DE3708110A1

DE3708110A1 - Electromagnetically actuated directional valve

Info

Publication number: DE3708110A1
Application number: DE19873708110
Authority: DE
Inventors: Volkmar Dipl Ing Leutner; Guenter Ing Grad Neumann; Roland Schempp; Walid Dipl Ing Bakri
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1988-09-22
Also published as: JPS63235780A

Abstract

What is proposd is an electrohydraulic directional valve (11), the control slide (19) of which can be deflected into three positions (36, 38, 39) counter to a spring system (25) by one individual single-acting switching magnet (15). The spring system (25) has two springs (29, 32) which take effect in succession in a stroke-dependent manner and which lead to a force jump (63), assigned to a middle position (38), in the force characteristic of the spring system (25), the said force jump being intersected by the stroke/force characteristic (64) of the switching magnet (50) when a part current lower than the rated load flows through the latter. The directional valve (11) can be extended by means of a main valve (12) to form a fail-safe two-stage 4/3-switching valve (10). <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigten Wege ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches elektromagnetisch betätigtes, hydraulisches Wegeventil aus der DE-OS 29 43 714 bekannt, dessen Steuerschieber von zwei stirnseitig ange ordneten, ein rückstellendes Federsystem bildenden Federn in einer Mittelstellung zentriert ist. Zwei einfachwirkende Schaltmagnete, die an beiden entgegengesetzt liegenden Stirnseiten eines Gehäuses angeordnet sind, bilden eine elektromagnetische Betätigungseinrich tung, mit welcher der Steuerschieber aus seiner Mittelstellung nach beiden Seiten hin in zwei Arbeitsstellungen auslenkbar ist. Die Be tätigungseinrichtung ist dabei so ausgerichtet, daß deren den Steuerschieber in Arbeitsstellung auslenkende Kräfte stets größer sind als die rückstellenden Federkräfte und die bei der Auslenkung zu überwindenden Widerstände. Von Nachteil bei diesem Wegeventil ist, daß es zum Erreichen von drei Stellungen zwei Schaltmagnete be nötigt, wobei deren wechselseitiges Einschalten und der gemeinsame, stromlose Zustand diese drei Stellungen ergeben. Dementsprechend werden auch zwei elektrische Zuleitungen mit Steckverbindungen sowie eine eventuelle Elektronik notwendig. Dies ist von besonderer Bedeu tung, wenn kostenintensive Spezialmagnete notwendig werden, um z.B. besonderen Umgebungsbedingungen gerecht zu werden, wie z.B. Explo sionsschutz. Ferner erfordern zwei Schaltmagnete einen erhöhten Platzbedarf, der bei bestimmten Anwendungsfällen nicht immer zur Verfügung steht.The invention is based on an electromagnetically actuated path valve according to the genus of the main claim. It is already one Electromagnetically operated, hydraulic directional valve from DE-OS 29 43 714 known, the spool of two on the front arranged a resilient spring system in one Center position is centered. Two single-acting switching magnets, the two opposite ends of a housing are arranged, form an electromagnetic actuator tion with which the control spool moves from its central position is deflectable on both sides in two working positions. The Be Actuating device is aligned so that the Control spool deflecting forces in the working position always larger are than the restoring spring forces and those at the deflection resistances to be overcome. A disadvantage of this directional valve is that there are two solenoids to reach three positions necessary, whereby their mutual switching on and the common, de-energized state these three positions result. Accordingly are also two electrical leads with connectors as well any electronics necessary. This is of particular importance when expensive special magnets become necessary, e.g. to special environmental conditions, such as Explo protection. Furthermore, two switching magnets require an increased one Space requirement, which is not always available for certain applications Available.

Ferner ist aus der DE-OS 32 05 860 ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil in zweistufiger Bauart bekannt, das im Prinzip als 4We ge-3Stellungs-Ventil aufgebaut ist. Zur Kosteneinsparung ist hier bereits vorgesehen, den Steuerschieber im vorsteuernden Wegeventil mit Hilfe eines Proportionalmagneten und eines zusätzlichen Schalt magneten anzusteuern. Hier handelt es sich um kein einfaches Schalt ventil, sondern um ein aufwendiges Proportionalventil, mit dem ein Volumenstrom abhängig von einem veränderlichen Eingangssignal steuerbar ist. Dazu ist ein aufwendiger, teurer Proportionalmagnet notwendig. Die Anordnung zweier Hubmagnete führt zu einer aufwen digen Bauweise.Furthermore, from DE-OS 32 05 860 an electromagnetically operated Directional control valve in two-stage design known, which in principle as 4We 3-position valve is constructed. To save costs is here already provided the spool in the pilot control valve with the help of a proportional magnet and an additional switching to control magnets. This is not an easy shift valve, but a complex proportional valve with which a Volume flow dependent on a variable input signal is controllable. There is also a complex, expensive proportional magnet necessary. The arrangement of two solenoids leads to one construction.

Ferner ist aus der DE-AS 11 79 068 ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil bekannt, dessen Ventilglied mit einem Federsystem aus drei Federn zusammenarbeitet, um die Rückstellkraft auf den Verlauf der Magnetkraftkennlinie abzustimmen. Nachteilig hierbei ist, daß es sich um ein direkt gesteuertes Sitzventil für nur zwei Stellungen handelt und sich nicht als Dreistellungsventil eignet. Zudem führt dieses Federsystem zu einer relativ komplizierten Bauweise.Furthermore, from DE-AS 11 79 068 is an electromagnetically operated Directional control valve known, the valve member with a spring system three springs work together to provide the restoring force on the gradient the magnetic force characteristic. The disadvantage here is that it is a directly controlled poppet valve for only two positions is and is not suitable as a three-position valve. Also leads this spring system to a relatively complicated construction.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße, elektromagnetisch betätigte Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es mit Hilfe eines einzigen Schaltmagneten ein Drei stellungsventil ermöglicht. Ein zweiter Magnet mit zugehöriger Steckverbindung und elektrischer Zuleitung entfällt, so daß eine kostengünstige und raumsparende Bauweise ermöglicht wird. Darüber hinaus läßt sich das Wegeventil auch mit einfachen Mitteln reali sieren und ist für eine direkt gesteuerte und eine vorgesteuerte Bauweise anwendbar.The electromagnetically operated directional valve according to the invention with the In contrast, characteristic features of the main claim Advantage that it is a three with the help of a single switching magnet position valve allows. A second magnet with an associated one Plug connection and electrical supply line is omitted, so that a inexpensive and space-saving design is made possible. About that In addition, the directional control valve can also be realized with simple means and is for a directly controlled and a pre-controlled Construction applicable.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Aus gestaltung nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, die eine einfache, billi ge und kompakte Bauweise sowie eine sichere Arbeitsweise unterstüt zen. Zweckmäßig ist eine Ausbildung nach Anspruch 5, wodurch der einzige Schaltmagnet nach zwei unterschiedlichen Hub-Kraft-Kenn linien betrieben werden kann. Günstig ist ferner eine Ausbildung nach Anspruch 6, wodurch das Arbeiten des Schaltmagneten unabhängig wird von Unterspannungen. Zudem lassen sich dadurch Übererregungen des Schaltmagneten besser steuern, was nicht nur zu einem erhöhten Kraftgewinn führt, sondern auch durch kürzere Schaltzeiten eine hö here Dynamik erlaubt. Vorteilhaft ist es ferner, wenn gemäß Anspruch 7 die elektrische Ansteuerung aus einem Steuerschrank heraus zum Ma gneten verlagert wird, wodurch der Wärmeanfall in dem Steuerschrank gesenkt werden kann. Die Anordnung einer derartigen Steuerelektronik am Schaltmagneten begünstigt eine Ansteuerung, bei der zu Beginn des Schaltvorgangs mit erhöhtem Strom und am Ende des Schaltvorgangs mit einer Stromreduktion gearbeitet werden kann. Durch die Ausbildung nach Anspruch 8 läßt sich in zweckmäßiger Weise eine Sicherheits funktion erzielen. Außerst vorteilhaft sind Ausführungen nach den Ansprüchen 10 bis 12, wodurch ein vorgesteuertes Wegeventil für drei Stellungen mit einem einzigen Schaltmagnet auskommt und dabei beson ders hohen Sicherheitsanforderungen genügt. Insbesondere können hierbei auch starke Strömungskräfte am Längsschieber des Hauptven tils beherrscht werden und keinen störenden Einfluß auf den vor steuernden Steuerschieber ausüben. Weiterhin läßt sich ein störender Einfluß auf das Hauptventil beim Durchfahren einer Schaltstellung im Vorsteuerventil vermeiden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen er geben sich aus der Zeichnung in Verbindung mit der Beschreibung.The measures listed in the subclaims provide for partial training and improvements in the main claim indicated directional valve possible. An off is particularly advantageous design according to claims 2, 3 and 4, the simple, billi and compact design as well as a safe working method Zen. A training according to claim 5 is useful, whereby the only switching magnet after two different stroke-force characteristics lines can be operated. Training is also favorable of claim 6, whereby the operation of the switching magnet independently is from undervoltage. It can also cause overexcitation better control of the solenoid, which not only results in an increased Power gain leads, but also by shorter switching times a higher Dynamics allowed here. It is also advantageous if according to claim 7 the electrical control from a control cabinet to the Ma gneten is shifted, causing the heat in the control cabinet can be lowered. The arrangement of such control electronics on the switching magnet favors a control in which at the beginning of the Switching process with increased current and at the end of the switching process with a current reduction can be worked. Through training according to claim 8 can be a security in a convenient manner achieve function. Versions according to the are extremely advantageous Claims 10 to 12, whereby a pilot operated directional valve for three Positions with a single solenoid and special high security requirements are sufficient. In particular can here also strong flow forces on the longitudinal slide of the Hauptven tils are mastered and no disruptive influence on the front control steering spool. Furthermore, an annoying Influence on the main valve when moving through a switch position in the Avoid pilot valve. Further advantageous embodiments, he emerge from the drawing in conjunction with the description.

drawing

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenThree embodiments of the invention are shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei spiel, bei dem das erfindungsgemäße Wegeventil ein Hauptventil vor steuert, Fig. 2 zeigt das Schaltsymbol des zweistufigen Schaltven tils nach Fig. 1, Fig. 3 ein Kennlinienfeld für den Schaltmagneten und das Federsystem des erfindungsgemäßen Wegeventils, Fig. 4 und 5 eine zweite bzw. dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wege ventils in vereinfachter Darstellung und für unterschiedliche An steuerungsarten. Fig. 1 shows a longitudinal section through a first game Ausführungsbei, in which the directional valve according to the invention controls a main valve before, Fig. 2 shows the switching symbol of the two-stage Schaltven valve according to Fig. 1, Fig. 3 shows a characteristic field for the solenoid and the spring system of the directional valve according to the invention , control modes FIGS. 4 and 5, a second and third embodiment of the directional control valve according to the invention in a simplified representation and for different an.

Description of the execution examples

Die Fig. 1 zeigt ein Schaltventil 10, das als zweistufiges 4We ge-3Stellungs-Ventil ausgebildet ist und im wesentlichen aus einem 4/3-Wegeventil 11 und einem von diesem vorgesteuerten Hauptventil 12 besteht. Fig. 1 shows a switching valve 10 , which is designed as a two-stage 4We-3 position valve and consists essentially of a 4/3-way valve 11 and a main valve 12 piloted by this.

Das Wegeventil 11 weist ein Gehäuse 13 auf, an dessen einer Stirn seite 14 ein einfachwirkender Schaltmagnet 15 angebaut ist, während an der gegenüberliegenden, zweiten Stirnseite 16 eine das Gehäuse 13 durchdringende Schieberbohrung 17 durch einen Deckel 18 verschlossen ist. The directional control valve 11 has a housing 13 , on the one end face 14 of which a single-acting switching magnet 15 is attached, while on the opposite, second end face 16 a slide bore 17 penetrating the housing 13 is closed by a cover 18 .

In der Schieberbohrung 17 ist ein Steuerschieber 19 dicht und glei tend geführt, der die Druckmittelverbindungen zwischen einem Zulauf 21, und einem Rücklauf 22 sowie zwei Verbraucheranschlüssen 23 und 24 steuert. Der Steuerschieber wird von einem Federsystem 25, das in einer zur zweiten Stirnseite 16 hin offenen Ausdrehung 26 der Schie berbohrung 17 angeordnet ist, nach rechts gegen einen gehäusefesten Anschlag 27 gedrückt, während er bei einer Erregung des Schaltmagne ten 15 von dessen Stößel 28 gegen die Kraft des Federsystems 25 nach links - bezogen auf Fig. 1 - auslenkbar ist.In the slide bore 17 , a control slide 19 is tight and sliding tend, which controls the pressure medium connections between an inlet 21 and a return 22 and two consumer connections 23 and 24 . The control slide is pressed by a spring system 25 , which is arranged in a bore 26 open to the second end face 16 of the slide bore 17 , to the right against a housing-fixed stop 27 , while it excites the switching magnet 15 from its plunger 28 against the Force of the spring system 25 to the left - based on Fig. 1 - is deflectable.

Das Federsystem 25 weist eine erste, innenliegende Feder 29 auf, die sich einerseits am Gehäusedeckel 18 und andererseits an einer ring förmigen Stirnfläche 31 des Steuerschiebers 19 abstützt. Konzen trisch zur ersten Feder 29 ist eine zweite Feder 32 mit größerem Durchmesser angeordnet, die sich einerseits am Deckel 18 und ande rerseits an einem Bund 33 eines im wesentlichen hülsenförmig ausge bildeten Federtellers 34 abstützt, dessen Bund 33 an einem gehäuse festen Absatz 35 der Ausdrehung 26 anliegt. In der in Fig. 1 ge zeigten Endstellung 36 des Steuerschiebers 19, in welcher die erste Feder 29 den Steuerschieber 19 gegen den gehäusefesten Anschlag 27 drückt, ist zwischen dem Federteller 34 und der Stirnfläche 31 des Steuerschiebers 19 ein Abstand 37 ausgebildet, welcher dem Hub des Steuerschiebers zwischen seiner Endstellung 36 und einer Mittelstel lung 38 entspricht.The spring system 25 has a first, internal spring 29 , which is supported on the one hand on the housing cover 18 and on the other hand on a ring-shaped end face 31 of the control slide 19 . Concentrically to the first spring 29 , a second spring 32 with a larger diameter is arranged, which is supported on the one hand on the cover 18 and on the other hand on a collar 33 of a substantially sleeve-shaped spring plate 34 , the collar 33 on a housing-fixed paragraph 35 of the rotation 26 is present. In the ge in Fig. 1 shown end position 36 of the spool 19 , in which the first spring 29 presses the spool 19 against the fixed stop 27 , a distance 37 is formed between the spring plate 34 and the end face 31 of the spool 19 , which the stroke of the control slide between its end position 36 and a middle position 38 corresponds.

Wie das zum Wegeventil nach Fig. 1 gehörige Schaltsymbol nach Fig. 2 näher zeigt, sind in der gezeichneten, federzentrierten Endstel lung 36 die beiden Verbraucheranschlüsse 23, 24 mit den Rücklauf 22 verbunden, während der Zulauf 21 blockiert ist. Die daran angrenzen de Mittelstellung 38 ist als Kreuzstellung ausgebildet, bei welcher der Verbraucheranschluß 24 mit dem Zulauf 21 verbunden und der Ver braucheranschluß 23 entlastet wird. Der Steuerschieber 19 weist fer ner als dritte Schaltstellung eine zweite Endstellung 39 auf, die als Parallelstellung ausgebildet ist. As the belonging to the directional valve according to Fig. 1 circuit symbol in FIG. 2 shows in greater detail, are in a drawn, spring-centered Endstel lung 36, the two consumer connections 23, 24 connected to the return line 22, while the inlet is blocked the 21st The adjoining de middle position 38 is formed as a cross position, in which the consumer connection 24 is connected to the inlet 21 and the consumer connection 23 is relieved. The control slide 19 has fer ner as a third switching position, a second end position 39 , which is designed as a parallel position.

Wie die Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 näher zeigt, dient das We geventil 11 zum Vorsteuern des Hauptventils 12, das als 4Wege-3Stel lungs-Ventil ausgebildet ist. Es hat einen von Zentrierfedern 41, 42 in einer Neutralstellung 43 zentrierten Längsschieber 44, der hy draulisch nach beiden Seiten in eine erste (45) und eine zweite Ar beitsstellung 46 auslenkbar ist. Zu diesem Zweck sind die beiden Steueranschlüsse 47, 48 des Hauptventils 12 an die Verbraucheran schlüsse 23, 24 des vorsteuernden Wegeventils 11 angeschlossen. In die von den Steueranschlüssen 47, 48 zu den die Zentrierfedern 41 bzw. 42 aufnehmenden Druckkammern 49, 51 führenden Steuerverbindun gen ist jeweils ein Drosselrückschlagventil 52 bzw. 53 so geschal tet, daß der jeweils vom Wegeventil 11 zufließende Steuerölstrom ge dämpft wird.As shown in FIG. 1 in conjunction with FIG. 2, the valve 11 serves to pilot the main valve 12 , which is designed as a 4-way, 3-position valve. It has one of centering springs 41 , 42 in a neutral position 43 centered longitudinal slide 44 , the hy draulic to both sides in a first ( 45 ) and a second Ar beitsstellung 46 can be deflected. For this purpose, the two control connections 47 , 48 of the main valve 12 to the consumer connections 23 , 24 of the pilot valve 11 are connected. In the control connections 47 , 48 to the centering springs 41 and 42 receiving pressure chambers 49 , 51 leading control connections, a throttle check valve 52 or 53 is switched in each case so that the control oil flow flowing in from the directional control valve 11 is damped.

Wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 näher zeigt, ist der Längs schieber 44 so ausgebildet, daß er in seiner Neutralstellung 43 die beiden Motoranschlüsse 54, 55 hydraulisch blockiert, während sie in den beiden Arbeitsstellungen 45, 46 abwechselnd mit dem Zulauf 21 bzw. dem Rücklauf 22 verbunden werden.As shown in FIG. 1 in connection with FIG. 2, the longitudinal slide 44 is designed such that it blocks the two motor connections 54 , 55 hydraulically in its neutral position 43 , while alternating with the inlet 21 in the two working positions 45 , 46 or the return 22 are connected.

Die Wirkungsweise des vorgesteuerten Schaltventils 10 wird wie folgt erläutert, wobei zugleich auf die Fig. 3 Bezug genommen wird, die in ihrem Kennlinienfeld Kraftverläufe für den Schaltmagneten 15 und für das Federsystem 25 zeigt.The mode of operation of the pilot-operated switching valve 10 is explained as follows, reference being made at the same time to FIG. 3, which shows force curves for the switching magnet 15 and for the spring system 25 in their characteristic field.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Schaltventils 10 ist der Schaltmagnet 15 nicht erregt, so daß die erste Feder 29 den Steuerschieber 19 gegen den gehäusefesten Anschlag 27 in seine ge zeichnete, erste Endstellung 36 drückt, in der die beiden Druckräume 49, 51 im Hauptventil 12 zum Rücklauf 22 entlastet sind. Die Zen trierfedern 41, 42 halten den Längsschieber 44 in seiner gezeichne ten Neutralstellung 43, in der beide Motoranschlüsse 54, 55 hydrau lisch blockiert sind. Bei Ausfall des Schaltmagneten 15 wird somit eine Sicherheitsfunktion erreicht, indem ein vom Hauptventil 12 ge steuerter Motor in seiner jeweiligen Lage gehalten wird. Diese End stellung 36 ist in Fig. 3 ebenfalls angegeben, wobei durch die Kraftkennlinie 56 der ersten Feder 29 die Kraft F 1 bestimmt wird, mit welcher der Steuerschieber 19 in seiner Stellung gehalten wird.In the position of the switching valve 10 shown in FIG. 1, the switching magnet 15 is not energized, so that the first spring 29 presses the control slide 19 against the housing-fixed stop 27 into its ge-drawn, first end position 36 , in which the two pressure chambers 49 , 51st are relieved in the main valve 12 to the return 22 . The Zen trier springs 41 , 42 hold the longitudinal slide 44 in its drawing neutral position 43 , in which both motor connections 54 , 55 are blocked hydraulically. If the switching magnet 15 fails, a safety function is thus achieved by holding a motor controlled by the main valve 12 in its respective position. This end position 36 is also shown in Fig. 3, wherein the force F 1 is determined by the force characteristic 56 of the first spring 29 , with which the control slide 19 is held in its position.

Soll der Längsschieber 44 im Hauptventil 12 nach rechts in seine zweite Arbeitsstellung 46 ausgelenkt werden, so wird der Schaltma gnet 15 voll bestromt. Über den Stößel 28 verschiebt er den Steuer schieber 19 zuerst gegen die erste, innere Feder 29, bis seine Stirnseite 31 am Federteller 34 zur Anlage kommt; im weiteren Ver lauf verschiebt er über den Federteller 34 den Steuerschieber 19 auch zusätzlich gegen die äußere, zweite Feder 32 bis in seine zwei te Endstellung 39, die z.B. durch Anschlag des Federtellers 34 am Deckel 18 begrenzt werden kann. In der zweiten Endstellung 39 ge langt Steueröl über den Verbraucheranschluß 23, den Steueranschluß 47 zur linken Druckkammer 49 und lenkt den Längsschieber 44 gegen die Kraft der Zentrierfeder 42 aus in seine zweite Arbeitsstellung 46. Damit fließt Druckmittel vom Zulauf 21 zum Motoranschluß 54, während der zweite Motoranschluß 55 entlastet ist.If the longitudinal slide 44 in the main valve 12 is deflected to the right into its second working position 46 , the Schaltma gnet 15 is fully energized. About the plunger 28 he moves the control slide 19 first against the first inner spring 29 until its end face 31 comes to rest on the spring plate 34 ; in the further run he moves the spring spool 34, the spool 19 also against the outer, second spring 32 to its two te end position 39 , which can be limited, for example, by the spring plate 34 on the cover 18 . In the second end position 39, control oil reaches ge via the consumer connection 23 , the control connection 47 to the left pressure chamber 49 and deflects the longitudinal slide 44 against the force of the centering spring 42 into its second working position 46 . Pressure medium thus flows from the inlet 21 to the motor connection 54 , while the second motor connection 55 is relieved.

Wie Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 besonders deutlich zeigen, durchfährt bei diesem Schaltvorgang der Steuerschieber 19 seine Mit telstellung 38. Mit Hilfe der dämpfenden Wirkung der Drosselrück schlagventile 52 und 53 und durch entsprechende reichliche Dimensio nierung der positiven Überdeckung am Längsschieber 44 des Hauptven tils 12 läßt sich hierbei erreichen, daß die vorübergehende, kurz zeitige Auslenkung des Längsschiebers 44 nach der entgegengesetzten Seite während des Durchfahrens der Mittelstellung 38 des Steuer schiebers 19, relativ klein bleibt im Verhältnis zum Nennhub des Längsschiebers 44, so daß dieser Effekt nicht auf das Hauptsystem durchschlägt. Trotz dieser positiven Überdeckung und der Dämpfung lassen sich dabei mit dem Schaltventil 10 Schaltzeiten erreichen, die im Vergleich zu direkt gesteuerten Geräten für vergleichbare Durchflüsse niedriger sind.As shown particularly clearly in FIG. 2 in connection with FIG. 3, the control slide 19 passes through its middle position 38 during this switching operation. With the help of the damping effect of the throttle return check valves 52 and 53 and by appropriate ample dimensioning of the positive overlap on the longitudinal slide 44 of the Hauptven valve 12 can be achieved here that the temporary, short-term deflection of the longitudinal slide 44 to the opposite side while driving through the Center position 38 of the control slide 19 , remains relatively small in relation to the nominal stroke of the longitudinal slide 44 , so that this effect does not affect the main system. Despite this positive overlap and the damping, 10 switching times can be achieved with the switching valve, which are lower in comparison to directly controlled devices for comparable flow rates.

Wie Fig. 3 ferner zeigt, arbeitet der Schaltmagnet 15 bei voller Bestromung nach einer Hub-Kraft-Kennlinie 57, die in allen Schalt stellungen 36, 38, 39 ein dem Federsystem 25 zugeordnetes Kraftband 58 übersteigt. Das Kraftband 58 wird in einem ersten Abschnitt 59 zwischen den Stellungen 36 und 38 durch die Kraftkennlinie 56 der ersten Feder 29 bestimmt. Ein zweiter Abschnitt 61 des Kraftbandes 58 im Bereich zwischen den Stellungen 38 und 39 ergibt sich aus der Summe der Kräfte, welche durch die Kraftkennlinie 56 der ersten Fe der 29 und einer zweiten Kraftkennlinie 62 der zweiten Feder 32 in diesem Bereich bestimmt wird. Die beiden Abschnitte 59, 61 sind durch einen Kraftsprung 63 miteinander verbunden, welcher die Mit telstellung 38 des Steuerschiebers 19 markiert, bei welcher er mit seiner Stirnseite 31 am Federteller 34 anliegt, das sich seinerseits noch am gehäusefesten Absatz 35 abstützt.As FIG. 3 also shows, the switching magnet 15 operates at full current according to a stroke-force characteristic curve 57 which in all switching positions 36 , 38 , 39 exceeds a force band 58 assigned to the spring system 25 . The force band 58 is determined in a first section 59 between the positions 36 and 38 by the force characteristic curve 56 of the first spring 29 . A second section 61 of the force band 58 in the area between the positions 38 and 39 results from the sum of the forces which is determined in this area by the force characteristic curve 56 of the first Fe 29 and a second force characteristic curve 62 of the second spring 32 . The two sections 59 , 61 are connected by a force jump 63 , which marks the middle position 38 of the spool 19 , in which it rests with its end face 31 on the spring plate 34 , which in turn is still supported on the housing-fixed paragraph 35 .

Um den Längsschieber 44 im Hauptventil 12, bezogen auf Fig. 1, nach links in seine erste Arbeitsstellung 45 auszulenken, wird der einzi ge Schaltmagnet 15 im Vergleich zu seiner Nennbelastung nur teilwei se bestromt. Der Schaltmagnet 15 arbeitet dabei nach einer in Fig. 3 näher angegebenen, zweiten Hub-Kraft-Kennlinie 64, die im Bereich des Kraftsprunges 63 einen sicheren Schnittpunkt mit dem Kraftband 58 des Federsystems 25 ergibt. Dieser Schnittpunkt wird bei demje nigen Hub des Steuerschiebers 19 erreicht, bei dem er auf den Feder teller 34 aufläuft und die Vorspannkraft der äußeren, zweiten Feder 32 einen der Magnetkraft entgegengesetzten Kraftsprung 63 erzeugt. In dieser Mittelstellung 38 des Steuerschiebers 19 gelangt Steueröl über den Verbraucheranschluß 24 zur Druckkammer 51, wodurch der Längsschieber 44 im Hauptventil 12 nach links in seine erste Ar beitsstellung 45 ausgelenkt wird. Druckmittel vom Zulauf 21 gelangt dadurch zum Motoranschluß 55, während der andere Motoranschluß 54 entlastet ist.In order to deflect the longitudinal slide 44 in the main valve 12 , based on FIG. 1, to the left into its first working position 45 , the ge solenoid 15 is only partially energized compared to its nominal load. The switching magnet 15 operates according to a second stroke-force characteristic curve 64 , which is shown in more detail in FIG. 3 and which in the area of the force jump 63 results in a safe intersection with the force band 58 of the spring system 25 . This intersection is reached at the stroke of the control slide valve 19 , in which it runs onto the spring plate 34 and the biasing force of the outer, second spring 32 generates a force jump 63 opposite the magnetic force. In this middle position 38 of the spool 19 control oil passes through the consumer port 24 to the pressure chamber 51 , whereby the longitudinal slide 44 in the main valve 12 to the left in its first Ar beitsstellung 45 is deflected. Pressure medium from the inlet 21 thereby reaches the motor connection 55 , while the other motor connection 54 is relieved.

Mit einem einzigen Schaltmagneten 15 läßt sich somit ein einfach und kompakt bauendes Schaltventil 10 erreichen, das drei definierte Schaltstellungen aufweist und zudem ein hohes Maß an Sicherheitsan forderungen erfüllt.With a single switching magnet 15 , a simple and compact switching valve 10 can thus be achieved, which has three defined switching positions and also meets a high degree of safety requirements.

Die Fig. 4 zeigt ein zweites Wegeventil 70 in vereinfachter Dar stellung und in einer direkt gesteuerten Bauweise, bei welchem dem Schaltmagneten 15 ein Verstärker 71 zugeordnet ist. Mit Hilfe einer Ansteuerung 72 können an den Verstärker 71 verschiedene Spannungs pegel angelegt werden, so daß der Schaltmagnet 15 mit zweierlei Ma gnetstromen belastet werden kann. Fig. 4 shows a second directional valve 70 in a simplified Dar position and in a directly controlled design, in which the switching magnet 15 is assigned an amplifier 71 . With the aid of a control 72 different voltage levels can be applied to the amplifier 71 so that the switching magnet 15 can be loaded with two magnetic currents.

Die Fig. 5 zeigt ein drittes Wegeventil 75 mit am Schaltmagnet 15 angeordnetem Verstärker 71, dessen Energieversorgung aus einer Ring leitung 76 erfolgt, während er seine Schaltsignale aus einem Daten bus 77 erhält. Fig. 5 shows a third directional control valve 75 with arranged on the switching magnet 15 amplifier 71 , the energy supply from a ring line 76 , while it receives its switching signals from a data bus 77 .

Mit den beim zweiten und dritten Wegeventil 70, 75 gezeigten An steuerungsarten, bei denen der Verstärker 71 am Schaltmagnet 15 an gebaut wird, lassen sich in einfacher Weise zwei verschieden große Ströme zur Erregung des Schaltmagneten 15 erzeugen, wobei an den Verstärker 71 die entsprechenden Sollwerte als Eingangssignale ange legt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Verstärker 71 als elektronische Baueinheit ausgebildet ist und im Taktbetrieb den Schaltmagnet 15 steuert. Störende Einwirkungen durch Unterspannung oder Temperatureinflüsse sind dadurch besser zu vermeiden. Der Takt betrieb ist bei Impulsbreiten-Modulation der Signale durchführbar. With the control types shown in the second and third directional control valves 70 , 75 , in which the amplifier 71 is built on the switching magnet 15 , two differently large currents for excitation of the switching magnet 15 can be generated in a simple manner, with the corresponding setpoints on the amplifier 71 as input signals. It is advantageous if the amplifier 71 is designed as an electronic unit and controls the switching magnet 15 in cyclical operation. Interfering effects due to undervoltage or temperature influences can thus be avoided better. The clock operation can be carried out with pulse width modulation of the signals.

Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Ausführungsbei spielen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Obwohl das Wegeventil 11 in direkt gesteuerter Bauart mit einem einzigen Schaltmagneten bereits drei Stellungen ermöglicht, stellt die in Fi gur 1 aufgezeigte Bauart mit einem zugeordneten 4/3-Hauptventil eine besonders vorteilhafte Kombination dar. Besonders zweckmäßig kann bei einem elektronischen Verstärker sein, daß am Schaltmagneten ein Kraftgewinn durch dessen Übererregung ausgenutzt wird und damit auch eine höhere Dynamik des Schaltmagneten 15 und somit auch verkürzte Schaltzeiten erreicht werden. Ferner erlaubt die elektronische An steuerung mit Verstärker auch Schaltvorgänge, bei denen nach dem an fänglich erhöhten Strom eine hub-, zeit- oder haltestromabhängige Stromreduktion vorgenommen wird. Mit dem Begriff Nennstrom ist im Vergleich zum Teilstrom das obere Lastniveau am Schaltmagnet zu ver stehen, so daß dieser Begriff nicht eng auf die am Typenschild des Schaltmagneten angegebene Nennbelastung auszulegen ist.Of course, changes to the exemplary embodiments shown are possible without departing from the spirit of the invention. Although the directional control valve 11 already enables three positions in a directly controlled design with a single switching magnet, the design shown in FIG. 1 with an associated 4/3 main valve represents a particularly advantageous combination. It can be particularly useful in an electronic amplifier that on Switching magnet a gain in power is exploited by overexcitation and thus also a higher dynamics of the switching magnet 15 and thus shorter switching times can be achieved. Furthermore, the electronic control with amplifier also allows switching operations in which a stroke, time or holding current-dependent current reduction is carried out after the initially increased current. With the term nominal current, the upper load level on the switching magnet is to be understood in comparison to the partial current, so that this term should not be interpreted closely to the nominal load indicated on the rating plate of the switching magnet.

Claims

1. Electromagnetically operated directional control valve with in a housing to ordered spool valve, which is adjustable against the force of a resilient spring system by an electromagnetic, switching actuating device in three positions, the actuating device excitation with nominal current exceeds the force of the spring system by the To deflect control spool into its outer end position, characterized in that the actuating device consists of a single switching magnet ( 15 ), that the spring system ( 25 ) has at least two springs ( 29 , 32 ) counteracting the switching magnet ( 15 ), the common force band ( 58 ) of which in the force-displacement characteristic field has a force jump ( 63 ), which marks the middle ( 38 ) of the three positions ( 36 , 38 , 39 ) and that the Schaltma gnet ( 15 ) at one of the middle position ( 38 ) assigned divider excitation Lift-force characteristic curve ( 64 ), which the force band ( 58 ) of the spring system ( 25 ) in the area of the force jump ( 63 ) cuts.

2. Directional control valve according to claim 1, characterized in that the Fe dersystem ( 25 ) has two mutually concentric springs ( 29 , 32 ), of which the first ( 29 ) on a housing-fixed construction part ( 18 ) and on an end face ( 31 ) of the control slide ( 19 ) is supported, while the second spring ( 32 ) is supported on the housing-fixed component ( 32 ) and via a spring plate ( 34 ) on a housing-fixed shoulder ( 35 ), which the middle ( 38 ) of the three positions ( 36 , 38 , 39 ) is assigned.

3. Directional control valve according to claim 2, characterized in that the outer re, second spring ( 32 ) has a steeper force characteristic ( 62 ) than the ste, inner spring ( 29 ).

4. Directional control valve according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the spring system ( 25 ) and the switching magnet ( 15 ) are arranged at opposite ends of the control slide ( 19 ).

5. Directional control valve according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the switching magnet ( 15 ) is connected to an electrical control device ( 71 , 72 , 77 ) via which the switching magnet ( 15 ) can be controlled with at least two setpoints is.

6. Directional control valve according to claim 5, characterized in that the elec trical control device ( 71 , 72 , 77 ) controls the switching magnet ( 15 ) in clocked operation.

7. Directional valve according to claim 5 or 6, characterized in that an amplifier ( 71 ) of the electrical control device on the Schaltma gnet ( 15 ) is arranged.

8. Directional valve according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the control slide ( 19 ) forms part of a 4/3-way valve ( 11 ) and in by the spring system ( 25 ) when the switching magnet ( 15 ) is not energized an end position ( 36 ) is centered, in which both consumer connections ( 23 , 24 ) are connected to the return connection ( 22 ) and in particular the inlet connection ( 21 ) is blocked.

9. Directional control valve according to claim 8, characterized in that a cross and a parallel position ( 39 , 38 ) connect to this relief position ( 36 ) as two working positions.

10. Directional control valve according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that it is part of a pilot-operated switching valve ( 10 ).

11. Directional control valve according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the consumer connections ( 23 , 24 ) with the control connections ( 47 , 48 ) of the hydraulically operated 4/3-Hauptven valve ( 12 ) are connected, the spring-centered Longitudinal slide ( 44 ) from its central position ( 43 ) to both sides in two working positions ( 45 , 46 ) can be deflected.

12. Directional control valve according to claim 10 or 11, characterized in that in the main valve ( 12 ) in the control lines ( 47 , 49 ; 48 , 51 ) the movement of the longitudinal slide valve ( 44 ) damping means, in particular Dros sel check valves ( 52 , 53 ) are switched.