DE19826862A1 - Electromagnetic valve with two outputs and a double lift magnet, pump and hydraulic fluid storage space - Google Patents

Electromagnetic valve with two outputs and a double lift magnet, pump and hydraulic fluid storage space

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    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
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    • F15B13/0442Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors with proportional solenoid allowing stable intermediate positions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/002Electrical failure

Abstract

The valve slide (12) is centralized by springs (28,29) to close both outlets (A,B) and moved either way by a double electromagnet (21). The armature (36) of a second electromagnet (30) overrides the slide under control from an electronic control unit (25) in emergency.

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.The invention relates to a proportional directional valve according to the Preamble of claim 1. In such, in 4 / 3- or 3/3-design directional valves Problem that when the output stages are switched off Valve electronics or in the event of a power failure Control spool of the directional valve in an undefined Switch position device. This happens due to Installation tolerances or tolerances for centering the Control spool used symmetrical springs, and especially with spool valves whose geometry is made of Because of a short response time, none or only one has little overlap with the pressure medium channels. In particular with security-relevant functions, a such failure behavior with an undefined Switch position undesirable. So, for example, it's over known from DE-GM 87 05 848, an additional switching valve use the spool in the above Malfunctions in a defined switching position.

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.The invention has for its object the defined Switch position in the event of a fault without using a  additional valve in a simple and inexpensive manner to achieve.

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.This task is carried out with the characteristic features of the Claim 1 solved. Other advantages and beneficial Developments of the proportional Directional control valve result from the subclaims and the Description.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be explained in more detail below.

Es zeigen die Fig. 1 und 2 ein Proportional-Wegeventil in teilweise geschnittenen Seitenansichten in verschiedenen Schaltstellungen.There, Figs. 1 and 2, a proportional directional control valve in partially sectioned side views in different operating positions.

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.The proportional directional valve 10 shown in the figures in a 4/3 version has a housing 11 in which a control slide 12 is slidably guided. The control slide 12 controls in a manner known per se the pressure medium flow between channels 13 , 14 , 16 and 17 formed in the housing 11 , which are connected in the usual way to two consumers A, B, a pressure medium source P and a tank T. The control slide 12 can be designed as a so-called zero cut control slide, in which there is no overlap of the individual pressure medium flows between the individual switching positions. Such training has the advantage of very short response times.

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.The control slide 12 is actuated by means of an electromagnetically actuated actuating device 20 arranged on an end face of the housing 11 . The actuating device 20 comprises a double stroke magnet 21 , which is only indicated, and which acts on a magnetic plunger 22 which projects into an opening 23 formed in the housing 11 . The magnetic plunger 22 and the control slide 12 are firmly connected to one another on the sides facing one another, so that a movement of the magnetic plunger 22 is converted into a corresponding movement of the control slide 12 .

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.The double stroke magnet 21 is controlled by means of valve electronics 25 , the housing 26 of which is connected to the housing 27 of the actuating device 20 . In a preferred embodiment, the valve electronics 25 has an integrated, not shown, error detection, which switches the output stages of the valve electronics 25 currentless in the event of a fault.

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.In order to center the control slide 12 within the housing 11 when the double solenoid 21 is not energized in a central position, two identical centering springs 28 , 29 are provided, which are arranged on opposite sides of the control slide 12 and act on the latter.

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.An additional actuating device in the form of a lifting magnet 30 is arranged on the side of the housing 11 opposite the actuating device 20 . The lifting magnet 30 has a flange 31 which projects into an opening 32 in the housing 11 and is fixedly connected to the housing 11 there. The lifting magnet 30 , which is connected via a line 34 to the valve electronics 25 and in particular also to the above-mentioned error detection, has a plunger 36 which is aligned with the control slide 12 . The plunger 36 is loaded by a spring 37 arranged within the lifting magnet 30 , which presses the plunger 36 in the direction of the control slide 12 .

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.The proportional directional control valve 10 described above works as follows: In the normal operating state of the proportional directional control valve 10 , the solenoid 30 is controlled by the valve electronics 25 in such a way that the current-carrying coil of the solenoid 30 counteracts the spring force of the spring 37 and the plunger 36 of the control slide 12 pulls away ( Fig. 1). In this position, the control slide 12 can regulate the pressure medium flow between the connections A, B, P and T in accordance with the energization of the double lifting magnet 21 . During normal operation of the proportional directional valve 10 , there is no contact between the control slide 12 and the tappet 36 of the solenoid 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.If a malfunction occurs, which may consist, for example, of a power failure of the valve electronics 25 , a shutdown or a defect in its output stages, the safety function of the proportional directional control valve 10 occurs , in which the lifting magnet 30 is de-energized ( FIG. 2). Now the plunger 36 is loaded exclusively by the spring 37 , which has the consequence that the plunger 36 comes into contact with the control slide 12 and pushes it into a defined position. In the simplest case, this is the position of the control slide 12 , which it assumes when it assumes its position facing the actuating device 20 during normal operation, for example a pressure medium flow from P direction A, or from B direction T, with a main stage, a cylinder or other actuators can be manipulated in the desired manner.

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.In a modified form of the invention, the control slide 12 has an additional (safety) switch position in which, for example, a pressure medium flow from one of the two consumers A or B to the tank T can be realized. This position is not reached in normal operation of the proportional directional valve 10 , but only by means of the correspondingly designed spring 37 , which brings the control slide 12 into its additional switching position against the force of a centering spring 28 .

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.In addition, it is mentioned that the described proportional directional valve 10 is not only limited to a 4/3 design, but can also be designed, for example, as a 3/3 proportional directional valve.

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.1. Proportional directional control valve ( 10 ), with a in a housing ( 11 ), by means of two springs ( 28 , 29 ) centered in a central position control spool ( 12 ), which with one on one end of the housing ( 11 ), one Actuating device ( 20 ) containing double lifting magnets ( 21 ) cooperates, which can be controlled by valve electronics ( 25 ) and with a device for transferring the control slide ( 12 ) into a defined switching position in the event of a fault, characterized in that the device comprises a lifting magnet ( 30 ) comprises whose actuator ( 36 ) is aligned with an end face of the control slide ( 12 ) and that the actuator ( 36 ) in the non-current-carrying state of the solenoid ( 30 ) by means of a spring element ( 37 ) acts on the control slide ( 12 ) and this in the defined switching position transferred.
2. Proportional-Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (30) mit der Ventilelektronik (25) gekoppelt ist. 2. Proportional directional valve according to claim 1, characterized in that the lifting magnet ( 30 ) is coupled to the valve electronics ( 25 ).
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.3. Proportional directional control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the lifting magnet ( 30 ) is arranged on the side of the housing ( 11 ) opposite the actuating device ( 20 ).
4. Proportional-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelektronik (25) eine integrierte Fehlererkennung aufweist.4. Proportional directional valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve electronics ( 25 ) has an integrated error detection.
5. Proportional-Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (12) als Nullschnittsteuerschieber ausgebildet ist.5. Proportional directional control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control slide ( 12 ) is designed as a zero cut control slide.
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.6. Proportional directional valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the proportional directional valve ( 10 ) is designed as a 4 / 3- or 3/3-way valve.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2184547A1 (en) * 2000-01-27 2003-04-01 Univ Catalunya Politecnica Dual reversible flow adjustment valve
DE10308910B4 (en) * 2003-02-28 2013-01-17 Linde Material Handling Gmbh Hydraulic control valve

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