EP1035331A2 - Pilot-operated multiway valve - Google Patents
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- EP1035331A2 EP1035331A2 EP99126259A EP99126259A EP1035331A2 EP 1035331 A2 EP1035331 A2 EP 1035331A2 EP 99126259 A EP99126259 A EP 99126259A EP 99126259 A EP99126259 A EP 99126259A EP 1035331 A2 EP1035331 A2 EP 1035331A2
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Definitions
- the invention is based on a pilot-controlled directional valve corresponding to the genus of the two independent claims 1 and 2.
- One equipped with two such directional valves Valve unit is, for example, from US 5,103,866 already known.
- this valve unit are the Locking members independently in a common Housing guided and coaxial or parallel to each other arranged.
- the locking members are among themselves identically designed and with control pistons at their ends different dimensions.
- In active connection with the seat bodies on the housing side form the locking members two seat valves each.
- Poppet valves In contrast to the object of the invention Poppet valves have valve openings of the same size and that Piston area of one of the control pistons corresponds in its Area of a valve opening. In the different Switch position lies on the control pistons of the closing elements permanent control pressure on, the reversal takes place through Change in the contacting of the different connections. In total, the entire directional valve has seven different ones Pressure chambers. Its casing is therefore elaborate to manufacture and takes up large construction volume.
- An extension of this well-known Design for a valve concept that is pressure medium controlled resettable or mechanically resettable pulse valves and switching valves includes and in which the Locking elements can be arranged coaxially or multiaxially, is at most with this construction with considerable Additional effort possible.
- the precontrollable according to the invention Directional control valve with the characterizing features of claims 1 or 2 the advantage that it is relatively small Construction effort, the formation of a complete valve concept in the above Scope allowed.
- Different valve variants can be done with simple structural changes realize.
- the proposed directional valve is made up of several identical parts built and thus requires only small parts and Storage costs.
- Figure 1 shows a pre-controllable according to the invention
- Figures 2 to 6 show pilot operated valve units consisting of several directional valves are constructed according to Figure 1, in different designs.
- Figure 7 the one disclosed in Figure 2 is an example Embodiment of a valve unit as a circuit symbol shown.
- FIG 1 is a first embodiment of a pilot-controlled directional valve 10 shown.
- This instructs only schematically illustrated housing 12 in which a continuous and multiple in their inner diameter stepped slide bore 14 is formed. The latter is closed at their ends by plugs 16, wherein in FIG only one stopper 16 is shown as an example.
- In the Slider bore 14 open transversely to the longitudinal axis running and labeled with the letters P, A and R. Pressure medium channels like a blind hole. The arrival assigned and leading pressure medium under operating pressure Pressure medium channel P and the unpressurized return assigned pressure medium channel R are the pressure medium channel A across from. The latter is with a not drawn Consumers coupled.
- the Pressure medium channels P, A, R spaced from each other, whereby the consumer-side pressure medium channel A between the Supply of pressure medium channels P and R is located.
- the opposite arrangement of the Pressure medium channels P and R to A is for the function of the Directional control valve 10 not determining.
- first Seat body 18 In between the pressure medium channels P and A Wall area of the slide bore 14 is a first Seat body 18 and in the section between the Pressure medium channels A and R is a second seat body 20 arranged. Both seat bodies 18 and 20 are annular executed and point to their facing away from each other End faces on bundles, the valve openings 22, 24 in the Limit seat bodies 18, 20. These valve openings 22 and 24 are of different sizes, the larger one Valve opening 22 the first seat body 18 and the smaller one Valve opening 24 is assigned to the second seat body 20.
- a slider penetrating both valve openings 22 and 24 26 is axially movable in the slide bore 14.
- This slide 26 has a thickened diameter Piston 27 with first and second attached thereto Sealing discs 28, 30 and one in diameter withdrawn and connecting the pistons 27 together Coupling section 29.
- Control piston 32, 34 At the ends of the slide 26 are Control piston 32, 34 of different external dimensions arranged. For assembly reasons, it is adjacent to second seat body 20 lying and larger in diameter Control piston 34 mounted on the slide 26 during the smaller first control piston 32 in one piece with the slide 26 can be trained. Wear both control pistons 32 and 34 in circumferential grooves sealing rings 36 for sealing Control chambers 38, 40 in which the control pistons 32, 34 are guided are.
- the smaller spool 32 is larger than that Designed valve opening 24 of the smaller seat body 20, likewise, the large control piston 34 takes up a larger area than the valve opening 22 of the large seat body 18.
- the Area differences result taking into account the Function of the directional control valve 10 described below in Connection with those prevailing under operating conditions Friction and pressure conditions in the directional control valve 10.
- a reversal of the directional valve 10 in the not shown Switch position takes place by a brief pressure pulse on the first control piston 32.
- This causes the first to lie down Sealing disk 28 to which the first valve opening 22 limiting collar of the seat body 18 and interrupts the Connection between the pressure medium channel P and the Pressure medium channel A.
- the Pressure medium channel A through the valve opening 24 of the second Seat body 20 through with the pressure medium channel R coupled.
- the due to the area difference between the first valve opening 22 and the control piston 32 generated Pressing force on the slide 26 presses the sealing disk 28 against the seat body 18, this pressure force from Operating pressure is dependent and with increasing operating pressure increases.
- the control chambers 38, 40 are depressurized.
- control chambers 38 and 40 with Pressure medium for reversing the directional control valve 10 happens via arranged in the housing 12 and in Figure 1 only as dash-dotted lines indicated control channels. This are not recognizable by one in FIG Pilot valve supplied with pressure medium, the Pilot valve itself from the inlet side Supply channels branching off pressure medium channel P - not drawn - can be controlled.
- FIG. 2 shows a structural unit 44 consisting of a base plate 46, a pilot valve 48 and a valve unit 50.
- the latter has a block-shaped housing 52, which together with the pilot valve 48 is anchored on the base plate 46.
- This base plate 46 is perpendicular to the plane of the drawing pressure medium-carrying channels 54 through which the joint supply or disposal, possibly several adjacent units 44 can be done.
- the base plate 46 is included Stub channels 56 provided the pressure medium connections between the connections of the valve unit 50 and the Create channels 54.
- the base plate 46 has one continuous cavity 47 in which an electronic Control device 49 is housed. This controls it Pilot valve 48 electronically.
- the valve unit 50 has a 5/2-way function and does so its housing 52 has two separate directional valves 58 and 60 on.
- the directional control valve 58 is identical to Directional valve 10 constructed according to Figure 1.
- that has Coaxial second directional valve 60 a slide 64 the piston 66 with the seat bodies 68 and 70 so-called inner sealing valve forms.
- At internally sealing valves are the valve openings 72 and 74 surrounding bundles of seat bodies 68, 70, in contrast to external sealing systems according to Figure 1, on each other facing inner sides of this seat body 68, 70 arranged. Accordingly, the pistons 66 are located with their Sealing discs 78, 80 between the two seat bodies 68, 70 and not outside of it.
- Directional control valve 58 (10) is also that now the connection from the inlet-side pressure medium channel P to the second consumer-side pressure medium channel B from the seat body 68 with the smaller valve opening 72 is controlled while at the pressure medium connection between the pressure medium channel B and R are in the opposite order.
- Directional control valve 60 is a particularly inexpensive training of the housing 52 with a single, continuous Slide bore 53 reached. Even the arrangement of the Control channels in this housing 52 is proportional easy to implement. In this regard, the Reference made to FIG. 3.
- the housing 52 is independent of the Control several control channels 90a-e provided.
- the Control channel 90a establishes a pressure medium connection the control chamber 96, in which in the embodiment two small actuating pistons 32, 82 are arranged together and the control channel 90b that leads to the pilot valve 48 leads.
- the one leading to the outside of the valve unit 50 Part of the pressure medium channel 90a is only out manufacturing reasons exist and has none function carrying pressure medium. He is after for these reasons locked on the outside, for example not by one drawn plug.
- another control channel 90c connects this Pilot valve 48 with a branch of the inlet side Pressure medium channel P, which in the slide bore 53 of the Directional valve 58, 60 opens.
- control channel 90c the pilot valve 48 is supplied with pressure medium.
- a control channel 90d is provided which, starting from the Pilot valve 48 to that labeled R. return-side pressure medium channel of the directional valve 60 leads.
- the control channels 90b-d are essentially parallel to slide bore 53.
- Another control channel 90e lies on that of the control channels 90a-d opposite side of the slide bore 53 and connects the two external control chambers 40 and 100 the directional control valves 58 and 60 with each other. In addition, this leads Control channel 90e also to pilot valve 48.
- the valve unit 50 shown in FIG. 3 counteracts the pulse valve according to Figure 2 as a changeover valve Pressure fluid provision. That's the two of them Directional control valves 58 and 60 common control chamber 96 over the Control channels 90a and 90b permanently with operating pressure acted upon. This results in the control pistons 32 and 82 the two directional valves 58, 60 in the basic position shown. For reversal the valve unit 50 become the external control chambers 40 and 100 of the two way valves 58, 60 also with Operating pressure applied. This is done by the Pilot valve 48 via the control channel 90e.
- the one from the Control pistons 34 and 84 of directional control valves 58 and 60 The pressure force caused is different due to the large pressurized areas larger than that of the Diameter smaller control piston 32, 82 applied Drag.
- the on these adjusting pistons 32 and 82 provided sealing rings 36 omitted without replacement. This can build up pressure in the Control chamber 96 also through the guide column of this Actuating pistons 32 and 82 take place.
- the control channels 90a or 90b are not required in this case.
- the pressure is controlled by the external control chambers 40, 100 via the control channels 90d and 90e to the pressure medium channel R on the return side be relieved of pressure.
- the valve unit 50 acts in contrast to the bistable Pulse valve of the embodiment of Figure 2 as pure changeover valve or monostable valve, in which at least one of the control chambers 40, 96, 100 permanent Operating pressure is present.
- the valve unit 50 can, as shown in FIG. 4, also as Changeover valve with mechanical reset become.
- the two Directional control valves 58 and 60 common, control chamber 96 not pressurized.
- the control channels 90a and 90b are closed, for example by pressing a Sealing plug.
- the control chamber 96 is by means of a Connection to the pressure medium channel R or to the environment vented. Is between the two control pistons 32 and 82 a compression spring 102 is clamped. This presses the two Slider 26 and 64 of the directional valves 58, 60 in the drawn Home position and is dimensioned so that the one possible pressurization of the control chambers 40, 100 pressure forces generated by the control pistons 34, 84 are sufficient to overcome their bias.
- Figure 5 shows a variant of a valve unit 50, at the two directional control valves 58 and 60 are not coaxial, but are arranged parallel to one another in the housing 52.
- the longitudinal axes of the directional control valves 58, 60 run vertically to the contact surface of the valve unit 50 on the base plate 46.
- the two directional valves 58, 60 are, apart from one two-part design of the slide bore 53a and 53b in Housing 52, identical to that of the previous Embodiments executed.
- With the slide bores 53a and 53b are continuous cross holes in the Housing 52, which at one end of the base plate 46th and at the opposite second end of plug 104 are closed.
- the pressure medium channels P and R are at a right angle the slide bores 53a, b in the direction of the pilot valve 48. They connect the slide bores 53a and 53b with each other and end in a blind hole in the slide hole 53a. The same applies to the control chambers 96a, b, 40 and 100 leading control channels 90a and 90e. Also the Pressure medium channels A and B are perpendicular to the Slider bores 53a, b aligned, but are in the No difference to the pressure medium channels P and R. coupled with each other, but run to each other opposite outer sides of the housing 52, where they from pressed balls 106 are closed pressure-tight. Aligned parallel to the slide bores 53a, b Longitudinal channels 108 connect the Pressure medium channels A, B to circumferential connections 110. These connections 110 may alternatively be on the base plate 46 or be provided on the housing 52.
- This construction variant makes it particularly compact Realize the construction of a valve unit 50, its housing 52 due to the right-angled ducting is relatively easy to manufacture.
- FIG. 6 shows one with a pilot valve 48 coupled valve unit 50 with likewise two-part, parallel arrangement of the slide bores 53a, b.
- Both Slider bores 53a, b run here in contrast to Embodiment according to Figure 5 in longitudinal and not in Transverse direction to the housing 52.
- the pressure medium connections A and B can be advantageously in the on Pilot valve 48 facing away from the end face of the valve unit Arrange 50.
- the various control channels shown in Figure 6 only schematically indicated by dashed lines are also in this variant in longitudinal or Transverse direction to the housing 52. To repeat in Avoiding their function will be on the previous ones Explanations referenced.
- valve units 50 with 5/2-way valve function which essentially consist of two of the Types of directional valves 58, 60 on which the invention is based are built up. All of the disclosed valve units 50 have a large number of identical parts and are at least partly through simple constructive interventions transferable. The construction principle on which the invention is based of directional valves 10, 58, 60 can therefore be one Extend the modular valve system with which no significant technical effort various customer requests are realizable.
- FIG. 7 shows the circuit symbol for a valve unit 50, in the embodiment according to embodiment 2.
- the valve unit 50 is switched over their two switching positions by means of electropneumatic actuated pilot valves 48.
- the valve unit 50 has a total of five connections labeled P, R, A and B, which are numbered 1 to 5 for simplicity.
- Port 1 or P is with a not shown Pressure generator connected, port 2 to consumer A, the connections 3 and 5 with a return R and the connection 4 with the second consumer B.
- In the first Switch positions are connections 1 and 2 or 4 and 5 connected to each other, is in the second switching position Port 1 with port 4 and port 2 with port 3 contacted.
- Port 3 is in switch position 1 and port 5 locked in switch position 2.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem vorsteuerbaren Wegeventil
entsprechend der Gattung der beiden unabhängigen Ansprüche 1
und 2. Eine mit zwei derartigen Wegeventilen ausgestattete
Ventileinheit ist beispielsweise aus der US 5,103,866
bereits bekannt. In dieser Ventileinheit sind die
Schließglieder unabhängig voneinander in einem gemeinsamen
Gehäuse geführt und gleichachsig oder parallel zueinander
angeordnet. Ferner sind die Schließglieder untereinander
identisch ausgebildet und an ihren Enden mit Steuerkolben
unterschiedlicher Abmessungen versehen. In Wirkverbindung
mit gehäuseseitigen Sitzkörpern bilden die Schließglieder
jeweils zwei Sitzventile aus.The invention is based on a pilot-controlled directional valve
corresponding to the genus of the two
Im Unterschied zum Gegenstand der Erfindung haben die Sitzventile gleich große Ventilöffnungen und die Kolbenfläche eines der Stellkolben entspricht in ihrer Fläche der einer Ventilöffnung. In den verschiedenen Schaltstellung liegt an den Steuerkolben der Schließglieder permanent Steuerdruck an, die Umsteuerung erfolgt durch Änderung der Kontaktierung der verschiedenen Anschlüsse. Insgesamt weist das gesamte Wegeventil sieben verschiedene Druckkammern auf. Sein Gehäuse ist deshalb fertigungstechnisch aufwendig herzustellen und nimmt ein großes Bauvolumen ein. Eine Erweiterung dieser bekannten Bauform zu einem Ventilkonzept, das druckmittelgesteuert rückstellbare oder mechanisch rückstellbare Impulsventile und Umschaltventile gleichermaßen umfaßt und bei dem die Schließglieder gleichachsig oder mehrachsig anordenbar sind, ist bei dieser Bauweise allenfalls mit erheblichem Zusatzaufwand realisierbar.In contrast to the object of the invention Poppet valves have valve openings of the same size and that Piston area of one of the control pistons corresponds in its Area of a valve opening. In the different Switch position lies on the control pistons of the closing elements permanent control pressure on, the reversal takes place through Change in the contacting of the different connections. In total, the entire directional valve has seven different ones Pressure chambers. Its casing is therefore elaborate to manufacture and takes up large construction volume. An extension of this well-known Design for a valve concept that is pressure medium controlled resettable or mechanically resettable pulse valves and switching valves includes and in which the Locking elements can be arranged coaxially or multiaxially, is at most with this construction with considerable Additional effort possible.
Demgegenüber weist das erfindungsgemäße vorsteuerbare
Wegeventil mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1
oder 2 den Vorteil auf, daß es bei relativ geringem
Bauaufwand die Ausbildung eines vollständigen Ventilkonzepts
in o.g. Umfang erlaubt. Unterschiedliche Ventilvarianten
lassen sich mit einfachen baulichen Veränderungen
realisieren. Als besonders vorteilhaft hat sich die
Bauvariante eines bistabilen oder impulsgesteuerten
Doppelsitzventils aufgrund seiner kurzen Ansprech- und
Schaltzeiten und seiner guten inneren Dichtheit erwiesen.
Diese Dichtheit nimmt mit zunehmendem Systemdruck aufgrund
der auf das Schließglied einwirkende Druckkraft zu. Das
vorgeschlagene Wegeventil ist aus mehreren Gleichteilen
aufgebaut und erfordert somit nur geringe Teile- und
Lagerkosten.In contrast, the precontrollable according to the invention
Directional control valve with the characterizing features of
Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further advantages or advantageous developments of Invention result from the dependent claims and the Description.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are in the drawing shown and in the following description explained.
Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes vorsteuerbares Wegeventil in einer sogenannten außendichtenden Ausführungsform im Längsschnitt; die Figuren 2 bis 6 zeigen vorgesteuerte Ventileinheiten, die aus mehreren Wegeventilen nach Figur 1 aufgebaut sind, in verschiedenen Bauvarianten. In Figur 7 ist beispielhaft das in Figur 2 offenbarte Ausführungsbeispiel einer Ventileinheit als Schaltsymbol dargestellt.Figure 1 shows a pre-controllable according to the invention Directional control valve in a so-called external seal Embodiment in longitudinal section; Figures 2 to 6 show pilot operated valve units consisting of several directional valves are constructed according to Figure 1, in different designs. In Figure 7, the one disclosed in Figure 2 is an example Embodiment of a valve unit as a circuit symbol shown.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines
vorsteuerbaren Wegeventils 10 dargestellt. Dieses weist ein
nur schematisch dargestelltes Gehäuse 12 auf, in dem eine
durchgehende und in ihrem Innendurchmesser mehrfach
abgesetzte Schieberbohrung 14 ausgebildet ist. Letztere ist
an ihren Enden von Stopfen 16 verschlossen, wobei in Figur 1
nur ein Stopfen 16 exemplarisch dargestellt ist. In die
Schieberbohrung 14 münden quer zu deren Längsachse
verlaufende und mit den Buchstaben P, A und R bezeichnete
Druckmittelkanäle sacklochartig ein. Der dem Zulauf
zugeordnete und Druckmittel unter Betriebsdruck führende
Druckmittelkanal P und der dem drucklosen Rücklauf
zugeordnete Druckmittelkanal R liegen dem Druckmittelkanal A
gegenüber. Letzterer ist mit einem nicht gezeichneten
Verbraucher gekoppelt.In Figure 1 is a first embodiment of a
pilot-controlled
In Längsrichtung des Wegeventils 10 betrachtet, sind die
Druckmittelkanäle P,A,R zueinander beabstandet, wobei sich
der verbraucherseitige Druckmittelkanal A zwischen den der
Versorgung mit Druckmittel dienenden Druckmittelkanälen P
und R befindet. Die gegenüberliegende Anordnung der
Druckmittelkanäle P und R zu A ist für die Funktion des
Wegeventils 10 nicht bestimmend. Viewed in the longitudinal direction of the
Im zwischen den Druckmittelkanälen P und A liegenden
Wandungsbereich der Schieberbohrung 14 ist ein erster
Sitzkörper 18 und im Abschnitt zwischen den
Druckmittelkanälen A und R ist ein zweiter Sitzkörper 20
angeordnet. Beide Sitzkörper 18 und 20 sind ringförmig
ausgeführt und weisen an ihren voneinander abgewandten
Stirnflächen Bunde auf, die Ventilöffnungen 22, 24 in den
Sitzkörpern 18, 20 begrenzen. Diese Ventilöffnungen 22 und 24
sind unterschiedlich groß dimensioniert, wobei die größere
Ventilöffnung 22 dem ersten Sitzkörper 18 und die kleinere
Ventilöffnung 24 dem zweiten Sitzkörper 20 zugeordnet ist.In between the pressure medium channels P and A
Wall area of the
Ein beide Ventilöffnungen 22 und 24 durchdringender Schieber
26 ist axial beweglich in der Schieberbohrung 14 geführt.
Dieser Schieber 26 verfügt über im Durchmesser verdickte
Kolben 27 mit daran festgelegten ersten und zweiten
Dichtscheiben 28, 30 und einen im Durchmesser
zurückgenommenen und die Kolben 27 miteinander verbindenden
Koppelabschnitt 29. An den Enden des Schiebers 26 sind
Steuerkolben 32, 34 unterschiedlicher Außenabmessungen
angeordnet. Aus Montagegründen ist der benachbart zum
zweiten Sitzkörper 20 liegende und im Durchmesser größere
Steuerkolben 34 auf den Schieber 26 montiert, während der
kleinere erste Steuerkolben 32 einteilig mit dem Schieber 26
ausgebildet sein kann. Beide Steuerkolben 32 und 34 tragen
in umfangseitigen Nuten Dichtringe 36 zur Abdichtung von
Steuerkammern 38, 40, in denen die Steuerkolben 32, 34 geführt
sind.A slider penetrating both
Der kleinere Steuerkolben 32 ist größer als die
Ventilöffnung 24 des kleineren Sitzkörpers 20 ausgelegt,
ebenso nimmt der große Steuerkolben 34 eine größere Fläche
als die Ventilöffnung 22 des großen Sitzkörpers 18 ein. Die
Flächendifferenzen ergeben sich unter Berücksichtigung der
nachfolgend beschriebenen Funktion des Wegeventils 10 in
Verbindung mit den unter Betriebsbedingungen herrschenden
Reibungs- und Druckverhältnissen im Wegeventil 10.The
In der dargestellten Grundstellung des Wegventils 10 strömt
unter Betriebsdruck stehendes Druckmittel vom
Druckmittelkanal P durch die Ventilöffnung 22 hindurch zu
dem mit dem Druckmittelkanal A verbundenen Verbraucher. Eine
Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittelkanal A und
dem Rücklauf R ist von der am zweiten Sitzkörper 20
anliegenden Dichtscheibe 30 verschlossen. Aufgrund der
Flächendifferenz zwischen der zweiten Ventilöffnung 24 und
dem ersten Steuerkolben 32 ist gewährleistet, daß der
Schieber 26 in dieser Schaltstellung verharrt, ohne daß der
Steuerkolben 34 mit Betriebsdruck beaufschlagt ist.In the illustrated basic position of the
Eine Umsteuerung des Wegeventils 10 in die nicht gezeichnete
Schaltstellung erfolgt durch einen kurzzeitigen Druckimpuls
auf den ersten Steuerkolben 32. Dadurch legt sich die erste
Dichtscheibe 28 an den die erste Ventilöffnung 22
begrenzenden Bund des Sitzkörpers 18 an und unterbricht die
Verbindung zwischen dem Druckmittelkanal P und dem
Druckmittelkanal A. Gleichzeitig wird dabei der
Druckmittelkanal A durch die Ventilöffnung 24 des zweiten
Sitzkörpers 20 hindurch mit dem Druckmittelkanal R
gekoppelt. Die aufgrund der Flächendifferenz zwischen der
ersten Ventilöffnung 22 und dem Steuerkolben 32 erzeugte
Druckkraft auf den Schieber 26 drückt die Dichtscheibe 28
gegen den Sitzkörper 18, wobei diese Druckkraft vom
Betriebsdruck abhängig ist und mit steigendem Betriebsdruck
zunimmt. Auch in dieser beschriebenen Schaltstellung sind
die Steuerkammern 38, 40 drucklos.A reversal of the
Die Umsteuerung zurück in die dargestellte Grundstellung
erfolgt ebenfalls durch einen kurzzeitigen Druckimpuls auf
den Steuerkolben 34. Dessen Kolbenfläche ist größer als die
Ventilöffnung 22 des ersten Sitzkörpers 18, wodurch die
resultierende Druckkraft auf den Schieber 26 eine
Rückstellung ermöglicht. Eine derartig arbeitendes
Wegeventil 10 wird als Impulsventil oder als bistabiles
Ventil bezeichnet.The reversal back to the basic position shown
is also caused by a brief pressure pulse
the
Die Beaufschlagung der Steuerkammern 38 und 40 mit
Druckmittel zur Umsteuerung des Wegeventils 10 geschieht
über im Gehäuse 12 angeordnete und in Figur 1 lediglich als
strichpunktierte Linien angedeutete Steuerkanäle. Diese
werden von einem in Figur 1 nicht erkennbaren
Vorsteuerventil mit Druckmittel versorgt, wobei das
Vorsteuerventil selbst über vom zulaufseitigen
Druckmittelkanal P abzweigende Versorgungskanäle - nicht
gezeichnet - angesteuert sein kann.The application of the
Figur 2 zeigt eine Baueinheit 44 aus einer Grundplatte 46,
einem Vorsteuerventil 48 und einer Ventileinheit 50.
Letztere hat ein blockförmiges Gehäuse 52, das zusammen mit
dem Vorsteuerventil 48 auf der Grundplatte 46 verankert ist.
Diese Grundplatte 46 ist senkrecht zur Zeichenebene von
druckmittelführenden Kanälen 54 durchzogen, über die die
gemeinsame Ver- bzw. Entsorgung eventuell mehrerer
nebeneinander angeordneter Baueinheiten 44 erfolgen kann.
Im Ausführungsbeispiel ist die Grundplatte 46 mit
Stichkanälen 56 versehen, die Druckmittelverbindungen
zwischen den Anschlüssen der Ventileinheit 50 und den
Kanälen 54 herstellen. Ferner weist die Grundplatte 46 einen
durchgehenden Hohlraum 47 auf, in dem eine elektronische
Steuereinrichtung 49 untergebracht ist. Diese steuert das
Vorsteuerventil 48 elektronisch an.FIG. 2 shows a
Die Ventileinheit 50 hat 5/2-Wegefunktion und nimmt dazu in
ihrem Gehäuse 52 zwei voneinander getrennte Wegeventile 58
und 60 auf. Das Wegeventil 58 ist dabei identisch zum
Wegeventil 10 nach Figur 1 aufgebaut. Demgegenüber hat das
koaxial dazu liegende zweite Wegeventil 60 einen Schieber
64, dessen Kolben 66 mit den Sitzkörpern 68 und 70 ein
sogenanntes innendichtendes Ventil bildet. Bei
innendichtenden Ventilen sind die, die Ventilöffnungen 72
und 74 umgebenden Bunde der Sitzkörper 68, 70, im Gegensatz
zu außendichtenden Systemen nach Figur 1, auf den einander
zugewandten Innenseiten dieser Sitzkörper 68, 70 angeordnet.
Dementsprechend befinden sich auch die Kolben 66 mit ihren
Dichtscheiben 78, 80 zwischen den beiden Sitzkörpern 68, 70
und nicht außerhalb davon. Um eine zum Wegeventil 58 (10)
vergleichbare Funktion auch für das Wegeventils 60 zu
erreichen, wurden die Flächenverhältnisse der Steuerkolben
82 und 84 bzw. der Sitzkörper 68, 70 beibehalten und die
Zuordnung der Steuerkolben 82, 84 zu den Sitzkörpern 68, 70
verändert. Demzufolge liegt dem im Durchmesser kleineren
Steuerkolben 82 nun der Sitzkörper 68 mit der kleinen
Ventilöffnung 72 benachbart, während entsprechend der
Steuerkolben 84 mit der großen Ventilöffnung 74 dem
Sitzkörper 70 zugeordnet ist. Aus fertigungstechnischen
Gründen sind beide Steuerkolben 82 und 84 mehrteilig mit dem
Schieber 64 ausgeführt. Unterschiedlich gegenüber dem
Wegeventil 58 (10) ist ferner, daß nun der die Verbindung
vom zulaufseitigen Druckmittelkanal P zum zweiten
verbraucherseitigen Druckmittelkanal B vom Sitzkörper 68 mit
der kleineren Ventilöffnung 72 gesteuert ist, während bei
der Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmittelkanal B
und R entsprechend umgekehrte Verhältnisse vorliegen.The
Durch die Kombination eines außendichtenden Wegeventils 58
mit einem fluchtend dazu angeordneten, innendichtenden
Wegeventil 60 wird eine besonders preisgünstige Ausbildung
des Gehäuses 52 mit einer einzigen, durchgehenden
Schieberbohrung 53 erreicht. Auch die Anordnung der
Steuerkanäle in diesem Gehäuse 52 ist verhältnismäßig
einfach realisierbar. Diesbezüglich wird auf die
Beschreibung zur Figur 3 verwiesen. By combining an outside sealing
Nach Figur 3 sind im Gehäuse 52 unabhängig von der
Ansteuerung mehrere Steuerkanäle 90a-e vorgesehen. Der
Steuerkanal 90a stellt eine Druckmittelverbindung zwischen
der Steuerkammer 96, in der im Ausführungsbeispiel die
beiden kleinen Stellkolben 32, 82 gemeinsam angeordnet sind
und dem Steuerkanal 90b her, der zum Vorsteuerventil 48
führt. Der zur Außenseite der Ventileinheit 50 hinführende
Teil des Druckmittelkanals 90a ist nur aus
fertigungstechnischen Gründen vorhanden und hat keine
druckmittelführende Funktion. Er ist aus diesen Gründen nach
außen verschlossen, beispielsweise durch einem nicht
eingezeichneten Stopfen. Parallel zum Steuerkanal 90b
verlaufend, verbindet ein weiterer Steuerkanal 90c das
Vorsteuerventil 48 mit einem Abzweig des zulaufseitigen
Druckmittelkanals P, der in die Schieberbohrung 53 des
Wegeventils 58, 60 einmündet. Über diesen Steuerkanal 90c
wird das Vorsteuerventil 48 mit Druckmittel versorgt. Zur
Rückführung von Druckmittel aus dem Vorsteuerventil 48 ist
ein Steuerkanal 90d vorgesehen, der ausgehend vom
Vorsteuerventil 48 zu dem mit R bezeichneten
rücklaufseitigen Druckmittelkanal des Wegeventils 60 führt.
Die Steuerkanäle 90b-d verlaufen im wesentlichen parallel
zur Schieberbohrung 53.According to FIG. 3, the
Ein weiterer Steuerkanal 90e liegt auf der den Steuerkanälen
90a-d gegenüberliegenden Seite der Schieberbohrung 53 und
verbindet die beiden außenliegenden Steuerkammern 40 und 100
der Wegeventile 58 und 60 miteinander. Zudem führt dieser
Steuerkanal 90e ebenfalls zum Vorsteuerventil 48.Another
Die in Figur 3 dargestellte Ventileinheit 50 wirkt entgegen
dem Impulsventil nach Figur 2 als Umschaltventil mit
Druckmittelrückstellung. Dazu ist die den beiden
Wegeventilen 58 und 60 gemeinsame Steuerkammer 96 über die
Steuerkanäle 90a und 90b permanent mit Betriebsdruck
beaufschlagt. Die dadurch auf die Steuerkolben 32 und 82
einwirkende Druckkraft verbringt die beiden Wegeventile 58,
60 in die dargestellte Grundstellung. Für die Umsteuerung
der Ventileinheit 50 werden die außenliegenden Steuerkammern
40 und 100 der beiden Wegeventile 58, 60 ebenfalls mit
Betriebsdruck beaufschlagt. Dies erfolgt durch das
Vorsteuerventil 48 über den Steuerkanal 90e. Die von den
Steuerkolben 34 und 84 der Wegeventile 58 und 60
hervorgerufene Druckkraft ist infolge der unterschiedlich
großen druckbeaufschlagten Flächen größer als die von den im
Durchmesser kleineren Steuerkolben 32, 82 aufgebrachte
Gegenkraft. Bei der Ausführung als Umschaltventil können die
an diesen Stellkolben 32 und 82 vorgesehenen Dichtringe 36
ersatzlos entfallen. Dadurch kann ein Druckaufbau in der
Steuerkammer 96 auch über die Führungsspalte dieser
Stellkolben 32 und 82 stattfinden. Die Steuerkanäle 90a oder
90b werden in diesem Fall nicht benötigt.The
Die Rückstellung erfolgt druckmittelgesteuert, indem die
außenliegenden Steuerkammern 40, 100 über die Steuerkanäle
90d und 90e zum rücklaufseitigen Druckmittelkanal R
druckentlastet werden. Dadurch kann die nach wie vor unter
Betriebsdruck stehende Steuerkammer 96 zusammen mit den
kleinen Steuerkolben 32, 82 die Wegeventile 58 und 60 in die
Grundstellung zurückstellen.The pressure is controlled by the
Die Ventileinheit 50 wirkt im Gegensatz zum bistabilen
Impulsventil des Ausführungsbeispiels nach Figur 2 als
reines Umschaltventil bzw. monostabiles Ventil, bei dem in
wenigstens einer der Steuerkammern 40, 96, 100 permanent
Betriebsdruck anliegt.The
Die Ventileinheit 50 kann, wie Figur 4 zeigt, auch als
Umschaltventil mit mechanischer Rückstellung ausgeführt
werden. Im Unterschied zu Figur 3 ist dabei die, beiden
Wegeventilen 58 und 60 gemeinsame, Steuerkammer 96 nicht
druckmittelbeaufschlagt. Die Steuerkanäle 90a und 90b werden
dazu verschlossen, beispielsweise durch das Einpressen eines
Dichtstopfens. Zudem ist die Steuerkammer 96 mittels einer
Verbindung zum Druckmittelkanal R oder zur Umgebung
entlüftet. Zwischen die beiden Steuerkolben 32 und 82 ist
eine Druckfeder 102 eingespannt. Diese drückt die beiden
Schieber 26 und 64 der Wegeventile 58, 60 in die gezeichnete
Grundstellung und ist so dimensioniert, daß die bei einer
eventuellen Druckbeaufschlagung der Steuerkammern 40, 100
von den Steuerkolben 34, 84 erzeugten Druckkräfte ausreichen
um ihre Vorspannung zu überwinden.The
Figur 5 zeigt eine Bauvariante einer Ventileinheit 50, bei
der die beiden Wegeventile 58 und 60 nicht koaxial, sondern
parallel zueinander im Gehäuse 52 angeordnet sind. Dabei
verlaufen die Längsachsen der Wegeventile 58, 60 senkrecht
zur Auflagefläche der Ventileinheit 50 an der Grundplatte
46. Die beiden Wegeventile 58, 60 sind, abgesehen von einer
zweigeteilten Ausbildung der Schieberbohrung 53a und 53b im
Gehäuse 52, identisch zu denen der vorigen
Ausführungsbeispiele ausgeführt. Bei den Schieberbohrungen
53a und 53b handelt es sich um durchgehende Querbohrungen im
Gehäuse 52, die an ihrem einen Ende von der Grundplatte 46
und am gegenüberliegenden zweiten Ende von Stopfen 104
verschlossen sind.Figure 5 shows a variant of a
Die Druckmittelkanäle P und R verlauten im rechten Winkel zu
den Schieberbohrungen 53a,b in Richtung des Vorsteuerventils
48. Sie verbinden die Schieberborhungen 53a und 53b
miteinander und enden sacklochartig in der Schieberbohrung
53a. Gleiches gilt für die zu den Steuerkammern 96a,b, 40
und 100 führenden Steuerkanäle 90a und 90e. Auch die
Druckmittelkanäle A und B sind senkrecht zu den
Schieberbohrungen 53a,b ausgerichtet, sind aber im
Unterschied zu den Druckmittelkanälen P und R nicht
miteinander gekoppelt, sondern verlaufen zu einander
entgegengesetzten Außenseiten des Gehäuses 52, wo sie von
eingepreßten Kugeln 106 druckdicht verschlossen sind.
Parallel zu den Schieberbohrungen 53a,b ausgerichtete
Längskanäle 108 stellen eine Verbindung der
Druckmittelkanäle A,B zu umfangseitigen Anschlüssen 110 her.
Diese Anschlüsse 110 können alternativ an der Grundplatte 46
oder am Gehäuse 52 vorgesehen werden.The pressure medium channels P and R are at a right angle
the slide bores 53a, b in the direction of the
Mit dieser Bauvariante läßt sich eine besonders kompakte
Bauweise einer Ventileinheit 50 realisieren, deren Gehäuse
52 aufgrund der rechtwinkligen Kanalführung ebenfalls
relativ einfach herstellbar ist.This construction variant makes it particularly compact
Realize the construction of a
Ergänzend zeigt Figur 6 eine mit einem Vorsteuerventil 48
gekoppelte Ventileinheit 50 mit ebenfalls zweigeteilter,
paralleler Anordnung der Schieberbohrungen 53a,b. Beide
Schieberbohrungen 53a,b verlaufen hier im Unterschied zum
Ausführungsbeispiel nach Figur 5 in Längs- und nicht in
Querrichtung zum Gehäuse 52. Die Druckmittelanschlüsse A und
B lassen sich dadurch in vorteilhafter Weise an der vom
Vorsteuerventil 48 abgewandten Stirnfläche der Ventileinheit
50 anordnen. Die verschiedenen Steuerkanäle, die in Figur 6
nur schematisch anhand von gestrichelten Linien angedeutet
sind, sind auch bei dieser Variante in Längs- oder
Querrichtung zum Gehäuses 52 geführt. Um Wiederholungen in
bezug auf ihre Funktion zu vermeiden wird auf die vorigen
Erläuterungen hierzu verwiesen.In addition, FIG. 6 shows one with a
Die erläuterten Ausfühmungsbeispiele nach den Figuren 2 bis
6 offenbaren eine große Bandbreite verschiedener
Ausführungsvarianten für Ventileinheiten 50 mit 5/2-Wegventilfunktion,
die im wesentlichen aus zwei der
Erfindung zugrundeliegenden Typen von Wegeventilen 58, 60
aufgebaut sind. Alle offenbarten Ventileinheiten 50 haben
eine große Anzahl von Gleichteilen und sind zumindest
teilweise durch einfache konstruktive Eingriffe ineinander
überführbar. Das der Erfindung zugrundeliegende Bauprinzip
von Wegeventilen 10, 58, 60 läßt sich demnach zu einem
Ventil-Baukastensystem erweitern, mit dem ohne nennenswerten
technischen Aufwand verschiedenste Kundenwünsche
realisierbar sind.The illustrated exemplary embodiments according to FIGS. 2 to
6 reveal a wide range of different
Design variants for
Figur 7 zeigt das Schaltsymbol für eine Ventileinheit 50, in
der Ausführungsform nach Ausführungsbeispiel 2. Gemäß diesem
Schaltsymbol erfolgt die Umschaltung der Ventileinheit 50 in
ihre beiden Schaltstellungen mittels elektropneumatisch
betätigten Vorsteuerventilen 48. Die Ventileinheit 50 weist
insgesamt fünf mit P,R,A und B bezeichnete Anschlüsse auf,
die der Einfachheit halber von 1 bis 5 durchnumeriert sind.
Anschluß 1 oder P ist mit einem nicht gezeichneten
Druckerzeuger verbunden, Anschluß 2 mit dem Verbraucher A,
die Anschlüsse 3 und 5 mit einem Rücklauf R und der Anschluß
4 mit dem zweiten Verbraucher B. In der ersten
Schaltstellung sind die Anschlüsse 1 und 2 bzw. 4 und 5
miteinander verbunden, in der zweiten Schaltstellung ist
Anschluß 1 mit Anschluß 4 und Anschluß 2 mit Anschluß 3
kontaktiert. Anschluß 3 ist in Schaltstellung 1 und Anschluß
5 in Schaltstellung 2 gesperrt.FIG. 7 shows the circuit symbol for a
Selbstverständlich sind Änderungen oder Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.Of course, changes or additions to the described embodiment possible without Deviate basic ideas of the invention.
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