DE3038802A1

DE3038802A1 - Impulsventil

Info

Publication number: DE3038802A1
Application number: DE19803038802
Authority: DE
Inventors: Helmut 7000 Stuttgart Ott
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1980-10-14
Publication date: 1982-05-27
Also published as: US4432391A; FR2492040A1; JPS5769103A; FR2492040B3; CH654882A5

Description

Patentanwälte Dipl. Ing. Hans-Jürgen Älüller Dr. rer. nat. Thomas Berendt

Dr.-Ing. Hans Leyh LucIle-Grahn-StraBe 38 D 8 München 80

Unser Zeichen: A 14 Lh./f i

Herion-Werke KG
Stuttgarter Str. 120
Fell bach

Impulsventil

Λ 14 429 Herion-Werke KG

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Impulsventil mit zwei elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventilen, einem Gehäuse mit Ventil kolben, der in einer Arbeitskammer verschiebbar angeordnet ist und dessen jeweilige Schaltsteilung nach Entregung der Vorsteuerventile gespeichert bleibt, sowie einem Zulaufanschluß, einem Rücklaufanschluß und z.B. zwei Arbeitsanschiiissen.

Bei einem Impulsventil wird zum Umschalten des Ventilkolbens nur ein kurzer elektrischer Impuls an das betreffende .Vorsteuerventil gelegt, wodurch dieses kurz betätigt und dadurch der Ventilkolben von der einen Schaltstellung in die andere Schaltstellung umgeschaltet wird. Der"Ventil kolben behält dann seine Schaltstellung auch nach Beendigung des Impulses, d.h. nach Entregung des Vorsteuerventil es bei. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem Umsehalten des Ventilkolbens von der einen in die andere Schaltstellung.

Erreicht wird hierdurch, daß die Vorsteuerventile in der Zeit, in der sich der-Venti!.kolben in der einen oder anderen Schaltsteilung befindet, nicht erregt werden müssen, wodurch Energie eingespart wird.

Die bekannten Ausführungsforinen von Mehrwege-Impulsventil en.haben ein hohes Bauvolumen und sie s.ind konstruktiv und fertigungstechnisch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ImpulsventiT der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß es bei geringerem Raumbedarf konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher gestaltet ist.

BAD ORIGINAL

3 0 3 8 3 0

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Vorsteuerventilen und dem Ventilkolben ein Ventilelement, z.B. eine flexible Membran, angeordnet ist, über welche einerseits die Verbindung vom Zulaufanschluß zur Arbeitskammer des Ventilkolbens sowie andererseits die Entlüftung der Arbeitskammer steuerbar ist. und daß die Membran über einen Steuerkanal ständig mit einem der beiden Arbeitsanschlüsse verbunden ist. ·

Zweckmäßigerweise sind im Gehäuse zwei Ventilsitze, je einer für jede Seite der Membran, ausgebildet, von denen der eine für die'Verbindung vom Zulaufanschluß zur Arbeitskammer und der andere für die Verbindung von der letzteren zu einem Entlüftungsanschluß vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise ist die Membran auf ihrer einen Seite über das eine Vorsteuerventil durch den Zulaufdruck beaufschlagbar und über das andere Vorsteuerventil entlüftbar. .

Vorteilhafterweise ist im Gehäuse zwischen den beiden Ventilsitzen der Membran eine Ringkammer ausgebildet, die über den Steuerkanal ständig an den einen der beiden Arbeitsanschlüsse angeschlossen ist.

Zweckmäßigerweise ist in dem Steuerkanal eine Drossel eingebaut.

Vorzugsweise ist der eine Arbeitsanschluß direkt und \\?x <indore Arbeitsanschluß über den Vent M kolben onLlüfLot.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der die

Fig. 1 bis 4 im Schnitt ein Impulsventil in verschiedenen Schaltstellungen zeigen.

Fig. 1 zeigt ein Impulsventil 10 mit einem Gehäuse 14 sowie zwei auf das Gehäuse aufgesetzte und an ihm befestigte Vorsteuerventile 14, Das Vorsteuerventil 14 hat einen Magneten 72, der mit einem Ventilsitz im Gehäuse zusammenwirkt und das Vorsteuerventil 16 hat einen Magneten 74, der mit einem Ventilsitz 20 im Gehäuse zusammenwirkt. Das Gehäuse ist ferner mit einem Zulaufanschluß 22, einem Rücklaufanschluß oder Entlüftungsanschluß 24, sowie zwei Arbeitsanschlüssen' 26, 28 versehen, die zu zwei Verbrauchern führen.

Vom Zulaufanschluß 22 zweigt direkt eine Leitung 30 ab, die zum Vorsteuerventil 14 führt, ferner führt vom Ventilsitz 18 des Vorsteuerventiles 14 eine Verbindungsleitung 32 zum Vorsteuerventil 16. Der Ventilsitz 20 des Vorsteuerventiles 16 steht mit einem Entlüftungskanal 34 in Verbindung. .

Im Gehäuse 12 ist eine Arbeitskammer 36 ausgebildet, in welcher ein Ventil kolben 38 verschiebbar geführt ist, der seinerseits mit drei in axialen Abständen angeordneten Arbeitskolben 56, 58, 60 ausgerüstet ist. .

Vom Verbindungskanal 32 erstreckt sich eine Verbindungsbohrung 4o zur Arbeitskammer 36, und es ist zwischen dem Verbindungs-kanal 32 und der Verbindungsbohrung 40 ein Ventilsitz 42 im Gehäuse ausgebildet, der durch ein Venti!element,, in der dargestellten Ausführungsform eine flexible Membran 46, geöffnet und geschlossen werden kann. Die Membran 46 arbeitet ferner mit einem weiteren Ventilsitz 44 zusammen, der in Verbindung mit einem Entlüftungskanal 48 steht.

Zwischen den Ventilsitzen 42 und 44 ist im Gehäuse eine Ringkammer ausgebildet, die über einen Steuerkanal 52 ständig in Verbindung mit dem Arbeitsanschluß 28 steht. In den Steuerkanal 52 ist eine Drossel 54 eingebaut.

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Der Ventilkolben 38 ist mit einer Querbohrung 62 und einer mit dieser in Verbindung stehenden Längsbohrung 64 versehen, über welche der Arbeitsanschluß 26 entlüftet wird.

Die Membran 46 ist in einer Bohrung des Gehäuses axial verschiebbar angeordnet und geeignet geführt, wobei ihre Lippe. 66 an ihrem Außenumfang an dieser Bohrung anliegen kann. .·

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet wie folgt.

In der Stellung nach Fig. 1 sind beide .Vorsteuerventile 14 und 16 nicht erregt und ihre beiden Magnetanker 72, 74 sitzen auf c'en Ventilsitzen 18 und 20 auf und dichten diese ab. Die Arbeitskammer 36 über dem Venf.il-.kolben 38 bzw. oberhalb des Arbeitskolbens 56 ist über die Verbindungsbohrung 40, den offenen Ventilsitz 44 und den Entlüftungskanal 48 entlüftet. Infolge der größeren Fläche des Arbeitskolbe'ns 58 gegenüber der des Arbeitskolbens 60 wird der Ventilkolben 38 durch das am Zulaufanschluß 22 anstehende Druckmittel in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung gehalten. In dieser Stellung ist der Arbeitsanschluß 26 mit dem Zulaufanschluß 22 verbunden, während der Arbeitsanschluß 28 über den Rücklauf- . anschluß 24 entlüftet ist.

In der Position nach Fig. 2 ist das Vorsteuerventil 14 erregt worden und der Magnetanker 72 wird angezogen, wodurch der Ventilsitz 18 geöffnet wird. Das Druckmittel, z.B. Luft, strömt vom Zulaufanschluß 22 über den Kanal zu und durch den offenen Ventilsitz 18, dann in den VerbindungskanaT 32, wobei die Membran 46 durch das Druckmittel beaufschlagt wird. Die Membran 46 wird dann durch das Druckmittel axial nach unten verschoben, wobei der Ventilsitz 42 geöffnet und der Ventilsitz 44 geschlossen wird. Das Druckmittel strömt dann durch den Ventilsitz 42 durch und umströmt denn den Außenumfang der Membran, wobei deren Lippe 66 nach unten gebogen wird und tritt dann in die Verbindungsbohrung 40 ein und strömt von dort in die Arbeitskammer 36. Da der Ventilsitz 44 durch die Membran 46 geschlossen

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ist, ist die Entlüftung der Arbeitskammer zum Entlüftungskanal 48 gesperrt. Infolge der Druckdifferenz wird nun der Ventilkolben nach unten in die in Fig. 2 gezeichnete Stellung umgeschaltet. Hierbei wird die Verbindung vom Zulaufanschluß 22 zum Arbeitsanschluß 28 hergestellt, während der Arbeitsanschluß 26 über die Querbohrung 62 und die Längsbührung 64 entlüftet wird. .

In der Stellung nach Fig. 3 ist das Vorsteuerventil 14 wieder entregt bzw. abgeschaltet, so daß der Magnetanker 72 durch seine nicht näher bezeichnete Feder wieder auf den Ventilsitz 18 gedruckt und dieser dadurch geschlossen wird. Die Verbindung vom Zulaufanschluß 22 zur Verbindungsbohrung 32 ist damit gesperrt. Die Membran 46 bleibt jedoch in derselben Stellung wie in Fig. 2, d.h. der Ventilsitz 42 bleibt geöffnet und der Ventilsitz 44 bleibt geschlossen, weil die Membran 46 auf ihrer Oberseite.nach wie vor durch den Zulaufdruck vom Arbeitsanschluß 28 her über den Steuerkanal 52 und die Ringkammer 50 beaufschlagt wird. Selbst wenn das Druckmedium den äußeren Rand, d.h. die Lippe 66 der Membran umströmen würde, bleibt die dargestellte Position erhalten, weil die obere Fläche der Membran größer ist als die untere Fläche, da der Querschnitt des Ventilsitzes 44 entlüftet ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Schaltstellung des Ventilkolbens 38 bleibt somit erhalten, obwohl das Vorsteuerventil 14 abgeschaltet ist.

In der Schältstellung nach Fig. 4 ist das Vorsteuerventil 16 erregt und sein Magnetanker 74 wird entgegen der Kraft seiner nicht näher bezeichneten Feder angezogen und vom Ventilsitz 20 abgehoben, wodurch dieser geöffnet wird. Der Verbindungskanal 32 wird dadurch über den offenen Ventilsitz 20 und den Entlüftungskanal 34 entlüftet.

Durch das in der Arbeitskammer 36 befindliche Druckmittel wird die Membran nach oben bewegt, bis sie auf dem Ventilsitz 42 aufsitzt und diesen schließt. Dabei wird der Ventilsitz 44 geöffnet und die Arbeitskammer 36 über die

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Verbindungsbohrung 40, den geöffneten Ventilsitz 44 und den Entlüftungskanal 48 entlüftet. Der Ventilkolben 38 wird durch die Differenzkraft infolge der unterschiedlichen Flächen der Arbeitskolben 58 und 60 nach oben in die in Fig. 4 dargestellte Position bewegt, in der der Arbeitsanschluß 26 wieder mit dem ZulaufanschTuß 22 verbunden ist, während der Arbeitsanschluß 28 zum Entlüftungsanschluß 24 entlüftet ist.

Wird nun das Vorsteuerventil 16 wieder entregt, so wird sein Magnetanker 74 durch seine Druckfeder wieder auf den Ventilsitz 20 gedrückt und dieser geschlossen, womit die Schaltstellung gemäß Fig. 1 wieder . erreicht ist. In dieser Stellung ist die Arbeitskammer 36 über die Verbindungsbohrung 40, den offenen Ventilsitz 44 und den Entlüftungskanal 48 entlüftet und der Ventilkolben 38 in der dargestellten SchaTtstellung verbleibt, bis das Vorsteuerventil 14 wieder erregt wird.

Die Drossel 54 im Steuerkanal 52 dient dazu, ein sicheres Umschalten zu gewährleisten. Ihr Querschnitt ist mit dem Querschnitt des Ventilsitzes 20 abgestimmt und kleiner als dieser, so daß beim öffnen des Ventilsitzes 20 (Umschaltung von der Stellung gemäß Fig. 3 in die Stellung nach Fig. 4) durch den Ventilsitz 20 mehr Luft abströmen, als durch die Drossel 54 nachströmen kann.

Ihr Querschnitt ist ferner mit dem Querschnitt des Ventilsitzes 18 abgestimmt, und ebenfalls kleiner als der Querschnitt der letzteren, so daß beim Offnen des Ventilsitzes 18 (Umschaltung von der Stellung nach Fig. 1 in die Stellung nach Fig. 2) durch den Ventilsitz 18 mehr Druckluft in den Verbindungskanal 32 und durch den Ventilsitz 42 einströmt als durch die Drossel 54 zum Arbeitsanschluß 28 abströmen kann.

Claims

A 14'42?' Herion-lJerke KG

Patentansprüche

Itnpulsventil mit zwei elektromagnetisch betätigten Vorsteuerventilen, einem Gehäuse mit Ventilkolben, der in einer Arbeitskammer verschiebbar angeordnet ist, und dessen jeweilige Schaltstellung auch nach Entregung der Vorsteuerventile gespeichert bleibt, sowie einem Zulaufanschluii, einem Rücklauf arisch! uß. und z.B. zwei Arbeitsanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Vorsteuerventilen (14, 16) und dem Ventil kolben (38) ein Ventilelement, z.B. eine flexible Membran (46) angeordnet ist, über welche einerseits die Verbindung vom Zulaufanschluß (22) zur Arbeitskammer (36) sowie andererseits die Entlüftung der Arbeitskammer steuerbar ist, und daß die Membran (46) über einen Steuerkanal (52) ständig durch den Druck im Arbeitsanschluß (28) beaufschlagbar ist.
2. . Impulsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) zwei Ventilsitze (42, 44), je einer für jede Seite der Membran (46), ausgebildet sind, von denen der eine (42) für die Verbindung vom Zulaufanschluß (22) zur Arbeitskammer (36) und der andere (44) zur Verbindung der letzteren mit einem Entlüftungskanal (48) vorgesehen ist.
3. Impulsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (46)'auf ihrer einen Seite über das Vorsteuerventil (14) durch den Zulaufdruck beaufschlagbar und über das Vorsteuerventil (16) entlüftbar ist.
4. Impulsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) zwischen den beiden Ventilsitzen (42, 44) der

' Membran (46) eine Ringkammer (50) ausgebildet ist, die über den Steuerkanal (52) ständig mit dem Arbeitsanschluß (28) verbunden ist.·
5. Impulsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß in dem Steuerkanal (52) eine Drossel (54) angeordnet ist.
6. Impulsventil nach einem der vorhergehenden-.Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucheranschluß (28) direkt und der andere Verbraucheranschluß (26) über den .Ventil kolben (38) entlüftet ist. ·