ist, hat einen Stößel 36, der mit dem Steuerschieber 12 ausgerichtet ist. Der Stößel 36 ist von einer innerhalb des Hubmagneten 30 angeordneten Feder 37 belastet, die den Stößel 36 in Richtung des Steuerschiebers 12 drückt.

Das oben beschriebene Proportional-Wegeventil 10 arbeitet wie folgt: Im normalen Betriebszustand des Proportional- Wegeventils 10 ist der Hubmagnet 30 von der Ventilelektronik 25 derart angesteuert, daß die stromdurchflossene Spule des Hubmagneten 30 entgegen der Federkraft der Feder 37 den Stößel 36 von dem Steuerschieber 12 wegzieht (Fig. 1). In dieser Stellung kann der Steuerschieber 12 entsprechend der Bestromung des Doppelhubmagneten 21 den Druckmittelfluß zwischen den Anschlüssen A, B, P und T regeln. Während des Normalbetriebes des Proportional-Wegeventils 10 besteht dabei keinerlei Kontakt zwischen dem Steuerschieber 12 und dem Stößel 36 des Hubmagneten 30.

Tritt nun ein Störfall ein, der beispielsweise in einem Stromausfall der Ventilelektronik 25, einem Abschalten oder Defekt deren Endstufen bestehen kann, tritt die Sicherheitsfunktion des Proportional-Wegeventils 10 ein, in der der Hubmagnet 30 stromlos wird (Fig. 2). Nunmehr ist der Stößel 36 ausschließlich von der Feder 37 belastet, was zur Folge hat, daß der Stößel 36 in Anlagekontakt mit dem Steuerschieber 12 gelangt und diesen in eine definierte Stellung überschiebt. Im einfachsten Fall ist dies die Stellung des Steuerschiebers 12, die er einnimmt, wenn er beim Normalbetrieb seine der Stelleinrichtung 20 zugewandte Position einnimmt, also zum Beispiel ein Druckmittelfluß von P Richtung A, oder von B Richtung T, mit der eine Hauptstufe, ein Zylinder oder andere Aktoren in gewünschter Weise manipuliert werden.

In einer modifizierten Form der Erfindung weist der Steuerschieber 12 eine zusätzliche (Sicherheits)- Schaltstellung auf, in der beispielsweise ein Druckmittelfluß von einem der beiden Verbraucher A oder B zum Tank T realisiert werden kann. Diese Stellung wird im Normalbetrieb des Proportional-Wegeventils 10 nicht erreicht, sondern lediglich durch die entsprechend ausgelegte Feder 37, die den Steuerschieber 12 entgegen der Kraft der einen Zentrierfeder 28 in seine zusätzliche Schaltstellung bringt.

Ergänzend wird erwähnt, daß das beschiebene Proprotional- Wegeventil 10 nicht nur auf eine 4/3-Bauart beschränkt ist, sondern ebenso zum Beispiel als 3/3-Proportional-Wegeventil ausgebildet sein kann.

Claims (6)

1. Proportional-Wegeventil (10), mit einem in einem Gehäuse (11) geführten, mittels zweier Federn (28, 29) in einer Mittelstellung zentrierten Steuerschieber (12), der mit einer an einer Stirnseite des Gehäuses (11) angeordneten, einen Doppelhubmagneten (21) beinhaltenden Stelleinrichtung (20) zusammenwirkt, die von einer Ventilelektronik (25) ansteuerbar ist und mit einer Einrichtung zum Überführen des Steuerschiebers (12) in eine definierte Schaltstellung bei einer Störung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Hubmagneten (30) umfaßt, dessen Betätigungsglied (36) mit einer Stirnfläche des Steuerschiebers (12) ausgerichtet ist und daß das Betätigungsglied (36) in nicht stromdurchflossenem Zustand des Hubmagneten (30) mittels eines Federelements (37) auf den Steuerschieber (12) einwirkt und diesen in die definierte Schaltstellung überführt.

2. Proportional-Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (30) mit der Ventilelektronik (25) gekoppelt ist.

3. Proportional-Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (30) auf der der Stelleinrichtung (20) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (11) angeordnet ist.

4. Proportional-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (25) eine integrierte Fehlererkennung aufweist.

5. Proportional-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) als Nullschnittsteuerschieber ausgebildet ist.

6. Proportional-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportional-Wegeventil (10) als 4/3- oder 3/3-Wegeventil ausgebildet ist.