DE4232586A1 - Switching valve with regulation of output pressure - has inlet valve stage that closes when output pressure exceeds reference with vent valve stage opening to control pressure - Google Patents
Switching valve with regulation of output pressure - has inlet valve stage that closes when output pressure exceeds reference with vent valve stage opening to control pressureInfo
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Abstract
Description
Es ist bekannt, ein Relaisventil für fluidische Medien mit durch einen Steuerdruck beaufschlagbare, nebeneinanderliegende oder übereinander angeordnete Relaiskolben zu bilden, zwischen denen eine Arbeitskammer angeordnet ist, wobei an der Einlaßseite einem ersten Gehäuseanschluß eine Vorratskammer und ein Einlaßventil mit einem federkraftbeaufschlagten Relaiskolben und an einer Auslaßseite einem zweiten Gehäuseanschluß ein federkraftbeaufschlagter weiterer Relaiskolben zugeordnet ist. Die an den Relaiskolben angreifenden Federkräfte wirken in entgegengesetzter Richtung. Es sind jeweils zwei Relaiskolben an eine Steuerleitung angeschlossen, und die Ventilsitze sind einander abgewandt angeordnet. Derartigen Relaisventilen ist die Aufgabe übertragen, die Ansprech- und Schwellzeit, beispielsweise für einen pneumatisch gesteuerten Brems- oder Schaltvorgang durch schnelles Belüften der Betätigungsorgane zu verkürzen. Diesbezüglich erfüllt das bekannte Relaisventil die Aufgabe, ein Relaisventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem mit einfachen Mitteln und bei kompaktem Aufbau das Schaltverhalten verbessert wird (DE-PS 28 09 554).It is known to use a relay valve for fluidic media through a Control pressure applied, side by side or one above the other arranged to form relay pistons, between which a working chamber is arranged, with a first housing connection on the inlet side a pantry and an inlet valve with a spring-loaded relay piston and one on an outlet side second housing connection a further spring-loaded Relay piston is assigned. Those attacking the relay piston Spring forces act in the opposite direction. There are two each Relay piston connected to a control line, and the valve seats are arranged facing away from each other. Such relay valves is the Transfer task, the response and threshold time, for example for a pneumatically controlled braking or shifting process through fast Shorten the ventilation of the actuators. In this regard, that fulfills known relay valve the task of a relay valve of the beginning to create mentioned type, in which with simple means and compact structure, the switching behavior is improved (DE-PS 28 09 554).
Dabei sind allerdings erhebliche Mittel für die Einsteuerung des Steuerdrucks, d. h. meist entfernt angeordnete Einrichtungsteile erforderlich, die einerseits die Kompaktheit des Ventilgehäuses stören und andererseits unter Aufbietung von erheblichen Energiemengen den Steuerdruck erzeugen. Es ist jedoch erforderlich, den Arbeitsdruck und den Steuerdruck genauer als bisher aufeinander abzustimmen.However, considerable resources are needed to control the Control pressure, d. H. mostly remotely located furnishings required, which on the one hand interfere with the compactness of the valve housing and on the other hand, with the application of considerable amounts of energy Generate control pressure. However, it is necessary to have the working pressure and to coordinate the control pressure more precisely than before.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Relaisventil mit einer überlagerten Druckregelung zu schaffen.The invention specified in claim 1 is based on the problem Relay valve with a superimposed pressure control.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein solches Relaisventil nunmehr in elektropneumatische Anlagen mit Mengen- und Druckregelventilen integriert werden kann, daß durch die Ergänzung mit einer Vorsteuerstufe und die zusätzliche Druckregelelektronik mit Drucksensorierung in der Arbeitsleitung ein nach dem Sitzprinzip arbeitendes 3/3-Wegeventil großer Nennweite zu einem elektropneumatischen Druckregelventil umgestaltet wird. Es ist daher nunmehr möglich, ein Relaisventil mit relativ grober pneumatischer Ansteuerung und einer großen Hysterese bei großer Nennweite zu einem feinfühligen elektropneumatischen Druckregelventil umzurüsten.The advantages achieved with the invention are in particular that such a relay valve is now used in electropneumatic systems Flow and pressure control valves can be integrated that through the Supplement with a input tax level and the additional Pressure control electronics with pressure sensor in the work line 3/3-way valve with a large nominal size working according to the seating principle an electropneumatic pressure control valve is redesigned. It is therefore now possible a relay valve with a relatively coarse pneumatic Control and a large hysteresis with a large nominal size to one sensitive electropneumatic pressure control valve.
Weitere Vorteile bestehen in einer wesentlichen Verkürzung der Entwicklungszeit eines elektropneumatischen Druckregelventils großer Nennweite durch Rückgriff auf ein bestehendes, an sich ungeregeltes Ventil.Further advantages consist in a substantial shortening of the Development time of an electropneumatic pressure control valve large Nominal size by using an existing, unregulated one Valve.
Die Eigenschaften der bestehenden Relaisventile werden hierbei erheblich verbessert. So wird durch die elektrische Regelung das Gerät schneller und genauer. The properties of the existing relay valves are significant improved. The electrical control makes the device faster and more precisely.
Die Vorteile der elektrischen Fernverstellung von einer Schaltwarte aus und die Anzeige der aktuellen Arbeitsleitungsdrücke bilden weitere Vorteile.The advantages of remote electrical adjustment from a control room and the display of the current work line pressures form further Advantages.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 sieht vor, daß die den Drucksensor einschließende Rückkopplungsschaltung auf einer Seite des Ventilgehäuses und das Vorsteuermagnetventil auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sind. Dadurch wird trotz der Umgestaltung des Relaiventils in ein elektropneumatisches Druckventil eine bemerkenswerte Kompaktheit des Gerätes erzielt.An advantageous embodiment of the invention is in claim 2 specified. The training according to claim 2 provides that the Feedback circuit including pressure sensor on one side of the Valve housing and the pilot solenoid valve on the opposite Side are arranged. This will despite the redesign of the Relay valve in an electropneumatic pressure valve a remarkable one Compactness of the device achieved.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die längs des Ventilgehäuses verlaufende Steuerleitung über eine Querbohrung mit dem Vorsteuermagnetventil verbunden ist. Hierdurch wird der Einsatz des Relaisventils in sog. Ventilbatterien ermöglicht, ohne zusätzlichen Raum zu beanspruchen oder auf die bestehenden Raumverhältnisse Rücksicht zu nehmen.Another development of the invention is that along the Control housing extending control line via a cross hole with the Pilot solenoid valve is connected. As a result, the use of Relay valve in so-called valve batteries enables without additional space to claim or consider the existing space to take.
Eine andere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß der auf einer Platine der elektronischen Rückkopplungsschaltung angeordnete Drucksensor mit einem Schaft und einer Dichtung durch eine Gehäusewandung im Bereich der Arbeitskammer hindurchgeführt ist und in die Arbeitskammer hineinragt. Der Drucksensor kann daher unmittelbar auf der Elektronikplatine angeordnet sein, wodurch zusätzlich Raum für die Bildung sämtlicher Organe eines Druckventils erspart wird.Another improvement of the invention is that the on a Printed circuit board of the electronic feedback circuit Pressure sensor with a shaft and a seal through a Housing wall is passed in the area of the working chamber and in the working chamber protrudes. The pressure sensor can therefore open immediately the electronics board can be arranged, which creates additional space for the Formation of all organs of a pressure valve is spared.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß ein 3/3-Wegeventil durch Abstimmung der Federkräfte und Kolbenflächen auf einen vorherbestimmten Druckbereich einstellbar ist. Diese Maßnahme unterstützt vor allen Dingen die Schaffung größerer elektropneumatischer Druckregelventile.According to further features of the invention it is provided that a 3/3-way valve by adjusting the spring forces and piston surfaces a predetermined pressure range is adjustable. This measure supports above all the creation of larger electropneumatic Pressure regulating valves.
Schließlich besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß ein Druckregelventil großer Nennweite, d. h. größer 7 mm Durchmesser, gebildet ist.Finally, an embodiment of the invention is that a Pressure control valve of large nominal size, d. H. larger than 7 mm in diameter, is formed.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsquerschnitt durch das Relaisventil.The only figure of the drawing shows a longitudinal cross section through the Relay valve.
Das Relaisventil für fluidische Medien, wie Druckluft und hydraulische Flüssigkeiten, weist einen ersten Gehäuseteil 1 und einen zweiten dicht verbundenen Gehäuseteil 2 auf. Beide Gehäuseteile 1 und 2 sind zu einem Ventilgehäuse 2a durch Verschraubungen verbunden. In dem Ventilgehäuse 2a liegen nebeneinander oder übereinander ein erster Relaiskolben 3 und ein zweiter Relaiskolben 4, und zwischen diesen ist eine Arbeitskammer 6 angeordnet. Der erste Relaiskolben 3 und der zweite Relaiskolben 4 sind jeweils mittels zentrisch in Kolbenschäften 3a und 4a befestigten und im ersten Gehäuseteil 1 leicht gleitend geführten Führungsbolzen 5 schiebegelagert.The relay valve for fluidic media, such as compressed air and hydraulic liquids, has a first housing part 1 and a second tightly connected housing part 2 . Both housing parts 1 and 2 are connected to a valve housing 2 a by screw connections. A first relay piston 3 and a second relay piston 4 lie side by side or one above the other in the valve housing 2 a, and a working chamber 6 is arranged between them. The first relay piston 3 and the second relay piston 4 are each mounted in a sliding manner by means of guide pins 5, which are mounted centrally in piston shafts 3 a and 4 a and are guided in the first housing part 1 in a slightly sliding manner.
Am Ventilgehäuse 2a sind sodann ein Verbraucheranschluß 7 und gegenüberliegend ein Druckquellenanschluß 8 in Form von Gewindebohrungen mit Dichtsitz vorgesehen. Unterhalb des Verbraucheranschlusses 7 befindet sich ein Entlüftungsanschluß 9.The valve housing 2 a pressure source terminal 8 in the form of threaded holes are then a consumer terminal 7 and provided opposite to the sealing seat. A ventilation connection 9 is located below the consumer connection 7 .
Innerhalb des Ventilgehäuses 2a sind mittels des ersten Relaiskolbens 3 ein erster gehäusefester Ventilsitz 10 und mittels des zweiten Relaiskolbens 4 ein zweiter gehäusefester Ventilsitz 11 gebildet. A first valve seat 10 fixed to the housing and a second valve seat 11 fixed to the housing by means of the second relay piston 4 are formed within the valve housing 2 a by means of the first relay piston 3 .
Somit besteht rechts ein Einlaßventil 12 und links ein Auslaßventil 13. Hierbei ist der erste Relaiskolben 3 mittels einer ersten Feder 14 und der zweite Relaiskolben 4 mittels einer zweiten Feder 15 gegen den jeweiligen Ventilsitz vorgespannt.Thus there is an inlet valve 12 on the right and an outlet valve 13 on the left. Here, the first relay piston 3 is biased by means of a first spring 14 and the second relay piston 4 by means of a second spring 15 against the respective valve seat.
Aus dem Relaisventil normaler Bauart entsteht ein Druckregelventil mittels der Arbeitskammer 6 zugeordnetem Drucksensor 19 und mittels einer den Drucksensor 19 schaltungstechnisch einschließenden Rückkopplungsschaltung 20 (bekannter Bauart) für ein an eine Steuerleitung 17 angeschlossenes Vorsteuermagnetventil 21. Für das Vorsteuermagnetventil 21 ist die unten parallel zu der Unterseite verlaufende Steuerleitung 17 angebracht. Die den Drucksensor 19 einschließende Rückkopplungsschaltung 20, die pulsbreitenmodulierte Steuersignale auf den Elektromagneten des Vorsteuermagnetventils 21 überträgt, ist dabei auf einer Ventilgehäuseseite 22 des Ventilgehäuses 2a und das Vorsteuermagnetventil 21 auf der gegenüberliegenden Ventilgehäuseseite 23, d. h. oben und unten wie gezeichnet, angebracht.A pressure control valve is created from the relay valve of the normal type by means of the pressure sensor 19 assigned to the working chamber 6 and by means of a feedback circuit 20 (known type) including the pressure sensor 19 for a pilot solenoid valve 21 connected to a control line 17 . For the pilot solenoid valve 21 , the control line 17 running parallel to the underside is attached. The pressure sensor 19 enclosing feedback circuit 20, the pulse width modulated control signals to the solenoid of the pilot solenoid valve 21 transmits, is on a valve housing side 22 of the valve housing 2 a and the pilot solenoid valve 21 on the opposite valve side of the housing 23, ie up and down as drawn mounted.
Die längs des Ventilgehäuses 2a verlaufende Steuerleitung 17 ist über eine extrem kurze Querbohrung 24 mit dem Vorsteuermagnetventil 21 verbunden.The control line 17 running along the valve housing 2 a is connected to the pilot solenoid valve 21 via an extremely short transverse bore 24 .
Auf einer Platine 25, die die elektrische Rückkopplungsschaltung 20 trägt, ist der Drucksensor 19 vorteilhafterweise derart integriert, daß er mit seinem Schaft 18a die Platine 25 durchstoßend und mit einem Dichtring 26 abgedichtet durch eine Gehäusewandung 2b im Bereich der Arbeitskammer 6 hindurchgeführt und ragt mit seinem Fühler in die Arbeitskammer 6 hinein. On a circuit board 25 , which carries the electrical feedback circuit 20 , the pressure sensor 19 is advantageously integrated in such a way that it penetrates the circuit board 25 with its shaft 18 a and seals with a sealing ring 26 through a housing wall 2 b in the region of the working chamber 6 and protrudes with his probe into the working chamber 6 .
Ein 3/3-Wegeventil entsteht durch Abstimmung der Federkräfte der ersten und zweiten Federn 14 und 15 und der Größe der Kolbenflächen 3b und 4b, die auf einen vorherbestimmten Druckbereich einstellbar sind.A 3/3-way valve is created by coordinating the spring forces of the first and second springs 14 and 15 and the size of the piston surfaces 3 b and 4 b, which can be adjusted to a predetermined pressure range.
Die Relaiskolben 3 und 4 sind mit einer Kolbendichtung 18 versehen und der Schaft 19a des Drucksensors 19 mit der Dichtung 26.The relay pistons 3 and 4 are provided with a piston seal 18 and the shaft 19 a of the pressure sensor 19 with the seal 26 .
Auf einer Einlaßseite 16a sind neben dem Druckquellenanschluß 8 ebenso keine weiteren Organe vorhanden wie auf einer Auslaßseite 16b. Diese Bauweise eignet sich besonders für ein 3/3-Wegeventil der geregelten elektropneumatischen Druckbauart mit einer Nennweite, die größer als 7 mm Durchmesser beträgt.On an inlet side 16 a there are no other organs in addition to the pressure source connection 8 , as on an outlet side 16 b. This design is particularly suitable for a 3/3-way valve of the regulated electropneumatic pressure type with a nominal size that is larger than 7 mm in diameter.
Die Funktion des Relaisventils ist folgende:The function of the relay valve is as follows:
Durch Beaufschlagung des Relaiskolbens 4 an seiner Kolbenfläche 4b mit einem Druckmedium wird der Relaiskolben 4 gegen die Kraft der zweiten Feder 15 angehoben, so daß über einen Ring 27 die zweite Feder 15 zusammengedrückt wird und somit das Einlaßventil 12 öffnet. Der in einer Vorratskammer 6a anstehende Druck der Druckquelle Pv läßt das Druckmedium durch die Arbeitskammer 6 und durch die Arbeitsleitung A zu einem Verbraucher strömen, bis dieser Arbeitsdruck entsprechend dem elektrisch vorgegebenen Sollwert als Istwert am Drucksensor ansteht. Wenn Soll- und Istwert übereinstimmen, wird das Einlaßventil 12 geschlossen durch Verringerung des Steuerdruckes. Bei einem zu vermeidenden Überfüllen der Arbeitsleitung A öffnet das Auslaßventil 13 ebenfalls bis Soll- und Istdruck gleich groß sind. In diesem Fall strömt überschüssige Druckluft durch den Entlüftungsanschluß g, d. h. durch die Leitung R ab.By applying the relay piston 4 on its piston face 4 b with a pressure medium of the relay piston 4 is raised against the force of the second spring 15 so that the second spring 15 is compressed over a ring 27 and thus the intake valve opens 12th In a storage chamber 6 a prevailing pressure of the pressure source Pv the pressure medium can flow to a consumer, to this working pressure is present in accordance with the electrically predetermined set value as the actual value on the pressure sensor through the working chamber 6 and through the working line A. If the target and actual values match, the inlet valve 12 is closed by reducing the control pressure. If overfilling of the working line A is to be avoided, the outlet valve 13 also opens until the setpoint and actual pressure are equal. In this case, excess compressed air flows through the vent connection g, ie through the line R.
BezugszeichenlisteReference list
1 erster Gehäuseteil
2 zweiter Gehäuseteil
2a Ventilgehäuse
2b Gehäusewandung
3 erster Relaiskolben
3a Kolbenschaft
3b Kolbenfläche
4 zweiter Relaiskolben
4a Kolbenschaft
4b Kolbenfläche
5 Führungsbolzen
6 Arbeitskammer
6a Vorratskammer
7 Verbraucheranschluß
8 Druckquellenanschluß
9 Entlüftungsanschluß
10 erster Ventilsitz, gehäusefest
11 zweiter Ventilsitz, gehäusefest
12 Einlaßventil
13 Auslaßventil
14 erste Feder
15 zweite Feder
16a Einlaßseite
16b Auslaßseite
17 Steuerleitung
18 Kolbendichtung
19 Drucksensor
19a Schaft
20 Rückkopplungsschaltung
21 Vorsteuermagnetventil
22 Ventilgehäuseseite
23 gegenüberliegende Ventilgehäuseseite
24 Querbohrung
25 Platine
26 Dichtung
27 Ring 1 first housing part
2 second housing part
2 a valve housing
2 b housing wall
3 first relay pistons
3 a piston skirt
3 b piston surface
4 second relay pistons
4 a piston skirt
4 b piston surface
5 guide bolts
6 working chamber
6 a pantry
7 consumer connection
8 pressure source connection
9 vent connection
10 first valve seat, housing-fixed
11 second valve seat, housing-fixed
12 inlet valve
13 exhaust valve
14 first spring
15 second spring
16 a inlet side
16 b outlet side
17 control line
18 piston seal
19 pressure sensor
19 a shaft
20 feedback circuit
21 pilot solenoid valve
22 Valve housing side
23 opposite valve housing side
24 cross hole
25 board
26 seal
27 ring
Claims (6)
Priority Applications (1)
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