CH632810A5

CH632810A5 - Sicherheitsventil fuer druckmittelbetriebene verbraucher, insbesondere kupplung und bremse von pressen.

Info

Publication number: CH632810A5
Application number: CH1093778A
Authority: CH
Inventors: Erich Ruchser; Helmut Ott
Original assignee: Technomatic Ag
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1982-10-29
Also published as: BR7807105A; AT359374B; IT1101175B; DD136524A5; FR2388151A1; ATA789478A; DK565778A; US4269225A; GB2010448A; SE7808548L; JPS6229664B2; JPS5489330A; SE439184B; IT7830520A0; GB2010448B; FR2388151B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei in einem Gehäuse angeordneten, parallel geschalteten und elektromagnetisch vorgesteuerten Wegeventilen, von denen jedes einen Arbeitskolben und einen Ventilteller aufweist, die entsprechend die Verbindungen zwischen einem Zulaufanschluss, einem Verbraucheranschluss und einem Rücklaufanschluss steuern.

An Sicherheitsventile dieser Art wird in neuerer Zeit die Forderung gestellt, dass bei einer Fehlschaltung praktisch kein Restdruck im Verbraucheranschluss mehr auftritt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass bei einer Fehlschaltung praktisch kein Restdruck mehr in der zum Verbraucher führenden Leitung vorhanden ist.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die beiden Ventilteller jeweils in einer Bohrung des Gehäuses geführt sind, und dass die beiden Bohrungen mittels zweier Kanäle über Kreuz miteinander verbunden sind.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt ein Sicherheitsventil in Null-Stellung zeigt.

Fig. 2 zeigt im Schnitt das Ventil nach Fig. 1 in Schaltstellung.

Fig. 3 zeigt im Schnitt das Ventil nach den Fig. 1 und 2 bei einer Fehlschaltung.

Fig. 4 zeigt im Schnitt eine Modifikation des Ventiles nach den Fig. 1-3.

Fig. 5-7 zeigen im Schnitt das Sicherheitsventil gem. Fig. 1-3 entsprechend in Null-Stellung, in Schaltstellung und bei einer Fehlschaltung, wobei die Dichtungen der Ventilteller und der Arbeitskolben überwacht werden.

Fig. 8-10 zeigen im Schnitt das Sicherheitsventil gem. Fig. 1-3 entsprechend in Null-Stellung, in Schaltstellung und bei einer Fehlschaltung, wobei die zum Verbraucher führende Anschlussleitung überwacht wird.

Fig. 11-13 zeigen im Schnitt das Sicherheitsventil gem. Fig. 1-3 entsprechend in Null-Stellung, in Schaltstellung und bei einer Fehlschaltung, wobei für jeden Ventilteller ein berührungslos arbeitender Geber vorgesehen ist, durch den die Schaltstellung des jeweiligen Ventiltellers überwacht wird.

Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Sicherheitsventil 10, z.B. ein Pressensicherheitsventil, mit einem Gehäuse 12, in welchem zwei Wegeventile 14,15 parallel eingebaut sind, die längs ihrer Achse verschiebbar sind. Jedes der beiden Wegeventile 14,15 besteht aus einem Arbeitskolben 16 bzw. 17 und einem mit diesem über einen Schaft 74 verbundenen Ventilteller 18 bzw. 19.

In dem Gehäuse 12 sind ferner ein Zulaufanschluss 20 für die Zufuhr eines Druckmittels, z.B. Druckluft, ein Verbraucheranschluss 22, der z.B. zur Kupplung und Bremse einer Presse führt, sowie ein Rücklaufanschluss 24 ausgebildet, der z.B. zur Atmosphäre entlüftet ist.

Die beiden Wegeventile 14,15 werden z.B. durch elektromagnetisch betätigbare Vorsteuerventile 26,28 geschaltet, die Ventilsitze 30,32 aufweisen, die über eine Leitung 38 mit dem

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Zulaufanschluss 20 in Verbindung stehen und die ferner Ventilsitze 34,36 aufweisen, die z.B. zur Atmosphäre entlüftet sind.

Die Arbeitskolben 16,17 werden vom Zulaufanschluss 20 über die Leitung 38, die Vorsteuerventile 26,28 und die Leitungen 60,62 durch das Druckmittel beaufschlagt, das bei geöffneten Ventilsitzen 30,32 der Vorsteuerventile in die Kammer 64,65 über den Stirnflächen der Arbeitskolben 16, 17 einströmt. Die Arbeitskolben sind mit geeigneten, nicht näher bezeichneten Verschlussstücken versehen, die mit Ventilsitzen 42 bzw. 43 (Fig. 2) zusammenwirken, um die Verbindung zwischen Verbraucheranschluss 22 und Rücklaufanschluss 24 zu öffnen oder zu schliessen.

Die Ventilteller 18,19 sind ebenfalls mit geeigneten, nicht näher bezeichneten Verschlussstücken versehen, die mit Ventilsitzen 44 bzw. 45 (Fig. 2) zusammenwirken, um die Verbindung vom Zulaufanschluss 20 zum Verbraucheranschluss 22 je nach Schaltstellung zu öffnen und zu schliessen.

Jeder der Ventilteller 18,19 ist nun in Form eines Kolbens ausgebildet, der in einer Bohrung 94 bzw. 95 (Fig. 3) des Gehäuses geführt ist. Die kolbenförmigen Ventilteller sind mit einer zentralen axialen Bohrung 46 bzw. 47, wenigstens einer Querbohrung 48 bzw. 49 sowie einem am Aussenum-fang verlaufenden Ringkanal 50 bzw. 51 versehen. Der Ringkanal 50,51 steht über die Querbohrung 48 bzw. 49 mit der jeweiligen zentralen Bohrung 46 bzw. 47 in Verbindung. Die zentralen Bohrungen 46,47 sind direkt über eine Leitung 40 an den Zulaufanschluss 20 angeschlossen, so dass das Druckmittel vom Zulaufanschluss 20 her direkt und parallel zu den zentralen Bohrungen 46,47 der beiden Ventilteller 18,19 zugeführt wird.

Die beiden Bohrungen 94,95, in denen entsprechend die Ventilteller 18,19 geführt sind, sind nun durch zwei über Kreuz laufende Kanäle 52,54 miteinander verbunden, wobei sich der Kanal 52 von der Zustromseite 56 der Bohrung 94 zur Abstromseite 59 der Bohrung 95 erstreckt, während der Kanal 54 von der Zustromseite 57 der Bohrung 95 zur Abstromseite 58 der Bohrung 94 verläuft. Die beiden Kanäle 52,54 überkreuzen sich, wie bereits erwähnt, stehen aber miteinander nicht in Verbindung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Sicherheitsventil mit zwei Druckschaltern 76,78 versehen, die beispielsweise jeweils eine Membran aufweisen, die über einen Verbindungssteg einen elektrischen Schalter 90 bzw. 92 betätigt. Die eine Seite 86 der an sich bekannten Druckschalter ist über eine Leitung 88 ständig an den Zulaufanschluss 20 angeschlossen, während die andere Seite 80 des Druckschalters 76 über eine Leitung 82 mit dem Kanal 52 und die andere Seite 80 des Druckschalters 78 über eine Leitung 84 mit dem Kanal 54 in Verbindung steht. Hierdurch kann, wie später noch im einzelnen erläutert wird, der Druck in den kreuzförmig verlaufenden Kanälen 52,54 abgefühlt und in den Druckschaltern mit dem Zulaufdruck im Zulaufanschluss 20 verglichen werden.

In den Kanälen 52,54 kann im Bedarfsfalle jeweils eine Drossel 72 ausgebildet sein.

Das Sicherheitsventil kann zweckmässigerweise ferner mit z.B. induktiv oder kapazitiv arbeitenden Gebern 66,68 ausgerüstet sein, die berührungsfrei die Schaltstellung der Ventilteller 18,19 abtasten und, worauf noch eingegangen wird, bei einer Fehlschaltung ein Fehlersignal erzeugen.

Das erfindungsgemässe Sicherheitsventil arbeitet wie folgt:

In Fig. 1 ist das Sicherheitsventil in Null-Stellung dargestellt. Die Ventilsitze 30 und 32 der beiden Vorsteuerventile 26 und 28 sind geschlossen und die Kammern 64,65 der beiden Arbeitskolben 16,17 sind über die Leitungen 60,62 und die Ventilsitze 34,36 der Vorsteuerventile entlüftet. Die Ventilteller 18 und 19 dagegen sind vom Zulaufanschluss 20

her über die Leitung 40 durch das Druckmittel mit dem vollen Zulaufdruck beaufschlagt, so dass sie gegen ihre Ventilsitze 44,45 angedrückt werden und diese schliessen, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Ventilsitze 42,43 hingegen, mit denen die Arbeitskolben zusammenwirken, sind geöffnet. Der Zufluss des Druckmittels zum Verbraucheranschluss 22 ist damit gesperrt, die Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluss 22 und dem Rücklaufanschluss 24 dagegen geöffnet, so dass der Verbraucher 70, z.B. Kupplung und Bremse einer Presse, zum Rücklaufanschluss 24 hin entlüftet ist.

Die beiden Kanäle 52,54 sind durch die kolbenförmigen Ventilteller 18 und 19 gesperrt, wobei allerdings in der Schaltstellung nach Fig. 1, d.h. in Null-Stellung, ohnehin kein Druckmittel durch die Kanäle 52,54 strömen könnte, weil die Ventilsitze 44 und 45 geschlossen sind.

Fig. 2 zeigt die Schaltstellung des Sicherheitsventiles 10. Die Vorsteuerventile 26,28 sind umgeschaltet und dadurch ihre Ventilsitze 30 und 32 geöffnet, ihre Ventilsitze 34 und 36 dagegen geschlossen worden. Das Druckmittel strömt nun vom Zulaufanschluss 20 über die Leitung 38 zu und durch die Ventilsitze 30 und 32, von dort aus durch die Leitungen 60 und 62 in die Kammern 64 und 65 vor den Stirnflächen der Arbeitskolben 16 und 17. Die Arbeitskolben sind somit ebenso wie die Ventilteller durch den Zulaufdruck des Druckmittels beaufschlagt und da ihre wirksame Fläche grösser als die des zugehörigen Ventiltellers ist, werden die Wegeventile aus der in Fig. 1 gezeigten Position in die Position nach Fig. 2 umgeschaltet, wodurch die Ventilsitze 42,43 durch die Arbeitskolben 16,17 geschlossen und die Ventilsitze 44,45 durch die Ventilteller 18,19 geöffnet werden.

Der Verbraucheranschluss 22 ist damit vom Rücklaufanschluss 24 getrennt und statt dessen mit dem Zulaufanschluss 20 verbunden, so dass das Druckmittel vom Zulaufanschluss zum Verbraucher strömen kann.

Im einzelnen strömt das Druckmittel vom Zulaufanschluss 20 und durch die Leitung 40 in die zentralen Bohrungen 46 bzw. 47 der beiden Ventilteller 18 und 19 ein und tritt von dort durch die Querbohrungen 48 bzw. 49 in die Ringkanäle 50 bzw. 51 am Aussenumfang der kolbenförmigen Ventilteller 18 und 19 ein.

Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, sind nun die Ringkanäle 50 und 51 der beiden Ventilteller, die in einer Querebene zur Längsachse der Wegeventile liegen, so angeordnet, dass sie in der in Fig. 2 gezeigten Schaltstellung mit der Zustromseite 56, 57 der beiden Kanäle 52,54 in Verbindung stehen, deren Abstromseite 58,59, wie dargestellt, hinter den Stirnflächen der Ventilteller 18,19 in die Bohrungen 94,95 münden, oder mit anderen Worten, zwischen den Stirnflächen 96,97 der Ventilteller 18,19 und den in der Schaltstellung nach Fig. 2 geöffneten Ventilsitzen 44,45.

Das Druckmittel strömt somit aus dem Ringkanal 50 des Ventiltellers 18 durch den Kanal 52 in die Bohrung 95 des anderen Ventiltellers 19 und von dort durch den offenen Ventilsitz 45 zum Verbraucheranschluss 22. Es strömt ferner aus dem Ringkanal 51 des Ventiltellers 19 durch den Kanal 54 in die Bohrung 94 des Ventiltellers 18 und von dort durch den offenen Ventilsitz 44 zum Verbraucheranschluss 22.

Mit Hilfe der sich kreuzenden aber nicht miteinander verbundenen Kanäle 52,54 wird somit wechselseitig das Druckmittel vom einen Ventilteller zum und durch den Ventilsitz des jeweils anderen Ventiltellers und dann zum Verbraucher geführt.

Tritt nun eine Fehlschaltung auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, so soll im Verbraucheranschluss 22 praktisch kein Restdruck mehr vorhanden sein.

In Fig. 3 befindet sich das linke Wegeventil 14 in Null-Stel-lung, das rechte Wegeventil 15 dagegen in Schaltstellung.

Eine solche Stellung kann beispielsweise entstehen, wenn das

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Vorsteuerventil 26 den Ventilsitz 30 bei Umschaltung in Schaltposition nicht öffnet oder das Vorsteuerventil 28 den Ventilsitz 32 bei Umschaltung in Null-Position nicht schliesst (oder umgekehrt).

Der Ventilsitz 44 des linken Ventiltellers 18 ist geschlossen, so dass an dieser Stelle kein Druckmittel hindurchtreten und zum Verbraucher gelangen kann. Der Ventilsitz 45 des rechten Ventiltellers 19 ist dagegen geöffnet. Das Druckmittel strömt nun wiederum vom Zulaufanschluss 20 her in die zentralen Bohrungen 46 und 47 der beiden Ventilteller ein und von dort über die Querbohrungen in die entsprechenden Ringkanäle 50 und 51. Aus dem Ringkanal 50 des linken Ventiltellers 18 kann das Druckmittel aber nicht weiterströmen, weil der Ringkanal 50, wie Fig. 3 zeigt, durch das Gehäuse überdeckt und gesperrt ist. In den Kanal 52 kann das Druckmittel nicht einströmen, weil dessen Zustromseite 56 durch den kolbenförmigen Ventilteller 18 gesperrt ist. Das in den Ringkanal 51 des rechten Ventiltellers 19 einströmende Druckmittel kann dagegen aus dem Ringkanal weiter über die Zustromseite 57 in den Kanal 54 eintreten. Die Abstromseite 58 des Kanales 54 ist jedoch, wie Fig. 3 zeigt, durch den Ventilteller 18 gesperrt, so dass auch hier das Druckmittel nicht weiterströmen kann.

Da der Ventilsitz 42, mit dem der Arbeitskolben 16 zusammenwirkt, geöffnet ist, besteht ein freier Druchgang vom Verbraucheranschluss 22 zum Rücklaufanschluss 24, so dass der Verbraucher entlüftet ist.

Da durch den offenen Ventilsitz 45 des in Fig. 3 rechten Ventiltellers 19 praktisch kein Druckmittel nachströmen kann, kann sich auch im Verbraucheranschluss 22 kein Restdruck aufbauen.

Die vorbeschriebene Ausführungsform des Sicherheitsventils verhindert somit zuverlässig, dass sich bei einer Fehlschaltung in der Verbraucherleitung ein Restdruck aufbaut. Es ist nun aber ferner Vorsorge zu treffen, dass eine solche Fehlschaltung festgestellt und die Anlage abgeschaltet wird.

Dies kann z.B. mit Hilfe induktiver (oder kapazitiver) Geber 66,68 erfolgen, die berührungslos die Stellung der Ventilteller 18,19 abfühlen und bei einer Fehlschaltung, bei der die Signalausgänge der Geber 66,68 infolge der unterschiedlichen Stellung der Wegeventile ebenfalls unterschiedlich sind, ein Fehlersignal erzeugen, das zur Abschaltung der Anlage benutzt werden kann.

Statt dessen oder ergänzend hierzu können zwei Druckschalter verwendet werden, die den Druck des Druckmittels in den Kanälen 52 und 54 abfühlen und mit dem Zulaufdruck im Zulaufanschluss 20 vergleichen.

Fig. 4 zeigt eine solche Ausführungsform, bei der die beiden Wegeventile sich in derselben Fehlschaltung und damit in denselben Positionen befinden, wie in Fig. 3. Anhand von Fig. 3 wurde erläutert, dass bei dieser Fehlschaltung im Kanal 54 der volle Zulaufdruck ansteht, während der Kanal 52 gegen den Zulauf gesperrt ist, so dass in diesem Kanal, der über den Ventilsitz 45 und den Ventilsitz 42 mit dem Rücklaufanschluss 24 in Verbindung steht, der Rücklaufdruck, d.h. praktisch Atmosphärendruck ansteht.

In jedem der Druckschalter 76,78 herrscht auf ihrer einen Seite 86 Zulaufdruck, da diese Seite über die Leitung 88 ständig mit dem Zulaufanschluss 20 in Verbindung steht. Auf der Seite 80 des Druckschalters 78, die über die Leitung 84 mit dem Kanal 54 in Verbindung steht, herrscht ebenfalls der volle Zulaufdruck, da, wie bereits erläutert, der Kanal 54 über den Ringkanal 51 und die zentrale Bohrung 47 mit dem Zulaufanschluss 20 verbunden ist und somit im Kanal 54 ebenfalls der Zulaufdruck herrscht.

Auf der Seite 80 des Druckschalters 76 dagegen, die über die Leitung 82 mit dem Kanal 52 in Verbindung steht, herrscht hingegen Atmosphärendruck, weil, wie ebenfalls bereits erläutert, der Kanal 52 zur Atmosphäre entlüftet ist. Der Druckschalter 76 nimmt daher eine andere Schaltstellung ein als der Druckschalter 78. Die beiden Druckschalter betätigen, wie dargestellt, elektrische Schalter 90 und 92 und deren Schaltung ist nun so ausgebildet, dass sie immer dann, wenn sie unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, ein Fehlersignal abgeben, das zur Abschaltung der Anlage verwendet werden kann.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform des Sicherheitsventils, bei der die Dichtungen der Ventilteller und der Arbeitskolben hinsichtlich einer eventuellen Leckage überwacht werden.

Die beiden Druckschalter 76,78 sind jeweils mit einer Membran 120 versehen, die zwei Kammern 116,118 trennt, sowie jeweils mit einer Druckfeder 122, die die jeweilige Membran 120 in einer gegebenen Schaltrichtung beaufschlagt. Jeder der beiden Druckschalter ist mit einem elektrischen Schalter 124 versehen, der entsprechend der Stellung der Membran 120 des jeweiligen Druckschalters umschaltbar ist.

Die Kammern 118 der beiden Druckschalter sind nun über Leitungen 82,84 entsprechend mit den sich überkreuzenden Kanälen 52,54 verbunden und die Kammern 116 sind jeweils über eine Leitung 108 und 110 mit den Ventilsitzen 44,45 der Ventilteller 18,19 verbunden sowie über die Leitung 108 und eine Leitung 112 mit den Ventilsitzen 42,43 der Arbeitskolben 16,17. Mit anderen Worten, die Leitungen 110 und 112 münden in die Ventilsitze 42,43; 44,45 der Arbeitskolben und der Ventilteller.

In jeder der Leitungen 110 ist eine Blende 114 eingebaut.

Fig. 5 zeigt das Ventil in Null-Stellung, in der die Ventilsitze 44,45 geschlossen und die Ventilsitze 42,43 geöffnet sind, d.h. die Leitungen 112 sind entlüftet, die Leitungen 110 geschlossen. In den Kammern 116 der Druckschalter herrscht somit der Druck des Rücklaufanschlusses 24, d.h. in der Regel Atmosphärendruck. In den Kanälen 52,54 herrscht Betriebsdruck, z.B. von der vorherigen Schaltstellung her oder es kann Betriebsdruck in den Kanälen 52,54 über das Kolbenspiel zwischen den Ventiltellern 18,19 und dem Gehäuse aufgebaut werden. Da die Kammern 118 der Druckschalter über die Leitungen 82,84 mit den Kanälen 52,54 in Verbindung stehen, herrscht in den Kammern 118 Betriebsdruck. Die hieraus resultierende Kraft übersteigt die Kraft der Druckfeder 122, so dass die beiden Membranen 120, die in Fig. 5 gezeigte Stellung einnehmen, wobei bei beiden Druckschaltern die Stellung der Membran dieselbe ist.

In der Schaltstellung nach Fig. 6 sind die Ventilsitze 42,43 geschlossen, die Ventilsitze 44,45 dagegen geöffnet, so dass das Druckmittel vom Zulaufanschluss 20 durch die Kanäle 52,54 und die Ventilsitze 44,45 zum Verbraucheranschluss 22 strömen kann. An der Mündung der Leitungen 110 herrscht somit der Betriebsdruck, ebenso an der Mündung der Leitungen 82,84 in die Kanäle 52,54, d.h. sowohl die Kammern 116 als auch die Kammern 118 der Druckschalter 76,78 stehen unter Betriebsdruck, da in den Kammern 116 aber die Druckfedern 122 angeordnet sind, werden die Membranen umgeschaltet und sie nehmen die in Fig. 6 gezeigte Stellung ein, wobei auch hier die Stellung beider Membranen dieselbe ist.

Die beiden elektrischen Schalter 124 werden nun zwar umgeschaltet, sie sind aber so geschaltet, dass sie nur dann einen Alarm auslösen bzw. die Anlage abschalten, wenn sie unterschiedliche Signale abgeben, was dann der Fall ist,

wenn die Membranen der Druckschalter unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen.

Dies ist in Fig. 7 der Fall, in welcher der Ventilteller 18 Null-Stellung und der Ventilteller 19 Schaltstellung eingenommen haben, so dass eine Fehlschaltung entsteht.

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Die Leitung 112 des Druckschalters 76 ist zum Rücklaufanschluss 24 entlüftet, die Leitung 110 geschlossen, so dass die Kammer 116 des Druckschalters 76 ebenfalls entlüftet ist. Der Kanal 52 ist über den Ventilsitz 45 und den Ventilsitz 42 ebenfalls entlüftet, und damit auch die Kammer 118 des Druckschalters 76, die über die Leitung 82 mit dem Kanal 52 verbunden ist. Da in beiden Kammern 116,118 derselbe Druck herrscht, wird die Membran 120 des Druckschalters 76 durch die Druckfeder 122 in die in Fig. 7 gezeigte Schaltstellung gedrückt.

Bei dem Druckschalter 78 ist die Leitung 112 geschlossen, die Leitung 110 jedoch am Ventilsitz 45 entlüftet, so dass auch in der Kammer 116 dieses Druckschalters Atmosphärendruck herrscht. In der Kammer 118 des Druckschalters 78 hingegen, die über die Leitung 84 mit dem Kanal 54 verbunden ist, herrscht Betriebsdruck, da der Kanal 54 nicht entlüftet ist, weshalb in ihm von der vorherigen Schaltstellung her noch Betriebsdruck herrscht bzw. der Betriebsdruck durch das Kolbenspiel zwischen dem Ventilteller und dem Gehäuse aufgebaut werden kann. Infolge des in der Kammer 118 des Druckschalters 78 herrschenden Betriebsdruckes wird demzufolge die Membran 120 des Druckschalters 78 gegen die Kraft der Druckfeder 122 in die in Fig. 7 gezeigte Schaltstellung gedrückt, d.h. die Schaltstellungen der Membranen 120 der beiden Druckschalter 76,78 sind unterschiedlich, so dass, wie bereits erwähnt, die beiden elektrischen Schalter 124, die den beiden Druckschaltern zugeordnet sind, unterschiedliche Signale abgeben, die dazu benutzt werden, die Anlage abzuschalten.

Tritt nun beispielsweise am Ventilteller 19, d.h. zwischen diesem und seinem Ventilsitz 45 in der Null-Stellung eine Undichtheit auf, so wird der Kanal 52 über diese Undichtheit des Ventilsitzes 45 zum Rücklaufanschluss 24 hin entlüftet, wenn diese Undichtheit grösser ist als gegebenenfalls über das Kolbenspiel zwischen dem Ventilteller 18 und dem Gehäuse in den Kanal 52 nachströmen kann, wobei dieses Kolbenspiel nach den Kriterien der Fertigungstechnik und den praktischen Anforderungen klein gehalten werden kann. Wenn nun der Kanal 52 entlüftet wird, so wird die Membran des Druckschalters 76 umgeschaltet, so dass sie die Stellung nach Fig. 7 einnimmt, während die Membran des Druckschalters 78 die in Fig. 5 gezeigte Stellung beibehält. Da nunmehr wiederum beide Membranen unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, geben die elektrischen Schalter 124 unterschiedliche Signale ab, was eine Abschaltung der Anlage zur Folge hat.

Entsprechendes gilt, wenn eine Undichtheit am Ventilteller 18 auftritt. Tritt hingegen in der Schaltstellung nach Fig. 6 eine Undichtheit, beispielsweise am Arbeitskolben 17, auf, d.h. im Ventilsitz 43, so wird die Leitung 112 des Druckschalters 78 zum Rücklaufanschluss 24 hin entlüftet und der Druck in der Leitung 108 des Druckschalters 78 bricht zusammen, vorausgesetzt, dass die Undichtheit am Arbeitskolben 17 grösser ist als vom offenen Ventilsitz 45 her durch die Blende 114 der Leitung 110 nachströmen kann. Ist dies der Fall, d.h. ist diese Undichtheit grösser als über die Blende 114 Druckmittel nachströmen kann, so wird die Kammer 116 des Druckschalters 78 zur Atmosphäre entlüftet, da jedoch in der Kammer 118 des Druckschalters 78 in der Schaltstellung Betriebsdruck herrscht, wird die Membran 120 des Druckschalters 78 umgeschaltet, so dass sie die in Fig. 7 gezeigte Position einnimmt, während die Membran 120 des Druckschalters 76 in ihrer Position nach Fig. 6 und nach Fig. 7 bleibt, so dass wiederum die beiden Membranen unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, was zu unterschiedlichen Signalen der elektrischen Schalter 124 führt, wodurch, wie bereits erläutert, die Anlage abgeschaltet wird.

Entsprechendes gilt für eine Undichtheit am

Arbeitskolben 16.

Bricht in einem der Druckschalter 76,78 eine Membran 120, so wird in diesem Schalter nur noch die zugehörige Druckfeder 122 wirksam, so dass diese Membran nicht mehr umgeschaltet werden kann, wodurch bei der nächsten Umschaltung der Membran des anderen Druckschalters die beiden Membranen unterschiedliche Schaltstellungen einnehmen, was eine Fehlschaltung bedeutet, die eine Abschaltung der Anlage zur Folge hat.

Bricht hingegen in einem der Druckschalter die Druckfeder 122, so geht die zugehörige Membran in die in der Null-Stellung nach Fig. 5 eingenommene Lage und bleibt dort. Bei der nächsten Umschaltung des anderen Druckschalters nehmen die Membranen somit unterschiedliche Schaltstellungen ein, was, wie erläutert, zur Abschaltung der Anlage führt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10, wobei Fig. 8 die Null-Stellung, Fig. 9 die Schaltstellung und Fig. 10 eine Fehlschaltung zeigen, sind die Kammern 116 der beiden Druckschalter 76,78 über eine gemeinsame Leitung 126 direkt an den Verbraucheranschluss 22 angeschlossen. Hierdurch kann direkt der Druck einschliesslich des Druckaufbaus und des Druckabbaus im Verbraucheranschluss 22 überwacht werden.

In der Null-Stellung nach Fig. 8 sind die Ventilsitze 44,45 geschlossen, die Ventilsitze 42,43 geöffnet, so dass der Verbraucheranschluss 22 zum Rücklaufanschluss 24, d.h. in der Regel zur Atmosphäre, entlüftet ist. Über die Leitung 126 sind daher auch die Kammern 116 der beiden Druckschalter entlüftet, während die Kammern 118 über die Leitungen 82, 84 an die Kanäle 52,54 angeschlossen sind, die unter Betriebsdruck stehen, wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 erläutert wurde.

Die Membranen 120 nehmen somit die in Fig. 5 gezeigte Schaltstellung ein, wobei beide Membranen dieselbe Schaltstellung haben.

In der Schaltstellung nach Fig. 9 sind die Ventilsitze 44,45 geöffnet, die Ventilsitze 42,43 geschlossen, d.h. das Druckmittel strömt vom Zulaufanschluss 20 durch die Ventilteller 18,19 und die Kanäle 52,54 zum Verbraucheranschluss 22. Die Kammern 118 der beiden Druckschalter stehen nach wie vor unter Betriebsdruck, da die Kanäle 52,54 mit dem Zulaufanschluss 20 in Verbindung stehen, da nun aber auch der Verbraucheranschluss 22 unter Betriebsdruck steht, herrscht auch in den Kammern 116 der beiden Druckschalter Betriebsdruck, da diese über die Leitung 126 mit dem Verbraucheranschluss 22 in Verbindung stehen. Die Membranen der Druckschalter werden umgeschaltet und nehmen die in Fig. 9 gezeigte Stellung ein.

Bei der Fehlschaltung nach Fig. 10 befindet sich der Ventilteller 18 in Null-Stellung, der Ventilteller 19 hingegen in Schaltstellung. Der Verbraucheranschluss 22 ist über den offenen Ventilsitz 42 des Arbeitskolbens 16 zum Rücklaufanschluss 24 entlüftet. Damit sind auch die Kammern 116 der beiden Druckschalter über die Leitung 126 entlüftet.

Der Kanal 52 ist über den offenen Ventilsitz 45 des Ventiltellers 19 ebenfalls zur Atmosphäre 24 entlüftet und damit auch die mit ihm über die Leitung 82 in Verbindung stehende Kammer 118 des Druckschalters 76. Da nun in beiden Kammern 116,118 des Druckschalters 76 derselbe Druck herrscht, wird die Membran 120 nur noch durch die Druckfeder 122 beaufschlagt, wodurch die Membran in die in Fig. 10 gezeigte Stellung gedrückt wird.

Die Kammer 118 des Druckschalters 78 steht über die Leitung 84 mit dem Kanal 54 in Verbindung, der unter Betriebsdruck steht, da er mit dem Zulaufanschluss 20 in Verbindung steht. Die Membran 120 des Druckschalters 78 wird daher in die in Fig. 10 gezeigte Stellung geschaltet, da auf ihrer einen

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Die beiden Membranen der Druckschalter 76,78 nehmen somit bei einer Fehlschaltung unterschiedliche Schaltstellungen ein und die mit ihnen gekoppelten elektrischen Schalter 124 geben demzufolge unterschiedliche Signale ab, wodurch, wie in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel 5 bis 7 erläutert wurde, die Anlage abgeschaltet wird.

Eine Fehlschaltung ergibt sich auch dann, wenn beispielsweise der Ventilteller 19, nicht, wie in Fig. 10 dargestellt, voll in die Schaltstellung geht, sondern sich nur wenig von seinem Ventilsitz 45 abhebt, während der Ventilteller 18 in Null-Stellung verbleibt. Auch in diesem Fall wird der Kanal 52 entlüftet, während der Kanal 54 unter Betriebsdruck steht.

In der Ausführungsform nach den Fig. 11,12 und 13, die entsprechend Null-Stellung, Schaltstellung und eine Fehlschaltung zeigen, ist das Ventil mit den berührungslos arbeitenden Gebern 66,68 ausgerüstet, die z.B. induktiv oder kapazitiv wirken und die Schaltstellung der Ventilteller 18,19 überwachen. Die beiden Geber 66,68 geben in der Null-Stellung nach Fig. 11 und in der Schaltstellung nach Fig. 12 dieselben Signale ab, was keine Folge hat, während sie bei einer Fehlschaltung nach Fig. 13 unterschiedliche Signale abgeben, da in der Fehlschaltung die Stellung der Ventilteller unterschiedlich ist. Die beiden Geber 66,68 sind an eine nicht gezeigte elektrische Schaltung angeschlossen, die die Anlage dann abschaltet, wenn die beiden Geber unterschiedliche Signale abgeben.

Die beiden Ventilteller 18,19 sind an ihrer den Gebern 66, 68 zugewandten Seite jeweils mit einer metallischen Hülse 128 versehen. Die Geber 66,68 sind so eingestellt, dass sie in der Null-Stellung nach Fig. 11 gerade noch nicht ansprechen. In der Schaltstellung nach Fig. 12 umgreifen die Hülsen 128 die Geber 66,68, die dadurch beide umgeschaltet werden, da sie aber beide dasselbe Signal abgeben, hat diese Umschaltung keine Folgen.

Wenn bei einer Fehlschaltung beispielsweise der Ventilteller 18 in der Null-Stellung nach Fig. 11 bleibt, während der s Ventilteller 19 in die Schaltstellung nach Fig. 12 geht, so geben die Geber 66,68 unterschiedliche Signale ab und die Anlage wird, wie bereits erläutert, abgeschaltet.

Hebt sich aber, wie in Fig. 13 dargestellt, der Ventilteller 19 nur wenig von seinem Ventilsitz 45 ab, während der Ventil-lo teller 18 in Ruhestellung bleibt, so wird auch durch diese geringe Annäherung der Hülse 128 an den Geber 68 der letztere umgeschaltet und dadurch ein Fehlersignal ausgelöst, das zur Abschaltung der Anlage verwendet wird.

Würden hingegen die beiden Ventilteller nicht mit den 15 Hülsen 128 versehen sein, so würde die geringe Bewegung des Ventiltellers 19 nicht ausreichen, den Geber 68 umzuschalten, obwohl eine Fehlschaltung vorliegt, da sich nur der Ventilteller 19, wenn auch nur gering, von seinem Ventilsitz 45 abgehoben hat. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass infolge einer Verklemmung zwischen Ventilteller und Gehäuse der Ventilteller 19 nicht vollständig schliesst oder sich nur wenig von seinem Ventilsitz 45 abhebt.

Die beiden Geber 66,68 sprechen somit bereits dann an, wenn die Ventilteller 18,19 sich nur wenig, z.B. 0,1 bis 0,2 mm, von ihren Sitzen 44,45 abheben.

Diese vorbeschriebene Ausführungsform der beiden Geber 66,68 hat somit den Vorteil, dass bereits bei geringen Bewegungen der Ventilteller, d.h. insbesondere unmittelbar nach dem Abheben der Ventilteller von ihren Ventilsitzen, die elektrischen Geber ansprechen und die Anlage bei einer Fehlschaltung abstellen.

Zum Zwecke der besseren Zuleitung und Ableitung des Druckmittels zu und von den sich überkreuzenden Verbindungskanälen 52,54 sind im Gehäuse entsprechende Ringkanäle 100,102,104 und 106 ausgebildet, wie insbesondere in Fig. 7 dargestellt ist.

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B

7 Blatt Zeichnungen

Claims

632810 PATENTANSPRÜCHE

1. Sicherheitsventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei in einem Gehäuse (12) angeordneten, parallel geschalteten und elektromagnetisch vorgesteuerten Wegeventilen (14,15), von denen jedes einen Arbeitskolben (16,17) und einen Ventilteller (18,19) aufweist, die entsprechend die Verbindungen zwischen einem Zulaufanschluss (20), einem Verbraucheranschluss (22) und einem Rücklaufanschluss (24) steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventilteller (18,19) jeweils in einer Bohrung (94,95) des Gehäuses (12) geführt sind, und dass die beiden Bohrungen (94,95) mittels zweier Kanäle (52,54) über Kreuz miteinander verbunden sind.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Kanäle (52,54) jeweils von der Zustromseite (56 bzw. 57) der einen Bohrung (94 bzw. 95) zur Abstromseite (59 bzw. 58) der anderen Bohrung (95 bzw. 94) zur Abstromseite (59 bzw. 58) der anderen Bohrung (95 bzw. 94) verläuft und in dieser vor dem Ventilsitz (45 bzw. 44) des zugehörigen Ventiltellers (19 bzw. 18) mündet.

3. Sicherheitsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ventilteller (18 bzw. 19) in Form eines Kolbens ausgebildet ist, der eine zentrale, mit dem Zulaufanschluss (20) in Verbindung stehende Bohrung (46 bzw. 47) und am Aussenumfang einen Ringkanal (50 bzw. 51) aufweist, der über wenigstens eine Querbohrung (48 bzw. 49) mit der zentralen Bohrung (46 bzw. 47) verbunden ist.

4. Sicherheitsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem der Ventilteller (18,19) der Ringkanal (50,51) so angeordnet ist, dass er in der Schaltstellung mit einem der beiden (Kanäle 52,54) in Verbindung steht, so dass vom Zulaufanschluss (20) jeweils über die zentrale Bohrung (46 bzw. 47), die Querbohrung (48 bzw. 49) und den Ringkanal (50 bzw. 51) des einen Ventiltellers (18 bzw. 19) über jeweils einen der beiden Kanäle (52,54) eine Verbindung zum offenen Ventilsitz (45,44) des jeweils anderen Ventiltellers (19 bzw. 18) besteht, während in der Null-Stellung die beiden Kanäle (52,54) durch die kolbenförmigen Ventilteller (18,19) gesperrt sind.

5. Sicherheitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Kanäle (52,54) jeweils mit einer Seite eines Druckschalters (76,78) verbunden ist, deren andere Seite ständig mit dem Zulaufanschluss (20) in Verbindung steht.

6. Sicherheitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadrach gekennzeichnet, dass für jeden der beiden Ventilteller ( 18,19) ein berührungslos arbeitender Geber (66,68) vorgesehen ist, durch welchen induktiv oder kapazitiv die Schaltstellung des jeweiligen Ventiltellers (18, 19) feststellbar ist.

7. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kanäle (52,54) über Leitungen (82, 84) entsprechend mit einer Seite eines Druckschalters (76,78) verbunden sind, deren andere Seite jeweils über erste Leitungen (108,110) mit den Ventilsitzen (44,45) der Ventilteller (18,19) sowie über zweite Leitungen (108,112) mit Ventilsitzen (42,43) der Arbeitskolben (16,17) verbunden sind.

8. Sicherheitsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der ersten Leitungen (110) eine Blende (114) angeordnet ist.

9. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Kanäle (52,54) über dritte Leitungen (82,84) entsprechend mit einer Seite eines Druckschalters (76,78) verbunden ist, deren andere Seite über eine vierte Leitung (126) ständig mit dem Verbraucheranschluss (22) in Verbindung steht.

10. Sicherheitsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ventilteller (18,19) auf seiner dem Geber (66,68) zugewandten Seite mit einer metallischen Hülse (128) versehen ist, durch die der zugehörige Geber (66,68) teilweise umschliessbar ist (Fig.

11).