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Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für ein wenigstens einen Druckzylinder
und daran festspannbare Druckplatten aufweisendes Druckwerk einer
Druckmaschine, mit wenigstens einem Hauptventil zur Steuerung der
Fluidbeaufschlagung wenigstens eines nachgeordneten fluidischen
Aktors, wobei das Hauptventil mittels Betätigungsmitteln von einer Grundstellung
in eine Offenstellung schaltbar ist, in der eine Fluidbeaufschlagung
des wenigstens einen fluidischen Aktors stattfindet, wodurch dieser
von einer die zugeordnete Druckplatte am Druckzylinder festspannenden
Spannstellung in eine die zugeordnete Druckplatte freigebende Freigabestellung überführbar ist,
und wobei das Hauptventil anschließend in die Grundstellung zurückkehrt.
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Das
Druckwerk einer Druckmaschine besitzt in der Regel mehrere Druckzylinder,
die jeweils mit Druckplatten bespannt werden. In der Regel besitzt dabei
jeder Druckzylinder zwei diametral gegenüberliegende, im Wesentlichen über die
gesamte Länge des
Druckzylinders verlaufende Nuten. Über den Umfang werden zwei
Druckplatten jeweils mit ihren abgekanteten Enden in die Nuten eingesetzt
und einseitig verspannt. Über
die Länge
des Druckzylinders sind beispielsweise sechs nebeneinander angeordnete
Druckplatten vorgesehen, also insgesamt zwölf Druckplatten. Das Einspannen
der Druckplatten erfolgt in der Regel mittels eines fluidischen
Aktors, der seinerseits auf Spannelemente wirkt, wobei diese Spannelemente
und der fluidisch betätigbare
Aktor in einer parallel zur Befestigungsnut verlaufenden Bohrung
im Druckzylinder sitzen.
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Zum
Lösen einer
Druckplatte wird wenigstens ein zugeordneter fluidischer Aktor derart
mit Fluiddruck beaufschlagt, dass er in eine Freigabestellung fährt, wodurch
die zugeordnete Druckplatte freigegeben ist. Die Fluidbeaufschlagung
des wenigstens einen fluidischen Aktors wird über ein Hauptventil gesteuert,
das über
Betätigungsmittel
betätigt
wird. Im Falle eines rotierenden Druckzylinders können ortsfeste
Betätigungsmittel
vorgesehen sein, die an einer bestimmten Relativstellung zwischen
Betätigungsmittel
und Hauptventil wirksam sind, wodurch das Hauptventil schaltet und
die Fluidbeaufschlagung des zugeordneten wenigstens einen Aktors stattfindet.
Solange die Betätigungsmittel
wirksam sind, kann auch die zugeordnete Druckplatte gelöst werden.
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Ein
Problem hierbei ist, dass der Wirkungsbereich der Betätigungsmittel
relativ begrenzt ist, da das Hauptventil bei einer Weiterbewegung
des Druckzylinders aus dem Wirkungsbeeich gelangt und ein Zurückschalten
des Hauptventils in die Grundstellung stattfindet, wodurch die Fluidbeaufschlagung des
zugeordneten wenigstens einen Aktors unterbrochen wird, so dass
dieser zurück
in seine Spannstellung fährt
und die Druckplatte wieder am Druckzylinder festspannt. Eine Entnahme
der Druckplatte ist dann nicht mehr möglich.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, mit der im Falle des Einsatzes an einen Druckzylinder Druckplatten
in einfacher und komfortabler Weise gelöst werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung zeichnet
sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Hauptventil und der wenigstens
eine fluidische Aktor über
wenigstens eine Druckhalteeinrichtung derart miteinander verschaltet
sind, dass die Fluidbeaufschlagung des wenigstens einen fluidischen
Aktors auch dann aufrechterhalten wird, wenn das Hauptventil von
der Offenstellung in die Grundstellung zurückgeschaltet wurde.
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Dadurch
ist es also möglich,
die zu lösende Druckplatte
auch dann vom Druckzylinder abzunehmen, wenn sich der Druckzylinder
weitergedreht hat, da der fluidische Aktor in Folge der Druckhalteeinrichtung
in der Freigabestellung verbleibt. Es ist also nicht mehr notwendig,
bei Hauptventilen, die über eine
stationäre
Betätigungseinheit
betätigt
werden, die zugeordnete Druckplatte innerhalb des Wirkungsbereichs
der Betätigungseinheit
zu lösen,
sondern in diesem Fall kann das Lösen unabhängig vom Schaltzustand des
Hauptventils insbesondere am vom Wirkbereich entfernter Stelle durchgeführt werden.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung weist die wenigstens eine Druckhalteeinrichtung
eine Ventileinheit auf, die derart mit dem Hauptventil verschaltet
ist, dass beim Schalten des Hauptventils in die Offenstellung ein
Schaltvorgang der Ventileinheit von einer Sperrstellung, in der über einen
Speisekanal Fluiddruck ansteht, in eine eine Fluidbeaufschlagung des
wenigstens einen Aktors ermöglichende
Durchgangsstellung stattfindet, die auch nach dem Zurückschalten
des Hauptventils in die Grundstellung beibehalten ist.
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In
besonders bevorzugter Weise weist die Ventileinrichtung ein Schaltventil
und ein zur Ansteuerung des Schaltventils dienendes Wechselventil
auf. Die Ventileinrichtung kann also im Wesentlichen zwei Hauptkomponenten
aufweisen, nämlich
das Schaltventil, das den Fluiddurchgang zum zugeordneten fluidischen
Aktor wahlweise freigibt oder absperrt und das Wechselventil, das
zur Ansteuerung des Schaltventils dient.
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In
besonders bevorzugter Weise besitzt das Wechselventil zwei mittels
eines Absperrgliedes wahlweise absperrbare Eingänge, von denen ein erster Eingang
mit einem Ausgang des Hauptventils und ein zweiter Eingang mit einem
Ausgang des Schaltventils verbunden ist, sowie einen mit einer Steuerseite
des Schaltventils verbundenen Ausgang. Das Wechselventil ist also
derart mit dem Hauptventil und mit dem Schaltventil verschaltet,
dass das Schaltventil auch dann über
das Wechselventil angesteuert und dessen Steuerseite mit Fluid beaufschlagt
wird, wenn das Hauptventil in seine Grundstellung zurückgeschaltet
hat.
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Zweckmäßigerweise
sind Hauptventil und/oder Schaltventil als 3/2-Wegeventile ausgebildet.
Vorzugsweise sind sowohl das Hauptventil als auch das Schaltventil
als 3/2-Wegeventile ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Ventiltypen,
insbesondere andere Wegeventil-Typen, einsetzbar.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Hauptventile vorgesehen,
denen jeweils eine Druckhalteeinrichtung zugeordnet ist, die mit wenigstens
einem, einer bestimmten Druckplatte zugeordneten fluidischen Aktor
verschaltet ist. Damit lassen sich die Hauptventile unabhängig voneinander
betätigen,
wodurch verschiedene Druckplatten unabhängig voneinander gelöst werden
können.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist ein dem Hauptventil vorgeschaltetes
Vorschaltventil vorgesehen, das zwischen einer die Zufuhr von Druckfluid
in den Speisekanal sperrenden Vorschaltventil-Sperrstellung und
einer die Zufuhr von Druckfluid in den Speisekanal ermöglichenden
Vorschaltventil-Offenstellung
umschaltbar ist. Vorzugsweise ist die Vorschaltventil-Offenstellung
einem Plattenwechsel-Betrieb der Druckmaschine zugeordnet, bei dem Druckfluid
zur Fluidbeaufschlagung der fluidischen Aktoren zugeführt wird.
Die Vorschaltventil-Sperrstellung hingegen ist dem Druckbetrieb
der Druckmaschine zugeordnet, in dem die Zufuhr von Druckfluid nicht
notwendig ist.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1 ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
beim Einsatz an einem Druckzylinder, wobei das Hauptventil aus einer
an einer ersten Trägereinheit
angeordneten Ventileinheit und an einer zweiten Trägereinheit
angeordneten Betätigungseinheit
aufgebaut ist,
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2 ein
schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung von 1 und
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3 ein
schematisches Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung von 1, wobei
mehrere Hauptventile und mehrere Druckhalteeinrichtungen vorgesehen
sind.
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Die 1 bis 3 zeigen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 11.
Die Spannvorrichtung 11 eignet sich besonders für den Einsatz
an einem Druckwerk einer Druckmaschine.
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Das
Druckwerk einer Druckmaschine besitzt in der Regel mehrere Druckzylinder 12,
die jeweils mit mehreren Druckplatten bespannt werden. Hierzu sind
am Druckzylinder 12 zwei diametral gegenüberliegende,
im Wesentlichen über
die gesamte Lange des Druckzylinders 12 verlaufende Nuten
vorgesehen. Über
den Umfang werden zwei Druckplatten jeweils mit ihren abge kanteten
Enden in die Nuten eingesetzt und verspannt. Über die Länge des Druckzylinders 12 sind
vorzugsweise sechs nebeneinander angeordnete Druckplatten vorgesehen,
also vorzugsweise insgesamt zwölf
Druckplatten. Ferner befindet sich am Druckzylinder im Bereich der
Nuten zwei ebenfalls im Wesentlichen über die gesamte Länge des
Druckzylinders verlaufende Bohrungen, in der mehrere Spannelemente
angeordnet sind und zwar für
jede Druckplatte wenigstens eines. Die Spannelemente werden über fluidische
Aktoren 13 betätigt,
die ebenfalls in den Bohrungen untergebracht sein können. Es
ist natürlich
auch möglich,
dass ein Abtriebsglied des fluidischen Aktors 13, beispielsweise
eine Kolbenstange eines fluidischen Arbeitszylinders, das Spannelement
selber bildet.
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Die
Spannvorrichtung besitzt wenigstens ein Hauptventil 14 zur
Steuerung der Fluidbeaufschlagung wenigstens eines nachgeordneten
fluidischen Aktors 13, wobei das Hauptventil 14 mittels
Betätigungsmitteln
von einer Grundstellung in eine Offenstellung schaltbar ist, in
der eine Fluidbeaufschlagung des wenigstens einen fluidischen Aktors 13 stattfindet,
wodurch dieser von einer die zugeordnete Druckplatte am Druckzylinder 12 über wenigstens
ein zugeordnetes Spannelement festspannenden Spannstellung in eine
die zugeordnete Druckplatte freigebende Freigabestellung überführbar ist.
Das Hauptventil ist hier beispielhaft in Form eines elektromagne tisch
betätigbaren
Magnetventils dargestellt, das ein Ventilmodul 15 mit einem
Ventilglied 16 und ein Betätigungsmodul 17 mit
wenigstens einem Elektromagneten 18 aufweist. Der Elektromagnet 18 besitzt
beispielsweise einen U-förmigen
Kern 19, um dessen Schenkel 20a, 20b jeweils
eine Spule 21a, 21b gewickelt ist. Bei Bestromung
des Elektromagneten 18 entsteht in bekannter Weise ein
elektromagnetisches Feld. Das Ventilglied 16 des Ventilmoduls 15 ist
als Schaltwippe ausgebildet, die um eine Drehachse 22 drehbar
am Ventilmodul 15 gelagert ist. Die Schaltwippe wird mittels
einer Druckfeder 23 in eine Ausgangslage positioniert,
in der ein an einen Eingang HVE des Hauptventils 14 angeschlossener Speisekanal
P zum Zuführen
von Druckfluid, insbesondere Druckluft, verschlossen ist. In dieser
Ausgangslage kommt eine an der Unterseite der Schaltwippe angeordnete
abdichtende Anlagefläche 24 in Kontakt
mit dem Dichtsitz 25 am Eingang HVE des Hauptventils 14.
Das Ventilmodul weist ferner wenigstens einen an einen Ausgang HVA
des Hauptventils 14 angeschlossenen Arbeitskanal A und
einen Entlüftungsausgang
HVR auf. In der Ausgangslage der Schaltwippe ist die den Dichtsitz
des Entlüftungskanals
HVR zugeordnete Anlagefläche 26 vom Dichtsitz
des Entlüftungskanals
HVR abgehoben. In der Schaltwippe ist ferner ein Permanentmagnet 28 integriert.
Das Ventilmodul ist an einer ersten Trägereinheit in Form des Druckzylinders 12 angeordnet, während das
Betätigungsmodul 17 an
einer zweiten Trägereinheit 29 angeordnet
ist, wobei die beiden Trägereinheiten 12, 29 relativ
zueinander in wenigstens eine Arbeitsposition bewegbar sind, in
der der Elektromagnet 18 betätigungsmäßig auf das Ventilglied 16 einwirkt.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich,
anstelle eines elektromagnetisch betätigbaren Magnetventils, andere
Ventilarten einzusetzen, beispielsweise fluidisch betätigbare
Ventile oder dergleichen.
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Dem
Hauptventil 14 ist der fluidbetätigte Aktor 13 nachgeordnet,
der beispielhaft in Form eines pneumatischen Arbeitszylinders dargestellt
ist, mit einem Zylindergehäuse 30,
in dem ein Arbeitskolben 31 linear beweglich geführt ist.
Der Arbeitskolben 31 unterteilt den Innenraum des Zylindergehäuses 30 in zwei
Arbeitskammern 32, 33, wobei der Arbeitskolben 31 noch
mit einem Abtriebsglied im Form einer Kolbenstange gekoppelt ist,
die bei dementsprechender Fluidbeaufschlagung der Arbeitskammern
wahlweise aus dem Zylindergehäuse 30 ein- bzw. ausfahrbar
ist.
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Die
Spanneinrichtung 11 umfasst ferner wenigstens eine Druckhalteeinrichtung 34, über die
das wenigstens eine Hauptventil 14 und der wenigstens eine
fluidische Aktor 13 derart miteinander verschaltet sind,
dass die Fluidbeaufschlagung des we nigstens einen fluidischen Aktors 13 auch
dann aufrechterhalten wird, wenn das Hauptventil 14 von
der Offenstellung in die Grundstellung zurückgeschaltet wurde.
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Die
Druckhalteeinrichtung 34 besitzt eine Ventileinheit 35,
die wiederum ein Schaltventil 36 und ein zur Ansteuerung
des Schaltventils 36 dienendes Wechselventil 37 aufweist.
Das Wechselventil 37 besitzt zwei mittels eines Absperrgliedes 38 wahlweise absperrbare
Eingänge
WVE1, WVE2, von denen ein erster Eingang WVE1 mit dem Ausgang des
Hauptventils HVA und ein zweiter Eingang WVE2 mit einem Ausgang
SVA des Schaltventils 36 verbunden ist, sowie einen mit
einer Steuerseite des Schaltventils verbundenen Ausgang WVA.
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Das
Schaltventil 36, das wie in 1 beispielhaft
dargestellt als Schieberventil ausgebildet sein kann, besitzt einen
Eingang SVE, der mit dem Speisekanal P verbunden ist und einen Ausgang SVA,
der wie erwähnt
mit dem zweiten Eingang des Wechselventils WVE2 und mit der ersten
Arbeitskammer 32 des als Arbeitszylinder ausgebildeten
fluidischen Aktors 13 gekoppelt ist. Es ist möglich, dass in
den Strang zwischen dem Ausgang des Schaltventils SVA und der ersten
Arbeitskammer 32 noch ein Drosselventil 39 eingeschaltet
ist.
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Das
Absperrglied 38 des Wechselventils 37 ist vorzugsweise
in Form einer Topfmanschette ausgestaltet.
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Es
ist ferner möglich,
dass die Spannvorrichtung noch ein dem Hauptventil 14 und
dem Wechselventil 37 vorgeschaltetes Vorschaltventil 40 aufweist, das
zwischen einer die Zufuhr von Druckfluid in den Speisekanal P sperrenden
Vorschaltventil-Sperrstellung
und einer die Zufuhr von Druckfluid in den Speisekanal P ermöglichenden
Vorschaltventil-Offenstellung umschaltbar ist.
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Wie
in 3 dargestellt, können mehrere Ventilmodule 15 zu
einem Ventilmodulblock und mehrere Betätigungsmodule zu einem Betätigungsblock
zusammengefasst werden. Dadurch ist es möglich, falls die Trägereinheiten 12, 29 in
der Arbeitsposition sind, gezielt durch Bestromung eines oder mehrerer
Elektromagneten eine oder mehrere Ventilmodule 15 zu schalten
und somit eine Aktion am nachgeordneten fluidischen Aktor 13 auszulösen.
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Wie
in 1 dargestellt, ist zwischen der dem Ventilmodul 15 zugewandten
Außenseite
des Betätigungsmoduls 17 und
der dem Betätigungsmodul 17 zugeordneten
Außenseite
des Ventilmoduls ein Spalt 41 vorgesehen. In Folge des
durch den Permanentmagneten 28 in der Schaltwippe relativ
starken Magnet felds kann die Spaltbreite des Spaltes 41 relativ
groß gewählt werden.
Dadurch ist es möglich, eine
Trenneinheit 42 in Form einer Scheibe oder einer Platte
(1 strichpunktiert) anzuordnen, so dass Ventilmodul 15 und
Betätigungsmodul 17 räumlich voneinander
getrennt sind. Dadurch ist der Einsatz in ex-geschützten Bereichen
möglich.
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Zur
Funktion der Spannvorrichtung 11 ist Folgendes zu bemerken:
Im
Druckbetrieb der Druckmaschine befindet sich das Vorschaltventil 40 in
seiner Vorschalt-Sperrstellung, wodurch eine Zufuhr von Druckfluid
in den Speisekanal gesperrt ist.
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Zweckmäßigerweise
sind die fluidischen Aktoren 13 im Betrieb des Druckwerks,
also im gespannten Zustand der Druckplatten drucklos, und werden
erst zum Lösen
der Spannelemente, die die Druckplatten am Druckzylinder halten,
mit Druckfluid beaufschlagt. Wird nun das Vorschaltventil 40 in
seine Vorschaltventil-Offenstellung geschaltet, so strömt Druckfluid
in den Speisekanal P und steht dort am Eingang des Hauptventils
HVE und am Eingang des Schaltventils SVE an. Hauptventil 14 und
Schaltventil 36 befinden sich zunächst noch in ihrer jeweiligen
Grundstellung, die vorzugsweise durch Federkraft der Druckfeder 23 bzw.
einer Stellfeder 43 gehalten wird.
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Der
Druckzylinder 12 und die zweite Trägereinheit 29 befinden
sich zunächst
noch nicht in der Arbeitsposition, wobei Betätigungsmodul 17 und Ventilmodul 15 derart
beabstandet voneinander angeordnet sind, dass der Elektromagnet 18 auch
bei dessen Bestromung keinen Einfluss auf die Schaltwippe des Ventilmoduls 15 nimmt.
Die Schaltwippe wird dabei durch die Druckfeder 23 in eine
Ausgangslage positioniert und der Speisekanal P ist durch die Anlagefläche 24 verschlossen.
Der Strang zwischen der Steuerseite des Wechselventils 37 und
dem Hauptventil 14 ist entlüftet. Bei der Rotation des Druckzylinders 12 kommt
das Ventilmodul bzw. bei mehreren Hauptventilen 14 der
Ventilblock in die Nähe
des Betätigungsmoduls 17 bzw.
des Betätigungsblocks.
In der Arbeitsposition wird wenigstens einer der Elektromagneten 18 bestromt,
so dass ein elektromagnetisches Feld entsteht, das schließlich in Kombination
mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten 28 dazu führt, dass
die Schaltwippe entgegen der Federkraft der Druckfeder 23 verdreht
wird, bis die Anlagefläche 26 auf
dem Dichtsitz des Entlüftungskanals
aufliegt und diesen abdichtet. Gleichzeitig wird die Anlagefläche 24 vom
Dichtsitz 25 des Speisekanals P abgehoben.
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Das
Hauptventil 14 hat also in seine Freigabestellung geschaltet,
wodurch Druckfluid über
den Hauptventil-Eingang HVE und den Hauptventil-Ausgang HVA zum
ersten Eingang des Wech selventils WVE1, den Ausgang des Wechselventils
WVA zur Steuerseite des Schaltventils 36 gelangt und dort
ein Schaltvorgang des Schaltventils 36 auslöst, das
in seine Offenstellung schaltet, wodurch am Eingang des Schaltventils
SVE anstehendes Druckfluid über den
Ausgang des Schaltventils SVA zur ersten Arbeitskammer 32 des
zugeordneten fluidischen Aktors 13 gelangt und dort eine
Bewegung des Arbeitskolbens 31 derart verursacht, dass
die angekoppelte Kolbenstange einfährt, wodurch die Druckplatte
freigegeben wird.
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Gleichzeitig
gelangt Druckfluid über
den Schaltventil-Ausgang SVA zum zweiten Eingang des Wechselventils
WVE2. Bei Weiterrotation des Druckzylinders 12 gelangt
das Ventilmodul schließlich
aus dem Einflussbereich bzw. Wirkungsbereich des Betätigungsmoduls 17,
wodurch das Hauptventil wieder in seine Grundstellung zurückschaltet.
Gleichzeitig steht jedoch noch über
den Speisekanal P Druckfluid am Schaltventil 36 und am
Wechselventil 37 über den
zweiten Eingang des Wechselventils WVE2 an. Diese Druckbeaufschlagung
bewirkt, dass das Absperrglied 38 in Form der Topfmanschette,
das zunächst
den zweiten Eingang des Wechselventils WVE2 versperrt hatte, nunmehr
den ersten Eingang des Wechselventils WVE2 absperrt, wodurch die Steuerseite
des Schaltventils 36 mit Fluiddruck beaufschlagt bleibt.
Folglich bleibt auch das Schaltventil 36 in seiner Offenstellung,
wodurch nach wie vor Druckfluid in die erste Arbeitskammer 32 des
zugeordneten fluidischen Aktors 13 gelangen kann, dieser in
seiner Freigabestellung bleibt und die zugeordnete Druckplatte nach
wie vor freigegeben ist.
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Die
Freigabe der Druckplatte hängt
also nicht vom Schaltzustand des Hauptventils 14 ab. Dadurch ist
es möglich,
den Druckzylinder ein Stück
weit weiter rotieren zu lassen, beispielsweise um ca. 30°, und erst
an dieser Stelle, die bequem erreichbar ist, die zugeordnete Druckplatte
abzunehmen.
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Bei
der in 3 dargestellten Blockform von Ventilmodul 15 bzw.
Betätigungsmodul 17 ist
es möglich,
jede Druckplatte unabhängig
von den anderen Druckplatte zu lösen,
und zwar durch gezieltes Ansteuern über das zugeordnete Ventilmodul 15 und den
zugeordneten Aktor 13.