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Die
Erfindung betrifft eine Ventilbatterie, mit einer Mehrzahl elektrisch
betätigbarer
Steuerventile, die jeweils gleichzeitig an mindestens einen gemeinsamen
Versorgungskanal und mindestens einen gemeinsamen Entlüftungskanal
angeschlossen sind und die Verbindung dieser Kanäle mit jeweils mindestens einem
mit einem Verbraucher verbindbaren individuellen Arbeitskanal steuern
können,
mit mindestens einem Einspeisekanal zum Einspeisen von für den mindestens
einen gemeinsamen Versorgungskanal bestimmtem Druckmedium, und mit
einem zwischen den mindestens einen Einspeisekanal und den mindestens
einen gemeinsamen Versorgungskanal zwischengeschalteten Sicherheitsventil
zum wahlweisen Freigeben oder Absperren der Kanalverbindung.
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Eine
aus der
EP 1 041 325
B1 bekannte Ventilbatterie dieser Art enthält mehrere
mit je einem Steuerventil ausgestattete Steuermodule, die zu einer
Modulanordnung zusammengefasst sind. Über einen die Modulanordnung
durchziehenden gemeinsamen Versorgungskanal können sämtliche Steuerventile gleich zeitig
mit Druckmedium versorgt werden. Die Entlüftung der Steuerventile geschieht über einen
oder zwei, die Modulanordnung ebenfalls durchziehende gemeinsame
Entlüftungskanäle. Dem gemeinsamen
Versorgungskanal ist ein als Sicherheitsventil nutzbares Absperrventil
vorgeschaltet, das in der Lage ist, den gemeinsamen Versorgungskanal
von einem das Druckmedium heranführenden Einspeisekanal
abzusperren, wenn eine Störung
auftritt. Die Ventilbatterie ist dann quasi vom Druckmittelnetz
abgekoppelt. Erfolgt der Absperrvorgang allerdings bei noch unter
vollem Versorgungsdruck stehender Ventilbatterie, kann das in der
Ventilbatterie abgeschottete Druckmedium weiterhin Ursache für unerwünschte Schaltfunktionen
der Steuerventile sein.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilbatterie
mit im Falle ihres Abschaltens verbesserter Sicherheitsfunktion
zu schaffen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Ventilbatterie so ausgebildet, dass das Sicherheitsventil
in eine Entlüftungsstellung
schaltbar ist, in der es den mindestens einen gemeinsamen Versorgungskanal entlüftet und
gleichzeitig den Einspeisekanal absperrt.
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Auf
diese Weise wird bei abgesperrtem Einspeisekanal das zum Absperrzeitpunkt
in dem mindestens einen gemeinsamen Versorgungskanal der Ventilbatterie
befindliche Druckmedium nicht einfach nur eingeschlossen, sondern
zur Atmosphäre
entlüftet.
Die Ventilbatterie wird daher versorgungsseitig drucklos, so dass
selbst bei anschließend
doch noch stattfindenden Schaltvorgängen der Steuerventile bei den
angeschlossenen Verbrauchern keine unerwünschten Funktionen mehr ausgelöst werden.
Außerdem
besteht gefahrlos die Möglichkeit,
Wartungstätigkeiten
an der Ventilbatterie auszuführen
und beispielsweise ein defektes Steuerventil auszutauschen. Das
Sicherheitsventil kann konstruktiv problemlos so ausgelegt werden,
dass es selbsttätig
in die Entlüftungsstellung
schaltet, wenn beispielsweise ein Stromausfall und/oder ein Ausfall
des Versorgungsdruckes auftritt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Um
die Ventilbatterie nach einer Entlüftung schnellstmöglich wieder
betriebsbereit zu machen, kann sie mit mindestens zwei Einspeisekanälen ausgestattet
sein, die in der Durchlassstellung des Sicherheitsventils gleichzeitig
parallel mit dem gemeinsamen Versorgungskanal der Ventilbatterie
verbunden sind.
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Das
Druckmedium kann dann mit hohem Durchfluss in die Ventilbatterie
einströmen.
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Die
Entlüftung
des mindestens einen gemeinsamen Versorgungskanals kann beispielsweise ausschließlich über mindestens
einen des vorhandenen mindestens einen gemeinsamen Entlüftungskanals
der Ventilbatterie erfolgen. Auf diese Weise erübrigt sich ein zusätzlicher
Entlüftungskanal
in der Ventilbatterie. Enthält
die Ventilbatterie, was bei Ventilbatterien häufig der Fall ist, zwei gemeinsame
Entlüftungskanäle für die Steuerventile,
kann das Sicherheitsventil so ausgebildet sein, dass für die Entlüftung des
mindestens einen gemeinsamen Versorgungskanals beide gemeinsamen
Entlüftungskanäle der Ventilbatterie
genutzt werden.
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Es
besteht auch die Möglichkeit,
zusätzlich zu
dem mindestens einen gemeinsamen Entlüftungskanal der Ventilbatterie
mindestens einen unabhängigen
Zusatz-Entlüftungskanal
vorzusehen, über
den hinweg der mindestens eine gemeinsame Versorgungskanal entlüftbar ist.
Hier besteht dann die Möglichkeit,
durch entsprechende Ausgestaltung des Sicherheitsventils den Entlüftungsvorgang
dahingehend zu beeinflussen, dass dieser ausschließlich über den
unabhängigen
Zusatz-Entlüftungskanal
hinweg stattfindet oder – was
man als Schnellentlüftungsvorgang
bezeichnen könnte – parallel über den mindestens
einen gemeinsamen Entlüftungskanal der
Ventilbatterie und den von diesem unabhängigen Zusatz-Entlüftungskanal.
Durch die letztgenannte Maßnahme
kann ein sehr hoher Entlüftungsquerschnitt
zur Verfügung
gestellt werden.
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Das
Sicherheitsventil ist zweckmäßigerweise
elektrisch aktivierbar ausgebildet. Es kann seine elektrischen Betriebssignale
individuell erhalten oder auch über
eine in der Ventilbatterie gegebenenfalls standardmäßig vorhandene
elektrische Verkettungseinrichtung. Vorzugsweise ist das Sicherheitsventil hierbei
so ausgelegt, dass es im elektrisch deaktivierten Zustand durch
Federmittel in der Entlüftungsstellung
gehalten wird. Um die Durchlassstellung zu halten, wird das Sicherheitsventil
elektrisch aktiviert und sein Ventilglied entgegen der Federkraft
ausgelenkt. Fällt
im Betrieb der Strom aus oder auch, bei einer vorgesteuerten Variante,
der Vorsteuerdruck, wird das Sicherheitsventil durch die Federvorspannung zuverlässig unverzüglich in
die unbedenkliche Entlüftungsstellung
zurückgeschaltet.
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Bei
einem vorteilhaft ausgebildeten Sicherheitsventil durchsetzt die
Entlüftungsströmung einen im
Ventilschieber des Sicherheitsventils ausgebildeten Hohlraum. Dies
ermöglicht
eine besonders vorteilhafte Kanalverschaltung.
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Das
Sicherheitsventil kann an jeder geeigneten Stelle der Ventilbatterie
angebaut oder eingebaut sein. Auf jeden Fall befindet es sich an
Bord der Ventilbatterie, so dass kompakte Abmessungen ohne externe
Sicherheitskomponenten nötig
sind.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Sicherheitsventil
Bestandteil eines eigenständigen
Sicherheitsmoduls, das zusammen mit jeweils mindestens ein Steuerventil
enthaltenden Steuermodulen zu einer Modulanordnung zusammengefasst
ist. Hierbei ist das Sicherheitsmodul in die Reihe von Steuermodulen
eingegliedert, beispielsweise als Abschlussmodul oder auch als Zwischenmodul.
Letzteres ermöglicht
an praktisch jeder beliebigen Stelle eine Zwischeneinspeisung des
für den
Betrieb der Ventilbatterie erforderlichen Druckmediums.
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Vorzugsweise
enthält
die Ventilbatterie einen modular aufgebauten Fluidverteiler mit
einzelnen Fluidverteilermodulen, die unter Bildung der Steuermodule
mit den Steuerventilen und unter Bildung des Sicherheitsmoduls mit
einem Sicherheitsventil ausgestattet sind und die modular aneinander
anbaubar sind. Die Fluidverteilermodule enthalten bevorzugt jeweils
zwei mit dem jeweils zugeordneten Steuerventil verbundene individuelle
Arbeitskanäle
für die Ansteuerung
eines Verbrauchers. Das Fluidverteilermodul des Sicherheitsventils
ist zweckmäßigerweise ebenfalls
von zwei individuellen Fluidkanälen
durchsetzt, von denen mindestens einer einen Einspeisekanal für den gemeinsamen
Versorgungskanal bildet. Entsprechend den oben geschilderten Ausführungsvarianten
kann der zweite Fluidkanal als parallelgeschalteter weiterer Einspeisekanal
genutzt werden oder als Zusatz-Entlüftungskanal. Wird er gar nicht benötigt, kann
er bei Bedarf durch einen Stopfen verschlossen werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ventilbatterie
in perspektivischer Darstellung und bei entferntem Abschlusselement
des Fluidverteilers der Ventilbatterie,
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2 einen
Schnitt durch die Ventilbatterie aus 1 gemäß Schnittlinie
II-II im Bereich des Sicherheitsventils,
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3 das
bei der Anordnung der 1 und 2 eingesetzte
Sicherheitsventil im Längsschnitt in
einer Einzeldarstellung bei Einnahme der Entlüftungsstellung,
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4 das
Sicherheitsventil aus 3 in der im Normalbetrieb üblicherweise
eingenommenen Durchlassstellung,
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5 in
einer der 3 entsprechenden Darstellungsweise
ein modifiziertes Sicherheitsventil bei Einnahme der Entlüftungsstellung,
und
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6 das
Sicherheitsventil aus 5 in der Durchlassstellung.
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Die
in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 6 bezeichnete Ventilbatterie
bevorzugten Aufbaues enthält
einen sich in Richtung einer Längsachse 7 erstreckenden
Fluidverteiler 8, der an einer Anbaufläche 12 mit einer Mehrzahl
von elektrisch betätigbaren Steuerventilen 13 bestückt ist.
Die Steuerventile 13 sind in einer durch einen Doppelpfeil
angedeuteten Aufreihungsrichtung 14, die mit der Längsachse 7 zusammenfällt, aufeinanderfolgend
angeordnet. Ebenfalls an der Anbaufläche 12 sitzt, in die
Reihe der Steuerventile 13 eingegliedert, ein Sicherheitsventil 15.
Letzteres schließt
beim Ausführungsbeispiel
die Reihe von Steuerventilen 13 einenends ab.
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Der
Fluidverteiler 8 ist in seiner Längsrichtung von mindestens
einem für
alle Steuerventile 13 gemeinsamen Versorgungskanal 1 durchsetzt.
Parallel zu diesem gemeinsamen Versor gungskanal 1 erstrecken
sich im Fluidverteiler 8 ein erster und zweiter gemeinsamer
Entlüftungskanal 3, 5,
die wie der gemeinsame Versorgungskanal 1 jeweils mehrfach zur
Anbaufläche 12 ausmünden, so
dass jedes Steuerventil 13 mit jedem der gemeinsamen Versorgungskanäle 1 und
Entlüftungskanäle 3, 5 in
Verbindung steht.
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Zusätzlich münden der
gemeinsame Versorgungskanal 1 und die beiden gemeinsamen
Entlüftungskanäle 3, 5 an
einem Bestückungsplatz 16 der Anbaufläche 12 aus,
an dem das Sicherheitsventil 15, beispielsweise durch eine
Schraubverbindung, lösbar
montiert ist. Somit kommunizieren sowohl der gemeinsame Versorgungskanal 1 als
auch der erste und zweite gemeinsame Entlüftungskanal 3, 5 mit
jedem Steuerventil 13 und auch mit dem Sicherheitsventil 15.
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Jedes
Steuerventil 13 kommuniziert des Weiteren mit zwei ihm
spezifisch zugeordneten individuellen Arbeitskanälen 17, 18,
die den Fluidverteiler 8 quer zu der Längsachse 7 durchsetzen
und jeweils einenends an der Anbaufläche 12 zum zugeordneten
Steuerventil 13 und andernends längsseits außen am Fluidverteiler 8 zu
einer Anschlussfläche 22 ausmünden. An
der Anschlussfläche 22 sind
die Arbeitskanäle 17, 18 mit
nicht näher
dargestellten Fluidleitungen verbindbar, die zu anzusteu ernden Verbrauchern
führen,
beispielsweise zu durch Fluidkraft betätigbaren Antrieben.
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Im
Normalbetrieb der Ventilbatterie 6 steht in dem gemeinsamen
Versorgungskanal 1 ein unter einem Versorgungsdruck stehendes
Druckmedium, insbesondere Druckluft, zur Verfügung. Dieses stammt von einer
an die Ventilbatterie 6 angeschlossenen Druckquelle P.
Die Steuerventile 13 sind elektrisch betätigbar und
können
jeweils in unterschiedliche Schaltstellungen verbracht werden, in
denen sie die jeweils angeschlossenen individuellen Arbeitskanäle 17, 18 jeweils
wahlweise mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 1 oder einem
der beiden gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 in
Verbindung setzen. In der Regel liegt hierbei eine sogenannte 5/2-Schaltfunktion
vor.
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Die
für die
elektrische Betätigung
der Steuerventile 13 erforderlichen Betriebssignale – hierunter sind
sowohl Steuersignale als auch Betätigungsenergie zu verstehen – gelangen über eine
sich in der Aufreihungsrichtung 14 erstreckende elektrische
Verkettungseinrichtung 23 zu nicht näher dargestellten elektrischen
Anschlüssen
der Steuerventile 13. Sie stammen von einer elektronischen
Steuereinrichtung, die an Bord der Ventilbatterie 6 und/oder
extern angeordnet sein kann.
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Die
Steuerventile 13 sind zweckmäßigerweise vorgesteuerte Ventile
mit je einer elektrisch betätigbaren
Vorsteuerventileinrichtung, beispielsweise eine Magnetventileinrichtung.
Jede Vorsteuerventileinrichtung kann sich aus einem oder zwei elektrisch betätigbaren
Vorsteuerventilen zusammensetzen.
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Die
beiden gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 münden abseits
der Anbaufläche 12 zur
Außenfläche des
Fluidverteilers 8 aus und stehen über ihre Ausmündungen
mit der Atmosphäre
in Verbindung. Dies kann direkt oder unter Zwischenschaltung von Schalldämpfern geschehen,
oder auch durch gefasste Ableitung zu einer anderen Stelle der Atmosphäre.
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Die
Fluidbeaufschlagung des gemeinsamen Versorgungskanals 1 ist
durch das an Bord der Ventilbatterie 6 befindliche Sicherheitsventil 15 steuerbar.
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Im
Einzelnen enthält
das Sicherheitsventil 15 einen mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 1 verbundenen
Auslassanschluss 24. Des Weiteren besitzt es zwei Entlüftungsanschlüsse 25, 26,
deren erster (25) mit dem gemeinsamen Entlüftungskanal 3 und
deren zweiter (26) mit dem gemeinsamen Entlüftungskanal 5 in
ständiger
Verbindung stehen.
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Dazuhin
verfügt
das Sicherheitsventil 15 über noch zwei weitere Ventilanschlüsse 27, 28,
die mit jeweils einem individu ellen ersten bzw. zweiten Fluidverteilerkanal 2, 4 verbunden
sind. Letztere münden
zweckmäßigerweise
auch zu der Anschlussfläche 22 des
Fluidverteilers 8 aus, wo sich mit nicht näher dargestellten
Anschlussmitteln ausgestattet sein können, die das Anschließen einer
wegführenden
Fluidleitung ermöglichen.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
bildet der eine, erste Fluidverteilerkanal 2 einen im Betrieb ständig mit
der Druckquelle P verbundenen Einspeisekanal 32.
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Der
zweite Fluidverteilerkanal 4 ist bei dem Ausführungsbeispiel
der 2 bis 4 ebenfalls ein Einspeisekanal 33,
der in Parallelschaltung zu dem anderen Einspeisekanal 32 auch
ständig
mit der Druckquelle P verbunden ist. Beim Ausführungsbeispiel der 5 und 6 hingegen
fungiert der zweite Fluidverteilerkanal 4 als zusätzlich zu
den gemeinsamen Entlüftungskanälen 3, 5 vorgesehener Zusatz-Entlüftungskanal 34.
Seine an der Anschlussfläche 22 vorgesehene
Ausmündung
kommuniziert im Betrieb der Ventilbatterie 6 direkt oder
unter Zwischenschaltung eines angebauten Schalldämpfers mit der unmittelbaren
Atmosphäre
oder mit einer zu einer anderen Stelle der Atmosphäre führenden
Abluftleitung.
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Bei
allen Ausführungsbeispielen
wird der gemeinsame Versorgungskanal 1 ausschließlich über den
mindestens einen Einspeisekanal 32, 33 mit dem für den Betrieb
der Ventilbatterie 6 benötigen Druckmedium versorgt.
Eine anderweitige, von dem Sicherheitsventil 15 nicht kontrollierbare
Druckmitteleinspeisung in den gemeinsamen Versorgungskanal 1 ist
nicht vorgesehen. Eine standardmäßig am Fluidverteiler 8 vorhandene,
nicht näher
dargestellte Einspeiseöffnung
für den
gemeinsamen Versorgungskanal 1 ist, beispielsweise mittels
eines Stopfens, verschlossen. Sie kann jedoch genutzt werden, wenn die
Ventilbatterie 6 ohne ein Sicherheitsventil 15 oder ohne
Nutzung der Funktionalität
des vorhandenen Sicherheitsventils 15 betrieben werden
soll.
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Allen
Ausführungsbeispielen
der Ventilbatterie 6 ist gemeinsam, dass mit Hilfe des
Sicherheitsventils 15 die Verbindung zwischen dem mindestens einen
Einspeisekanal 32, 33 und dem an das Sicherheitsventil 15 angeschlossenen
gemeinsamen Versorgungskanal 1 wahlweise freigegeben oder
abgesperrt werden kann.
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Bei
freigegebener Kanalverbindung nimmt das Sicherheitsventil 15 eine
exemplarisch aus den 4 und 6 ersichtliche
Durchlassstellung ein. Gemäß 4 sind
hier beide vorhandenen Einspeisekanäle 32, 33 gleichzeitig
mit dem gemeinsamen Versorgungskanal 1 verbunden. Gemäß 6 liegt eine
Strömungsverbindung
zwischen dem gemeinsamen Versorgungskanal 1 und dem einzigen
Einspeisekanal 32 vor.
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Bei
der aus 3 und 5 jeweils
hervorgehenden abgesperrten Kanalverbindung ist der gemeinsame Versorgungskanal 1 vom
jeweils zugeordneten Einspeisekanal 32 bzw. 33 fluiddicht
abgesperrt. Gleichzeitig ist er aber auf Grund einer hierbei von
dem Sicherheitsventil 15 eingenommenen Entlüftungsstellung
an die Atmosphäre
entlüftet.
Beim Ausführungsbeispiel
der 2 bis 4 geschieht dies durch eine
freigeschaltete Verbindung zwischen dem gemeinsamen Versorgungskanal 1 und
dem ersten gemeinsamen Entlüftungskanal 3.
Beim Ausführungsbeispiel
der 5 und 6 ist der gemeinsame Versorgungskanal 1 gleichzeitig über sowohl den
zweiten gemeinsamen Entlüftungskanal 5 als auch
den Zusatz-Entlüftungskanal 34 entlüftet.
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Ungeachtet
der Art der Entlüftung
wird folglich der gemeinsame Versorgungskanal 1 in der
Entlüftungsstellung
des Sicherheitsventils 15 druckentlastet und die gesamte
Ventilbatterie 6 wird drucklos. Selbst wenn daher durch
eine elektronische Steuerung oder auf Grund manueller Bedienung
noch ein Schaltvorgang eines Steuerventils 13 veranlasst
werden sollte, kann dieser keine schädigenden Bewegungen eines angeschlossenen Verbrauchers
mehr hervorrufen. Das Absinken des im Inneren der Ventilbatterie
herrschenden Druckes auf Atmosphärendruck
ermöglicht überdies
ein gefahrloses Abnehmen der Steuerventile 13 zu Reparatur
oder Austauschzwecken.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 2 bis 4 wird der zweite gemeinsame
Entlüftungskanal 5 für den vom
Sicherheitsventil 15 gesteuerten Entlüftungsprozess nicht genutzt.
Das Sicherheitsventil 15 ist hier so ausgebildet, dass
der zweite Entlüftungsanschluss 26 ungeachtet
von der Stellung des Ventilschiebers 35 des Sicherheitsventils 15 abgesperrt
bleibt.
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Es
wäre allerdings
durchaus denkbar, das Sicherheitsventil 15 so auszubilden,
dass beide gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 in
der Entlüftungsstellung
zur Entlüftung
des gemeinsamen Versorgungskanals 1 genutzt werden.
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Im Übrigen wäre es auch
möglich,
abweichend von der in 5 gezeigten Variante sowohl beide
gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 als
auch den Zusatz-Entlüftungskanal 34 gleichzeitig
zur Entlüftung
des gemeinsamen Versorgungskanals 1 einzusetzen, oder auch
nur den vorhandenen Zusatz-Entlüftungskanal 34,
wobei im letzteren Fall beide gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 an
der Entlüftungsfunktion
des Sicherheitsventils 15 nicht teilnehmen würden.
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Es
wäre auch
eine Bauform möglich,
bei der der Zusatz-Entlüftungskanal 34 nicht
mit einem individuellen Fluidverteilerkanal 4 kommuniziert,
sondern direkt zu einer nicht abgedeckten Außenfläche des Ventilgehäuses 36 des
Sicherheitsventils 15 führt,
um von dort aus, unter Umgehung des Fluidverteilers 8,
eine Entlüftung
zur Atmosphäre
zu ermöglichen.
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Das
Sicherheitsventil 15 ist ungeachtet seiner weiteren Ausgestaltung
zweckmäßigerweise elektrisch
aktivierbar ausgebildet. Es besitzt eine elektrische Schnittstelle 37 zur
Einspeisung der für seine
Betätigung
erforderlichen Betriebssignale. Diese können individuell eingespeist
werden oder aber über
die vorhandene elektrische Verkettungseinrichtung 23, letzteres
vergleichbar der elektrischen Ansteuerung der Steuerventile 13.
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Das
Sicherheitsventil 15 bei den Ausführungsbeispielen ist jeweils
ein vorgesteuertes Mehrwegeventil. Es enthält ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil 38,
beispielsweise ein Magnetventil, dessen Aktivierungszustand für den momentanen Betriebszustand
des Sicherheitsventils 15 verantwortlich ist.
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Das
Sicherheitsventil 15 enthält einen schon angesprochenen,
bevorzugt kolbenartig ausgebildeten Ventilschieber 35,
der in seiner Längsrichtung zwischen
zwei Stellungen umschaltbar ist, die im einen Fall die Entlüftungsstellung
und im anderen Fall die Durchlassstellung bilden.
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Der
Ventilschieber 35 verfügt
einenends über
eine axial orientierte Betätigungsfläche 42,
die eine Vorsteuerkammer 43 begrenzt, welche mit einem
gepunktet angedeuteten Vorsteuerkanal 44 in Verbindung
steht. Der Vorsteuerkanal 44 ist mit einem unter einem
Vorsteuerdruck stehenden Druckmedium gespeist, das bei den Ausführungsbeispielen
aus einem im Fluidverteiler 8 verlaufenden Vorsteuer-Speisekanal 45 versorgt
wird. Der Vorsteuer-Speisekanal 45 kann entweder unabhängig von dem
gemeinsamen Versorgungskanal 1 oder aus diesem mit Druckmedium
gespeist sein. Alternativ wäre
es auch möglich,
den Vorsteuerkanal 44 im Innern des Sicherheitsventils 15 mit
dem Auslassanschluss 24 zu verbinden.
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In
den Verlauf des Vorsteuerkanals 44 ist das Vorsteuerventil 38 eingeschaltet.
Es ist in der Lage, den Durchgang durch den Vorsteuerkanal 44 wahlweise
freizugeben oder abzusperren. Im abgesperrten Zustand sorgt es gleichzeitig
für eine
Entlüftung der
Vorsteuerkammer 43.
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Bei
geöffnetem
Vorsteuerkanal 44 steht in der Vorsteuerkammer 43 der
Vorsteuerdruck an, welcher die Betätigungsfläche 42 beaufschlagt
und eine durch einen Pfeil angedeutete Stell kraft 46 auf
den Ventilschieber 35 ausübt, so dass letzterer in die
aus 4 und 6 hervorgehende Durchlassstellung geschaltet
wird.
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Die
Stellkraft 46 liegt in der Durchlassstellung ständig an,
um eine entgegengesetzt wirksame Rückstellkraft 47 einer
Federeinrichtung 48 zu überwinden,
die den Ventilschieber 35 ständig in Richtung der aus 3 und 5 hervorgehenden
Entlüftungsstellung
vorspannt. Die Federeinrichtung 48 stützt sich zum einen an dem Ventilschieber 35 und zum
anderen direkt oder indirekt am Ventilgehäuse 36 des Sicherheitsventils 15 ab.
Um kompakte Abmessungen zu erzielen, kann die Federeinrichtung 48 in
eine axiale Ausnehmung des Ventilschiebers 35 eintauchen.
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Anstelle
der bei den Ausführungsbeispielen vorhandenen
mechanischen Federeinrichtung 48 könnten auch andere Beaufschlagungsmittel
vorhanden sein, um die Rückstellkraft 47 hervorzurufen. Denkbar
wäre beispielsweise
auch eine pneumatische Feder. Die Federeinrichtung 48 hat
ungeachtet ihrer Ausführungsform
den Vorteil, dass sie den Ventilschieber 35 in die Entlüftungsstellung
schaltet, wenn die Vorsteuerkammer 43 drucklos wird, sei
es auf Grund eines systembedingten Druckabfalles oder auf Grund
eines Stromausfalles.
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Der
Ventilschieber 35 erstreckt sich in einer am Ventilgehäuse 36 ausgebildeten
Schieberaufnahme 52, die durch eine Abdichteinrichtung 53 axial
in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Die Abdichteinrichtung 53 umschließt den Ventilschieber 35 koaxial
und ist bevorzugt ventilgehäusefest
angeordnet. Sie kann insbesondere mehrere mit axialem Abstand zueinander
angeordnete ringförmige
Dichtungen enthalten, die in Abhängigkeit
von der axialen Position des Ventilschiebers 35 mit unterschiedlichen
Abschnitten dessen peripheren Außenumfanges in Dichtkontakt treten
können.
Die diversen vorgenannten Abschnitte stehen mit den oben erwähnten Anschlüssen 24-28 in
Verbindung.
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Um
die gewünschte
Schaltfunktion zu erreichen, ist der Ventilschieber 35 an
seinem grundsätzlich
zylindrischen Außenumfang
in axialer Richtung mehrfach abgestuft. Dadurch ergeben sich axial
aufeinanderfolgende Abschnitte größeren und kleineren Durchmessers.
Je nach Stellung des Ventilschiebers 35 und dem daraus
resultierenden oder nicht vorhandenen Dichtkontakt mit der Abdichteinrichtung 53 werden
somit einzelne der Anschlüsse 24, 28 im oben
erläuterten
Sinne miteinander verbunden oder voneinander abgetrennt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 5 und 6 wird der Ventilschieber 35 nur
am Außenumfang
umströmt.
Um in der Entlüf tungsstellung
die gleichzeitige Verbindung des gemeinsamen Versorgungskanals 1 mit
sowohl dem zweiten gemeinsamen Entlüftungskanal 5 als
auch dem Zusatz-Entlüftungskanal 34 zu
erhalten, verfügt
der Ventilschieber 35 am Außenumfang über eine relativ lange Einschnürung 54,
die sich in der Entlüftungsstellung über sämtliche
Anschlüsse 24, 26 und 28 hinweg
erstreckt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
der 2 bis 4 verfügt der Ventilschieber 36 insofern über eine
Besonderheit, als er einen Hohlraum 55 aufweist, durch
den hindurch das Druckmedium in der Entlüftungsstellung abgeführt wird.
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Der
Hohlraum 55 mündet
an zwei axial beabstandeten Stellen über jeweils mindestens eine
und vorzugsweise mehrere Übertrittsöffnungen 56, 57 zum
Außenumfang
des Ventilschiebers 35 aus. In der Entlüftungsstellung sind die Übertrittsöffnungen 56, 57 so
platziert, dass die einen (56) von ihnen mit dem Auslassanschluss 24 und
die anderen (57) von ihnen mit dem ersten Entlüftungsanschluss 25 kommunizieren.
Auf diese Weise kann die Entlüftungsströmung durch
den abgeschotteten Ventilanschluss 27 hindurchgeführt werden,
ohne diesen zu beeinflussen.
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An
dieser Stelle sei erwähnt,
dass der Auslassanschluss 24 zweckmäßigerweise axial einerseits
von dem einen weiteren Ventilanschluss 27 und axial andererseits
von dem anderen weiteren Ventilanschluss 28 flankiert ist.
Auf diese beiden weiteren Ventilanschlüsse 27, 28 folgt
dann nach axial außen hin
im einen Fall der erste Entlüftungsanschluss 25 und
im anderen Fall der zweite Entlüftungsanschluss 26.
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Das
erfindungsgemäße Sicherheitskonzept lässt sich
auch bei einem nicht modularen Fluidverteiler 8 realisieren.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch in Verbindung mit einem modularen
Fluidverteiler 8, wie dies exemplarisch bei den Ausführungsbeispielen
der Fall ist.
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Hier
ist der Fluidverteiler 8 in mehrere in der Aufreihungsrichtung 14 aneinander
angesetzte Fluidverteilermodule 58, 59 unterteilt.
Dabei sind erste Fluidverteilermodule 58 mit den Steuerventilen 13 bestückt und
beinhalten unter anderem die individuellen Arbeitskanäle 17, 18.
Ein zweites Fluidverteilermodul 59 trägt das Sicherheitsventil 15 und
verfügt über die
beiden Fluidverteilerkanäle 2, 4.
Durch den modularen Aufbau sind der gemeinsame Versorgungskanal 1 und
die gemeinsamen Entlüftungskanäle 3, 5 in
Kanallängenabschnitte
der einzelnen Fluidverteilermodule 58, 59 unterteilt,
die sich ergänzen.
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Die
ersten Fluidverteilermodule 58 bilden zusammen mit dem
oder den auf ihnen sitzenden Steuerventilen 13 je ein Steuermodul 62.
Exemplarisch enthält
jedes dieser Steuermodule 62 beim Ausführungsbeispiel ein erstes Fluidverteilermodul 58 und
in zwei daran nebeneinander angeordnete Steuerventile 13.
Das Sicherheitsventil 15 repräsentiert gemeinsam mit dem
es tragenden zweiten Fluidverteilermodul 59 ein Sicherheitsmodul 63.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sitzt das Sicherheitsmodul 63 an einem Ende der Modulanordnung.
Es kann jedoch ohne Weiteres derart in die Reihe von Steuermodulen 62 eingegliedert
werden, dass es axial beidseits von je mindestens einem Steuermodul 62 flankiert
wird. Da die Druckmitteleinspeisung in die Ventilbatterie 6 über das
Sicherheitsmodul 63 stattfindet, kann somit eine endseitige
Einspeisung aber auch zusätzlich
oder alternativ eine Zwischeneinspeisung von Druckmedium in die
Ventilbatterie 6 realisiert werden. Das Sicherheitsmodul 63 kann
ein Abschlussmodul oder ein Zwischenmodul der Modulanordnung bilden.
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Wenn
das Sicherheitsventil 15 und die Steuerventile 13 über kompatible
pneumatische Schnittstellen verfügen,
die einen Anbau an gleich ausgebildete Bestückungsflächen des Fluidverteilers 8 gestatten,
besteht die Möglichkeit,
jedes vorhande ne Fluidverteilermodul alternativ zur Realisierung
eines Steuermoduls 62 oder zur Realisierung eines Sicherheitsmoduls 63 heranzuziehen.
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Anstelle
den geschilderten Ausführungsvarianten
mit mechanischer oder pneumatischer Federrückstellung könnte das
Sicherheitsventil 15 auch als Impulsventil ausgeführt sein,
bei dem beide Schaltstellungen durch je ein elektrisch betätigbares
Vorsteuerventil vorgegeben werden. Ein Vorteil dieser Bauform liegt
darin, dass zur Aufrechterhaltung der Durchlassstellung keine ständige Aktivierung
bzw. Bestromung des zugeordneten Vorsteuerventils 38 notwendig
ist. Die gegebene Schaltstellung bleibt jedoch bei einem Stromausfall
dann unverändert.