DE10222902A1

DE10222902A1 - Two-way valve, e.g. for braking systems, has arrangement for holding valve body in one end position by force of electromagnetic interaction until defined difference pressure is exceeded between inputs

Info

Publication number: DE10222902A1
Application number: DE2002122902
Authority: DE
Inventors: Jürgen Huber
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: DE10222902B4

Abstract

The valve (1) has a housing (2) with two inputs and at least one output, a displaceable valve body (6) subject to the input pressure that connects the higher pressure input to the output according to its position and isolates the other input from the output and an arrangement for holding the valve body in one end position by the force of an electromagnetic interaction until a defined difference pressure is exceeded between the inputs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweiwegeventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Zweiwegeventile sind bekannt. Eine einfache Ausführungsform eines Zweiwegeventils ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 196 38 545 beschreiben. Zweiwegeventile, auch Doppelrückschlagventile genannt, werden für Bremssysteme eingesetzt, bei denen von zwei unabhängigen Bremsdrucksystemen der höhere Druck an einen oder mehrere Bremszylinder durchgeschaltet werden soll. Bisherige Bauarten verwenden in der einfachsten Ausführungsform als Schaltelement einen Ventilkörper in Form eines Kolbens. Das Prinzip besticht durch seine Einfachheit, ist aber störanfällig. Sind die beiden Eingangsdrücke gleich hoch, so kann der Kolben zwischen beiden Endstellungen ungünstiger Weise in einer Zwischenstellung zum Stehen kommen, in der er den Ausgang blockiert. Solange er in dieser Stellung verharrt, ist der Ausgang mit keinem der Eingänge verbunden und der Bremszylinder kann weder be- noch entlüftet werden. Dieses Problem wurde durch verschiedene Aufbauprinzipien gelöst, welche aber die Komplexität und damit die Herstellungskosten deutlich erhöhen. Ein gattungsgemäßes Zweiwegeventil ist in der deutschen Offenlegungsschrift 25 20 889 beschrieben. In diesem zylinderförmigen Ventil liegen sich die beiden Eingänge auf den jeweiligen Stirnseiten gegenüber, während der Ausgang auf der Mantelfläche angeordnet ist. Als Ventilkörper dient eine Kugel, die zwischen den beiden Eingängen beweglich in dem zylinderförmigen Ventil passgenau geführt ist und durch ihren Sitz in einer der beiden Eingangsbohrungen an den Stirnseiten des Ventils den jeweiligen Eingang absperrt. Gegenüber dem Ausgang befindet sich eine Bohrung, durch die eine zweite Kugel teilweise in das Innere des zylinderförmigen Ventils hineinragt. Die zweite Kugel ist durch eine Feder vorgespannt, entgegen deren Kraft sie aus dem Inneren des zylinderförmigen Ventils herausgedrückt werden kann. Die beiden Kugeln und der Innenraum des zylinderförmigen Ventils sind derart dimensioniert, dass die zweite Kugel gerade maximal in den Innenraum hineinragt, wenn die den Ventilkörper bildende Kugel in einer ihrer Endstellungen am Ventilsitz anliegt. Dabei liegen die beiden Kugeln immer aneinander an, wobei die Feder die zweite Kugel gegen die den Ventilkörper bildende Kugel drückt. Die zweite Kugel wirkt dabei als Keil, der die den Ventilkörper bildende Ku gel je nach ihrer Endlage in den entsprechenden Ventilsitz drückt. Erst wenn die Differenz zwischen den Druckkräften der abgesperrten Leitung und der freien Leitung die von der als Keil wirkenden zweiten Kugel hervorgerufenen Rückhaltekraft übersteigt, bewegt sich die den Ventilkörper bildende Kugel aus ihrem Ventilsitz. Die Druckdifferenz zwischen abgeschalteter und zugeschalteter Druckleitung muss also immer einen Schwellwert übersteigen, um von einer Druckleitung auf die andere umzuschalten. Wird die den Ventilkörper bildende Kugel aus ihrem Sitz in Richtung Mitte des zylinderförmigen Ventils gedrückt, wird aufgrund der Winkelbeziehung der Verbindungslinie der Kugelmittelpunkte zu der Zylinderachse des Ventils die axiale Rückhaltekraft auf die den Ventilkörper bildende Kugel immer kleiner und ändert bei der Ventilmitte ihr Vorzeichen und wirkt in Richtung der Bewegung auf den anderen Ventilsitz zu. Die den Ventilkörper bildende Kugel verbleibt in dem anderen Ventilsitz, bis der entsprechende Druckdifferenzschwellwert mit umgekehrten Vorzeichen vorliegt. Ein Kraft-Weg-Diagramm der Schaltzyklen weist damit eine deutliche Hysterese auf.The invention relates to a two-way valve according to the preamble of claim 1. Two-way valves are known. A simple embodiment of a two-way valve is, for example, in the German published application 196 38 545 describe. Two-way valves, also called double check valves, are used for brake systems in which the higher pressure of one or more brake cylinders is to be switched through by two independent brake pressure systems. Previous designs in the simplest embodiment use a valve body in the form of a piston as the switching element. The principle impresses with its simplicity, but is prone to failure. If the two inlet pressures are equal, the piston can unfavorably come to a standstill between the two end positions in which it blocks the outlet. As long as it remains in this position, the output is not connected to any of the inputs and the brake cylinder can neither be vented nor bled. This problem has been solved by various construction principles, which, however, significantly increase the complexity and thus the manufacturing costs. A generic two-way valve is in the German patent application 25 20 889 described. In this cylindrical valve, the two entrances are located opposite one another on the respective end faces, while the outlet is arranged on the lateral surface. A ball serves as the valve body, which is movably guided between the two inputs in the cylindrical valve and, by virtue of its seat in one of the two input bores on the end faces of the valve, blocks the respective input. Across from the exit is a hole through which a second ball partially projects into the interior of the cylindrical valve. The second ball is biased by a spring, against the force of which it can be pressed out of the interior of the cylindrical valve. The two balls and the interior of the cylindrical valve are dimensioned in such a way that the second ball protrudes maximally into the interior when the ball forming the valve body lies in one of its end positions on the valve seat. The two balls always lie against each other, the spring pressing the second ball against the ball forming the valve body. The second ball acts as a wedge, which presses the Ku gel forming the valve body depending on its end position in the corresponding valve seat. Only when the difference between the pressure forces of the blocked line and the free line exceeds the retention force caused by the second ball acting as a wedge, does the ball forming the valve body move out of its valve seat. The pressure difference between the switched-off and switched-on pressure line must therefore always exceed a threshold value in order to switch from one pressure line to the other. If the ball forming the valve body is pushed out of its seat in the direction of the center of the cylindrical valve, the axial retention force on the ball forming the valve body becomes smaller and smaller due to the angular relationship of the connecting line of the ball centers to the cylinder axis of the valve and changes its sign and acts at the center of the valve towards the movement towards the other valve seat. The ball forming the valve body remains in the other valve seat until the corresponding pressure difference threshold value with the opposite sign is present. A force-displacement diagram of the switching cycles thus shows a clear hysteresis.

Nachteilig an diesem Zweiwegeventil ist sein sehr aufwendiger Aufbau mit einer großen Teilezahl und einem hohem Bearbeitungsaufwand, der sich in hohen Fertigungskosten niederschlägt.A disadvantage of this two-way valve is its very complex structure with a large number of parts and a high one Processing effort, which is reflected in high manufacturing costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweiwegeventil zu schaffen, das bei einfachem Aufbau dieselbe Funktionalität bietet.The invention is based on the object To create two-way valve that offers the same functionality with a simple structure.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is due to the characteristics of claim 1 solved. Advantageous refinements result from the subclaims.

Das erfindungsgemäße Zweiwegeventil umfasst ein zwei Eingänge und wenigstens einen Ausgang aufweisendes Gehäuse sowie einen den Eingangsdrücken ausgesetzten, zwischen zwei Endstellungen des Zweiwegeventils verschiebbaren Ventilkörper, welcher je nach seiner Stellung gleichzeitig jeweils den den höheren Eingangsdruck führenden Eingang mit dem Ausgang verbindet und den anderen Eingang von dem Ausgang trennt. Dabei weist das Zweiwegeventil Mittel zur Rückhaltung des Ventilkörpers in einer der beiden Endstellungen bis zur Überschreitung eines vorgegebenen Differenzdruckes der beiden Eingänge auf. Die Rückhaltung des Ventilkörpers erfolgt erfindungsgemäß durch die Kraft einer elektromagnetischen Wechselwirkung, die vorzugsweise magnetischer Art ist. Der mechanische Aufbau wird im Vergleich zum Stand der Technik erheblich vereinfacht und die Komponentenvielfalt und der Fertigungsaufwand verringert.The two-way valve according to the invention comprises a two entrances and at least one housing with an outlet and one exposed to the inlet pressures, between two end positions of the two-way valve movable valve body, which depending on its position, the higher the inlet pressure leading entrance connects to the output and the other input from the output separates. The two-way valve has means of retention of the valve body in one of the two end positions until a predetermined one is exceeded Differential pressure of the two inputs on. The reluctance of the valve body takes place according to the invention the force of an electromagnetic interaction, which is preferred is magnetic. The mechanical structure is compared to State of the art considerably simplified and the variety of components and the manufacturing effort is reduced.

Um eine hinreichende Magnetkraft zu erzielen, umfasst der Ventilkörper vorzugsweise ferromagnetisches Material. Von der Paarung Ventilkörper-Gehäuseanschlag, weist vorzugsweise mindestens eine Komponente ein permanentes magnetisches Moment auf. Dies kann beispielsweise der Ventilkörper sein. Der Ventilkörper kann dabei einen Permanentmagneten umfassen oder in seiner Gesamtheit permanent magnetisiert sein. Je nach Anwendungsfall kann die eine oder andere Ausgestaltung vorteilhaft sein. Für Anwendungen, bei denen der Ventilkörper vorteilhaft aus einem Material besteht, das nicht magnetisierbar ist, ist ein eingesetzter Permanentmagnet zu bevorzugen. Kann der Ventilkörper dagegen aus einem magnetisierbaren Werkstoff bestehen, so empfiehlt es sich, den magnetisierbaren Werkstoff bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaften derart zu wählen, dass der gesamte Ventilkörper permanent magnetisiert werden kann.In order to achieve a sufficient magnetic force, the valve body preferably comprises ferromagnetic material. Of the pairing of valve body and housing stop, at least one component preferably has a permanent magnetic moment. This can be the valve body, for example. The valve body can comprise a permanent magnet or be permanently magnetized in its entirety. Depending on the application, one or the other configuration can be advantageous. For applications in which the valve body advantageously consists of a material that cannot be magnetized, one is used preferred permanent magnet. On the other hand, if the valve body can consist of a magnetizable material, it is advisable to select the magnetizable material with regard to its magnetic properties in such a way that the entire valve body can be permanently magnetized.

Das Gehäuse umfasst vorzugsweise Anschläge aus ferromagnetischem Material.The housing preferably comprises stops made of ferromagnetic Material.

Wenn der Ventilkörper ein permanentes magnetisches Moment besitzt und die Anschläge ein ferromagnetisches Material mit einer Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens aufweisen, ergibt sich eine hinreichend gute Anziehungskraft zwischen dem Dipol des Ventilkörpers und dem induzierten magnetischen Moment der Anschläge. Da die Anschläge kein permanentes magnetisches Moment besitzen, braucht bei der Fertigung des Zweiwegeventils nicht auf die Polarität der Anschläge geachtet werden.If the valve body is a permanent magnetic Owns moment and the attacks a ferromagnetic material with a coercive force in the size range of a soft iron results in a sufficiently good attraction between the dipole of the valve body and the induced magnetic moment of the attacks. Since the attacks do not have a permanent magnetic moment during production of the two-way valve do not pay attention to the polarity of the stops.

Die Anschläge können aber auch ein permanentes magnetisches Moment aufweisen. Wenn sowohl die Anschläge als auch der Ventilkörper ein permanentes magnetisches Moment besitzen, hat die Anziehungskraft eine größere Reichweite. Bei der Fertigung des Zweiwegeventils muss aber auf die richtige Polarität geachtet werden.The attacks can also be permanent have magnetic moment. If both the attacks as well the valve body have a permanent magnetic moment has the attraction a greater range. When manufacturing the two-way valve, however, the correct one must be used polarity be respected.

Die Anschläge können einerseits Permanentmagnete umfassen andererseits können sie in ihrer Gesamtheit permanent magnetisiert sein.The stops can be permanent magnets may include on the other hand they are permanently magnetized in their entirety.

Wenn die Anschläge ein permanentes magnetisches Moment besitzen, kann der Ventilkörper aus einem ferromagnetischen Material mit einer Koerzitivkraft im Größenbereich eines Weicheisens bestehen. Die Reichweite der Anziehungskraft eines permanent magnetisierten Dipols auf einen durch ihn induzierten Dipol ist dabei nicht so groß wie bei zwei permanent magnetisierten Dipolen. Dies ist aber kein entscheidender Nachteil, da es in erster Hinsicht auf eine Schwellwertkraft ankommt, die überwunden werden muss, um den Ventilkörper aus seiner ersten Endstellung zu bringen. Ist diese Kraft erst einmal überwunden, soll schnellt der Ventilkörper in seine gegenüberliegende, zweite Endstellung. Den Ventilkörper aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft auszugestalten, beinhaltet aber den Voreil, dass bei der Fertigung des Zweiwegeventils nicht auf die richtige Polarität geachtet werden muss. Der Ventilkörper kann als Spritzgussteil ausgeführt sein und muss nicht eigens nachgehandelt werden.If the attacks are permanent magnetic Have moment, the valve body can be made of a ferromagnetic Material with a coercive force in the size range of a soft iron consist. The range of attraction of a permanently magnetized Dipoles on a dipole induced by it is not so as big as with two permanently magnetized dipoles. But this is not a crucial one Disadvantage, because in the first place a threshold force is important, that are overcome must to the valve body from its first end position. Once this power has been overcome the valve body should snap in its opposite, second end position. The valve body from a material with low coercive force but the advantage that the manufacture of the two-way valve does not to the correct polarity must be respected. The valve body can be used as an injection molded part accomplished and does not have to be dealt with specifically.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Ventilkörper wenigstens zwei Fühnangsrippen zu seiner Führung im Gehäuse und weist eine Dichtung zum Gehäuse in seinem axial mittleren Bereich auf. Die Führungsrippen des Ventilkörpers verhindern sein Verkippen. Diese Ausgestaltung hat zum Vorzug, dass die Innenwand des Gehäuses nicht derart exakt bearbeitet werden muss wie bei einem zylinderförmigen Ventilkörper, der passgenau sitzen muss. Die mittige Anordnung einer einzigen Dichtung bietet den Vorteil, dass der Ausgang durch die Einzeldichtung nicht vollkommen abgesperrt werden kann, wenn der Ventilkörper ungünstigstenfalls doch einmal genau in der Mitte des Zweiwegeventils stecken bleibt.In an advantageous embodiment According to the invention, the valve body comprises at least two Fühnangsrippen for his guidance in the housing and has a seal to the housing in its axially central area. Prevent the guide ribs on the valve body his tilting. This configuration has the advantage that the inner wall of the housing does not have to be machined as precisely as with a cylindrical valve body that fits precisely must sit. The central arrangement of a single seal provides the advantage that the exit through the single seal is not perfect can be shut off if the valve body is at worst at all gets stuck exactly in the middle of the two-way valve.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Endung ist das Zweiwegeventil derart aufgebaut, dass der Ventilkörper in Lage labilen Kräftegleichgewichts den Ausgang freigibt. Dies ist beispielsweise möglich, wenn sich der Ausgang des Zweiwegeventils außerhalb einer zentralen Mittellage befindet.In an advantageous embodiment At the end of the two-way valve is constructed such that the valve body in Location of unstable balance of power Release output. This is possible, for example, if the exit of the two-way valve outside a central middle location.

In einer bevorzugten Ausführungsform dieses Gedankens ist ein magnetisierbarer Körper derart mit dem Ventilkörper verbunden, dass sein Mittelpunkt gegenüber dem Mittelpunkt des Ventilkörpers verschiebbar ist. In einer Endstellung des Ventilkörpers wird sich der magnetisierbare Körper aufgrund der magnetischen Anziehungskraft bezüglich des Ventilkörpers in Richtung des Anschlags dieser Endstellung bewegen. Damit ist sein Mittelpunkt gegenüber dem Ventilkörper in Richtung des Anschlags verschoben. Wird die magnetische Rückhaltekraft überwunden und schnellt der Ventilkörper in seine gegenüberliegende Endstellung, so bleibt der magnetisierbare Körper bezüglich des Ventilkörpers zunächst in dieser Stellung und verschiebt sich erst bei dem Auftreffen des Ventilkörpers auf den gegenüberliegenden Anschlag in dessen Richtung. Dies bedeutet, dass der magnetisierbare Körper noch außerhalb der Mittellage des labilen Gleichgewichts ist, wenn der Ventilkörper in der Mitte des Zweiwegeventils ist. Kommt der Ventilkörper hier zum Stillstand, würde der magnetisierbare Körper den Ventilkörper wieder zurückziehen. Wenn hingegen sich der magnetisierbare Körper in der labilen Mittellage befindet, ist der Ventilkörper über diese schon hinaus. Eine zentral am Ventilkörper angebrachte Dichtung wäre dann schon jenseits eines mittig angeordneten Ausgangs des Zweiwegeventils und würde diesen nicht blockieren.In a preferred embodiment this idea, a magnetizable body is connected to the valve body in such a way that its center opposite the center of the valve body is. In an end position of the valve body, the magnetisable body due to the magnetic attraction with respect to the valve body in Move in the direction of the stop of this end position. So that's it Center opposite the valve body moved towards the stop. The magnetic retention force is overcome and the valve body swings in its opposite End position, the magnetizable body initially remains in this with respect to the valve body Position and moves only when the valve body hits the opposite Stop in its direction. This means that the magnetizable body still outside the center position of the unstable equilibrium is when the valve body is in is the middle of the two-way valve. The valve body comes here to a standstill, the magnetizable body the valve body withdraw again. If, on the other hand, the magnetizable body is in the unstable middle position the valve body is over this already out. A seal attached centrally to the valve body would then be sufficient beyond a centrally located outlet of the two-way valve and would don't block it.

Eine besonders starke magnetische Kraft auf den Ventilkörper mit kurzer Reichweite ergibt sich, wenn das Gehäuse oder der Ventilkörper ein senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers im Gehäuse verlaufendes magnetisches Feld erzeugt. In dieser Orientierung ist der Gradient des Magnetfelds sehr hoch. Die magnetische Kraft ist daher lokal in unmittelbarer Umgebung eines Anschlags sehr hoch. Dies hat zum Vorteil, dass auch bei vergleichsweise schwachen magnetischen Momenten lokal hohe Haltekräfte erzeugt werden können.A particularly strong magnetic Force on the valve body Short range results when the housing or valve body is on perpendicular to the direction of movement of the valve body in the housing generated magnetic field. The gradient is in this orientation of the magnetic field very high. The magnetic force is therefore local in very high in the immediate vicinity of an attack. This has the advantage that locally high even with comparatively weak magnetic moments holding forces can be generated.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die magnetische Anziehungskraft zwischen den Anschlägen und dem Ventilkörper variierbar. Dadurch können unterschiedliche Schwellwerte der Kraft zur Ablösung des Ventilkörper aus einer Endstellung eingestellt werden und damit unterschiedlichen Betriebsbedingungen von Pneumatiksystemen Rechnung getragen werden.In an advantageous embodiment the invention is the magnetic attraction between the stops and the valve body variable. This allows different threshold values of the force for detaching the valve body one end position and thus different Operating conditions of pneumatic systems are taken into account.

Vorzugsweise ist die Rückhaltekraft größer oder gleich der Kraft, die sich aus dem Druckabfall von infolge der Strömung durch das Zweiwegeventil unter Last an der Wirkfläche des Ventilkörpers ergibt. Dadurch wird ein oszillatorisches Schalten zwischen den beiden Eingängen vermieden.The retention force is preferably greater than or equal to the force resulting from the pressure drop resulting from the flow through the two-way valve under load on the effective surface of the valve body. This avoids oscillatory switching between the two inputs.

Das durch das Zweiwegeventil strömende Medium ist vorzugsweise Druckluft. Druckluft zeichnet sich als unerschöpfliche Resource durch eine einfache Bereitstellung aus.The medium flowing through the two-way valve is preferably compressed air. Compressed air stands out as inexhaustible Resource from a simple deployment.

In Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In drawings, embodiments of the Invention shown.

Es zeigen:Show it:

1 ein schematisiertes Zweiwegeventil in einem Querschnitt mit einem Ventilkörper an dem linken Endanschlag, 1 a schematic two-way valve in a cross section with a valve body at the left end stop,

2 das Zweiwegeventil nach 1 mit seinem Ventilkörper in einer Zwischenstellung zwischen linkem und rechtem Endanschlag, 2 the two-way valve 1 with its valve body in an intermediate position between the left and right end stops,

3 das Zweiwegeventil nach 1 mit seinem Ventilkörper an dem rechten Endanschlag, 3 the two-way valve 1 with its valve body on the right end stop,

4 eine hystereseförmige Relation zwischen der Druckdifferenz zweier Ventileingänge und dem Ort des Ventilkörpers, 4 a hysteresis-like relationship between the pressure difference between two valve inputs and the location of the valve body,

5 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper mit Führungsrippen und einer mittig angeordneten Dichtung, 5 1 shows a schematic representation of a two-way valve with a valve body with guide ribs and a seal arranged in the center,

6 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper mit einen in seinem Inneren beweglich geführten magnetischen Dipol und 6 is a schematic representation of a two-way valve with a valve body with a movable magnetic dipole inside and

7 eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils mit einem Ventilkörper und einem oder mehreren Dipolen, deren Lage in Richtung der Ventilkörperachse variierbar ist. 7 is a schematic representation of a two-way valve with a valve body and one or more dipoles, the position of which can be varied in the direction of the valve body axis.

8 einen Querschnitt von 7. 8th a cross section of 7 ,

In den 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße Zweiwegeventil 1 dargestellt und seine Wirkungsweise veranschaulicht. In der Mantelfläche eines zylinderförmigen Gehäuses 2 des Zweiwegeventils 1 sind drei Bohrungen 3–5 angebracht, zwei an den axial äußeren Enden des Gehäuses und eine dritte in der Mitte. Die beiden äußeren Bohrungen 3, 4 sind als Eingänge mit zwei nicht dargestellten, von einander unabhängigen Druckversorgungssystemen verbunden, die mittlere 5 dient als Ausgang zum Be- und Entlüften eines nicht dargestellten Verbrauchers, beispielsweise eines Bremszylinders. In dem Gehäuse 2 des Zweiwegeventils 1 ist ein kolbenförmiger Ventilkörper 6 beweglich geführt. Innerhalb des Ventilkörpers 6 ist ein Dipolmagnet 7 integriert. An beiden axialen inneren Stirnflächen des Gehäuses 2 sind ferromagnetische Anschläge 8, 9 angebracht.In the 1 to 3 is the two-way valve according to the invention 1 shown and illustrated its mode of action. In the outer surface of a cylindrical housing 2 of the two-way valve 1 are three holes 3 - 5 attached, two at the axially outer ends of the housing and a third in the middle. The two outer holes 3 . 4 are connected as inputs to two independent pressure supply systems, not shown, the middle 5 serves as an outlet for ventilating a consumer, not shown, for example a brake cylinder. In the case 2 of the two-way valve 1 is a piston-shaped valve body 6 flexibly guided. Inside the valve body 6 is a dipole magnet 7 integrated. On both axial inner end faces of the housing 2 are ferromagnetic stops 8th . 9 appropriate.

In diesen ferromagnetischen Anschlägen 8, 9 wird ein magnetisches Dipolmoment induziert, wenn der Dipolmagnet 7 sich in der Nähe befindet. Dies erzeugt eine anziehende Kraft, die durch das Produkt aus dem induzierten Dipol mal dem Vektorgradienten des erregenden Felds gegeben ist. Der Ventilkörper 6 mit seinem integrierten Dipolmagnet 7 wird schließlich zu seinem näherliegenden Anschlag 8 oder 9 angezogen, wenn keine sonstige Kraft auf ihn einwirkt. In 1 ist der Ventilkörper 6 an seinem linken Anschlag dargestellt. Der Ventilkörper dichtet in dieser Position das über die linke Bohrung 3 angeschlossene Druckversorgungssystem mit dem Druck p₁ gegenüber den Ausgang ab. An dem Ausgang liegt daher das über die rechte Bohrung 4 angeschlossene Druckversorgungssystem mit dem Druck p₂ an. Fällt der Druck in p₂ ab, so dass die durch die Druckdifferenz p₁–p₂ bewirkte Kraft auf den Ventilkörper 6 größer wird als die Haltekraft durch die magnetische Anziehung zwischen Dipolmagnet 7 und Anschlag 8, so löst sich der Ventilkörper 6 vom Anschlag 8. Da die Anziehungskraft zwischen Ventilkörper 6 und Anschlag 8 mit zunehmenden Abstand immer kleiner wird, schnellt der Ventilkörper 6, wenn er sich erst einmal vom Anschlag 8 gelöst hat, zum gegenüberliegenden Anschlag 9. Eine Zwischenstellung des Ventilkörpers 6 ist in 2 aufgezeigt. In dieser Zwischenstellung blockiert der Ventilkörper 6 die Bohrung 5 des Ausgangs. Da aber die magnetische Kraft zwischen dem Dipolmagnet 7 und dem Anschlag 8 bei diesem Abstand schon vernachlässigbar ist, die Kraft auf den Ventilkörper 6 infolge der Druckdifferenz p₁–p₂ aber unverändert hoch ist, wird der Ventilkörper 6 in Richtung des rechten Anschlags beschleunigt, so dass die Absperrung des Ausgangs nur sehr kurz andauert. Ist der Ventilkörper erst einmal über die Mittellage zwischen beiden Anschlägen hinausbewegt, so wirkt die Druckkraft und die jetzt vorherrschende Anziehungskraft zwischen dem Dipolmagnet 7 und dem rechten Anschlag 9 in die selbe Richtung und der Ventilkörper wird verstärkt bis zu seiner Anlage an dem rechten Anschlag 9 beschleunigt. In dieser zweiten stabilen Stellung gibt der Ventilkörper die Bohrung 5 des Ausgangs frei. Der Ventilkörper 6 bleibt in dieser zweiten Stellung, bis bei ungekehrter Druckdifferenz die Druckkraft auf den Ventilkörper 6 die Ablösekraft des Dipolmagnets 7 von dem rechten Anschlag 9 übersteigt.In these ferromagnetic stops 8th . 9 a magnetic dipole moment is induced when the dipole magnet 7 is nearby. This creates an attractive force, which is given by the product of the induced dipole times the vector gradient of the exciting field. The valve body 6 with its integrated dipole magnet 7 eventually becomes his closer stop 8th or 9 tightened when no other force is acting on him. In 1 is the valve body 6 shown at his left stop. In this position the valve body seals this via the left hole 3 connected pressure supply system with the pressure p ₁ opposite the outlet. At the exit, this is due to the right hole 4 connected pressure supply system with the pressure p ₂ . If the pressure drops in p ₂ , the force exerted by the pressure difference p ₁ -p ₂ on the valve body 6 is greater than the holding force due to the magnetic attraction between the dipole magnet 7 and stop 8th , the valve body will come loose 6 from the stop 8th , Because the attraction between valve body 6 and stop 8th as the distance gets smaller and smaller, the valve body races 6 once he gets away from the attack 8th has solved, to the opposite stop 9 , An intermediate position of the valve body 6 is in 2 demonstrated. In this intermediate position, the valve body blocks 6 the hole 5 of the exit. But since the magnetic force between the dipole magnet 7 and the attack 8th at this distance the force on the valve body is already negligible 6 due to the pressure difference p ₁ –p ₂ but remains high, the valve body 6 accelerates in the direction of the right stop, so that the exit is only blocked for a very short time. Once the valve body has moved beyond the middle position between the two stops, the pressure force and the now prevailing attraction force act between the dipole magnet 7 and the right stop 9 in the same direction and the valve body is reinforced until it rests against the right stop 9 accelerated. In this second stable position, the valve body bores 5 of the exit free. The valve body 6 remains in this second position until the pressure force on the valve body in the event of an inverted pressure difference 6 the release force of the dipole magnet 7 from the right stop 9 exceeds.

Die Relation zwischen der Druckdifferenz p₁–p₂ zwischen den beiden Ventileingängen und der Ortslage des Ventilkörpers 6 ist in 4 dargestellt. Ausgehend von seiner linken Endlage verbleibt der Ventilkörper 6 bis zum Überschreiten der die Ablösekraft aufbringenden Schwellwertdruckdifferenz an dem linken Anschlag 8, schnellt dann aber unmittelbar zum rechten Anschlag und verbleibt dort, bis eine Schwellwertdruckdifferenz in umgekehrter Richtung am Ventilkörper anliegt.The relationship between the pressure difference p ₁ –p ₂ between the two valve inputs and the position of the valve body 6 is in 4 shown. Starting from its left end position, the valve body remains 6 until the threshold pressure difference at the left stop that applies the releasing force is exceeded 8th , but then immediately jumps to the right stop and remains there until a threshold pressure difference is applied in the opposite direction to the valve body.

In 5 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung eines Zweiwegeventils 10 mit einem Ventilkörper 11 mit Führungsrippen 12 und einer mittig angeordneten Dichtung 13 aufgezeigt. Da die mittige Dichtung nur über eine vernachlässigbar kleine axiale Länge an der Innenwand der Ventilgehäuses anliegt, wird zu keiner Zeit der Ausgang völlig abgesperrt, da immer ein Teil der Ausgangsbohrung 14 unüberdeckt bleibt. Der Verbraucher kann somit immer be- und entlüftet werden.In 5 is a schematic representation of an alternative embodiment of a two-way valve 10 with a valve body 11 with guide ribs 12 and a central seal 13 demonstrated. Since the central seal only lies on the inner wall of the valve housing over a negligibly small axial length, the outlet is never completely shut off, as part of the off is always -bore 14 remains uncovered. The consumer can thus always be ventilated.

In 6 ist eine schematische Darstellung eines Zweiwegeventils 15 mit einem Ventilkörper 16 mit einem in seinem Inneren reibungsarm beweglich geführten magnetischen Dipol 17 aufgezeigt. Der magnetische Dipol 17 im Inneren des Ventilkörpers 16 bleibt in seiner ursprünglichen Endstellung innerhalb des Ventilkörpers 16, bis der Ventilkörper 16 bei seiner Bewegung von einem Anschlag 18 zum anderen auf den letzteren auftrifft. Ist der Ventilkörper 16 in seiner Mittelstellung, befindet sich der Dipol 17 innerhalb des Ventilkörpers 16 immer noch auf der Ausgangsseite und damit noch nicht im labilen Gleichgewicht zwischen beiden Anschlägen. Ist dagegen der Dipol in seiner labilen Mittellage, ist der Ventilkörper 16 schon über die Mittellage hinaus geschnellt und gibt mit seiner Dichtung den Ausgang frei.In 6 is a schematic representation of a two-way valve 15 with a valve body 16 with a low-friction magnetic dipole inside 17 demonstrated. The magnetic dipole 17 inside the valve body 16 remains in its original end position within the valve body 16 until the valve body 16 when moving from a stop 18 secondly strikes the latter. Is the valve body 16 the dipole is in its middle position 17 inside the valve body 16 still on the exit side and not yet in an unstable balance between the two attacks. If, on the other hand, the dipole is in its unstable middle position, the valve body is 16 already flipped over the middle layer and with its seal releases the exit.

In 7 und 8 ist eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Zweiwegeventils 19 mit einem Ventilkörper 20 aus ferromagnetischem Material aufgezeigt. Der Ventilkörper 20 weist an seinen beiden Enden jeweils eine Auskragung 21 auf. Auf einer Seite des Ventilgehäuses sind u-förmige magnetische Dipole 22 verschieblich angebracht, welche jeweils auf der Ventilgehäuseseite in ferromagnetische Magnetpole enden. Die magnetischen Feldlinien werden von den Magnetpolen in Richtung des Ventilkörpers 20 geführt. Liegt der Ventilkörper 20 mit einem Ende an einem Anschlag an, so bildet er mit seiner Auskragung 21 an diesem Ende ein magnetisches Joch zwischen den gegenüberliegenden magnetischen Polen an den Seiten des Ventilgehäuses. Der Ventilkörper 20 führt damit mit seiner Auskragung 21 an diesem Ende die magnetischen Feldlinien zwischen den Magnetpolen. Das Ende des Ventilkörpers 20 befindet sich nicht direkt auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Magnetpolen 24, 25, sondern leicht versetzt hierzu in einem Bereich eines hohen Vektorgradienten. Dies bewirkt eine hohe Haltekraft, die überwunden werden muss, um den Ventilkörper 20 aus seinem Sitz an diesem Anschlag zu entfernen. Die Lage der u-förmigen magnetischen Dipole ist entlang der Ventilachse einstellbar. Über die eingestellte Lage ist der Vektorgradient und damit die Haltekraft bestimmt. Auf diese Weise lässt sich je nach speziellem Pneumatiksystem eine geeignete Schaltcharakteristik des Zweiwegeventils 19 erreichen.In 7 and 8th is a schematic representation of another alternative embodiment of a two-way valve 19 with a valve body 20 shown from ferromagnetic material. The valve body 20 has a projection at both ends 21 on. On one side of the valve body are u-shaped magnetic dipoles 22 slidably attached, which each end on the valve housing side in ferromagnetic magnetic poles. The magnetic field lines are drawn from the magnetic poles towards the valve body 20 guided. The valve body is lying 20 with one end on a stop, so it forms with its overhang 21 at this end a magnetic yoke between the opposite magnetic poles on the sides of the valve body. The valve body 20 leads with its cantilever 21 at this end the magnetic field lines between the magnetic poles. The end of the valve body 20 is not directly on the connecting line between the two magnetic poles 24 . 25 , but slightly offset in an area of a high vector gradient. This causes a high holding force that must be overcome to the valve body 20 remove from his seat at this stop. The position of the U-shaped magnetic dipoles can be adjusted along the valve axis. The vector gradient and thus the holding force are determined via the set position. In this way, depending on the special pneumatic system, a suitable switching characteristic of the two-way valve can be achieved 19 to reach.

11: ZweiwegeventilTwo-way valve
22: Gehäusecasing
33: Bohrungdrilling
44: Bohrungdrilling
55: Bohrungdrilling
66: Ventilkörpervalve body
77: Dipolmagnetdipole magnet
88th: Anschlagattack
99: Anschlagattack
1010: ZweiwegeventilTwo-way valve
1111: Ventilkörpervalve body
1212: Führungsrippeguide rib
1313: Dichtungpoetry
1414: Ausgangsbohrungexit bore
1515: ZweiwegeventilTwo-way valve
1616: Ventilkörpervalve body
1717: Dipoldipole
1818: Anschlagattack
1919: ZweiwegeventilTwo-way valve
2020: Ventilkörpervalve body
2121: ferromagnetische Auskragungferromagnetic projection
2222: magnetischer Dipolmagnetic dipole
2323: ferromagnetisches Jochferromagnetic yoke
2424: Magnetpolemagnetic poles
2525: Verlauf der Feldliniencourse the field lines

Claims

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) with a housing having two inputs and at least one output ( 2 ) and one exposed to the inlet pressures, between two end positions of the two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) sliding valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ), which, depending on its position, connects the inlet with the higher inlet pressure to the outlet and separates the other inlet from the outlet, whereby the two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) Means for retaining the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) in one of the two end positions until a predetermined differential pressure of the two inputs is exceeded, characterized in that the restraint is effected by the force of an electromagnetic interaction.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 1, characterized in that the force of the electromagnetic interaction is magnetic.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 2, characterized in that the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) has ferromagnetic material.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 3, characterized in that the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) has a permanent magnetic moment.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 4, characterized in that the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) comprises a permanent magnet.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 4, characterized in that the entire valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) is permanently magnetized.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 ) Attacks ( 8th . 9 . 18 ) made of ferromagnetic material.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 7 , characterized in that the ferromagnetic material of the stops ( 8th . 9 . 18 ) has a coercive force in the size range of a soft iron.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) after address 7 , characterized in that the stops ( 8th . 9 . 18 ) have a permanent magnetic moment.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 9, characterized in that the stops ( 8th . 9 . 18 ) Include permanent magnets.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 9, characterized in that the entire stops ( 8th . 9 . 18 ) are permanently magnetized.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to claim 3, characterized in that the ferromagnetic material of the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) has a coercive force in the size range of a soft iron.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) at least two guide ribs ( 12 ) for its guidance in the housing ( 2 ) and a seal ( 13 ) to the housing ( 2 ) has in its axially central area.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is constructed such that the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) in the position of unstable force balance releases the output.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a magnetizable body with the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) that its center is opposite the center of the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) is movable.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 ) or the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) perpendicular to the direction of movement of the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) in the housing ( 2 ) generated magnetic field.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic attraction between the stops ( 8th . 9 . 18 ) and the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) is variable.

Two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining force is greater than or equal to the force resulting from the pressure drop Δp due to the flow through the two-way valve ( 1 . 10 . 15 . 19 ) under load on the effective surface of the valve body ( 6 . 11 . 16 . 20 ) results.