CH640919A5

CH640919A5 - Druckluftbetaetigte steuereinrichtung mit zweihandbetaetigung.

Info

Publication number: CH640919A5
Application number: CH464679A
Authority: CH
Inventors: Edgar Witowski
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1984-01-31
Also published as: IT7923605A0; GB2025561A; GB2025561B; DE2826593C2; DE2826593A1; IT1121412B

Description

Die Erfindung geht aus von einer druckluftbetätigten Steuereinrichtung mit Zweihandbetätigung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Es ist schon eine derartige Steuereinrichtung bekannt, bei der die Funktionen der Sicherheitsverriegelung wie Gleichzeitigkeitsschaltung und Selbstüberwachung in hohem Masse erfüllt werden, die aber dazu drei gleiche 5/2-Wegeventile in einer besonderen Verschaltung benötigt. Nachteilig bei dieser Steuereinrichtung ist, dass durch die Verwendung von drei Wegeventilen und deren zugehörige Verschaltung der Aufwand relativ gross ist. Auch wird die Sicherheit der Steuereinrichtung durch die Gefahr, dass Bauteile bei drei Wegeventilen ausfallen könnten, nachteilig beeinflusst (DE-OS 23 44 207).

Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sie ohne Einschränkung bei den Funktionen der Sicherheitsverriegelung mit wesentlich geringerem Aufwand auskommt. So benötigt sie anstelle von bisher drei nur noch mindestens zwei 5/2-Wegeventile, wobei der Aufwand auch entsprechend gesenkt wird. Dabei verhindert die Sicherheitsverriegelung ein Signal am Verbraucheranschluss nicht nur, wenn die Handtaster einzeln oder in zeitlich zu grossem Abstand voneinander betätigt werden, sondern auch dann, wenn bei gleichzeitiger Betätigung der Handtaster ein Signal am Verbraucheranschluss zuvor entstanden ist und dann bei einem Handtaster die Betätigung nur kurzzeitig unterbrochen wird. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von nur zwei Wegeventilen die Sicherheit der Steuereinrichtung erhöht; die Gefahr eines Schieberklemmens oder eines Federbruchs beim dritten Wegeventil ist ausgeschaltet, so dass nur noch ein Ausfall von Bauelementen bei zwei Wegeventilen aufreten kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den Schaltplan einer Steuereinrichtung mit Zweihandbetätigung, Figur 2 ein Diagramm mit den Ein- und Ausgangssignalen und Figur 3 eine zweite Ausführungsform der Steuereinrichtung.

Die in Figur 1 dargestellte Steuereinrichtung 10 dient zur Steuerung eines mit Druckluft betriebenen Arbeitskolbens 11 einer nicht näher dargestellten Werkzeugmaschine, wie etwa einer Presse. Die Steuereinrichtung 10 hat die Aufgabe, Handverletzungen bei gefährlichen Schliessbewegungen der Werkzeugmaschine zu verhindern, indem sie die Bedienungsperson dazu zwingt, die Hände ausserhalb der Gefahrenstelle zu halten. Die Steuereinrichtung 10 besteht aus einem Steuerblock 2 und zwei getrennt anzuordnenden Handtastern 13, 14, welche als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind.

Die Druckluft zum Betrieb des Arbeitskolbens 11 wird aus einer beliebigen Druckluftquelle 15 über eine Druckluftzuführungsleitung 16 entnommen. Der erste (13) und zweite Handtaster 14 sind in Figur 1 in ihrer Nullstellung dargestellt, in der sie kein Steuersignal erzeugen. Die Ausgänge der beiden Handtaster 13,14 sind mit dem Steuerblock 12 verbunden.

Der Steuerblock 12 wird von zwei druckluftbetätigten 5/2-Wegeventilen 17,18 mit Federrückführung gebildet. Jedes der 5/2-Wegeventile hat einen Betätigungsanschluss Z, drei Eingänge R, P, S und zwei Ausgänge A, B. In der in Figur 1 dargestellten Nullstellung 19 jedes der 5/2-Wegeventile 17,18 ist der erste Ausgang A mit dem zweiten Eingang P und der zweite Ausgang B mit dem ersten Eingang R verbunden. Der dritte Eingang S ist gesperrt. In der Schaltstellung 21 ist der erste Ausgang A mit dem dritten Eingang S, der zweite Ausgang B mit dem zweiten Eingang P verbunden, wobei der erste Eingang R gesperrt ist.

(Im folgenden werden die Bezugsbuchstaben der Anschlüsse der 5/2-Wegeventile (17,18) jeweils mit einem der Bezugszahl des Wegeventils entsprechenden Index verwandt.) Der Betätigungsanschluss Zn des ersten 5/2-Wege-ventils 17 ist mit dem Ausgang des ersten Handtasters 13 verbunden. Der erste Eingang Rn ist entlüftet, der zweite Eingang P17 mit dem Ausgang des zweiten Handtasters 14 und der dritte Eingang Sn mit der Druckluftzuführungsleitung 16 verbunden. Der ersten Ausgang An des ersten Wegeventils 17 ist über ein Zeitglied 22 mit dem ersten Eingang Ris des zweiten Wegeventils 18 verbunden, während der zweite Ausgang B17 des ersten Wegeventils 17 mit dem Betätigungsan-

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

schluss Zi8 des zweiten Wegeventils 18 verbunden ist. Vom zweiten Wegeventil 18 ist der zweite Eingang Pis entlüftet und der dritte Eingang Sis steht wiederum der Druckluftzuführungsleitung 16 in Verbindung. Der erste Ausgang Ais des zweiten Wegeventils 18 steht mit dem Verbraucheranschluss 23 und weiter mit dem Arbeitskolben 11 in Verbindung. Vom zweiten Ausgang Bis desselben Wegeventils 18 führt eine Leitung zu einem zweiten Betätigungsanschluss Yis des zweiten Wegeventils 18, der auf der Seite der Federrückführung und damit gegenüber dem ersten Betätigungsanschluss Zis angeordnet ist.

Das erwähnte Zeitglied 22 wird von einem nicht einstellbaren Drosselrückschlagventil 24 und einem nachgeschalteten Volumen 25 gebildet.

Sämtliche Wegeventile 17,18 und das Zeitglied 22 lassen sich vorteilhaft auf einer gemeinsamen Kanalführungsplatte anschrauben, die nicht näher gezeichnet ist und die eine kompakt bauende Steuereinrichtung erlaubt.

Die Funktion der Steuereinrichtung 10 ist wie folgt, wobei auch auf Figur 2 Bezug genommen wird:

Wird wie in Figur 2 in Fall 1 veranschaulicht nur der Handtaster 13 allein betätigt, so schaltet das erste Wegeventil 17 in seine Schaltstellung 21. Dadurch gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 über das erste Wegeventil 17, das Zeitglied 22 und das in seiner Nullstellung verharrende, zweite Wegeventil 18 zum Betätigungsanschluss Yis. Der Verbraucheranschluss 23 bleibt über den Ausgang Ais und den zweiten Eingang Pis entlüftet, so dass sich dort kein Steuersignal ausbilden kann.

Wird wie in Figur 2 in Fall 2 veranschaulicht nur der zweite Handtaster 14 wiederum für sich allein betätigt, so bleibt das erste Wegeventil 17 in der gezeichneten Nullstellung 19 und Druckluft kann von der Zuführungsleitung über das erste Wegeventil 17, das Zeitglied 22 und das zweite Wegeventil 18 zum Betätigungsanschluss Yis gelangen. Der Verbraucheranschluss 23 ist entlüftet über das zweite Wegeventil 18; ein Steuersignal kann dort nicht entstehen.

Werden wie in Figur 2 in Fall 3 näher gezeigt, beide Handtaster 13, 14 betätigt, so steht am Verbraucheranschluss 23 und damit im Arbeitskolben 11 nur dann Druck an, wenn von den Handtastern 13,14 zumindest annähernd gleichzeitig Steuersignale erzeugt worden sind. Bei Betätigung des Handtasters 13 wird nämlich das erste 5/2-Wegeventil 17 in seine Schaltstellung 21 bewegt. In dieser Schaltstellung gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 zum Zeitglied 22. Kurze Zeit später muss der Bedienungsmann durch Betätigung dés zweiten Handtasters 14 ein Steuersignal erzeugen, welches schliesslich das zweite 5/2-Wegeventil 18 in seine Schaltstellung 21 bringt, in der der mit dem Zeitglied 22 verbundene erste Eingang Ris des zweiten 5/2-Wegeventils 18 abgeschlossen ist. Das vom zweiten Handtaster 14 erzeugte Steuersignal muss dabei so schnell kommen, dass

640 919

am ersten Eingang Ris des zweiten 5/2-Wegeventils 18 noch kein über das Verzögerungsglied 22 gekommenes Drucksignal ansteht. Befindet sich nun das zweite 5/2-Wegeventil 18 in seiner Schaltstellung 21, so wird aus der Druckluftversorgungsleitung 16 über den dritten Eingang Sis und den ersten Ausgang Ais Druckluft zum Arbeitskolben 11 geleitet, welcher dadurch in Bewegung gesetzt wird. Am Verbraucheranschluss 23 steht somit nur ein Signal an, wenn der zeitliche Abstand ti zwischen den Signalen der Handtaster 13,14 kleiner ist als eine mit dem Zeitglied 22 vorgegebene Zeitspanne t.

Wird nun im Anschluss an Fall 3 wie durch Fall 4 veranschaulicht die Betätigung des Handtasters 13 nur kurzzeitig unterbrochen, so geht das erste Wegeventil 17 in Nullstellung 19, ebenso das zweite Wegeventil 18 und der Verbraucheranschluss 23 wird entlüftet. Eine Betätigung des Arbeitskolbens 11 ist erst wieder möglich, wenn beide Handtaster 13,14 in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sind, in der die zu den Anschlüssen Zn und Pn führenden Leitungen entlüftet worden sind und erneut zumindest gleichzeitig belüftet worden sind.

Kommt das am zweiten Handtaster 14 erzeugte Steuersignal - wie in Fall 5 gezeigt - erst nach einer Zeit t3 an, die grösser ist als die vom Zeitglied 22 bestimmte Zeitspanne t, so gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 über das in seiner Schaltstellung 21 befindliche, erste Wegeventil 17, das Zeitglied 22 und das in Nullstellung 19 befindliche, zweite Wegeventil 18 zum Betätigungsanschluss Yis, wodurch das zweite Wegeventil 18 in dieser Stellung verharrt, auch wenn danach am Betätigungsanschluss Zis ein Drucksignal ansteht. Somit gelangt keine Druckluft zum Arbeitskolben 11.

Bei Ausfall eines Bauteils (z.B. bei einem Federbruch) lässt sich die Steuereinrichtung 10 nicht mehr bzw. nur noch einmal, aber dann nur bei richtiger Bedienung der Handtaster 13,14 auslösen.

Figur 3 zeigt eine zweite Steuervorrichtung 30, bei der der Verbraucheranschluss 23 des Steuerblocks 12 nicht wie in Figur 1 direkt mit dem Arbeitskolben 11 verbunden ist, sondern mit dem Betätigungsanschluss Zu eines dritten 5/2-Wegeventils 31, das mit dem ersten Wegeventil 17 baugleich ist. Vom dritten Wegeventil 31 ist der erste Eingang R31 entlüftet, der zweite Eingang P31 mit der Druckluftzuführungsleitung 16 verbunden und der dritte Eingang S31 ebenfalls entlüftet. Die beiden Ausgänge A31 und B31 sind mit den Kammern eines doppeltwirkenden Arbeitskolbens 32 verbunden. Für die übrigen Teile, die denen in der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 entsprechen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.

Die Wirkungsweise des Steurblocks 12 ist dieselbe wie in Figur 1; im Unterschied zu Figur 1 steuert der Steuerblock 12 in Figur 3 lediglich ein 5/2-Wegeventil 31 an, das seinerseits die Verbindungen zum Arbeitskolben 32, der hier doppelt wirkend ausgeführt ist, steuert.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

B

2 Blatt Zeichnungen

Claims

640 919 PATENTANSPRÜCHE

1. Druckluftbetätigte Steuereinrichtung mit Zweihandbetätigung für einen Verbraucher, wie Arbeitskolben einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Presse, wobei zwei als 3/2-Wegeventile ausgebildete Handtaster zumindest annähernd gleichzeitig zur Erzeugung eines Steuersignals auslösbar sind, und mit mindestens zwei druckluftbetätigten 5/2-WegeventiIen mit Federrückführung, von denen jedes wenigstens einen Betätigungsanschluss (Z), drei Eingänge (R, P, S) und zwei Ausgänge (A, B) aufweist, bei denen in einer Nullstellung der erste Ausgang (A) mit dem zweiten Eingang (P) und der zweite Ausgang (B) mit dem ersten Eingang (R) verbunden und der dritte Eingang (S) gesperrt ist, während in einer Schaltstellung der erste Ausgang (A) mit dem zweiten Eingang (P) und der zweite Ausgang (B) mit dem ersten Eingang (R) verbunden und der dritte Eingang (S) gesperrt ist, während in einer Schaltstellung der erste Ausgang (A) mit dem dritten Eingang (S), der zweite Ausgang (B) mit dem zweiten Eingang (P) verbunden und der erste Eingang (R) gesperrt ist, und bei der vom ersten 5/2-Wegeventil (17) der Betätigungsanschluss (Z) mit dem ersten Handtaster, den ersten Eingang (R) entlüftet, der zweite Eingang (P) mit dem zweiten Handtaster, der dritte Eingang (S) mit einer Druckluftzuführungsleitung (16) und der erste Ausgang (A) über ein Zeitglied mit dem ersten Eingang (R) des zweiten

5/2-Wegeventils (18) verbunden ist, während vom zweiten 5/2-Wegeventil der zweite Eingang (P) entlüftet, der dritte Eingang (S) mit der Druckluftzuführungsleitung (16) und der erste Ausgang (A) mit einem Verbraucheranschluss (23) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite 5/2-Wegeventil (18) einen der federbelasteten Seite zugeordneten, zweiten Betätigungsanschluss (Yis) aufweist, der mit dem zweiten Ausgang (Bis) desselben Wegeventils (18) verbunden ist, und dass der erste Betätigungsanschluss (Zis) des zweiten 5/2-Wegeventils (18) mit dem zweiten Ausgang (Bn) des ersten Wegeventils (17) verbunden ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei 5/2-Wegeventile (17,18) in einem Steuerblock (12) angeordnet sind.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucheranschluss (23) direkt mit einem einfach wirkenden Arbeitskolben (11) verbunden ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucheranschluss (23) mit einem Betätigungsanschluss (Z31) eines dritten 5/2-Wegeven-tils (31) verbunden ist, das mit dem ersten Wegeventil (17) baugleich ist, und an dessen zweiten Eingang (P31) die Druckluftzuführungsleitung (16) angeschlossen ist und dessen Ausgänge (A31, B31) mit einem doppeltwirkenden Arbeitskolben (32) verbunden sind und dessen erster und dritter Eingang (R31, S31) entlüftet sind.