DE1500270A1

DE1500270A1 - Control valve device for hydraulic actuation, in particular of multi-way valves

Info

Publication number: DE1500270A1
Application number: DE19651500270
Authority: DE
Inventors: Karl Stock
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-05-03
Filing date: 1965-05-03
Publication date: 1971-07-22

Description

Mit der Patentanmeldung St. 23 328 XII/47g und der Gebrauchsmuster-Hilfsanmeldung St. 18 281/47g Gbm ist eine Vorrichtung zum Steuern von Ventilen, insbesondere von Mehrwegeventilen beschrieben, welche es erlaubt die Steuerung auf mechanischen Wege z.B. mittels eines Bowdenzuges vorzunehmen. Es ist in diesen Anmeldungen auch gesagt und beansprucht, dass die Betätigung des Mehrwegeventils auch über hydraulische Mittel erfolgen kann. Dazu heißt es in der Beschreibung auf Seite 4 im letzten Absatz ab Zeile 6 von unten:" Es ist nämlich auch möglich, dass statt eines Hubmagneten zur Betätigung diese mittels einer hydraulischen Einrichtung erfolgt. Für diesen Fall würde zum Beispiel der hydraulische Dämpfungszylinder 25 überflüssig. Dieser könnte dann direkt als hydraulischer Steuerzylinder wirken."With the patent application St. 23 328 XII / 47g and the utility model auxiliary application St. 18 281 / 47g Gbm a device for controlling valves, in particular multi-way valves, is described, which allows control in mechanical ways, e.g. by means of a Bowden cable. It is also stated and claimed in these applications that the multi-way valve can also be actuated by hydraulic means. In the description on page 4 in the last paragraph from line 6 from below: "It is also possible that instead of a lifting magnet for actuation, this is done by means of a hydraulic device. In this case, the hydraulic damping cylinder 25, for example, would be superfluous. This could then act directly as a hydraulic control cylinder. "

Wollte man nun nach dieser Lehre ein Mehrwegeventil der bekannten Art mit hydraulischen Mitteln steuern und dazu auch bekannte hydraulische Geräte benutzen, so würde dadurch die ganze Einrichtung mehr oder weniger umfangreich und kompliziert ausfallen.If, according to this teaching, one wanted to control a multi-way valve of the known type with hydraulic means and also use known hydraulic devices for this purpose, the whole device would be more or less extensive and complicated.

Diesem Umstand begegnet die vorliegende Erfindung in einer ganz einfachen Weise dadurch, dass einer bekannten intermittierend arbeitenden hydraulischen Pumpe ein elektromagnetisch betätigtes Ventil nachgeschaltet ist, welches im Strömungsweg der Druckflüssigkeit zwischen der hydraulischen Pumpe und dem Steuerzylinder liegt. Das besondere Merkmal dieses Ventils beruht darauf, dass dessen Stromspule der Stromspule der elektromagnetisch betätigten Pumpe parallel geschaltet ist und dass bei Entstehung eines unzulässigen Überdruckes der Druckflüssigkeit es automatisch einen Strömungsweg freigibt, über welchen ein Überdruck verhindert wird. Dazu gehört dann noch die Funktion, dass der gleiche Strömungsweg auch nach Beendigung eines Steuervorganges automatisch freigegeben wird und der Kolben im Steuerzylinder in seine Anfangstellung dann durch z.B. den Zug einer Rückstellfeder zurückgeholt werden kann.The present invention counteracts this circumstance in a very simple manner in that a known intermittently operating hydraulic pump is followed by an electromagnetically actuated valve which is located in the flow path of the pressure fluid between the hydraulic pump and the control cylinder. The special feature of this valve is based on the fact that its current coil is connected in parallel to the current coil of the electromagnetically actuated pump and that if an inadmissible overpressure of the hydraulic fluid occurs, it automatically releases a flow path through which an overpressure is prevented. This also includes the function that the same flow path is automatically released even after the end of a control process and the piston in the control cylinder can then be returned to its initial position, e.g. by pulling a return spring.

Auf der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Steuerventil-Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Fig. 1 zeigt in natürlicher Größe die hydraulische Pumpe mit dem elektromagnetisch-mechanisch betätigten Steuerventil teils in Schnittansicht und darunter den an einem Mehrwegeventil anbringbaren hydraulischen Steuerzylinder. In Fig. 1, oben ist links eine bekannte elektromagnetisch betriebene und intermittierend arbeitende hydraulische Pumpe dargestellt, welche folgendermaßen arbeitet:In the drawing, the control valve device according to the invention is shown in one embodiment. Fig. 1 shows in natural size the hydraulic pump with the electromagnetic-mechanically operated control valve partly in sectional view and below the hydraulic control cylinder which can be attached to a multi-way valve. In Fig. 1, at the top left, a known electromagnetically operated and intermittently working hydraulic pump is shown, which works as follows:

Bei Zuführung eines Wechselstromes (z.B. 220 Volt, 50 Hz) gelangt der elektrische Strom über den Schalter 2 und Leitung 3 zu der Stromspule 4. Durch diese wird der Magnetkern 5 des Elektromagneten erregt und der daran hängende Magnetanker 6 durch Blattfeder 7 an Eisenkern 5 gehalten. Kommt in der Frequenz des Wechselstromes von 50 Hz pro Sekunde dadurch in der Richtung von Doppelpfeil 8 ins Schwingen, sodaß er abwechselnd durch Feder 9 und den Kolben 10 an den verstellbaren Anschlag 11 gedrückt und durch den Magnetkern 5 wieder angezogen wird. Der auf diese Weise hin- und hergehende Kolben 10 saugt demzufolge mit seiner Bewegungsfrequenz von 50 Hz abwechselnd Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 12 an und drückt diese über das Rückschlagventil 13, über Ventil 14 an dem Ventilkegel 15 vorbei, in die Druckleitung 16 und damit vor den Steuerkolben 22 [hoch]1 (gestrichelt gezeichnete Stellung) in Steuerzylinder 25.When an alternating current (e.g. 220 volts, 50 Hz) is supplied, the electric current passes via switch 2 and line 3 to the current coil 4 . At the frequency of the alternating current of 50 Hz per second, it starts to oscillate in the direction of double arrow 8, so that it is alternately pressed against the adjustable stop 11 by the spring 9 and the piston 10 and attracted again by the magnetic core 5. The piston 10 reciprocating in this way consequently sucks in liquid alternately with its movement frequency of 50 Hz from the reservoir 12 and presses it via the check valve 13, via valve 14 past the valve cone 15, into the pressure line 16 and thus in front of the Control piston 22 [high] 1 (position shown in dashed lines) in control cylinder 25.

Der Ventilkegel 15 steht dabei in Schließstellung (wie gezeichnet) zur Abflussleitung 17, weil die Stromspule 20 des Ventils 14, da sie zur Stromspule 4 parallel geschaltet ist, den an Schaft von Ventilkegel 15 befestigten Anker 21 in sich hingezogen hat. Diesem Hineinziehen wirkt die in ihrer Spannung mittels Rändelmutter 26 verstellbare Spiralfeder 27 entgegen. Diese Spannung ist derart eingestellt, dass die Feder 27 den Ventilkegel 15 nur dann zurückziehen kann, wenn die Spule 20 stromlos ist. Solange also Schalter 2 geschlossen ist und damit der elektrische Strom die Spulen 4 und 20 durchfließt, arbeitet der Kolben 10 der Pumpe und Ventilkegel 15 hält den Weg zur Abflussleitung 17 hin geschlossen.The valve cone 15 is in the closed position (as shown) to the drain line 17 because the current coil 20 of the valve 14, since it is connected in parallel to the current coil 4, has drawn the armature 21 attached to the shaft of the valve cone 15 into itself. The tension of the spiral spring 27, which can be adjusted by means of a knurled nut 26, counteracts this pulling in. This tension is set in such a way that the spring 27 can only pull the valve cone 15 back when the coil 20 is de-energized. As long as switch 2 is closed and the electric current flows through coils 4 and 20, piston 10 of the pump works and valve cone 15 keeps the path to drain line 17 closed.

Der Kolben 22 in Steuerzylinder 23 wird deshalb solange in Richtung der schwarzen Spitze von Doppelpfeil 21 vorgeschoben bis der von ihm betätigte Hebel 19, an der Mitnehmerplatte 18, den Anschlag erreicht hat.The piston 22 in the control cylinder 23 is therefore pushed forward in the direction of the black tip of the double arrow 21 until the lever 19 actuated by it has reached the stop on the driver plate 18.

Da der Kolben 10 der Pumpe aber solange weiterarbeitet, solange der Schalter 2 geschlossen bleibt, würde jetzt ein schädlicher Überdruck in Leitung 16 und damit vor Steuerkolben 22 entstehen. Dies wird aber dadurch verhindert, dass jetzt dieser entstehende Überdruck der Flüssigkeit unter dem kolbenartigen Ansatz 28 von Ventilkegel 15 angreift und gegen die magnetische Anziehung von Anker 21 wirkt. Dadurch wird der Ventilkegel 15 angehoben und die Überdruckflüssigkeit fließt über die Abflussleitung 17 in den Vorratsbehälter 12 zurück.Since the piston 10 of the pump continues to work as long as the switch 2 remains closed, a harmful overpressure would now arise in the line 16 and thus in front of the control piston 22. This, however, is prevented by the fact that this excess pressure of the liquid now engages under the piston-like extension 28 of valve cone 15 and acts against the magnetic attraction of armature 21. As a result, the valve cone 15 is raised and the excess pressure fluid flows back into the storage container 12 via the drain line 17.

Solange der Kolben in der Pumpe weiterarbeitet, bleibt demnach der Hebel 19 am Anschlag 28 stehen. Wird der Schalter 2 geöffnet (gestrichelt gezeichnete Stellung) und damit die Stromzuführung zu den Spulen 4 und 20 unterbrochen, dann kommt damit der Pumpvorgang außer Betrieb. Außerdem wird der Anker 21 von der magnetischen Anziehung frei und Feder 27 zieht diesen und damit den Ventilkegel 15 um die Hubhöhe 29 nach oben, wodurch die Abflussleitung freigegeben ist.As long as the piston continues to work in the pump, the lever 19 accordingly remains at the stop 28. If the switch 2 is opened (position shown in dashed lines) and thus the power supply to the coils 4 and 20 is interrupted, then the pumping process comes out of operation. In addition, the armature 21 is released from the magnetic attraction and spring 27 pulls it and thus the valve cone 15 upwards by the lifting height 29, whereby the discharge line is released.

Durch die an Hebel 19 angreifende Spiralfeder 24 wird nun der Steuerkolben 22 in Richtung der weißen Spitze des Doppelpfeiles 21 in seine gestrichelte Anfangsstellung zurückgezogen und der Anteil der von ihm verdrängten Flüssigkeitsmenge im Steuerzylinder 25 fließt über die Abflussleitung 17 in den Vorratsbehälter 12 zurück.The coil spring 24 acting on lever 19 now pulls the control piston 22 back into its dashed initial position in the direction of the white tip of the double arrow 21 and the portion of the amount of liquid in the control cylinder 25 that it displaces flows back into the storage container 12 via the drain line 17.

Die vorstehend beschriebene Darstellung umschließt das Arbeitsspiel zu einer Umschaltung, z.B. der eines Mehrwegeventils. So oft der Schalter 2 geschlossen und wieder geöffnet wird, kann dieses Arbeitsspiel wiederholt werden und in ersichtlich einfacher und fortschrittlicher Weise ist, mittels des einen Ventils 14, zwischen Pumpe und Steuerzylinder, die hydraulische Umschaltung eines als Beispiel angenommenen Mehrwege-Ventils mit weitgehender Betriebssicherheit vorzunehmen. Die Umschaltzeit selbst kann dadurch eingestellt werden, indem mittels Drehen am Handgriff 30 der Hubweg 33 des Magnetankers 6 einstellbar ist, wodurch über Kolben 10 die Fördermenge der Druckflüssigkeit zu bemessen ist und damit die Geschwindigkeit, mit welcher der Steuerkolben vorschiebt und so die Zeit innerhalb welcher der Kolben 22 den Hebel 19 bis zu Anschlag 28 drückt.The representation described above includes the work cycle for a switchover, e.g. that of a multi-way valve. As often as the switch 2 is closed and opened again, this work cycle can be repeated and is clearly simple and progressive, by means of the one valve 14, between the pump and the control cylinder, the to carry out hydraulic switching of a multi-way valve assumed as an example with extensive operational reliability. The switching time itself can be set in that the stroke 33 of the armature 6 can be adjusted by turning the handle 30, whereby the delivery rate of the hydraulic fluid can be measured via piston 10 and thus the speed at which the control piston advances and thus the time within which the piston 22 pushes the lever 19 up to the stop 28.

Die Mitnehmerplatte 18 mit Hebel 19 betätigt, wie dies in der zum Anfang erwähnten Patentanmeldung St. 23 328 XII/47g beschrieben ist, die dortige Druckplatte 1, Figur 1 und 2. Aus dieser Anmeldung sind auch die Bezugszeichen 18 für die Mitnehmerplatte, 22 für den Steuerkolben, 24 für die Spiralzugfeder, 25 für den Steuerzylinder, den Bolzen 31 und die Lasche 32 übernommen.The driver plate 18 is actuated with lever 19, as described in the patent application St. 23 328 XII / 47g mentioned at the beginning, the pressure plate 1 there, FIGS. 1 and 2. From this application, the reference numerals 18 for the driver plate, 22 for the control piston, 24 for the spiral tension spring, 25 for the control cylinder, the bolt 31 and the bracket 32 are taken over.

Claims

1. Valve device, in particular for the hydraulic actuation of multi-way valves, characterized in that an electromagnetically actuated hydraulic pump (5, 6, 10, 13) is followed by a single valve (14), the valve cone 15 of which electromagnetically connects a drain line 17 during the pumping process keeps closed, but releases it as soon as an inadmissible overpressure occurs in the liquid line 16 and that the discharge line 17 with valve cone 15 is not closed even when the hydraulic pump (5, 6, 10, 13) is not in operation.

2. Valve device according to claim 1, characterized in that the valve cone 15 has a piston-like extension 28 which is guided in a cylinder and that in the extension of this extension 28, a magnetic armature 21 is adjustably attached, which is immersed in a solenoid 20 and that an adjustable tension spring 27 engages at the end of the valve stem.

3. Valve device according to claim 1 and 2, characterized in that by means of this device via a single line 16, the pressure fluid presses the control piston 22 out of the control cylinder 25 up to a stop 28 and that the control piston 22 by the train of a spring 24 in its initial position 22 [high] 1 is withdrawn and the pressure fluid displaced by it in cylinder 25 flows via line 16, valve 14 and drain line 17 into the reservoir 12.

4. Valve device according to the preceding claims, characterized in that its control cylinder 25 is attached to a multi-way valve such that it can pivot about a bolt 31 on bracket 32.