DE3523255A1

DE3523255A1 - Ventil

Info

Publication number: DE3523255A1
Application number: DE19853523255
Authority: DE
Inventors: Rainer Teltscher
Original assignee: Concordia Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Danfoss Fluidtechnik GmbH
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-02
Also published as: US4787415A

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventil entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art ist Gegenstand der DE-A 35 09 032.4. Seine Betätigung erfolgt mittels des Vorsteuer-Ventilelementes durch ein Betätigungssignal, das so lange aufrechterhalten wird, wie das Ventil die durch dieses Betätigungs signal bestimmte Schaltstellung beibehalten soll.

Es gibt nun zahlreiche Anwendungsfälle, in denen eine Impulsbetätigung des Ventiles erwünscht ist, d. h. eine Ventilbetätigung mittels eines nur kurz zeitig zugeführten Steuerimpulses, wobei das Ven til die durch diesen Steuerimpuls definierte Schaltstellung auch nach Wegfall des Steuerim pulses beibehalten soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der im Oberbegriff des Anspruches 1 voraus gesetzten Art so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln - sowie unter Beibehaltung aller sonsti gen Vorzüge dieses Ventiles - eine zuverlässige Impulsbetätigung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Zu sammenhang mit der Beschreibung einiger anhand der Zeichnung erläuterter Ausführungsbeispiele beschrieben.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Ventiles,

Fig. 2, 3 und 4 schematische Schnitte durch drei weitere Ausführungsbeispiele der Er findung.

Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein sogenanntes 5/2-Wegeventil, d. h. ein Wegeventil mit 5 Anschlüssen und 2 Schaltstellungen.

Für die folgende Beschreibung ist dabei ein pneu matisches Ventil angenommen, wobei das Druckmittel durch Druckluft gebildet wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf hydraulische Ventile anwendbar.

Das Gehäuse des in Fig. 1 dargestellten Ventiles besteht aus einem Gehäusekörper 1 und einer Grund platte 2, die über (nicht dargestellte) Schrau ben miteinander verbunden sind.

Die Grundplatte 2 enthält an ihrer Unterseite 2 a einen Anschluß A zur Druckmittelversorgung eines ersten Verbrauchers sowie einen Anschluß B für die Druckmittelversorgung eines zweiten Ver brauchers. Von diesen Anschlüssen A und B führen Kanäle 4, 5 zu Anschlußkammern 6, 7 im Gehäuse körper 1.

In der Grundplatte 2 sind ferner drei Kanäle 8, 9 und 10 vorgesehen, die in horizontaler Richtung (d. h. senkrecht zu den Kanälen 4 und 5) von einer Breitseite des Gehäuses zur anderen durchgegeben. Hiervon ist der Kanal 9 für den Anschluß P einer Druckmittelquelle vorgesehen, während der Kanal 8 für den Anschluß R der Druckmittelabführung vom ersten Verbraucher und der Kanal 10 für den An schluß S der Druckmittelabführung vom zweiten Verbraucher bestimmt ist. Vom Kanal 9 führen zwei Kanäle 11 und 12 zu Anschlußkammern 13, 14 im Gehäusekörper 1. Von den Kanälen 8 und 10 führen Kanäle 15, 16 zu Anschlußkammern 17, 18 im Gehäusekörper 1.

In den Kanal 15 greift ein quer zur Kanalachse verstellbares Drosselelement 19 ein, mit dem das Abströmen des Druckmittels gedrosselt werden kann. Ein entsprechendes (nicht dargestelltes) Drosselelement kann auch im Kanal 16 vorgesehen werden.

Im Gehäusekörper 1 sind vier gleichartig aufgebaute Ventilelemente 22, 23, 24 und 25 vorgesehen, von denen im folgenden das Ventilelement 22 näher er läutert sei.

Es enthält einen die Anschlußkammer 18 umgebenden Käfig 26 mit einer zentralen Bohrung 26 a und einer Anzahl von äußeren Bohrungen 26 b, die in die An schlußkammer 6 münden.

Der Käfig 26 bildet am oberen Rand der zentralen Bohrung 26 a einen Ventilsitz 26 c, auf dem sich eine Membran 28 abstützt, die den beweglichen Ven tilkörper des Ventilelementes 22 bildet. Ein Stützring 29 ist zwischen dem äußeren Rand der Membran 28 und dem äußeren Rand des Käfigs 26 vor gesehen.

An der Oberseite der Membran 28 liegt ein Kolben 30 an, der in einer Bohrung 31 des Gehäusekörpers 1 gleitbeweglich ist. Auf den Kolben 30 wirkt eine Druckfeder 32, die sich am Boden 31 a der Bohrung 31 abstützt.

Der Innenraum der Bohrung 31 bildet einen Druck raum 33. Die entsprechenden Druckräume der Ven tilelemente 23, 24 und 25 sind mit den Bezugs zeichen 34, 35 bzw. 36 versehen.

Die Bohrung 31 weist eine Stufe 31 b auf, an der der Kolben 30 bei der Aufwärtsbewegung zum Anschlag kommt, wenn die Membran 28 vom Ventilsitz 26 c ab gehoben wird.

Die Druckräume 33 und 35 der Ventilelemente 22, 24 sind durch einen in der Zeichnung nur schema tisch (gestrichelt) angedeuteten Verbindungskanal 37 miteinander verbunden. In entsprechender Weise sind die Druckräume 34 und 36 der Ventilelemente 23, 25 durch einen Verbindungskanal 38 miteinan der verbunden.

Die Verbindungskanäle 37 und 38 sind zweckmäßig auf unterschiedlichen Seiten der Längsmittelebene des Ventiles angeordnet. Dabei führt der Kanal 37 dicht am Druckraum 34 vorbei (ohne diesen zu be rühren), während der Kanal 38 dicht am Druckraum 35 vorbeiführt.

Im oberen Teil des Gehäusekörpers 1 befindet sich ein Inverter-Ventilelement 41, das über ein erstes Vorsteuer-Ventilelement 42 oder ein zweites Vor steuer-Ventilelement 142 betätigt wird.

Das Inverter-Ventilelement 41 enthält eine Topf manschette 43, die sich in einem Druckraum 44 befindet, der nach links durch ein Düsenele ment 103 abgeschlossen wird.

Die Topfmanschette 43 liegt an einem Kolbenstößel 46 an, der eine Kammer 47 durchsetzt, die über eine Bohrung 48 entlüftet ist. Der Kolbenstößel 46 durchsetzt ferner eine Düse 49, die in den Gehäusekörper 1 eingepreßt ist. Zwischen dem Kol benstößel 46 und der Bohrung der Düse 49 besteht ein Spalt, der durch eine angefaste Fläche 46 a des Kolbenstößel 46 gebildet wird.

Der Kolbenstößel 46 steht an seinem rechten Ende mit einer Dichtung 50 in Berührung, die zwischen einem von der Düse 49 gebildeten linken Ventil sitz 49 a und einem vom Gehäusekörper 1 gebilde ten rechten Ventilsitz 51 beweglich ist. Eine Druckfeder 52 sucht die Dichtung 50 an den linken Ventilsitz 49 a anzudrücken.

Das Vorsteuer-Ventilelement 42 enthält ein Führungsrohr 53, das unter Zwischenfügung einer Dichtung 54 in den Gehäusekörper 1 eingesetzt ist. In dem Führungsrohr 53 ist ein Plunger 55 zwischen einer durch den Gehäusekörper 1 gebil deten Düse 56 und einer durch das Führungsrohr 53 gebildeten Düse 53 a beweglich. An den beiden Enden des Plungers 55 sind mit den Düsen 56 bzw. 53 a zusammenwirkende Dichtungselemente 57, 58 vorgesehen. Zur Betätigung des Plungers 55 dient eine auf das Führungsrohr 53 aufgesetzte, an den Gehäusekörper 1 angesteckte Spule 59.

Ein Verbindungskanal 60 führt vom Kanal 9 durch den Gehäusekörper 1 nach oben und mündet in einen quer verlaufenden Verbindungskanal 61. Dieser Kanal 61 mündet am linken Ende im Bereich des Ventilsitzes 51 in einen Druckraum 62 und am rechten Ende im Bereich der Düse 56 in einen Druckraum 63. Dieser Druckraum 63 steht über einen Verbindungskanal 64, ein ODER-Ventilelement 110 und den Verbindungskanal 38 mit dem Druckraum 44 des Inverter-Ventilelementes 41 in Verbindung. Weiterhin ist der Druckraum 63 über einen Spalt 65 am Umfang des Plungers 55 mit einer Kammer 66 verbunden, die über die Bohrung 67 der Düse 53 a mit Atmosphäre in Verbindung steht.

Der Druckraum 62 des Inverter-Ventilelementes 41 ist über einen Kanal 69 an den bereits erwähnten Verbindungskanal 37 angeschlossen.

Das Düsenelement 103 des zweiten Vorsteuer-Ven tilelementes 142 ist mit einer Bohrung 104 ver sehen, die in einer Düse 103 b ausmündet. Das Vor steuer-Ventilelement 142 enthält im übrigen ein Führungsrohr 153, einen Plunger 155 mit Dich tungselement 157 sowie eine Spule 159. Zwischen dem Führungsrohr 153 und dem Plunger 155 ist ein Spalt 165 vorhanden, über den die Kammer 163 mit einer Entlüftungsbohrung 167 in Verbindung steht.

Die beiden Eingänge des bereits erwähnten ODER- Ventilelementes 110 sind an die Verbindungskanäle 64 und 106 angeschlossen. Der Ausgang des ODER- Ventilelementes 110 ist an den Verbindungskanal 38 angeschlossen. Der bewegliche Ventilkörper des ODER-Ventilelementes 110 ist mit 110 a bezeichnet.

Die Funktion des Ventiles gemäß Fig. 1 ist folgen dermaßen:

In der in Fig. 1 dargestellten ersten Schalt stellung befindet sich das Inverter-Ventilelement 41 in der linken Position, in der die Dichtung 50 von dem Ventilsitz 51 abgehoben ist. Das Druck mittel gelangt infolgedessen vom Anschluß P über den Kanal 60, den Druckraum 62 und die Kanäle 69, 37 in die Druckräume 33, 35 der Ventilelemen te 22, 24. Infolgedessen liegen die Membranen 28 dieser Ventilelemente 22, 24 auf dem zugehöri gen Ventilsitz 26 c auf. Infolgedessen ist ein Druckmitteldurchgang zwischen den Anschlüssen B und S sowie zwischen P und A gesperrt.

Gleichzeitig sind in dieser in Fig. 1 veranschau lichten ersten Schaltstellung die Druckräume 34 und 36 der Ventilelemente 23, 25 über das ODER- Ventilelement 110, den Druckraum 63 und die Bohrung 67 entlüftet. Die Membranen 28 der Ven tilelemente 23, 25 sind infolgedessen angehoben, so daß eine Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A sowie zwischen A und R besteht. In dieser ersten Schaltstellung wird somit der mit dem An schluß B verbundene Verbraucher mit Druckluft ge speist, während der mit dem Anschluß A verbun dene Verbraucher entlüftet ist.

Soll nun aus dieser ersten Schaltstellung durch einen Impuls in die zweite Schaltstellung umge schaltet werden, so wird das Impulssignal dem Vorsteuer-Ventilelement 42 zugeführt. Der Plun ger 55 geht infolgedessen in seine rechte End lage, in der die Düse 56 freigegeben und die Düse 53 a verschlossen wird. Nunmehr gelangt das Druckmittel vom Anschluß P über die Verbindungs kanäle 60, 61, den Druckraum 63, den Kanal 64, das ODER-Ventilelement 110 sowie den Kanal 38 in den Druckraum 44. Der Kolbenstößel 46 wird hierdurch nach rechts bewegt, so daß sich die Dichtung 50 auf den Ventilsitz 51 auflegt. Da durch wird die Verbindung zwischen dem Kanal 61 und den Druckräumen 33, 35 der Ventilelemente 22, 24 unterbrochen. Die Druckräume 33, 35 werden gleichzeitig über die Kanäle 37, 69, die Kammer 47 und die Bohrung 48 entlüftet. Über den Kanal 64, das ODER-Ventilelement 110 und den Kanal 38 werden gleichzeitig die Druckräume 34, 36 der Ventilelemente 23, 25 mit Druckmittel ver sorgt, so daß die Membranen 28 dieser Ventilele mente 23, 25 auf ihren Ventilsitz gedrückt werden.

Damit ist nunmehr eine Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A sowie zwischen den An schlüssen B und S hergestellt, während die Ver bindung zwischen den Anschlüssen P und B sowie zwischen den Anschlüssen A und R gesperrt ist.

Damit nun diese zweite Schaltstellung auch bei Wegfall des dem Vorsteuer-Ventilelement 42 zuge führten Betätigungsimpulses aufrechterhalten wird, gelangt das nach der erläuterten Umschal tung der Ventilelemente dem Anschluß A zugeführ te Druckmittel aus der Anschlußkammer 7 über den Verbindungskanal 106, das ODER-Ventilelement 110, und den Kanal 38 in den Druckraum 44. Hierdurch drückt der Kolbenstößel 46 die Dichtung 50 weiter hin auf den Ventilsitz 51 (und zwar auch dann, wenn beim Wegfall des dem Vorsteuer-Ventilele ment 42 zugeführten Betätigungsimpulses der Plun ger 55 wieder in seine linke Position geht und hierbei die Verbindung zwischen den Kanälen 61 und 64 unterbricht).

Da sich nun durch den Druck in dem Verbindungs kanal 106 (und den Wegfall des Druckes im Kanal 64) der Ventilkörper 110 a des ODER-Ventilelemen tes 110 in seiner rechten Position befindet, wird die Verbindung zwischen dem Kanal 38 und dem Kanal 64 unterbrochen, so daß die Druckräume 34, 36 der Ventilelemente 23, 25 nicht über die Bohrung 67 entlüftet werden können, wenn der Plunger 55 beim Wegfall des Betätigungsimpulses in seine linke Position geht.

Die vorstehend erläuterte Funktion des Verbin dungskanales 106 und des ODER-Ventilelementes 110 gewährleistet somit, daß die zweite Schalt stellung der Ventilelemente, die durch den dem Vorsteuer-Ventilelement 42 zugeführten Betätigungs impuls herbeigeführt wurde, auch nach dem Wegfall dieses Betätigungsimpulses aufrechterhalten bleibt.

Zur Umschaltung des Ventiles in die erste Schalt stellung wird ein Betätigungsimpuls dem Vorsteuer- Ventilelement 142 zugeführt. Der Plunger 155 geht infolgedessen in seine linke Position, in der eine Entlüftung des Druckraumes 44 über die Bohrung 104, die Kammer 163, den Spalt 165 und die Bohrung 167 erfolgt. Der Kolbenstößel 46 kann sich nun unter der Wirkung des im Kanal 61 vorhan denen Druckes nach links bewegen, so daß die Dich tung 50 vom Ventilsitz 51 abgehoben wird. Nunmehr gelangt Druckmittel vom Anschluß P über die Kanäle 60, 61, den Druckraum 62 und die Kanäle 69, 37 in die Druckräume 33, 35 der Ventilelemente 22, 24. Die Druckräume 34, 36 der Ventilelemente 23, 25 werden gleichzeitig über die Leitung 38, den Druckraum 44, die Bohrung 104 und Bohrung 167 entlüftet.

Fällt nun der dem Vorsteuer-Ventilelement 142 zugeführte Betätigungimpuls weg, so daß der Plunger 155 wieder in die in Fig. 1 veranschau lichte rechte Position geht, so behält das Ven til die erreichte Schaltstellung bei (in der eine Verbindung zwischen den Anchlüssen P und B so wie A und R besteht, während die Verbindungen zwischen P und A sowie B und S gesperrt sind). Eine erneute Umschaltung aus der in Fig. 1 veran schaulichten Schaltstellung erfolgt dann wieder durch einen dem Vorsteuer-Ventilelemente 42 zuge führten Betätigungsimpuls.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 das Vor steuer-Ventilelement 42 als 2/3-Wegeventil ausge bildet, d. h. als ein Ventil mit 2 Stellungen und 3 Anschlüssen, wobei seine drei Anschlüsse mit dem Anschluß P, dem einen Eingang des ODER-Ventil elementes 110 und mit Atmosphäre verbunden sind.

Das Vorsteuer-Ventilelement 142 ist als 2/2-Wege ventile ausgebildet, wobei seine beiden Anschlüsse mit dem Druckraum 44 des Inverter-Ventilelementes 41 und mit Atmosphäre verbunden sind.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil ist, wie bereits erwähnt, ein 5/2-Wegeventil.

Fig. 2 veranschaulicht in schematischer Form die Anwendung der Erfindung bei einem 3/2-Wegeven til (d. h. bei einem Ventil mit 3 Anschlüssen und 2 Schaltstellungen). Für gleiche Teile sind dabei dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, so daß sich insoweit eine gesonderte Beschreibung erübrigt. Es sei jedoch hervorgehoben, daß die Darstellung in Fig. 2 bezüglich der räumlichen An ordnung der Ventilelemente ganz schematisch gehal ten ist. Bei einer praktischen Realisierung kann das Gehäuse des Ventiles durch den Wegfall von zwei Ventilelementen im Vergleich zu Fig. 1 wesent lich kleiner gehalten werden.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil enthält einen Anschluß P für eine Druckmittelquelle, einen An schluß A zur Druckmittelversorgung eines Ver brauchers sowie einen Anschluß R zur Druckmittel abführung von diesem Verbraucher.

Es sind zwei Ventilelemente 24, 25 für die P/A und A/R-Funktion (d. h. zur Verbindung der An schlüsse P und A sowie der Anchlüsse A und R) vorgesehen. Ihr Aufbau entspricht dem der Ventil elemente gemäß Fig. 1.

Weiterhin ist das Ventil gemäß Fig. 2 mit zwei Vor steuer-Ventilelementen 42, 142 sowie einem Inver ter-Ventilelement 41 versehen. Auch der Aufbau dieser Teile entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Die Funktion des Ventiles gemäß Fig. 2 stimmt gleichfalls mit dem Prinzip der Variante gemäß Fig. 1 überein.

In der veranschaulichten Schaltstellung ist das Ventilelement 24 betätigt, so daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A unterbrochen ist. Das Ventilelement 25 ist entlüftet, so daß zwischen den Anschlüssen A und R eine Verbindung besteht.

Durch Zuführung eines Betätigungsimpulses zum Vorsteuer-Ventilelement 42 wird das Ventil um geschaltet, so daß der Verbraucher vom Anschluß P über den Anschluß A Druckluft erhält. Bei einem Wegfall des Betätigungsimpulses hält der unter Druck stehende Druckraum 44 den Kolbenstößel 46 in der rechten Endlage, so daß der Druckraum 35 des Ventilelementes 24 entlüftet bleibt. Gleich zeitig hält der Druck im Kanal 106 den Ventil körper 110 a des ODER-Ventilelementes 110 in der rechten Endlage, so daß der Druckraum 36 des Ven tilelementes 25 vom Kanal 106 über das ODER-Ven tilelement 110 weiter mit Druckmittel beauf schalgt wird und eine Verbindung zur Entlüftungs bohrung 67 des Vorsteuer-Ventilelementes 42 unter brochen ist.

Wird dann ein Betätigungsimpuls dem Vorsteuer- Ventilelement 142 zugeführt, so wird hierdurch der Druckraum 44 entlüftet, woraufhin die Um schaltung der Ventilelemente 24, 25 in der bereits erläuterten Weise erfolgt.

Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem 2/2-Wegeventil (d. h. bei einem Ventil mit 2 An schlüssen und 2 Schaltstellungen). Auch hier sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet. Die Darstellung in Fig. 3 ist ganz schematisch gehalten und für die konstruktive Ausbildung nicht maßgeblich. So kann insbesondere das Gehäuse wesentlich kleiner als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gehalten wer den; auch können die beiden Vorsteuer-Ventilele mente 42 und 142 sowie das Inverter-Ventilelement 140 in raumsparender Weise anders als dargestellt angeordnet werden.

Das Ventil gemäß Fig. 3 enthält nur ein einziges Ventilelement 24 für die P/A-Funktion, d. h. zur Verbindung der Anschlüsse P und A.

In der dargestellten ersten Schaltstellung des Inverter-Ventilelementes 41 ist der Druckraum 35 des Ventilelementes 24 vom Anschluß P über die Kanäle 60, 61 und 69 mit Druckmittel beauf schlagt. Die Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A ist infolgedessen unterbrochen.

Wird nun dem Vorsteuer-Ventilelement 42 ein Be tätigungsimpuls zugeführt, so daß der Plunger 55 in die rechte Endlage geht, so gelangt das Druck mittel aus dem Kanal 61 über den Druckraum 63 und den Kanal 64, das ODER-Ventilelement 110 und den Kanal 38 in den Druckraum 44. Der Kolbenstößel 46 bewegt sich infolgedessen nach rechts und ver schließt mit der Dichtung 50 die Düse 51. Dadurch wird die Druckmittelzufuhr zum Druckraum 35 unter brochen und gleichzeitig dieser Druckraum 35 über den Kanal 69, die Kammer 47 und die Bohrung 48 entlüftet. Unter der Wirkung des Druckes des Druckmittels in der Anschlußkammer 14 wird die Membran 28 angehoben und dadurch eine Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A hergestellt.

Wenn der den Vorsteuer-Ventilelement 42 zugeführ te Betätigungsimpuls wegfällt, so daß der Plunger 55 wieder in die linke Position zurückkehrt und damit die Verbindung zwischen dem Kanal 61 und dem Kanal 64 unterbricht, so wird der Ventil körper 110 des ODER-Ventilelementes 110 durch die Druckdifferenz zwischen den Kanälen 64 und 106 in seine rechte Position umgeschaltet, so daß der Druckraum 44 weiterhin mit Druckmittel aus der Kammer 7 beaufschlagt wird. Der Kolbenstößel 46 hält damit die Dichtung 50 weiterhin auf dem Ventilsitz 51 fest.

Soll das Ventil wieder in die in Fig. 3 dargestell te Stellung umgeschaltet werden, so wird ein Be tätigungsimpuls dem Vorsteuer-Ventilelement 142 zugeführt. Hierdurch wird in der bereits erläu terten Weise der Druckraum 44 entlüftet, so daß der Druck im Kanal 61 die Dichtung 50 vom Ventil sitz 51 abheben kann, wodurch Druckmittel erneut dem Druckraum 35 zugeführt wird und die Membran 28 nach unten auf ihren Ventilsitz gedrückt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 (in einer stark schematisierten Dar stellung) veranschaulicht. Für gleiche Teile sind dabei wiederum dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 3 vorgesehen. Die Ausführung gemäß Fig. 4 stellt eine Variante der Ausführung entsprechend Fig. 1 dar. Im Unterschied zu der Anordnung gemäß Fig. 1 enthält das Ventil gemäß Fig. 4 nicht das ODER-Ventilelement 110. Es ist ferner nicht nur das Vorsteuer-Ventilelement 142, sondern auch das Vorsteuer-Ventilelement 42 als 2/2-Wegeventil aus gebildet.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 ist zwischen dem Druckraum 63 des Vorsteuer-Ventilelementes 42 und dem Druckraum 44 des Inverter-Ventilelementes 41 ein frei durchgehender Verbindungskanal 38, 64 vorhanden, an den der vom Anschluß A kommende, mit verringertem Durchmesser ausgeführte Verbin dungskanal 106 unmittelbar angeschlossen ist.

Die beiden Anschlüsse des Vorsteuer-Ventilelementes 42 sind einerseits mit dem Anschluß P (über die Kanäle 60, 61) und anderereits mit dem zum Druck raum 44 des Inverter-Ventilelementes 41 führenden Verbindungskanal 64, 38 verbunden.

Die Funktion des Ventiles gemäß Fig. 4 ist folgen dermaßen:

In der in Fig. 4 veranschaulichten ersten Schalt stellung ist ein Druckmitteldurchgang zwischen den Anschlüssen B und S sowie zwischen P und A gesperrt. Der mit dem Anschluß B verbundene Ver braucher wird mit Druckluft gespeist; der mit dem Anschluß A verbundene Verbraucher ist entlüftet.

Zur Umschaltung in die zweite Schaltstellung er hält das Vorsteuer-Ventilelement 42 einen Impuls. Der Plunger 55 geht hierdurch in seine rechte Position, so daß Druckmittel vom Kanal 61 in die Kanäle 64, 38 und in den Druckraum 44 gelangt. Der Kolbenstößel 46 drückt damit die Dichtung 50 auf den Ventilsitz 51. Auf diese Weise wer den die Druckräume 33, 35 entlüftet und die Druckräume 34, 36 mit Druckmittel versorgt. Damit wird eine Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A sowie zwischen B und S hergestellt, während die Verbindung zwischen P und B sowie zwischen A und R gesperrt wird.

Nach der Umschaltung des Ventilelementes 24 wird der Verbindungskanal 38 über den Kanal 106 mit Druckmittel versorgt, auch wenn nach Wegfall des dem Vorsteuer-Ventilelementes 42 zugeführten Be tätigungsimpulses der Plunger 55 wieder in seine linke Position geht. Die zweite Schaltstellung wird auf diese Weise aufrechterhalten, bis dem Vorsteuer-Ventilelement 142 eine Betätigungsimpuls zugeführt wird. Hierdurch erfolgt in der bereits erläuterten Weise eine Entlüftung des Druckraumes 44 über die Bohrung 167, so daß sich der Kolben stößel 46 nach links bewegt. Dadurch werden nun die Druckräume 33, 35 erneut mit Druckmittel ver sorgt, während die Druckräume 34, 36 über die Bohrung 167 entlüftet werden. Die Wahl eines ge ringeren Durchlaß-Querschnitts für den Kanal 106 (im Vergleich zum Querschnitt des Kanales 38) ge währleistet ein zuverlässiges Umschalten in die erste Schaltstellung.

Ein besonderer Vorteil der in Fig. 4 veranschau lichten, bistabilen Ausführung besteht darin, daß für eine monostabile Ausführung (bei der das Vor steuer-Ventilelement 142 wegfällt) derselbe Grund körper des Ventiles Verwendung finden kann.

Wenngleich die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur Membranventile zeigen, so ist die Erfindung selbstverständlich auch bei sonstigen Sitzventilen anwendbar.

Claims

1. Ventil, enthaltend

a) wenigstens einen Anschluß P für eine Druck mittelquelle und einen Anschluß A zur Druck mittelversorgung eines Verbrauchers,
b) wenigstens ein druckmittelbestätigtes Ventil element (24) für die P/A-Funktion mit einem beweglichen Ventilkörper (28), der mit einem Ventilsitz (26 c) zusammenwirkt und in Verbin dung mit einem Druckraum (35) steht,
c) ein erstes Vorsteuer-Ventilelement (42),
d) ein über das erste Vorsteuer-Ventilelement (42) druckmittelbetätigtes Inverter-Ventil element (41) mit einem Druckraum (44) und einem Betätigungskolben (46), das in einer ersten Schaltstellung das Druckmittel vom Druckmittelanschluß P in den Druckraum (35) des Ventilelementes (24) gelangen läßt und hierdurch die Verbindung zwischen den An schlüssen P und A unterbricht und das in einer zweiten Schaltstellung das Druckmittel aus dem Druckraum (35) des Ventilelementes (24) abführt und hierdurch die Verbindung zwischen den Anschlüssen P und A herstellt,
e) wobei ein Druckraum (63) des ersten Vor steuerventilelementes (42) über einen Ver bindungskanal (38, 64) mit dem Druckraum (44) des Inverter-Ventilelementes (41) in Verbindung steht,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

f) es ist ein Verbindungskanal (106) zwischen dem Anschluß A und dem vom Druckraum (63) des ersten Vorsteuer-Ventilelementes (42) zum Druckraum (44) des Inverter-Ventil elementes (41) führenden Verbindungskanal (38, 64) vorgesehen;
g) zur Umschaltung des Inverter-Ventilelemen tes (41) in die erste Schaltstellung ist ein zweites Vorsteuer-Ventilelement (142) vorgesehen, das bei einer Impulsbetätigung das Druckmittel aus dem Druckraum (44) des Inverter-Ventilelementes (41) abführt.

2. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weiteren Merkmale:

h) in dem Verbindungskanal (38, 64) zwischen dem Druckraum (63) des ersten Vorsteuer- Ventilelementes (42) und dem Druckraum ( 44) des Inverter-Ventilelementes (41) ist ein ODER-Ventilelement (110) angeordnet, dessen erster Eingang mit dem Druckraum (63) des ersten Vorsteuer-Ventilelementes (42) verbunden ist, dessen zweiter Eingang an dem mit dem Anschluß A verbundenen Ver bindungskanal (106) angeschlossen ist und dessen Ausgang mit dem Druckraum (44) des Inverter-Ventilelementes (41) verbunden ist;
i) das erste Vorsteuer-Ventilelement (42) ist als 2/3-Wegeventil ausgebildet, wobei seine drei Anschlüsse mit dem Anschluß P, dem einen Eingang des ODER-Ventilelementes (110) und mit Atmosphäre verbunden sind;
k) das zweite Vorsteuer-Ventilelement (142) ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet, wobei seine beiden Anschlüsse mit dem Druckraum (44 ) des Inverter-Ventilelementes (41) und mit Atmosphäre verbunden sind.

3. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2,

a₁) enthaltend wenigstens einen Anschluß P für eine Druckmittelquelle, einen An schluß A zur Druckmittelversorgung eines Verbrauchers sowie einen Anschluß R zur Druckmittelabführung vom Verbraucher,
b₁) sowie wenigstens zwei druckmittelbetätigte Ventilelemente (24, 25) für die P/A- und A/R-Funktion mit je einem beweglichen Ven tilkörper (28), der mit einem Ventilsitz (26 c) zusammenwirkt und in Verbindung mit einem Druckraum (35, 36) steht,

dadurch gekennzeichnet, daß

1) der vom Ausgang des ODER-Ventilelementes (110) zum Druckraum (44) des Inverter-Ven tilelementes (41) führende Verbindungskanal (38) zugleich an den Druckraum (36) des Ventilelementes (25) für die A/R-Funktion angeschlossen ist.

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 und 2,

a₁) enthaltend einen Anschluß P für eine Druck mittelquelle, einen Anschluß A zur Druck mittelversorgung eines ersten Verbrauchers, einen Anschluß B zur Druckmittelversorgung eines zweiten Verbrauchers, einen Anschluß R zur Druckmittelabführung vom ersten Ver braucher sowie einen Anschluß S zur Druck mittelabführung vom zweiten Verbraucher,
b₁) sowie vier druckmittelbetätigte Ventil elemente (22, 23, 24, 25) für die B/S-, P/B-, A/P- und A/R-Funktion mit je einem beweglichen Ventilkörper (28), der mit einem Ventilsitz (26 c) zusammenwirkt und in Ver bindung mit einem Druckraum (33, 34, 35, 36) steht,
d₁) wobei das Inverter-Ventilelement (41) in einer ersten Schaltstellung das Druckmittel vom Anschluß P in die Druckräume (33, 35) der Ventilelemente (22, 24) für die B/S- und P/A-Funktion gelangen läßt und hierbei die Verbindung zwischen den Anschlüssen B und S sowie P und A unterbricht und das in einer zweiten Schaltstellung das Druck mittel aus den Druckräumen (33, 35) dieser Ventilelemente (22, 24) abführt und hier bei die Verbindung zwischen den Anschlüssen B und S sowie P und A herstellt,

dadurch gekennzeichnet, daß

1) der vom Ausgang des ODER-Ventilelementes (110) zum Druckraum (44) des Inverter-Ven tilelementes (41) führende Verbindungskanal (38) zugleich an die Druckräume (34,36) der Ventilelemente (23, 25) für die P/B- und A/R-Funktion angeschlossen ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

h) zwischen dem Druckraum (63) des ersten Vor steuer-Ventilelementes (42) und dem Druck raum (44) des Inverter-Ventilelementes (41) ist ein frei durchgehender Verbindungskanal (38, 64) vorhanden, an den der vom Anschluß A kommende Verbindungskanal (106) unmittel bar angeschlossen ist;
i) das erste Vorsteuer-Ventilelement (42) ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet, wobei seine beiden Anschlüsse mit dem Anschluß P und mit dem zum Druckraum (44) des Inverter- Ventilelementes (41) führenden Verbindungs kanal (38, 64) verbunden sind;
k) das zweite Vorsteuer-Ventilelement (142) ist als 2/2-Wegeventil ausgebildet, wobei seine beiden Anschlüsse mit dem Druckraum (44) des Inverter-Ventilelementes (41) und mit Atmosphäre verbunden sind.

6. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

f₁) der Querschnitt des an den Anschluß A an geschlossenen Verbindungskanales (106) kleiner als der Querschnitt des vom Druck raum (63) des ersten Vorsteuer-Ventilele mentes (42) zum Druckraum (44) des Inverter- Ventilelementes (41) führenden Verbindungs kanales (38, 63) ist.