DE7834499U1

DE7834499U1 - SERVO ACTUATED THREE-WAY VALVE

Info

Publication number: DE7834499U1
Application number: DE19787834499
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1980-09-04
Also published as: GB2008230B; IT1091488B; JPS5481472A; GB2008230A; FR2409435A1; DE2850291A1

Description

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Servo-operated three-way valve.

Die Erfindung betrifft ein Dreiwegeventil der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.The invention relates to a three-way valve of the type described in the preamble of claim 1.

Solche Ventile werden in hydraulischen oder anderen Flüssigkeits-Druckkreisen angewendet.Such valves are used in hydraulic or other fluid pressure circuits applied.

Die derzeit gebräuchlichen servogesteuerten Dreiwegeventile benötigen eine im Vergleich zu ihrem wirksamen Durchflußquerschnitt hohe Steuereingangsleistung zur Umsteuerung zwischen ihren Betriebszuständen. Ein weiterer Nachteil bekannter Ventile besteht darin, daß sie bei Änderung der Betriebsart, beispielsweise von "normal geöffnet" in "normal geschlossen" oder umgekehrt demontiert und in ihrem Innern Änderungen durchgeführt werden müssen.The currently used servo-controlled three-way valves require a compared to their effective flow area high control input power for reversing between their operating states. Another disadvantage of known valves is that when the operating mode is changed, for example from "normally open" to "normally closed" or vice versa, they have to be dismantled and changes made to the interior.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwegeventil zu schaffen, das mit geringer elektrischer Leistung steuerbar ist, und das ohne innere Änderungen wahlweise in der Betriebsart "normal geschlossen" oder "normal geöffnet" betrieben werden kann.The invention is based on the object of creating a three-way valve that can be controlled with low electrical power is, and operated without any internal changes either in the operating mode "normally closed" or "normally open" can be.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.This task is carried out in the characterizing part of the claim 1 mentioned features solved.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Ventil eine elektromagnetisch betätigbare Servo-In a preferred embodiment of the invention, the valve has an electromagnetically actuated servo

Steuerung. Es können jedoch auch andere, z. B. hydraulische, pneumatische oder mechanische Betätigungsmittel verwendet werden.Steering. However, others, e.g. B. hydraulic, pneumatic or mechanical actuating means are used will.

Das Ventil kann an den Kreis, in den es eingefügt werden soll, entweder durch Verbinder und/oder Leitungen oder eine Verbindungstafel angeschlossen sein.The valve can be connected to the circuit in which it is to be inserted, either through connectors and / or pipes or a connection panel be connected.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings:

Fig. 1 zeigt einen Achsialschnitt eines ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden hydraulischen Ventils mit einem Elektromagneten zur Servobetätigung, der bei der Darstellung in Fig. 1 ausgeschaltet ist,Fig. 1 shows an axial section of a hydraulic valve representing an embodiment of the invention with an electromagnet for servo actuation, which is switched off in the illustration in FIG. 1,

Fig. 2 zeigt den gleichen Achsialschnitt, wobei der Elektromagnet zur Servosteuerung erregt ist,Fig. 2 shows the same axial section, with the electromagnet for servo control being excited,

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung als Achsialschnitt, wobei das betreffende Ventil auf einer Verbindungiafel montiert ist.Fig. 3 shows an alternative embodiment of the invention as an axial section, the valve in question being mounted on a connecting piece.

Mit 2 ist ein Ventilkörper bezeichnet, der in seinem zentralen Bereich eine longitudinale Durchgangsöffnung 4 besitzt. Diese Durchgangsöffnung 4 ist in geeigneter Weise derart geformt, daß eine erste ringförmige Kammer 6 gebildet ist, die mit einem ersten Anschluß 8 in Verbindung steht. Dabei befindet sich über dem ersten Anschluß 8 ein von einer Fortsetzung der Bohrung 4 gebildeter flacher Endbereich. An der Bohrung 4 ist weiter eine zweite ringförmige Kammer 10 angeformt, die mit einem zweiten Anschluß 12 in Verbindung steht, unter der sich ein zweiter flacher Endbereich 13 befindet, der ebenfalls eine Fortsetzung der Bohrung 4 darstellt. Der Ventilkörper 2 besitzt an seiner Oberseite einen Gewindesitz, in den ein Zwischenstück 14 für den Anschluß der Servobetätigungsmittel eingeschraubt ist. Im vorliegenden Fall besteht das Servobetätigungsmittel aus einem Elektromagneten 16, dessen zentraler Kern 18 teilweise sichtbar ist.2 with a valve body is referred to, which has a longitudinal through opening 4 in its central area. This through opening 4 is suitably shaped in such a way that a first annular chamber 6 is formed which is in communication with a first terminal 8. There is one of a continuation above the first connection 8 the bore 4 formed flat end region. A second annular chamber 10 is also integrally formed on the bore 4, which is in communication with a second connection 12, under which a second flat end region 13 is located, which is also a continuation of the bore 4. The valve body 2 has a threaded seat on its upper side, into which an intermediate piece 14 is screwed for the connection of the servo-actuation means. In the present case there is the servo actuator from an electromagnet 16, whose central core 18 is partially visible.

Eine hohle Spule 20 ist gleitbar und dichtend in der Bohrung 4 angebracht. Ihr unteres Ende ist offen und kann in den zweitgenannten Endbereich 13 hineingleiten (Fig. 1). Das obere Ende der Spule 20, das durch eine Stirnwandung verschlossen ist, kann in den erstgenannten flachen Endbereich 9 hineingleiten (Fig. 2). Diese Stirnwandung besitzt eine Anzahl von Durchflußöffnungen für die Flüssigkeit. Zwei von ihnen, die mit 22 und 24 bezeichnet sind, sind in der Zeichnung erkennbar. Diese Durchflußöffnungen verbinden den inneren Hohlraum der Spule 20 in der ersten Betriebsposition des Ventils (Fig. 1) mit der ersten Kammer 6. Ein Ansatz 26, der sich von dem oberen Ende der Spule 20 nach oben erstreckt, steht mit dem Kern 18 des Elektromagneten 16 in Berührung. Der Ventilkörper 2 bildet an seiner Unterseite einen Sitz, in dem ein Schieber 28 gelagert ist. Dieser wird in axialer Richtung von einer Reihe von Durchlaßöffnungen durchdrungen. Zwei von diesen sind in Fig. 1 dargestellt. Sie sind mit und 32 bezeichnet. Diese Durchgangsöffnungen 30 und 32 verbinden einen dritten Anschluß 34 des Ventils mit dem Hohlraum der Spule 20 und somit über die Durchgangsöffnungen 22 und 24 mit der oberen Kammer 6. In Fig. 2 verbinden die Durchgangsöffnungen 30 und 32 den Anschluß 34 mit der unteren Kammer 10.A hollow spool 20 is slidable and sealing in the bore 4 attached. Its lower end is open and can slide into the second-mentioned end region 13 (FIG. 1). That The upper end of the coil 20, which is closed by an end wall, can be placed in the first-mentioned flat end region 9 slide in (Fig. 2). This end wall has a number of flow openings for the liquid. Two of them, which are designated by 22 and 24, can be seen in the drawing. These flow openings connect the inner one Cavity of the coil 20 in the first operating position of the valve (Fig. 1) with the first chamber 6. An extension 26, the extending upward from the top of the coil 20 is in contact with the core 18 of the electromagnet 16. The valve body 2 forms on its underside a seat in which a slide 28 is mounted. This is in axial Direction penetrated by a series of passage openings. Two of these are shown in FIG. You are with and 32 denotes. These through openings 30 and 32 connect a third connection 34 of the valve to the cavity of the coil 20 and thus via the through openings 22 and 24 to the upper chamber 6. In FIG. 2, the through openings connect 30 and 32 the connection 34 with the lower chamber 10.

Der Schieber 28 trägt ein Anschlagelement, das einen Schaft 36 umfaßt, der sich koaxial durch den Hohlraum der Spule erstreckt und die Abwärtsbewegung der Spule 20 begrenzt. Er dient außerdem als Führung für eine Vorspannfeder 38, die ihn koaxial umgibt.The slide 28 carries a stop element which comprises a shaft 36 which extends coaxially through the cavity of the spool and limits the downward movement of the spool 20. It also serves as a guide for a bias spring 38, the surrounds it coaxially.

Das Ventil kann beliebig entweder in der Betriebsart "normal geschlossen" oder "normal geöffnet" verwendet werden, in ersten Fall ist der Anschluß 8 mit dem Auslaß und der Anschluß 12 mit dem Einlaß verbunden. In beiden Fällen steht der Anschluß 24 mit einem Verbraucher in Verbindung.The valve can be used either in the operating mode "normally closed" or "normally open", in the first case the connection 8 is connected to the outlet and the connection 12 is connected to the inlet. In both cases it stands the connection 24 with a consumer in connection.

Im folgenden sei die Wirkungsweise des Ventils in der Be-In the following, the mode of operation of the valve is

- 4 triebsart "normal geschlossen" beschrieben:- 4 operating mode "normally closed" described:

Wie in Fig. 1 dargestellt, befindet sich das Ventil in der ersten Betriebsstellung, wenn der Elektromagnet 16 stromlos ist, so daß seine (nicht dargestellte) Vorspannfeder den Kern 18 nach unten drückt und damit die Spule 20 in Berührung mit dem oberen Ende des Schaftes 36 bringt, wobei die Feder 38 komprimiert wird. Hierdurch wird die Flüssigkeitsströmung unterbrochen, die - von dem Einlaßanschluß 12 kommend - in die ringförmige Kammer 10 eintritt, deren Ausfliessen von dort Jedoch durch die Spule 20 blockiert ist. In diesem Fall wird die Flüssigkeit, die in dem vorangehenden Arbeitszyklus denVerbraucher gesteuert hat, über den Anschluß 34 und die Durchgangsöffnungen 30 und 32 zum Auslaßanschluß geführt. Sie tritt in den Hohlraum der Spule 20 ein, durchläuft die Durchlaßöffnungen 22 und 24, die obere Kammer 6, die durch die Abwärtsverschiebung der Spule 20 geöffnet ist, und gelangt durch den Anschluß 8 zum Auslaß.As shown in Fig. 1, the valve is in the first operating position when the electromagnet 16 is de-energized is, so that his (not shown) biasing spring Presses core 18 downwards and thus brings the coil 20 into contact with the upper end of the shaft 36, wherein the Spring 38 is compressed. This causes the liquid flow interrupted, which - coming from the inlet connection 12 - enters the annular chamber 10, the outflow of which from there, however, is blocked by the coil 20. In this case the liquid used in the previous working cycle has controlled the consumer, via connection 34 and through openings 30 and 32 to the outlet connection guided. It enters the cavity of the coil 20, passes through the passage openings 22 and 24, the upper chamber 6, which is opened by the downward displacement of the coil 20, and passes through the connection 8 to the outlet.

Wenn der Elektromagnet in der zweiten Betriebsposition des Ventils erregt ist (Fig. 2), wird der Kern 18 nach oben bewegt und drückt die Vorspannfeder des Magneten zusammen.Infolge dessen wird auch die Spule 20, die von dem Kern 18 nicht mehr zurückgehalten wird, durch die Ausdehnung der Feder 38 nach oben bewegt. Dadurch schließt sich die erste ringförmige Kammer 6, während die zweite ringförmige Kammer 10 geöffnet wird, so daß die von dem Einlaßanschluß 12 kommende Flüssigkeit die Durchlaßöffnungen 30 und 32 passieren kann und durch den Verbraucheranschluß 34 austritt.When the solenoid is energized in the second operating position of the valve (Fig. 2), the core 18 is moved upward and compresses the pretensioning spring of the magnet of which the coil 20, which is no longer retained by the core 18, by the expansion of the Spring 38 moved upwards. This closes the first annular chamber 6, while the second annular chamber 10 is opened so that the liquid coming from the inlet connection 12 pass through the passage openings 30 and 32 can and exits through the consumer connection 34.

Um das Ventil in der Betriebsart "normal geöffnet" zu betreiben, müssen nur der Einlaßanschluß und der Auslaßanschluß miteinander vertauscht werden, d.h. der mit 12 bezeichnete Anschluß wird zum Auslaßanschluß, während der mit 8 bezeichnete Anschluß der Einlaßanschluß wird.To operate the valve in the "normally open" operating mode, only the inlet connection and the outlet connection have to be interchanged, i.e. the one marked 12 The port becomes the outlet port, while the port labeled 8 becomes the inlet port.

In der Betriebsart "normal geöffnet" arbeitet das VentilThe valve works in the "normally open" operating mode

folgendermaßen: Wenn der Magnet 16 nicht erregt ist (Fig. 1), so daß der Kern 18 durch seine Vorspannfeder nach unten gedrückt wird, wird auch die Spule 20 nach unten gedrückt, wobei sich die Feder 38 komprimiert, bis sie gegen das obere Ende des Schaftes 36 anschlägt. Somit kann die Flüssigkeitsströmung von dem Einlaßanschluß 8 in die ringförmige Kammer 6 eintreten, durch den infolge des Absenkens der Spule 20 geöffneten Bereich hindurchtreten und durch die Durchlaßöffnungen22und 24 in die Spule 30 einlaufen, von wo aus sie über die Durchlaßöffnungen 30 und 32 und den Anschluß 34 den Verbraucher erreicht.as follows: When the magnet 16 is not energized (Fig. 1), so that the core 18 is pushed down by its biasing spring is, the spool 20 is also pressed down, compressing the spring 38 until it is against the upper The end of the shaft 36 strikes. Thus, the liquid can flow from the inlet port 8 into the annular chamber 6 enter, pass through the area opened as a result of the lowering of the coil 20 and through the passage openings 22 and 24 run into the coil 30, from where they pass through the passage openings 30 and 32 and the connection 34 to the consumer achieved.

Wenn der Magnet 16 erregt wird (Fig. 2), wird sein Kern nach oben verschoben und komprimiert die Vorspannfeder des Magneten. Der Druck auf die Spule 20 wird aufgehoben, so daß diese von der Feder 38 ebenfalls nach oben bewegt wird und die von dem Einlaßanschluß 8 kommende Flüssigkeitsströmung unterbricht, während die Kammer 10 gleichzeitig geöffnet wird, durch die die von dem Verbraucheranschluß 34 kommende und durch die Durchgangsöffnungen 30 und 32 hindurchtretende Flüssigkeit zu dem Auslaßanschluß 12 gelangt.When the magnet 16 is energized (Fig. 2), its core is displaced upwards and compresses the biasing spring of the Magnets. The pressure on the spool 20 is released so that it is also moved upwards by the spring 38 and interrupts the flow of liquid coming from the inlet connection 8, while the chamber 10 is opened at the same time through which the coming from the consumer connection 34 and liquid passing through the through openings 30 and 32 reaches the outlet port 12.

Da die Spule 20 die Durchlaßöffnungen 22 und 24 besitzt und daher einen entsprechend niedrigen Durchgangswiderstand darstellt, ist sie leiht und mit nur geringer elektrischer Steuerleistung bewegbar, weil sie verschoben wird, während sie in die von ihr gesteuerte Flüssigkeit eingetaucht ist und sich infolge/dessen in einem Druckgleichgewicht befindet.Since the coil 20 has the passage openings 22 and 24 and therefore represents a correspondingly low volume resistance, it is borrowed and can be moved with little electrical control power because it is moved while it is immersed in the liquid controlled by it and is consequently in a pressure equilibrium.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Ventils für die Montage auf einer Anschlußtafel. Der Ventilkörper 2 hat eine von der oben beschriebenen Form abweichende Gestalt. Die Anschlüsse 8 und 12, die mit den Kammern 6 bzw. 10 in Verbindung stehen, sind in dem Ventilkörper in einer Richtung angeordnet, die im wesentlichen parallel zu der Bohrung des Ventilkörpers verläuft. Die Betriebsweise des Ventils ist jedoch unverändert. Wenn in diesem Fall die Betriebs-Fig. 3 shows an embodiment of the valve for mounting on a terminal board. The valve body 2 has a shape deviating from the shape described above. The connections 8 and 12, which are connected to the chambers 6 and 10, respectively are arranged in the valve body in a direction substantially parallel to the bore of the valve body runs. However, the operation of the valve is unchanged. If in this case the operating

art von "normal geschlossen" in "normal geöffnet" geändert werden soll, ist es lediglich erforderlich, die Schrauben 40 zu lösen und das Ventil in Bezug auf die zu seiner Befestigung dienenden Bohrungen um 150° zu drehen.type changed from "normally closed" to "normally open" is to be, it is only necessary to loosen the screws 40 and the valve with respect to its fastening to rotate the holes used by 150 °.

Claims

- 7 protection claims

1. Servo-controlled three-way valve with a valve body with inlet, outlet and consumer connections, with a bore in which one is pretensioned by means of a spring Coil is slidably and sealingly arranged and with servo actuation means for moving the coil between a first and a second operating position within the valve, characterized in that the bore (4) at its opposite ends forms first and second chambers (6 and 10, respectively), and that the coil (20) has an internal cavity with an open end which is in the second operative position of the valve communicates with the second chamber (10) and in the first operating position of the valve against this second Chamber (10) is closed, while the other end of the coil (20) is closed and at least one passage opening (22, 24) has the inner cavity in the first operating position of the valve with the first Chamber (6) connects, while the first chamber (6) in the second operating position of the valve against the inner The cavity of the coil (20) is complete.

2. Valve according to claim 1, characterized in that that said chambers (6, 10) are in communication with the inlet and outlet connections (8, 12) of the valve stand.

3. Valve according to claim 1, characterized in that said cavity extends over the open end of the spool (20) constantly connected to the consumer connection (34) is.

4. Valve according to claim 1, characterized in that the valve body (2) has a stop element (36), which extends coaxially through the inner cavity of the spool (30) and in one of the operative positions

- 8 of the valve forms a stop for the coil (3D).

5. Valve according to claim 4, characterized in that a biasing spring (38) the stop element (36) surrounds coaxially and biases the spool (20) towards one of the operating positions of the valve.

6. Valve according to claim 1, characterized in that the connections (8, 12) in the valve body (2) in an outer surface of the valve body (2) open, which can be mounted on a flat surface, so that the Orifices are in communication with passage openings in this surface, the connection between the connections (8, 12) and the passage openings by a rotation of the valve body (2) relative to said Surface are interchangeable.