EP0687818B1

EP0687818B1 - Pneumatic valve

Info

Publication number: EP0687818B1
Application number: EP95108946A
Authority: EP
Inventors: Joerg Widera
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-06-18
Filing date: 1995-06-10
Publication date: 1999-09-08
Anticipated expiration: 2015-06-10
Also published as: DE59506757D1; DE4421357A1; EP0687818A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem pneumatischen Wegeventil nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention is based on a pneumatic directional valve after specified in the preamble of claim 1 Genus.

Es ist schon ein solches pneumatisches Wegeventil bekannt, das als monostabiles 5/2-Ventil ausgebildet ist, wobei dessen Längsschieber von einem 3/2-Magnetventil vorgesteuert wird. Eine Umschaltung des Längsschiebers in eine Arbeitsstellung ist dabei nur so lange wirksam, solange der Magnet im Vorsteuerventil erregt ist und einen Betätigungskolben mit größerem wirksamem Durchmesser mit Druck beaufschlagt. Die Rückstellung des Längsschiebers aus der Arbeitsstellung in seine stabile Ausgangsstellung erfolgt nach Abschalten des Vorsteuerventils zwangsläufig durch eine Luftfeder, wozu ein Rückstellkolben mit kleinerem wirksamem Durchmesser ständig vom Zulaufdruck beaufschlagt wird. Die Betätigung des Längsschiebers erfolgt somit durch einen Differentialkolben, wobei der Rückstellmechanismus zur Erzielung einer monostabilen Funktion rein pneumatisch arbeitet. Der zur Rückstellung einwirkende Gegendruck bewirkt, daß bei solchen Wegeventilen der Längsschieber erst nach Überwindung der Haftreibung von Betätigungskolben und Schieberdichtungen sowie der Rückstellkräfte bewegt werden kann. Bei solchen Wegeventilen können nun lange Stillstandszeiten auftreten, wobei sich die Dichtungen in der Oberfläche verkrallen und das vorhandene Fett an diesen Stellen verdrückt wird. Dies kann dazu führen, daß zum anschließenden Schalten des Wegeventils ein relativ hoher Losbrechdruck erforderlich ist. Gerade bei klein bauenden Ventilen kann diese Erscheinung besonders stark auftreten und damit auch zu höheren Schaltzeiten führen. Um solche Haftkräfte sicher zu überwinden, muß der Betätigungskolben entsprechend groß im Durchmesser ausgelegt werden, was gerade bei Kleinventilen ungünstig ist, wo wenig Bauraum zur Verfügung steht. Auch wirkt sich ein großer Kolbendurchmesser auch ungünstig auf die Schaltzeiten aus.Such a pneumatic directional control valve is already known which is designed as a monostable 5/2 valve, wherein whose longitudinal slide is pilot-controlled by a 3/2 solenoid valve becomes. Switching the longitudinal slide into one Work position is only effective as long as the Magnet in the pilot valve is energized and one Actuating piston with a larger effective diameter Pressure applied. The reset of the longitudinal slide the working position to its stable starting position takes place inevitably after the pilot valve is switched off by an air spring, which includes a return piston with a smaller one effective diameter constantly acted upon by the inlet pressure becomes. The longitudinal slide is thus actuated by a differential piston, the return mechanism for Achievement of a monostable function purely pneumatic is working. The counter pressure acting on the reset causes the longitudinal slide in such directional valves only after overcoming the static friction of actuating pistons and Slider seals and the restoring forces are moved can. Such directional valves can now take a long time Downtimes occur, with the seals in claw the surface and the existing grease on them Digits is crushed. This can lead to subsequent switching of the directional valve a relatively high Breakaway pressure is required. Especially with small-sized ones Valves can experience this phenomenon particularly strongly and thus lead to higher switching times. To such The actuating piston must overcome adhesive forces safely be designed accordingly large in diameter, what is particularly unfavorable for small valves, where little space is available Available. Also a big one affects Piston diameter also unfavorably on the switching times.

Ferner ist aus der FR-A-2 495 269 ein gattungsbildendes, vorgesteuertes pneumatisches Umschalt-Wegeventil für monostabile Bauweise bekannt, bei dem der Rückstellmechanismus für den Längsschieber mit Differentialkolben aus einer pneumatischen Feder und aus einer mechanischen Feder besteht. Dieses Umschalt-Wegeventil weist im übrigen die gleichen Nachteile auf, wie das vorstehend beschriebene Umschalt-Wegeventil mit rein pneumatisch arbeitendem Rückstellmechanismus.FR-A-2 495 269 is also a generic, pilot operated pneumatic changeover valve for known monostable construction, in which the Reset mechanism for the longitudinal slide with Differential piston from a pneumatic spring and from a mechanical spring. This changeover directional valve has the same disadvantages as that Changeover valve described above with pure pneumatic reset mechanism.

Weiterhin ist aus der DE-A-2 324 148 ein Druckverstärkerventil bekannt, das abhängig von einem pneumatischen, variablen und niedrigen Druck im Vorsteuerkreis einen dazu proportionalen, hydraulischen Druck am Ausgang für einen Sekundärkreis steuert. Dieses Druckregelventil arbeitet mit einem Längsschieber, der die Verbindungen zwischen einem Zulauf, einem Arbeitsanschluß und einem Rücklauf steuert. Der Längsschieber begrenzt dabei stirnseitig eine Druckkammer, die eine Rückstellfeder aufnimmt und die über einen im Längsschieber verlaufenden Kanal stets mit dem Druck im Arbeitsanschluß beaufschlagt wird. Dieses regelnde Druckverstärkerventil kann nicht die Funktion eines Umschalt-Wegeventils für monostabile Bauweise übernehmen.Furthermore, from DE-A-2 324 148 Pressure booster valve known, depending on one pneumatic, variable and low pressure in Pilot control circuit a proportional, hydraulic Output pressure for a secondary circuit controls. This Pressure control valve works with a longitudinal slide, which the Connections between an inlet, a work connection and controls a rewind. The longitudinal slide limits a pressure chamber at the front, which has a return spring picks up and the one running in the longitudinal slide Channel is always pressurized in the work connection becomes. This regulating pressure booster valve cannot Function of a changeover directional valve for monostable construction take.

Aus der DE-A- 40 11 908 ist ein pneumatisches Umschalt-Wegeventil bekannt, das als 5/3-Ventil ausgebildet ist. Sein Längsschieber, der von gehäusefesten Dichtringen abgedichtet ist, wird von einer doppeltwirkenden Rückholeinrichtung in einer Mittelstellung zentriert und kann von einem doppeltwirkenden Stellkolben nach beiden Richtungen hin ausgelenkt werden. Der Stellkolben hat unterschiedlich große wirksame Flächen, die abwechselnd über zwei Vorsteuerventile beaufschlagbar sind. Dieses Wegeventil lehrt keine monostabile Bauweise und sein Stellkolben kann nicht als Differentialkolben-Antrieb wirken.From DE-A-40 11 908 is a pneumatic changeover directional valve known, which is designed as a 5/3 valve. Be Longitudinal slide valve, which is sealed by sealing rings fixed to the housing is by a double-acting return device in centered and can be from one double-acting control piston in both directions be deflected. The actuating piston has different sizes effective areas that alternate via two pilot valves are acted upon. This directional valve does not teach monostable design and its control piston can not be as Differential piston drive act.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße pneumatische Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es bei solchen Wegeventilen für ein sicheres Schaltverhalten einen niedrigeren Losbrechdruck ermöglicht. Durch die Wegnahme des Druckes auf den Rückstellkolben während der ersten Phase der Bewegung des Längsschiebers erfolgt diese Bewegung bereits bei einem niedrigeren anstehenden Druck am Betätigungskolben. Nach Überwindung der Haftkräfte vor Bewegungsbeginn wird der Längsschieber gegen die entsprechend niedrigeren erforderlichen Kräfte der Gleitreibung und des Rückstellmechanismus in Richtung Arbeitsstellung bewegt, wobei der Rückstellkolben erst im Verlaufe des Hubes des Längsschiebers mit Druck belastet wird. Auf diese Weise lassen sich auch kürzere Schaltzeiten bei dem monostabilen Wegeventil erzielen. Zudem ermöglicht diese Bauweise des Wegeventils auch einen kleineren wirksamen Durchmesser des Betätigungskolbens, was sich besonders bei Kleinventilen günstig auswirkt, bei denen der Längsschieber häufig nur einen Durchmesser von wenigen Millimetern aufweist. Ferner führt ein kleineres Hubvolumen am Betätigungskolben auch zu einem schnelleren Druckabbau und damit zu einer kürzeren Rückschaltzeit des Wegeventils. Das Wegeventil läßt sich fernerhin in besonders einfacher und kostengünstiger Weise unter Verwendung von bereits vorhandenen Bauelementen herstellen.The pneumatic directional valve according to the invention with the has characteristic features of the main claim in contrast, the advantage that it is in such directional valves for a safe switching behavior a lower one Breakaway pressure enables. By releasing the pressure on the return piston during the first phase of the movement of the longitudinal slide this movement already takes place with one lower pressure at the actuating piston. After The adhesive forces are overcome before the movement begins Longitudinal slide against the correspondingly lower ones required forces of sliding friction and Reset mechanism moved towards working position, the return piston only in the course of the stroke of Longitudinal slide is loaded with pressure. In this way shorter switching times can also be achieved with the monostable Achieve directional valve. In addition, this design enables the Directional control valve also has a smaller effective diameter Actuating piston, which is particularly the case with small valves has a favorable effect, in which the longitudinal slide is often only has a diameter of a few millimeters. Further also leads to a smaller stroke volume on the actuating piston a faster pressure reduction and thus a shorter one Switch-back time of the directional valve. The directional valve can be furthermore in a particularly simple and inexpensive manner using existing components produce.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wegeventils möglich. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.By the measures listed in the subclaims advantageous further developments and improvements of the Main claim specified directional valve possible. Further advantageous configurations result from the Description and the drawing.

drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1 und 2 jeweils einen Längsschnitt durch ein erstes bzw. zweites Ausführungsbeispiel in vereinfachter Darstellung.Two embodiments of the invention are in the Drawing shown and in the description below explained in more detail. Figures 1 and 2 each show one Longitudinal section through a first or second Embodiment in a simplified representation.

Description of the embodiments

Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein pneumatisches Wegeventil 10, das als vorgesteuertes, monostabiles 5/2-Ventil ausgebildet ist. Das Wegeventil 10 weist ein Ventilgehäuse 11 auf, in dem eine durchgehende Schieberbohrung 12 einen dicht und gleitend geführten Längsschieber 13 aufnimmt. In der Schieberbohrung 12 sind durch ringförmige Erweiterungen fünf Kammern ausgebildet, von denen die mittig liegende als Zulaufkammer 14 dient, zu deren beiden Seiten eine erste (15) bzw. zweite Verbraucherkammer (16) liegt, während nach außen hin die erste und zweite Rücklaufkammer (17 bzw. 18) sich anschließen. Diese Kammern 14 bis 18 sind in entsprechender Weise mit einem Zulaufanschluß 19, einem ersten bzw. zweiten Verbraucheranschluß 21, 22 sowie einem ersten bzw. zweiten Rücklaufanschluß 23, 24 verbunden, welche alle im Ventilgehäuse 11 nach unten herausgeführt sind.Figure 1 shows a longitudinal section through a pneumatic Directional control valve 10, which as a piloted, monostable 5/2 valve is formed. The directional valve 10 has a Valve housing 11 in which a continuous Slider bore 12 a tight and sliding Longitudinal slide 13 picks up. In the slide bore 12 are five chambers formed by annular extensions, of which the central one serves as inlet chamber 14 the two sides of which are first (15) and second Consumer chamber (16), while the outside first and second return chamber (17 and 18) themselves connect. These chambers 14 to 18 are in corresponding Way with an inlet port 19, a first and a second Consumer connection 21, 22 and a first or second Return port 23, 24 connected, all in Valve housing 11 are led out downwards.

An der linken Stirnfläche 25 des Ventilgehäuses 11 ist ein Kolbengehäuse 26 angebaut, in dessen Inneren ein Betätigungskolben 27 für den Längsschieber 13 angeordnet ist. Das Kolbengehäuse 26 ist ferner durch eine Zwischenplatte (28) verschlossen, an der ein zur Vorsteuerung dienendes 3/2-Magnetventil 29 befestigt ist. An seiner anderen Stirnfläche 31 ist das Ventilgehäuse 11 durch einen Deckel 32 abgeschlossen.On the left end face 25 of the valve housing 11 is a Piston housing 26 installed, inside of it Actuating piston 27 arranged for the longitudinal slide 13 is. The piston housing 26 is also by a Intermediate plate (28) closed on the one to Pilot control 3/2 solenoid valve 29 is attached. On its other end face 31 is through the valve housing 11 completed a lid 32.

Das Magnetventil 29 hat einen Druckanschluß 33, der über eine Steuerleitung 34 mit der Zulaufkammer 14 im Ventilgehäuse 11 in Verbindung steht. Ein Ablaufanschluß 35 des Magnetventils 29 steht über einen Ablaufkanal 36 mit dem ersten Rücklaufanschluß 23 in Verbindung. Ein Steueranschluß 37 des Magnetventils 29 steht mit einem ersten Druckraum 38 in Verbindung, der im Kolbengehäuse 26 ausgebildet ist und von der Zwischenplatte 28 bzw. dem gleitend gelagerten Betätigungskolben 27 begrenzt wird. Der Betätigungskolben 27 hat einen wesentlich größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Längsschiebers 13 und weist einen zur Abdichtung des Druckraums 38 dienenden Lippendichtring 39 auf. The solenoid valve 29 has a pressure port 33, which a control line 34 with the inlet chamber 14 in Valve housing 11 is connected. A drain port 35 of the solenoid valve 29 is via a drain channel 36 with the first return port 23 in connection. A tax connection 37 of the solenoid valve 29 is with a first pressure chamber 38 in connection, which is formed in the piston housing 26 and from the intermediate plate 28 or the slidably mounted Actuating piston 27 is limited. The actuating piston 27 has a much larger diameter than that Outside diameter of the longitudinal slide 13 and has one for Sealing of the pressure chamber 38 serving lip seal ring 39 on.

Der Längsschieber 13 ist für eine 5/2-Funktion ausgebildet und weist zu diesem Zweck fünf Kolbenabschnitte 41 bis 45 auf, wobei an dem mittig liegenden dritten Kolbenabschnitt 43 zwei Dichtringe 46 angeordnet sind, während die anderen Kolbenabschnitte 41, 42 bzw. 44, 45 jeweils einen gleichartigen Dichtring 46 aufweisen. Zwischen dem mittleren Kolbenabschnitt 43 und dem links angrenzenden, zweiten Kolbenabschnitt 42 weist der Längsschieber 13 eine erste Ringnut 47 auf, über welche in der gezeichneten Ausgangsstellung des Längsschiebers 13 der erste Verbraucheranschluß 21 mit dem ersten Rücklaufanschluß 23 verbunden ist. Ferner hat der Längsschieber 13 zwischen dem mittleren Kolbenabschnitt 43 und dem rechts angrenzenden, vierten Kolbenabschnitt 44 eine zweite Ringnut 48, über welche in der gezeichneten Stellung des Längsschiebers 13 der Zulaufanschluß 19 mit dem zweiten Verbraucheranschluß 22 in Verbindung steht. Gleichzeitig ist in der gezeichneten Ausgangsstellung des Längsschiebers 13 der zweite Rücklaufanschluß 24 durch die Kolbenabschnitte 44 und 45 mit ihren jeweiligen Dichtringen 46 pneumatisch blockiert. Zugleich bildet der Längsschieber 13 mit seinem fünften Kolbenabschnitt 45 einen Rückstellkolben 49, welcher einen zweiten Druckraum 51 begrenzt, in dem zusätzlich eine Rückstellfeder 52 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 52 stützt sich einerseits am Deckel 32 und andererseits stirnseitig am Längsschieber 13 ab. Die Kolbenabschnitte 42 bis 44 bilden mit ihren zugeordneten Dichtringen 46 auf diese Weise Steuerkanten, um die Verbindung zwischen den Anschlüssen 19 bis 24 in der für die 5/2-Funktion geforderten Weise zu steuern.The longitudinal slide 13 is designed for a 5/2 function and has five piston sections 41 to 45 for this purpose on, at the central third piston section 43 two sealing rings 46 are arranged while the others Piston sections 41, 42 and 44, 45 each have one have similar sealing ring 46. Between the middle Piston section 43 and the second adjacent to the left Piston section 42, longitudinal slide 13 has a first Ring groove 47 on which in the drawn Starting position of the longitudinal slide 13 of the first Consumer connection 21 with the first return connection 23 connected is. Furthermore, the longitudinal slide 13 between the middle piston section 43 and the adjoining right, fourth piston section 44 has a second annular groove 48 which in the drawn position of the longitudinal slide 13 the inlet connection 19 with the second consumer connection 22 communicates. At the same time is drawn in the Starting position of the longitudinal slide 13 the second Return port 24 through the piston sections 44 and 45 with their respective sealing rings 46 pneumatically blocked. At the same time, the longitudinal slide 13 forms with its fifth Piston section 45 a return piston 49, which a limited second pressure chamber 51, in which an additional Return spring 52 is arranged. The return spring 52 is supported on the one hand on the cover 32 and on the other hand from the longitudinal slide 13. The piston sections 42 to 44 form 46 with their associated sealing rings this way control edges to the connection between the Connections 19 to 24 in the for the 5/2 function required way to control.

In dem Längsschieber 13 ist durch eine Längs- und Querbohrung ein Steuerkanal 53 ausgebildet, welcher von der Stirnseite des fünften Kolbenabschnitts 45 ausgeht und in die erste Ringnut 47 mündet. Auf diese Weise verbindet er den zweiten Druckraum 51 mit dem ersten Verbraucheranschluß 21. Die wirksame Fläche des Rückstellkolbens 49 entspricht dem Außendurchmessers des Längsschiebers 13, so daß der Rückstellkolben 49 und der Betätigungskolben 27 zusammen einen Differentialkolben bilden, mit dessen Hilfe der Längsschieber 13 auslenkbar ist.In the longitudinal slide 13 is by a longitudinal and Cross bore a control channel 53 which is formed by the Front of the fifth piston section 45 goes out and in the first annular groove 47 opens. In this way he connects the second pressure chamber 51 with the first consumer connection 21. The effective area of the return piston 49 corresponds the outer diameter of the longitudinal slide 13 so that the Reset piston 49 and the actuating piston 27 together form a differential piston, with the help of the Longitudinal slide 13 is deflectable.

Die Wirkungsweise des Wegeventils 10 wird wie folgt erläutert: Das vorgesteuerte, monostabile 5/2-Wegeventil 10 ist in seiner Ausgangsstellung dargestellt, die auch als Ruhestellung bezeichnet wird. Das der Vorsteuerung dienende Magnetventil 29 ist dabei nicht erregt, wodurch dessen Druckanschluß 33 abgesperrt ist. Von dem im Zulaufanschluß 19 anstehenden Druck wird zwar zur Steuerdruckversorgung über die Steuerleitung 34 Druckmittel abgezweigt, dieser Druck ist jedoch im Druckanschluß 33 blockiert. Zugleich entlastet das nicht erregte 3/2-Magnetventil 29 den ersten Druckraum 38 über den Steueranschluß 37, den Ablaufanschluß 35 und den Ablaufkanal 36 zum ersten Rücklaufanschluß 33. Der Längsschieber 13 wird somit lediglich von der Kraft der Rückstellfeder 52 in der gezeichneten Ausgangsstellung gehalten, wobei der zweite Druckraum 51 über den Steuerkanal 53 mit dem ersten Verbraucheranschluß 21 Verbindung hat, der seinerseits in dieser Ausgangsstellung zum ersten Rücklaufanschluß 23 entlastet ist. Der Längsschieber 13 ist somit in der gezeichneten Ausgangsstellung stabilisiert.The operation of the directional valve 10 is as follows explained: The pilot operated, monostable 5/2-way valve 10 is shown in its initial position, which also as Rest position is called. The one used for pilot control Solenoid valve 29 is not energized, thereby Pressure port 33 is blocked. Of that in the inlet connection 19 pressure pending becomes the control pressure supply Via the control line 34 pressure medium branched off, this However, pressure is blocked in the pressure connection 33. At the same time unloaded the 3/2-way solenoid valve 29 relieves the first Pressure chamber 38 via the control connection 37, the drain connection 35 and the drain channel 36 to the first return port 33. The longitudinal slide 13 is thus only by the force of the Return spring 52 in the drawn starting position held, the second pressure chamber 51 via the control channel 53 has connection to the first consumer connection 21, which in turn in this starting position for the first Return port 23 is relieved. The longitudinal slide 13 is thus stabilized in the drawn starting position.

Zum Betätigen des Wegeventils 10 muß der Längsschieber 13 aus der gezeichneten Ausgangsstellung nach rechts in eine nicht dargestellte Arbeitsstellung verschoben werden. Zu diesem Zweck wird durch Erregung der Spule im Magnetventil 29 das Vorsteuerventil 29 umgeschaltet, wobei dessen Druckanschluß 33 mit dem Steueranschluß 37 verbunden wird, während die Verbindung zum Ablaufanschluß 35 unterbrochen wird. Der vom Zulaufanschluß 19 abgezweigte Druck kann sich nun über die Steuerleitung 34 und das geöffnete Magnetventil 29 im ersten Druckraum 38 aufbauen, wo er auf den Betätigungskolben 27 wirkt. Die Kraft des Betätigungskolbens 27 drückt den Längsschieber 13 wegen seiner größeren druckbeaufschlagten Fläche im Vergleich zur Kraft des Rückstellkolbens 49 und der Feder 52, von der gezeichneten Ausgangsstellung in seine Arbeitsstellung. Dabei muß der Betätigungskolben 27 zu Beginn dieser Bewegung die Haftreibung überwinden, die sich vor allem durch die Dichtringe am Betätigungskolben 27 und am Längsschieber 13 ergibt. Während der ersten Phase dieser Bewegung des Längsschiebers 13 ist nun der sonst übliche Gegendruck im zweiten Druckraum 51 auf den Rückstellkolben 49 weggenommen, da dieser Druckraum 51 über den Steuerkanal 53 zum ersten Rücklaufanschluß 23 entlastet ist. Es kann daher diese Bewegung nach Überwindung der Haftreibung bei einem niedrigeren, anstehenden Druck am Betätigungskolben 27 erfolgen. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Einleitung der Bewegung des Längsschiebers 13 bei einem niedrigeren Losbrechdruck erfolgt. Nach dem Bewegungsbeginn muß der Längsschieber 13 nur gegen die geringeren Widerstände der Gleitreibung und der Rückstellfeder 52 in Richtung seiner Arbeitsstellung bewegt werden. Erst wenn der Längsschieber 13 etwa die Hälfte seines Weges von der Ausgangsstellung zur Arbeitsstellung zurückgelegt hat, wird der im Zulaufanschluß 19 herrschende Druck auf den Rückstellkolben 49 zugeschaltet und wirkt dann der Kraft des Betätigungskolbens 27 bis zum Hubende zunehmend entgegen. Bei dieser Schaltbewegung unterbricht der zweite Kolbenabschnitt 42 mit seinem zugehörigen Dichtring 46 die Verbindung vom ersten Verbraucheranschluß 21 zum ersten Rücklaufanschluß 23, während gleichzeitig der mittlere, dritte Kolbenabschnitt 43 mit seinem linken Dichtring 46 die Verbindung vom Zulaufanschluß 19 zum ersten Verbraucheranschluß 21 aufsteuert. Auf diese Weise kann sich der Zulaufdruck auch im ersten Verbraucheranschluß 21 aufbauen und über den Steuerkanal 53 im Längsschieber 13 im zweiten Druckraum 51 wirken. Der erste Verbraucheranschluß 21 ist somit wechselweise je nach Schaltstellung des Längsschiebers 13 mit dem Zulaufanschluß 19 oder der Abluft 23 verbunden. Der auf diese Weise erzielbare niedrigere Losbrechdruck führt zudem auch zu kürzeren Schaltzeiten des Wegeventils 10. Damit verbunden kann auch der wirksame Durchmesser des Betätigungskolbens 27 kleiner ausgelegt werden. Das kleinere Hubvolumen im ersten Druckraum 38 ermöglicht zudem einen schnelleren Druckabbau und damit auch eine kürzere Rückschaltzeit des Ventils. Der Längsschieber 13 verbleibt in seiner Arbeitsstellung, solange das Magnetventil 29 erregt ist, wobei der zweite Verbraucheranschluß 22 über die zweite Ringnut 48 mit dem zweiten Rücklaufanschluß 24 verbunden ist.To operate the directional control valve 10, the longitudinal slide 13 from the drawn starting position to the right into a Working position, not shown, are shifted. To This is done by energizing the coil in the solenoid valve 29 the pilot valve 29 switched over, the Pressure port 33 is connected to the control port 37, while the connection to the drain port 35 is interrupted becomes. The pressure branched off from the inlet connection 19 can increase now via the control line 34 and the open solenoid valve Build 29 in the first pressure chamber 38, where he on the Actuating piston 27 acts. The force of the actuating piston 27 pushes the longitudinal slide 13 because of its larger size area under pressure compared to the force of the Return piston 49 and the spring 52, of the drawn Starting position in his working position. The Actuating piston 27 at the beginning of this movement Overcome stiction, which is mainly due to the Sealing rings on the actuating piston 27 and on the longitudinal slide 13 results. During the first phase of this movement of the Longitudinal slide 13 is now the usual back pressure in second pressure chamber 51 removed on the reset piston 49, since this pressure chamber 51 via the control channel 53 to the first Return port 23 is relieved. It can therefore do this Movement after overcoming stiction in one lower pressure present at the actuating piston 27 respectively. In other words, this means that the Initiation of the movement of the longitudinal slide 13 at one lower breakaway pressure occurs. After the start of movement the longitudinal slide 13 must only against the lesser Sliding friction and return spring resistances 52 in Be moved in the direction of his working position. Only when the Longitudinal slide 13 about half of its way from Starting position to work position is the pressure prevailing in the inlet connection 19 on the Reset piston 49 switched on and then acts the force of Actuating piston 27 increasingly counter to the end of the stroke. The second interrupts this switching movement Piston section 42 with its associated sealing ring 46 die Connection from the first consumer connection 21 to the first Return port 23, while the middle, third piston section 43 with its left sealing ring 46 die Connection from the inlet port 19 to the first Open consumer connection 21. This way you can the inlet pressure also in the first consumer connection 21 build and over the control channel 53 in the longitudinal slide 13 in act second pressure chamber 51. The first consumer connection 21 is thus alternately depending on the switching position of the Longitudinal slide 13 with the inlet connection 19 or the exhaust air 23 connected. The lower achievable in this way Breakaway pressure also leads to shorter switching times of the Directional control valve 10. This can also be connected to the effective one Diameter of the actuating piston 27 designed smaller become. The smaller stroke volume in the first pressure chamber 38 also enables faster pressure reduction and thus a shorter switch-back time of the valve. The longitudinal slide 13 remains in its working position as long as that Solenoid valve 29 is energized, the second Consumer connection 22 via the second annular groove 48 with the second return port 24 is connected.

Zum anschließenden Umschalten des Wegeventils 10 wird der Strom am Magnetventil 29 abgeschaltet. Dabei wird der Druck am Betätigungskolben 27 zunächst so weit abgebaut, bis die Kräfte der Rückstellung überwiegen und den Längsschieber 13 wieder in Richtung seiner Ausgangsstellung zurückbewegen. Nach etwa halbem Weg des Längsschiebers 13 wird der mit dem Zulaufanschluß 19 verbundene erste Verbraucheranschluß 21 mit dem ersten Rücklaufanschluß 23 verbunden. Über die nun aufgesteuerte Verbindung zur Abluftseite wird nun der Druck auf den Rückstellkolben 49 während des letzten Teils des Längsschieberhubes bis auf den Druck am Rücklaufanschluß 23 abgesenkt. Die Rückstellung des Längsschiebers 13 auf dem letzten Teil des Schieberhubes erfolgt also zunehmend nur noch durch die Kraft der Rückstellfeder 52. For the subsequent switching of the directional valve 10, the Current at solenoid valve 29 switched off. The pressure on the actuating piston 27 first reduced until the The forces of the reset predominate and the longitudinal slide 13 move back towards its starting position. After about half way of the longitudinal slide 13 with the Inlet connection 19 connected first consumer connection 21 connected to the first return port 23. About that now controlled connection to the exhaust air side is now the pressure on the return piston 49 during the last part of the Longitudinal slide stroke up to the pressure at the return port 23 lowered. The provision of the longitudinal slide 13 on the last part of the slide stroke is therefore increasingly only still by the force of the return spring 52.

Mit dieser wegabhängig gesteuerten Druckbeaufschlagung des Rückstellkolbens 49 bei einem monostabilen Wegeventil läßt sich vor allem bei kleinbauenden Ventilen erreichen, daß auch nach langen Stillstandszeiten oder nach sehr hohen Anzahlen von Schaltspielen noch ein sicheres Betriebsverhalten erzielbar ist, wobei der Losbrechdruck relativ niedrig liegt. Die Art des Druckaufbaus bzw. des Druckabbaues kann dabei durch eine Drosselstelle beeinflußt werden, die in die Verbindung zwischen erstem Verbraucheranschluß 21 und Rückstellkolben 49, insbesondere in den Steuerkanal 53, geschaltet ist.With this path-dependent controlled pressurization of the Reset piston 49 in a monostable directional control valve especially in small valves that even after long downtimes or after very high ones Number of switching operations still a safe one Operating behavior can be achieved, the breakaway pressure is relatively low. The type of pressure build-up or Pressure reduction can be influenced by a throttle point be in the connection between the first Consumer port 21 and return piston 49, in particular in the control channel 53, is connected.

Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Wegeventil 60, das sich von demjenigen nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden:Figure 2 shows a longitudinal section through a second Directional control valve 60, which differs from that shown in FIG. 1 follows differs, being the same for the same components Reference signs are used:

Das Wegeventil 60 weist ein anderes Ventilgehäuse 61 auf, in dem nun der Steuerkanal 53 verläuft. Der Steuerkanal 53 stellt wiederum die Verbindung zwischen dem zweiten Druckraum 51 und dem ersten Verbraucheranschluß 21 her. Die Wirkungsweise des Wegeventils 60 entspricht derjenigen des Wegeventils 10 nach Figur 1.The directional control valve 60 has another valve housing 61, in which now runs the control channel 53. The control channel 53 again establishes the connection between the second Pressure chamber 51 and the first consumer connection 21 ago. The Operation of the directional valve 60 corresponds to that of the Directional control valve 10 according to FIG. 1.

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So läßt sich das 5/2-Wegeventil auch als 3/2-Wegeventil benutzen, indem der Verbraucheranschluß 21 oder 22 nicht benutzt und somit blockiert wird.Of course, the embodiments shown are Changes possible without departing from the spirit of the invention to deviate. So the 5/2-way valve can also be used as a 3/2-way valve use by connecting the consumer 21 or 22 is not used and is therefore blocked.

Claims

Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve of monostable design, with a longitudinal slide (13) which is arranged slideably in a housing (11) and which, in one of two existing switching positions, feeds pressure medium from an inflow connection (19) to at least one consumer connection (21) and, in its other switching position, connects this consumer connection (21) to a return connection (23), for which purpose the longitudinal slide (13) can be actuated into its two switching positions, counter to the force of a restoring device, by a differential piston consisting of an actuating piston (27) and of a restoring piston (49), the actuating piston (27) having a large pressure area in a first pressure space (38) which can be subjected to pressure via a pilot-control valve (29), in order to move the longitudinal slide (13) into a working position, or can be relieved of pressure, in order to bring the longitudinal slide (13) into an initial position, whilst the small pressure area on the restoring piston (49) is located in a second pressure space (51) and, under pressure load, acts as a restoring device for the longitudinal slide (13), there being provided, in addition to the pressure load with which the small pressure area in the second pressure space (51) subjects the restoring piston (49) to a restoring force, a restoring spring (52) which likewise exerts a restoring load on the longitudinal slide (13), and with sealing rings (46) sealing off the longitudinal slide (13) in the housing (11) between the connections (19, 21, 23), characterized in that this second pressure space (51) with the small pressure area is arranged so as to be separated from the inflow connection (19) and is connected solely via a control duct (53) to that consumer connection (21) which is relieved to the return (23) in the initial position of the longitudinal slide (13) and is subjected to the inflow pressure in the working position.
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to Claim 1, characterized in that the control duct (53) is arranged in the longitudinal slide (13).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to Claim 2, characterized in that the control duct (53) starts from the restoring piston (49) adjacent to the second pressure space (51) and arranged on the end face of the longitudinal slide (13) and leads into a first annular groove (47) located in the region of the relieved consumer connection (21).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to Claim 1, characterized in that the control duct (53) is arranged in the housing (61).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to one of Claims 1 to 4, characterized in that there is arranged on the housing (11, 26, 28) a pilot-control valve, in particular a 3/2-way solenoid valve (29), which is switched into a control connection (34, 37) leading from the inflow connection (19) to the first pressure space (38).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to one of Claims 1 to 5, characterized in that it is designed as a 5/2-way valve (10, 60).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to one of Claims 1 to 5, characterized in that it is designed as a 3/2-way valve.
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to Claim 6, characterized in that the longitudinal slide (13) is guided slideably in a slide bore (12) of the housing (11), in which bore is located, due to widening, a centrally arranged inflow chamber (14), on each of the two sides of which is arranged a consumer chamber (15, 16) which is followed outwards in each case by a return chamber (17, 18), and in that the longitudinal slide has at least four control edges located on piston portions (42, 43, 44), in order, in two positions of the longitudinal slide (13), to connect alternatively one of the consumer chambers (16, 15) to the inflow chamber (14) and in each case the other consumer chamber (15, 16) to the return chamber (17, 18).
Pilot-controlled pneumatic directional change-over valve according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the differential piston has an actuating piston (27), the diameter of which is substantially larger than the outside diameter of the longitudinal slide (13) and consequently of the restoring piston (49).