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Die
Erfindung betrifft eine pneumatische Sicherheitsventileinrichtung.
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Aus
der
DE 600 27 352
T2 ist eine Sicherheitsventileinrichtung bekannt, die dafür
ausgelegt ist, beim Auftreten interner Fehlfunktionen jegliche weitere
Aktion eines angeschlossenen Systems, beispielsweise einer Werkzeugmaschine,
zu verhindern. Die bekannte Sicherheitsventileinrichtung soll außerdem
sicherstellen, dass kein neuer Arbeitszyklus des angeschlossenen
Systems eingeleitet werden kann, nachdem ein Bauteil der Sicherheitsventileinrichtung
defekt wurde.
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Der
Anmelderin sind außerdem aus der Praxis druckschriftlich
nicht belegbare Sicherheitsventileinrichtungen bekannt, die in Verbindung
mit mechanischen Pressen eingesetzt werden und die derart ausgebildet
sind, dass ein angeschlossenes System nur dann eine Aktion ausführt,
wenn zwei Betätigungsbefehle gleichzeitig erteilt werden,
beispielsweise mittels einer elektronischen Steuerung oder mittels
manuell zu bedienenden Tastern. Auftretende Fehlfunktionen werden
hier in der Regel in einer zugeordneten elektronischen Steuereinrichtung
gespeichert, was sehr aufwendig ist.
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Ein
aus der
EP 1 220 993
B1 bekanntes Sicherheitsventil verfügt über
zwei integrierte 3/2-Wegeventile mit unterschiedlichen Wirkdurchmessern und
Maßnahmen zur Speicherung auftretender Fehlfunktionen.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Fehlerspeicher bei einem
Druckverlust des Sicherheitsventils gelöscht wird und sich
somit der aufgetretene Fehler nachträglich nicht mehr verifizieren
lässt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsventileinrichtung
zu schaffen, die über eine integrierte Selbstüberwachung
mit Fehlerspeicherung verfügt.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch eine pneumatische Sicher heitsventileinrichtung,
- – mit einer ersten pneumatischen Funktionsgruppe,
die ein als bistabiles 5/2-Wege-Impulsventil ausgebildetes erstes
Hauptventil, einen an einen ersten Arbeitsausgang des ersten Hauptventils angeschlossenen
ersten Hauptausgang und ein eine 3/2-Funktionalität aufweisendes
erstes Vorsteuerventil aufweist, wobei der Arbeitsausgang des ersten
Vorsteuerventils an einen ersten Steuereingang des ersten Hauptventils
angeschlossen ist und dort bei aktiviertem erstem Vorsteuerventil
eine das erste Hauptventil aus einer dessen ersten Arbeitsausgang
mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen oder anschließbaren Haupteingang
verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende
erste Steuerkraft hervorrufen kann,
- – mit einer zweiten pneumatischen Funktionsgruppe,
die ein als bistabiles 5/2-Wege-Impulsventil ausgebildetes zweites
Hauptventil, einen an einen ersten Arbeitsausgang des zweiten Hauptventils
angeschlossenen zweiten Hauptausgang und ein eine 3/2-Funktionalität
aufweisendes zweites Vorsteuerventil aufweist, wobei der Arbeitsausgang
des zweiten Vorsteuerventils an einen ersten Steuereingang des zweiten
Hauptventils angeschlossen ist und dort bei aktiviertem zweitem
Vorsteuerventil eine das zweite Hauptventil aus einer dessen ersten
Arbeitsausgang mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen Haupteingang
verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende
erste Steuerkraft hervorrufen kann,
- – wobei der Eingang des ersten Vorsteuerventils an
den zweiten Hauptausgang und an den ersten Arbeitsausgang des zweiten
Hauptventils angeschlossen ist und ferner der Eingang des zweiten Vorsteuerventils
an den ersten Hauptausgang und an den ersten Arbeitsausgang des
ersten Hauptventils angeschlossen ist,
- – wobei ferner der erste Arbeitsausgang des ersten
Hauptventils auch an einem im Falle seiner Druckluftbeaufschlagung
das zugeordnete erste Hauptventil mit einer zweiten Steuerkraft
in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang
des ersten Hauptventils angeschlossen ist und der erste Arbeitsausgang
des zweiten Hauptventils auch an einem im Falle seiner Druckluftbeaufschlagung
das zugeordnete zweite Hauptventil mit einer zweiten Steuerkraft
in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang
des zweiten Hauptventils angeschlossen ist, wobei im aktivierten
Zustand eines Vorsteuerventils die von diesem Vorsteuerventil am
angeschlossenen ersten Steuereingang hervorrufbare erste Steuerkraft
größer ist als die bei in Grundstellung befindlichem
Hauptventil an dessen zweitem Steuereingang hervorrufbare zweite
Steuerkraft,
- – wobei außerdem ein erster Entlüftungsausgang des
jeweils einen der beiden Hauptventile an einen zweiten Arbeitsausgang
des jeweils anderen Hauptventils angeschlossen ist und außerdem
ein zweiter Entlüftungsausgang jedes Hauptventils mit der
Atmosphäre verbunden ist,
- – und wobei eine an die beiden zweiten Steuereingänge
angeschlossene Rückstellventileinrichtung vorhanden ist,
die bei ihrer Aktivierung beiden zweiten Steuereingängen
einen das jeweils zugeordnete Hauptventil in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden
pneumatischen Rückstelldruck auferlegen kann, wobei die
daraus resultierende Rückstellkraft geringer ist als die über
eines der Vorsteuerventile am ersten Steuereingang desselben Hauptventils
hervorrufbare erste Steuerkraft.
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Wenn
bei dieser Sicherheitsventileinrichtung die beiden Vorsteuerventile
synchron betätigt werden, schalten beide Hauptventile aus
ihrer Grundstellung in eine Arbeitsstellung um und beide Hauptausgänge
werden mit Druckluft versorgt. Werden anschließend die
Vorsteuerventile gleichzeitig wieder deaktiviert, kehren beide Hauptventile
aufgrund der sie beaufschlagenden zweiten Steuerkraft in ihre Grundstellung
zurück. Wird aufgrund eines fehlenden Betätigungsbefehls
nur eines der Vorsteuerventile aktiviert, bleibt das dem anderen,
nicht betätigten Vorsteuerventil zugeordnete Hauptventil
in der Grundstellung und entlüftet zugleich den Eingang des
ihm zugeordneten Vorsteuerventils, so dass es selbst bei einer nachträglichen
Betätigung dieses ihm zugeordneten Vorsteuerventils nicht
in die Arbeitsstellung umgeschaltet werden kann. Da durch das in der
Grundstellung verbleibende Hauptventil auch der zweite Steuereingang
des in die Arbeitsstellung geschalteten Hauptventils entlüftet
wird, verfügt selbiges auch bei einer Deaktivierung des
ihm zugeordneten Vorsteuerventils nicht mehr über die Möglichkeit, in
seine Grundstellung zurückzuschalten. Der aufgetretene
Fehler wird somit ”gespeichert”. Da die Hauptventile
als Impulsventile ausgebildet sind, verharren sie selbst dann in
der aktuellen Stellung, falls nach einem vorübergehenden
pneumatischen Druckausfall die Druckversorgung wieder zugeschaltet
wird. Auch dann bleibt also die Fehlersituation bestehen. Um die
Sicherheitsventileinrichtung wieder in den betriebsbereiten Ausgangszustand
zu versetzen, in der beide Hauptventile die Grundstellung einnehmen,
muss aktiv die Rückstellventileinrichtung betätigt
werden, die einen pneumatischen Rückstelldruck an die zweiten
Steuereingänge der Hauptventile anlegen kann. Damit dieser
Rückstellvorgang nur durch autorisiertes Personal möglich
ist, kann die Rückstellventileinrichtung bei Bedarf durch
ein Schloss oder einen sonstigen Sicherheitsmechanismus verriegelt
oder auf sonstige Weise vor einer Betätigung gesichert
werden.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die
Rückstellventileinrichtung ist insbesondere so ausgebildet,
dass bei ihrer Aktivierung stets beiden zweiten Steuereingängen
der pneumatische Rückstelldruck zugeführt wird.
Somit kann mit einem einzigen Betätigungsvorgang eine rückstellende
Beaufschlagung beider Hauptventile bewirkt werden.
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Prinzipiell
kann die Rückstellventileinrichtung mehrere Ventile beinhalten.
Besonders einfach ist eine Bauform, bei der die Rückstellventileinrichtung
aus einem einzigen Rückstellventil besteht, das insbesondere
ein monostabiles 3/2-Wegeventil ist und das für eine manuelle
Betätigung ausgelegt sein kann. Abweichend hiervon wäre
allerdings auch eine durch Fremdenergie unterstützte Betätigung
denkbar, beispielsweise mittels elektrischer und/oder fluidischer
Betätigungsenergie.
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In
die Verbindung zwischen der Rückstellventileinrichtung
und jedem zweiten Steuereingang ist zweckmäßigerweise
ein in Richtung zum jeweiligen Steuereingang öffnendes
und in der Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil eingeschaltet.
Auf diese Weise wird eine gegenseitige Beeinflussung der an den
zweiten Steuereingängen anstehenden Steuersignale in vorteilhafter
Weise vermieden.
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Es
ist ferner zweckmäßig, wenn jeder zweite Steuereingang
die zweite Steuerkraft über einen vom ersten Arbeitsausgang
des zugeordneten Hauptventils abgezweigten Steuerkanal auferlegt
bekommt, wobei diese beiden Steuerkanäle gemeinsam an ein und
denselben Arbeitsausgang der Rückstellventileinrichtung
angeschlossen sein können.
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Bevorzugt
wird der pneumatische Rückstelldruck jedem vorgenannten
Steuereingang dadurch auferlegt, dass ein Arbeitsausgang der Rückstellventileinrichtung
mit einem der vorgenannten Steuerkanäle verbunden ist,
der seinerseits eine Verbindung zwischen dem zweiten Steuereingang
und dem Arbeitsausgang des zugeordneten Hauptventils herstellt,
um während des Normalbetriebes die für das Zurückschalten
in die Grundstellung erforderliche zweite Steuerkraft zu liefern.
Damit nun ausgehend von einer Fehlersituation bei einer Aktivierung
der Rückstellventileinrichtung die für die Rückstellung
erforderliche Druckluft nicht in einen mit der Atmosphäre
verbundenen Kanalast abströmen kann, ist zweckmäßigerweise
in den Verlauf des betreffenden Steuerkanals eine Drosseleinrichtung
eingeschaltet. Sie sorgt dafür, dass sich der pneumatische
Rückstelldruck problemlos am zugeordneten zweiten Steuereingang
aufbauen kann.
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Vorzugsweise
werden die beiden Hauptventile und zweckmäßigerweise
auch die Rückstellventileinrichtung über einen
gemeinsamen Haupteingang der Steuerventileinrichtung mit unter dem
Betriebsdruck stehender Druckluft versorgt.
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Die
Betätigungsart der Vorsteuerventile kann sich am Anwendungsfall
orientieren. Sie können insbesondere manuell betätigbar
ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ sind auch
Mittel möglich, die eine elektrische und/oder pneumatische
Betätigung ermöglichen Insbesondere ist ein Aufbau
möglich, bei dem die Vorsteuerventile elektrische und/oder pneumatische
Betätigungsbefehle von einer Hauptstufe der Steuerventileinrichtung
erhalten, an die die beiden Hauptausgänge angeschlossen
sind und die insbesondere Bestandteil einer Steuervorrichtung sein
kann, die zur Ansteuerung einer Kupplungs-Brems-Kombination einer
mechanischen Presse dient.
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Es
können Betriebszustände auftreten, die zur Folge
haben, dass eine exakt synchrone Betätigung der beiden
Vorsteuerventile nicht stattfindet. Aufgrund von Fertigungs- und
Montagetoleranzen ist es meist nicht möglich, gleichschnell
umschaltende Ventile zur Verfügung zu stellen. Somit ist
es von Vorteil, wenn vorbeugend Mittel vorhanden sind, um ein Zeitfenster
vorzusehen, das einen gewissen Zeitversatz bei der Betätigung
zwischen den beiden Vorsteuerventilen toleriert. Solche Maßnahmen
können insbesondere darin bestehen, dass in die Verbindung zwischen
dem ersten Arbeitsausgang mindestens eines und zweckmäßigerweise
jedes Hauptventils und dem Eingang des mit diesem ersten Arbeitsausgang verbundenen
Ventils eine ein Puffervolumen definierende Pufferkammer eingeschaltet
ist. Selbst bei einem eingangsseitig abfallenden Druck stellt somit das
Puffervolumen für einen gewissen, kurzen Zeitraum hinweg
noch einen ausreichend hohen Fluiddruck zur Verfügung,
um das angeschlossene Vorsteuerventil aktivieren zu können.
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Zusätzlich
oder alternativ kann für den gleichen Zweck eine Abluft-Drosseleinrichtung
vorhanden sein, die entweder in einen Kanalabschnitt eingeschaltet
ist, der einen zweiten Entlüftungsausgang des Hauptventils
mit der Atmosphäre verbindet oder der diesem Kanalabschnitt
vorgeschaltet ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigen:
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1 das
Schaltbild einer bevorzugten Bauform der erfindungsgemäßen
Sicherheitsventileinrichtung und
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2–6 verschiedene
Betriebszustände der in 1 gezeigten
Sicherheitsventileinrichtung, wobei mit einem pneumatischen Überdruck
beaufschlagte Kanalabschnitte in dickeren Linien gezeichnet sind.
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Zunächst
sei der grundsätzliche Schaltungsaufbau anhand der 1 näher
erläutert.
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Die
pneumatische Sicherheitsventileinrichtung 1 verfügt über
ein erstes Hauptventil HV1 und ein zweites Hauptventil HV2. Beide
Hauptventile HV1, HV2 sind als 5/2-Wegeventile ausgebildet, die eine
bistabile Funktionalität haben, so dass es sich bei ihnen
um sogenannte Impulsventile handelt. Jedes Hauptventil HV1, HV2
kann wahlweise eine aus 1 ersichtliche erste Schaltstellung – als ”Grundstellung” bezeichnet – und
eine als ”Arbeitsstellung” bezeichnete zweite
Schaltstellung einnehmen. Beide Schaltstellungen sind stabile Schaltstellungen,
werden also beibehalten, bis aktiv ein pneumatisches Umschalt-Steuersignal
aufgebracht wird. Zur lösbaren Fixierung der jeweiligen
Schaltstellung können beispielsweise Reibmittel, Magnetmittel
oder Rastmittel eingesetzt werden. Da ein derartiger Ventilaufbau
als solches bekannt ist, wird an dieser Stelle auf weitere detaillierte
Erläuterungen verzichtet.
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Jedes
Hauptventil HV1, HV2 verfügt über insgesamt fünf
Anschlüsse. Hierbei handelt es sich jeweils um einen Versorgungseingang
VE, um einen ersten Arbeitsausgang AA1, um einen zweiten Arbeitsausgang
AA2, um einen ersten Entlüftungsausgang EA1 und um einen
zweiten Entlüftungsausgang EA2.
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Diese
vorgenannten Anschlüsse werden in den beiden möglichen
Schaltstellungen jedes Hauptventils HV1, HV2 in unterschiedlichem
Muster miteinander verbunden beziehungsweise voneinander abgetrennt.
In der Grundstellung liegt eine Fluidverbindung zwischen dem Versorgungseingang
VE und dem ersten Arbeitsausgang AA1 vor und außerdem eine
Fluidverbindung zwischen dem zweiten Arbeitsausgang AA2 und dem
zweiten Entlüftungsausgang EA2. Der erste Entlüftungsausgang
EA1 ist dabei von allen anderen Anschlüssen abgetrennt.
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In
ihrer Arbeitsstellung, die im Übrigen aus 3 ersichtlich
ist, kommuniziert der Versorgungseingang VE mit dem zweiten Arbeitsausgang
AA2 und es ist der erste Arbeitsausgang AA1 mit dem ersten Entlüftungsausgang
EA1 verbunden, wobei gleichzeitig der zweite Entlüftungsausgang
EA2 von allen anderen Anschlüssen abgetrennt ist.
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Jedes
Hauptventil HV1, HV2 verfügt außerdem über
einen ersten Steuereingang SE1 und einen zweiten Steuereingang SE2.
Der erste Steuereingang SE1 führt zu einer mit dem Ventilglied
des Hauptventils HV1, HV2 bewegungsgekoppelten ersten Steuerfläche 2,
während der zweite Steuereingang SE2 zu einer ebenfalls
mit dem Ventilglied des Hauptventils HV1, HV2 bewegungsgekoppelten zweiten
Steuerfläche 3 führt. Die beiden Steuerflächen 2, 3 sind
einander entgegengesetzt orientiert. Eine pneumatische Druckbeaufschlagung
des ersten Steuereingangs SE1 bewirkt eine entsprechende Beaufschlagung
der ersten Steuerfläche 2 und ruft dementsprechend
eine in der Richtung der Arbeitsstellung wirkende erste Steuerkraft
FS1 hervor. In vergleichbarer Weise bewirkt ein an dem zweiten Steuereingang
SE2 eingespeistes Fluid eine Fluidbeaufschlagung der zweiten Steuerfläche 3 und
ruft eine in der Richtung der Grundstellung wirksame zweite Steuerkraft
FS2 hervor.
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Die
erste Steuerfläche 2 ist größer
als die zweite Steuerfläche 3, so dass bei gleich
hoher Druckbeaufschlagung die erste Steuerkraft FS1 größer
ist als die zweite Steuerkraft FS2.
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Weitere
Ventilbestandteile der Sicherheitsventileinrichtung 1 sind
ein für das Umschalten des ersten Hauptventils HV1 aus
der Grundstellung in die Arbeitsstellung verantwortliches erstes
Vorsteuerventil VV1 sowie ein für das Umschalten des zweiten Hauptventils
HV2 aus der Grundstellung in die Arbeitsstellung verantwortliches
zweites Vorsteuerventil VV2.
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Die
beiden Vorsteuerventile VV1, VV2 sind als 3/2-Wegeventile ausgebildet
und bevorzugt von monostabiler Bauart. Federmittel 4 halten
ein jeweiliges Vorsteuerventil VV1, VV2 normalerweise in der aus 1 ersichtlichen
deaktivierten Stellung. Zum Umschalten in die als aktivierte Stellung
bezeichnete zweite Schaltstellung – selbige ist beispielsweise
in 3 gezeigt – kann jedes Vorsteuerventil
VV1, VV2 mit einem Betätigungsbefehl 5 beaufschlagt
werden. Der Betätigungsbefehl 5 kann beispielsweise
eine rein manuell erzeugte Stellkraft sein, kann aber auch als elektrisches
und/oder pneumatisches Betätigungssignal aufgebracht werden.
Das Ausführungsbeispiel ermöglicht eine sowohl
elektrische als auch manuelle Betätigung.
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Jedes
Vorsteuerventil hat drei abhängig von der Schaltstellung
unterschiedlich miteinander verknüpfte Anschlüsse.
Bei diesen Anschlüssen handelt es sich um einen Eingang
EV, um einen Arbeitsausgang AAV und um einen Entlüftungsausgang
EAV. In der deaktivierten Stellung steht der Arbeitsausgang AAV
mit dem Entlüftungsausgang EAV in Fluidverbindung, während
der Eingang EV von diesen Anschlüssen abgetrennt ist. In
der aktivierten Stellung steht der Arbeitsausgang AAV mit dem Eingang
EV in Fluidverbindung und der Entlüftungsausgang EAV ist abgetrennt.
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Aufgrund
ihres weiter unten näher erläuterten Zusammenwirkens
können das erste Hauptventil HV1, das mit dem ersten Hauptventil
HV1 ansteuerungsmäßig kooperierende erste Vorsteuerventil
VV1 und der erste Hauptausgang 17 als Bestandteile einer
ersten pneumatischen Funktionsgruppe bezeichnet werden und es können
in gleicher Weise das zweite Hauptventil HV2, das mit dem zweiten
Hauptventil HV2 ansteuerungsmäßig kooperierende
zweite Vorsteuerventil VV2 und der zweiten Hauptausgang 18 als
Bestandteile einer zweiter pneumatischen Funktionsgruppe bezeichnet
werden.
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Als
weitere Ventilkomponente beinhaltet die Sicherheitsventileinrichtung 1 eine
Rückstellventileinrichtung RV. Diese kann sich prinzipiell
aus mehreren Einzelventilen zusammensetzen, besteht jedoch vorzugsweise
aus einem einzigen, als Rückstellventil bezeichenbaren
Ventil. Vorzugsweise verfügt die Rückstellventileinrichtung
RV über eine 3/2-Wege-Funktionalität und ist monostabil
ausgebildet.
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Beim
Ausführungsbeispiel entspricht der Aufbau der Rückstellventileinrichtung
RV derjenigen jedes Vorsteuerventils VV1, VV2. Federmittel 6 halten
die Rückstellventileinrichtung RV normalerweise in der
aus 1 ersichtlichen deaktivierten Stellung. Durch
einen Schaltbefehl 7 kann die Rückstellventileinrichtung
RV unter Überwindung der Federkraft in die aus 6 ersichtliche
aktivierte Stellung umgeschaltet werden. Der Schaltbefehl 7 kann
insbesondere manuell, elektrisch und/oder fluidisch hervorgerufen
werden. Das Ausführungsbeispiel ist insbesondere für
eine rein manuelle Betätigung ausgelegt. Eine Wegnahme
des Schaltbefehls 7 führt, wie im Falle der Vorsteuerventile
VV1, VV2 die Wegnahme des Betätigungsbefehls 5,
zu einem durch die Federmittel 6 hervorgerufenen Zurückschalten
in die deaktivierte Stellung.
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Die
Rückstellventileinrichtung RV hat drei je nach Schaltstellung
unterschiedlich miteinander verknüpfte Anschlüsse.
Hierbei handelt es sich um einen Eingang ER, um einen Arbeitsausgang
AAR und um einen Entlüftungsausgang EAR.
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In
der deaktivierten Stellung der Rückstellventileinrichtung
RV kommuniziert der Arbeitsausgang AAR mit dem Entlüftungsausgang
EAR und der Eingang ER ist von diesen Anschlüssen abgetrennt. In
der aktivierten Stellung liegt eine Fluidverbindung zwischen dem
Arbeitsausgang AAR und dem Eingang ER vor, während der
Entlüftungsausgang EAR abgetrennt ist.
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Jeder
Entlüftungsausgang EA2, EAV, EAR steht direkt mit der Atmosphäre
in Verbindung, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Schalldämpfers 9.
Der Entlüftungsausgang EA1 kann bei gleichzeitiger Grundstellung
beider Hauptventile HV1, HV2 über das zweite Hauptventil
HV2 und dessen Entlüftungsausgang EA2 ebenfalls mit der
Atmosphäre kommunizieren.
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Die
Sicherheitsventileinrichtung 1 verfügt über
zweckmäßigerweise nur einen einzigen Haupteingang 8,
der ausgebildet ist, um mit einer Druckluftquelle P fluidisch verbunden
zu werden. Die Druckluftquelle P legt an den Haupteingang 8 unter
einem Betriebsdruck stehende Druckluft an.
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Über
einen ersten, zweiten und dritten Versorgungskanal 12, 13, 14 steht
der fluidische Haupteingang 8 ständig mit dem
Versorgungseingang VE des ersten Hauptventils HV1, mit dem Versorgungseingang
VE des zweiten Hauptventils HV2 und mit dem Eingang ER der Rückstellventileinrichtung
RV in Fluidverbindung.
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Prinzipiell
wäre es möglich, jedem Versorgungskanal 12, 13, 14 einen
eigenen Haupteingang 8 für die Fluidversorgung zuzuordnen,
jedoch hat die gemeinsame Zuordnung eines einzigen Haupteinganges 8 konstruktive
Vorteile. Zumal auf diese Weise besonders einfach gewährleistet
werden kann, dass alle Versorgungseingänge mit dem gleichen
Betriebsdruck versorgt werden.
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Ein
erster Steuerkanal 15 verbindet den ersten Arbeitsausgang
AA1 des ersten Hauptventils HV1 mit dem ersten Steuereingang SE1
des zweiten Hauptventils HV2. Allerdings ist in den Verlauf des ersten
Steuerkanals 15 das zweite Vorsteuerventil VV2 eingeschaltet,
das den ersten Steuerkanal 15 in einen Eingangsabschnitt 15a und
einen Ausgangsabschnitt 15b unterteilt. Der Eingangsabschnitt 15a erstreckt
sich zwischen dem ersten Arbeitsausgang AA1 des ersten Hauptventils
HV1 und dem Eingang EV des zweiten Vorsteuerventils VV2. Der Ausgangsabschnitt 15b verbindet
den Arbeitsausgang AAV des zweiten Vorsteuerventils VV2 mit dem
ersten Steuereingang SE1 des zweiten Hauptventils HV2.
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Ein
zweiter Steuerkanal 16 verläuft zwischen dem ersten
Arbeitsanschluss AA1 des zweiten Hauptventils HV2 und dem ersten
Steuereingang SE1 des ersten Hauptventils HV1. In den Verlauf dieses
zweiten Steuerkanals 16 ist das erste Vor steuerventil
VV1 eingeschaltet. Dieses unterteilt den zweiten Steuerkanal 16 in
einen Eingangsabschnitt 16a und einen Ausgangsabschnitt 16b.
Der Eingangsabschnitt 16a verbindet den ersten Arbeitsausgang
AA1 des ersten Hauptventils HV1 mit dem Eingang EV des ersten Vorsteuerventils
VV1, während der Ausgangsabschnitt 16b den Arbeitsausgang
AAV des ersten Vorsteuerventils VV1 mit dem ersten Steuereingang
SE1 des ersten Hauptventils HV1 verbindet.
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Die
Sicherheitsventileinrichtung 1 hat zwei fluidische Ausgänge,
die als erster Hauptausgang 17 und als zweiter Hauptausgang 18 bezeichnet
seien. Beide Hauptausgänge 17, 18 sind
zweckmäßigerweise an eine nur schematisch angedeutete
Hauptstufe 22 angeschlossen, die beim Ausführungsbeispiel
zu einer nicht weiter abgebildeten Steuervorrichtung gehört,
mit der die Kupplungs-Brems-Kombination einer mechanischen Presse
ansteuerbar ist. Für die ordnungsgemäße
Betriebsweise der Hauptstufe 22 ist es aus Sicherheitsgründen
erforderlich, dass an sie gleichzeitig über beide Hauptausgänge 17, 18 je
ein Hauptsteuersignal ausgegeben wird. Die Ausgabe nur eines Hauptsteuersignals
oder eine signifikant zeitlich versetzte Ausgabe beider Hauptsteuersignale
verhindert aus Sicherheitsgründen die bestimmungsgemäße
Funktion der Hauptstufe 22 beziehungsweise der dieser nachgeschalteten
Einrichtung.
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Durch
die Sicherheitsventileinrichtung 1 ist gewährleistet,
dass der eine derartige Fehlfunktion hervorrufende Schaltzustand
eingefroren, das heißt gespeichert wird, bis die Sicherheitsventileinrichtung durch
Aktivierung der Rückstellventileinrichtung RV wieder in
den betriebsbereiten Ausgangszustand zurückversetzt wird.
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Der
erste Hauptausgang 17 steht mit dem Eingangsabschnitt 15a des
ersten Steuerkanals 15 in Fluidverbindung. Der zweite Hauptausgang 18 steht mit
dem Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 in
Fluidverbindung.
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Ein
dritter Steuerkanal 23 verbindet den Eingangsabschnitt 15a des
ersten Steuerkanals 15 mit dem zweiten Steuereingang SE2
des ersten Hauptventils HV1. In vergleichbarer Weise stellt ein
vierter Steuerkanal 24 eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangsabschnitt 16a des
zweiten Steuerkanals 16 und dem zweiten Steuereingang SE2
des zweiten Hauptventils HV2 her.
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Ein
erster Verbindungskanal 25 verbindet den ersten Entlüftungsausgang
EA1 des ersten Hauptventils HV1 ständig mit dem zweiten
Arbeitsausgang AA2 des zweiten Hauptventils HV2. Ein zweiter Verbindungskanal 26 verbindet
ständig den zweiten Arbeitsausgang AA2 des ersten Hauptventils HV1
mit dem ersten Entlüftungsausgang EA1 des zweiten Hauptventils
HV2.
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Der
Arbeitsausgang AAR der Rückstellventileinrichtung RV ist über
einen Rückstellkanal 27 an den zweiten Steuereingang
SE2 jedes Hauptventils HV1, HV2 angeschlossen. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise
mittelbar, unter Zwischenschaltung des jeweils zugeordneten dritten
oder vierten Steuerkanals 23, 24.
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Genauer
gesagt, teilt sich der Rückstellkanal 27, insbesondere
im Anschluss an einen vom Arbeitsausgang AAR der Rückstellventileinrichtung
RV ausgehenden Kanalanfangsabschnitt 27c, zweckmäßigerweise
in einen ersten Kanalast 27a und einen zweiten Kanalast 27b auf
(Aufteilungsstelle 30). Der erste Kanalast 27a ist
an einer ersten Kanalverbindungsstelle 28 an den dritten
Steuerkanal 23 angeschlossen und der zweite Kanalast 27b ist
an einer zweiten Kanalverbindungsstelle 29 an den vierten Steuerkanal 24 angeschlossen.
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In
jeden der beiden Kanaläste 27a, 27b des Rückstellkanals 27 ist
ein in Richtung zum zugeordneten zweiten Steuereingang SE2 öffnendes
und in der Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil 31 eingeschaltet.
Somit können die beiden Kanaläste 27a, 27b stets
nur in Richtung zum jeweils angeschlossenen dritten oder vierten
Steuerkanal 23, 24 durchströmt werden.
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Die
Kanalverbindungsstelle 28, 29 unterteilt den jeweils
zugeordneten dritten oder vierten Steuerkanal 23, 24 in
einen ersten Kanalabschnitt 23a, 24a und einen
zweiten Kanalabschnitt 23b, 24b. In den zwischen
der ersten oder zweiten Kanalverbindungsstelle 28, 29 und
dem zugeordneten Eingangsabschnitt 15a, 16a des
ersten beziehungsweise zweiten Steuerkanals 15, 16 verlaufenden
ersten Kanalabschnitt 23a, 24a ist eine vorzugsweise
hinsichtlich ihrer Drosselungsintensität einstellbare Drosseleinrichtung 32, 33 eingeschaltet.
Sie begrenzt die Strömungsrate in dem ersten Kanalabschnitt 23a, 24a.
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Optional
kann an jeden der beiden Eingangsabschnitte 15a, 16a der
Steuerkanäle 15, 16 eine in 1 strichpunktiert
angedeutete Pufferkammer 34 angeschlossen sein, die ein
gewisses Puffervolumen zur Speicherung von Druckluft aufweist. Die
hier gespeicherte Druckluft kann einen eingangsseitig an dem Eingangsabschnitt 15a, 16a auftretenden Druckabfall
kurzzeitig kompensieren, um die noch zu erwähnende Umschaltfunktion
auch dann zu gewährleisten, wenn die Aktivierung der beiden
Vorsteuerventile VV1, VV2 innerhalb eines tolerierbaren Zeitversatzes
liegt.
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Schließlich
ist in 1 in den gestrichelt umrahmten Bereichen 35 angedeutet,
dass in die Verbindung zwischen dem zweiten Entlüftungsanschluss
EA2 jedes Hauptventils HV1, HV2 und die Atmosphäre eine
Abluftdrosseleinrichtung 36 eingeschaltet sein kann. Alternativ
kann diese Abluftdrosseleinrichtung 36 auch im Verlauf
des ersten Verbindungskanals 25 und/oder zweiten Verbindungskanals 26 platziert
sein. Sie kann hinsichtlich der vorgebbaren Drosselungsintensität
einstellbar ausgebildet sein.
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Es
folgt nun anhand 2–6 eine
Funktionsbeschreibung der Sicherheitsventileinrichtung 1. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit sind in diesen Abbildungen
stets nur einige der in 1 eingetragenen Bezugszeichen
aufgeführt. In dünnen Linien gezeichnete Kanäle
sind drucklos und liegen an der Atmosphäre. Die in dicken
Linien gezeichneten Kanäle sind mit atmosphärischem Überdruck
beaufschlagt.
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Die 2 zeigt
den betriebsbereiten Ausgangszustand der Sicherheitsventileinrichtung 1 im unbetätigten
Zustand beider Vorsteuerventile VV1, VV2. Da Letztere den ihnen
jeweils zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Steuerkanal 15, 16 unterbrechen,
sind deren Ausgangsabschnitte 15b, 16b drucklos
und an den beiden ersten Steuereingängen SE1 liegt kein
Steuerdruck an. Beide Hauptventile HV1, HV2 nehmen die Grundstellung
ein, da sie an ihrem zweiten Steuereingang SE2 über den zugeordneten
dritten beziehungsweise vierten Steuerkanal 23, 24 mit
einem Steuerdruck beaufschlagt werden. Ausgehend vom Haupteingang 8 steht über den
zweiten Versorgungskanal 13, den Versorgungseingang VE
und den ersten Arbeitsausgang AA1 des zweiten Hauptventils HV2 und
den Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 sowohl
am zweiten Hauptausgang 18 als auch am Eingang EV des ersten Vorsteuerventils
VV1 der Betriebsdruck an. Außerdem steht ausgehend von
dem Haupteingang 8 über den ersten Versorgungskanal 12,
den Versorgungseingang VE und den ersten Arbeitsausgang AA1 des
ersten Hauptventils HV1 und schließlich den Eingangsabschnitt 15a des
ersten Steuerkanals 15 sowohl an dem ersten Hauptausgang 17 als auch
am Eingang EV des zweiten Vorsteuerventils VV2 der Betriebsdruck
an.
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Die 3 zeigt
einen regulären Arbeitszustand der Sicherheitsventileinrichtung 1,
der dadurch erreicht wird, dass durch simultane Betätigungsbefehle 5 beide
Vorsteuerventile VV1, VV2 gleichzeitig in die aktivierte Stellung
umgeschaltet worden sind. Hier liegt dann weiterhin, wie im betriebsbereiten Ausgangszustand
der 2, an beiden Hauptausgängen 17, 18 der
Betriebsdruck zur Versorgung der Hauptstufe 22 an.
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Durch
das Aktivieren der beiden Vorsteuerventile VV1, VV2 ist innerhalb
des ersten und zweiten Steuerkanals 15, 16 die
Fluidverbindung zwischen dem jeweiligen Eingangsabschnitt 15a, 16a und
dem zugeordneten Ausgangsabschnitt 15b, 16b freigeschaltet.
Dadurch werden die beiden Hauptventile HV1, HV2 an ihren ersten
Steuereingängen SE1 mit der ersten Steuerkraft FS1 beaufschlagt
und haben in die Arbeitsstellung umgeschaltet. Die erste Steuerkraft
FS1 ist aufgrund der größeren ersten Steuerfläche 2 größer
als die in entgegengesetzter Richtung wirkende zweite Steuerkraft
FS2, weil die über den dritten beziehungsweise vierten
Steuerkanal 23, 24 am zweiten Steuereingang SE2
anstehende Druckluft eine bezüglich der ersten Steuerfläche 2 kleinere zweite
Steuerfläche 3 beaufschlagt. Die Rückschlagventile 31 verhindern
einen Druckabbau des im dritten Steuerkanal 23 und vierten
Steuerkanal 24 herrschenden Druckes über die deaktivierte
Rückstellventileinrichtung RV hinweg.
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Die
Druckbeaufschlagung des ersten Steuerkanals 15 erfolgt übenden
ersten Arbeitsausgang AA1 und den ersten Entlüftungsausgang
EA1 des ersten Hauptventils HV1, den ersten Verbindungskanal 25,
den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den Versorgungseingang VE des
zweiten Hauptventils HV2 und schließlich den mit dem Haupteingang 8 verbundenen
zweiten Versorgungskanal 13. Auf diesem Weg ist auch der
an den ersten Steuerkanal 15 angeschlossene erste Hauptausgang 17 mit
Betätigungsdruck versorgt.
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Der
zweite Steuerkanal 16 wird dadurch mit Druckluft gespeist,
dass er über den ersten Arbeitsausgang AA1 und den ersten
Entlüftungsausgang EA1 des zweiten Hauptventils HV2 mit
dem zweiten Verbindungskanal 26 verbunden ist, der seinerseits über
den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den Versorgungseingang VE des
ersten Hauptventils HV1 sowie den darauf folgenden ersten Versorgungskanal 12 ebenfalls
mit dem unter Betätigungsdruck stehenden Haupteingang 8 verbunden ist.
Auf diese Weise liegt auch am zweiten Hauptausgang 18 der Betätigungsdruck
an.
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Wird
ausgehend von dem regulären Arbeitszustand die Betätigung
der beiden Vorsteuerventile zeitgleich wieder aufgehoben, kehrt
das System in den betriebsbereiten Ausgangszustand gemäß 2 zurück.
Die beiden Ausgangsabschnitte 15b, 16b des ersten
und zweiten Steuerkanals 15, 16 sind dann über
den Entlüftungsausgang EAV des zugeordneten Vorsteuerventils
VV1, VV2 entlüftet, so dass die erste Steuerkraft FS1 entfällt
und an den Hauptventilen HV1, HV2 nur noch die zweite Steuerkraft
FS2 anliegt, die als pneumatische Feder wirkt und das zugeordnete
Hauptventil HV1, HV2 in die Grundstellung zurückschaltet.
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Die 4 zeigt
einen ausgehend vom betriebsbereiten Ausgangszustand der 2 möglichen
ersten Fehlerzustand. Dieser resultiert daraus, dass nur das erste
Vorsteuerventil VV1 in seine aktivierte Stellung geschaltet wurde,
während das zweite Vorsteuerventil VV2 in der deaktivierten
Stellung verblieben ist. Grund für einen solchen Schaltzustand kann
beispielsweise sein, dass an das zweite Vorsteuerventil VV2 kein
Betätigungsbefehl 5 gelangt ist oder dass eine
interne Funktionsstörung des zweiten Vorsteuerventils VV2
selbst vorliegt.
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In
diesem ersten Fehlerzustand strömt die ausgehend vom Haupteingang 8 über
den ersten Versorgungskanal 12 am Versorgungseingang VE des
ersten Hauptventils HV1 anliegende Druckluft über den zweiten
Arbeitsausgang AA2 des ersten Hauptventils HV1 und den zweiten Verbindungskanal 26 zum
ersten Entlüftungsausgang EA1 des zweiten Hauptventils
HV2, wo der Fluidfluss unterbrochen ist, weil der erste Entlüftungsausgang
EA1 abgesperrt ist. Außerdem wird der Eingangsabschnitt 15a des ersten
Steuerkanals 15 und somit auch der daran angeschlossene
erste Hauptausgang 17 zur Atmosphäre entlüftet
und somit druckentlastet, indem der vorgenannte Eingangsabschnitt 15a über
den ersten Arbeitsausgang AA1 und den Entlüftungsausgang
EA2 des ersten Hauptventils HV1 mit dem ersten Verbindungskanal 25 verbunden
ist, der seinerseits über den zweiten Arbeitsausgang AA2
und den zweiten Entlüftungsausgang EA2 sowie den gegebenenfalls nachgeschalteten
Schalldämpfer 9 mit der Atmosphäre in
Verbindung steht. Diese Funktionalität entspricht einer
Selbstüberwachung beziehungsweise Selbstsicherung, da anschließend
ein Aktivieren des zweiten Vorsteuerventils VV2 wegen im Eingangsabschnitt 15a des
ersten Steuerkanals 15 fehlender Druckluft nicht mehr zu
einem Nachschalten des zweiten Hauptventils HV2 führen
kann.
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Zeitgleich
wird der über den Eingangsabschnitt 15a an den
ersten Arbeitsausgang AA1 des ersten Hauptventils HV1 angeschlossene
dritte Steuerkanal 23 ebenfalls mit entlüftet.
Somit entfällt am zweiten Steuereingang SE2 des ersten
Hauptventils HV1 die zweite Steuerkraft FS2, mit der Folge, dass das
erste Hauptventil HV1 selbst dann nicht mehr in die Grundstellung
zurückschaltet, falls das erste Vorsteuerventil VV1 wieder
deaktiviert werden sollte. Dies bildet die Grundlage für
die Speicherung des Fehlers.
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Gleichzeitig
wird ausgehend vom Haupteingang 8 über den Versorgungseingang
VE und den damit verbundenen ersten Arbeitsausgang AA1 des zweiten
Hauptventils HV2 der Betätigungsdruck im Eingangsabschnitt 16a des
zweiten Steuerkanals 16 zur Verfügung gestellt,
der als Steuerdruck zur Lieferung der ersten Steuerkraft FS1 dem
ersten Steuereingang SE1 des ersten Hauptventils HV1 aufschaltbar
ist. Auf diesem Wege liegt nun zwar am zweiten Hauptausgang 18 auch
der Betriebsdruck an, was jedoch in der Hauptstufe 22 keine
reguläre Operation hervorruft, weil der parallel angeschlossene
erste Hauptausgang 17 drucklos ist.
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Die 5 zeigt
einen möglichen zweiten Fehlerzustand, wie er ausgehend
vom regulären Arbeitszustand der 2 eintreten
kann. Er unterscheidet sich vom ersten Fehlerzustand dadurch, dass nun
nur das zweite Vorsteuerventil VV2 aktiviert wurde, während
das erste Vorsteuerventil VV1 im deaktivierten Zustand verharrt.
Somit wurde lediglich das zweite Hauptventil HV2 in seine Arbeitsstellung
geschaltet, das erste Hauptventil HV1 ist in der Grundstellung verblieben.
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Die
aus dem Haupteingang 8 über den zweiten Versorgungskanal 13 und
das zweite Hauptventil HV2 in den ersten Verbindungskanal 25 eingeleitete Druckluft
wird somit durch den abgesperrten ersten Entlüftungsausgang
EA1 des ersten Hauptventils HV1 an einem Weiterströmen
gehindert.
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Außerdem
wird der Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 und
somit auch der daran angeschlossene zweite Hauptausgang 18 entlüftet
und somit druckentlastet. Dies geschieht dadurch, dass besagter
Eingangsabschnitt 16a über den ersten Arbeitsausgang
AA1 und den Entlüftungsausgang EA1 des zweiten Hauptventils
HV2, den zweiten Verbindungskanal 26 sowie den zweiten
Arbeitsausgang AA2 und den zweiten Entlüftungsausgang EA2
des ersten Hauptventils HV1 mit der Atmosphäre verbunden
ist, was optional über den schon erwähnten Schalldämpfer 9 hinweg
erfolgen kann.
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Selbst
wenn nun das erste Vorsteuerventil VV1 aktiviert werden sollte,
könnte dies wegen im Eingangsabschnitt 16a des
zweiten Steuerkanals 16 fehlendem Druck nicht mehr zu einem
Nachschalten des ersten Hauptventils HV1 führen.
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Da
der vierte Steuerkanal 24 an den Eingangsabschnitt 16a des
zweiten Steuerkanals 16 und mithin auch an den ersten Arbeitsausgang
AA1 des zweiten Hauptventils HV2 angeschlossen ist, wird er ebenfalls
entlüftet, so dass die auf das zweite Hauptventil HV2 einwirkende
zweite Steuerkraft FS2 wegfällt. Somit verfügt
das zweite Hauptventil HV2 auch bei einer Deaktivierung des zweiten
Vorsteuerventils VV2 und dem daraus resultierenden Entfall der ersten
Steuerkraft FS1 nicht mehr über die Möglichkeit,
in seine Grundstellung zurückzuschalten. Der aufgetretene
Fehler ist auf diese Weise fixiert und quasi gespeichert.
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Der
Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 wird
in dem zweiten Fehlerzustand über den ersten Arbeitsausgang
AA1 und den Versorgungseingang VE des ersten Hauptventils HV1 und den
sich anschließenden ersten Versorgungskanal 12 aus
dem Haupteingang 8 mit Druckluft versorgt. Somit liegt
auch an dem ersten Hauptausgang 17 ein pneumatisches Ausgangssignal
an. Da jedoch der zweite Hauptausgang 18 drucklos ist,
fehlt dessen Ausgangssignal, was dazu genutzt werden kann, in der
Hauptstufe 22 von einer Durchführung der regulären
Steuerfunktion abzusehen.
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Bei
beiden Fehlerzuständen kann selbst ein Abfall der Druckversorgung
P am Haupteingang 8 ein Aufheben der Speicherung des aufgetretenen
Fehlers nicht hervorrufen. Dieser Erhalt der Fehlerspeicherung erstreckt
sich auch auf den sich anschließenden Zustand einer neuerlichen
Rückkehr der Druckversorgung. Aufgrund ihrer Ausgestaltung
als Impulsventile verharren die beiden Hauptventile HV1, HV2 in
der momentanen Stellung, wenn sie nicht von einer Steuerkraft beaufschlagt
werden.
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Ausgehend
von einem der beiden geschilderten Fehlerzustände kann
die Steuerventileinrichtung nur durch aktiven Eingriff mittels Aktivierung
der Rückstellventileinrichtung RV wieder in den betriebsbereiten
Ausgangszustand der 2 zurückgesetzt werden.
Die 6 zeigt diesen zurückgesetzten Zustand,
der – was die Schaltstellungen der Hauptventile HV1, HV2
und der Vorsteuerventile VV1, VV2 betrifft – dem betriebsbereiten
Ausgangszustand entspricht, wobei allerdings die Rückstellventileinrichtung
RV die aktivierte Stellung einnimmt.
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Zu
ihrer Aktivierung wird die Rückstellventileinrichtung RV
in der oben schon erwähnten Weise mittels eines Schaltbefehls 7 betätigt.
Aus Sicherheitsgründen, um unautorisierte Rücksetzungen
auszuschließen, kann die Rückstellventileinrichtung
RV durch nicht weiter abgebildete Sicherungsmittel gesichert werden,
beispielsweise ein mechanisches Schloss oder eine mit einem einzugebenden
Geheimcode abgesicherte elektronische Schaltung.
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In
der deaktivierten Stellung der Rückstellventileinrichtung
RV ist der Rückstellkanal 27 drucklos, da er über
den Arbeitsausgang AAR und den Entlüftungsausgang EAR der
Rückstellventileinrichtung RV mit der Atmosphäre
verbunden ist.
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Bei
aktivierter Rückstellventileinrichtung RV wird der Rückstellkanal 27 über
den Arbeitsausgang AAR und den Eingang ER der Rückstellventileinrichtung
RV mit dem dritten Versorgungskanal 14 und somit mit dem
den pneumatischen Betätigungsdruck bereitstellenden Haupteingang 8 verbunden.
Als Folge davon werden über die hierbei selbsttätig öffnenden
Rückschlagventile 31 hinweg der dritte und vierte Steuerkanal 23, 24 mit
Druck beaufschlagt. Die Einspeisung in den dritten beziehungsweise
vierten Steuerkanal 23, 24 erfolgt an der ersten
beziehungsweise zweiten Kanalverbindungsstelle 28, 29,
so dass die jeweils zugeordnete Drosseleinrichtung 32, 33 aufgrund
des durch sie hervorgerufenen Strömungswiderstandes für
einen raschen Druckaufbau innerhalb des jeweiligen zweiten Kanalabschnittes 23b, 24b sorgt.
Ohne eine Drosseleinrichtung 32, 33 könnte
sich in dem aufgrund eines vorausgegangenen Fehlerzustandes drucklosen
dritten oder vierten Steuerkanal 23, 24 der die
zweite Steuerkraft FS2 hervorrufende Umschaltdruck nicht oder nur
stark zeitverzögert aufbauen, weil der besagte drucklose dritte
oder vierte Steuerkanal 23, 24 über den
zweiten Entlüftungsausgang EA2 des jeweils anderen Hauptventils
entlüftet ist, wie dies anhand 4 und 5 erläutert
wurde.
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Allerdings
besteht prinzipiell die Möglichkeit, die pneumatische Rückstellkraft
unabhängig von den dritten und vierten Steuerkanälen 23, 24 auf
die Hauptventile HV1, HV2 aufzubringen, indem man den Rückstellkanal 27 zur
Beaufschlagung von Steuerflächen der Hauptventile HV1,
HV2 heranzieht, die von den zweiten Steuerflächen 3 unabhängig
sind.
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Zweckmäßigerweise
ist die Rückstellung in den betriebsbereiten Ausgangszustand
nur möglich, nachdem zuvor beide Vorsteuerventile VV1,
VV2 deaktiviert worden sind. Solange das gemäß dem ersten
oder zweiten Fehlerzustand aktivierte Vorsteuerventil aktiviert
bleibt, unterliegt das ihm zugeordnete Hauptventil der ersten Steuerkraft
FS1, die aufgrund ihrer dominierenden Wirkung ein Zurückschalten
in die Grundstellung verhindert, auch wenn am zweiten Steuereingang
SE2 die durch die Rückstellvorrichtung RV hervorgerufene
zweite Steuerkraft FS2 angelegt wird.
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Da
die Rückstellventileinrichtung RV eingangsseitig auch an
den Haupteingang 8 angeschlossen ist, wird sie mit dem
gleichen Betriebsdruck versorgt wie die anderen Komponenten der Steuerventileinrichtung 1,
so dass der durch sie den beiden zweiten Steuereingängen
SE2 auferlegbare pneumatische Rückstelldruck gleichhoch
ist wie der im Normalbetrieb für die Erzeugung der zweiten Steuerkraft
FS2 verantwortliche Betriebsdruck.
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Wie
die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, ist die Rückstellventileinrichtung
RV insbesondere so ausgebildet, dass bei ihrer Aktivierung stets
beiden zweiten Steuereingängen SE2 der pneumatische Rückstelldruck
zugeführt wird. Eine selektive Betätigung der
Rückstellventileinrichtung RV in Abhängigkeit
vom Fehlertyp ist somit nicht erforderlich. Die beiderseitige Beaufschlagung
mit einem pneumatischen Rückstelldruck erfolgt überdies
zweckmäßigerweise stets gleichzeitig.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Sicherheitsventileinrichtung 1 mit
Mitteln ausgestattet ist, die eine gewisse Fehlertoleranz bei der
Aktivierung der beiden Vorsteuerventile VV1, VV2 ermöglichen.
Diese Fehlertoleranz sorgt dafür, dass die beiden Vorsteuerventile
VV1, VV2 auch dann noch betätigbar sind, wenn ihre Betätigung
mit einem gewissen zeitlichen Versatz erfolgt, der innerhalb eines
einen Toleranzbereich definierenden Zeitfensters liegt.
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Derartige
Toleranzmaßnahmen können gemäß 1 darin
bestehen, dass an die Eingangsabschnitte 15a, 16a des
ersten und zweiten Steuerkanals 15, 16 im oben
schon erwähnten Sinne je eine strichpunktiert angedeutete
Pufferkammer 34 angeschlossen ist. Die Pufferkammern 34 werden
mit Druckluft gefüllt, wenn bei entsprechender Schaltstellung
der beiden Hauptventile HV1, HV2 eingangsseitig am ersten und zweiten
Steuerkanal 15, 16 Druckluft anliegt. Tritt anschließend
der erste oder zweite Fehlerzustand auf, wird der vom Fehler betroffene
erste oder zweite Steuerkanal 15, 16 über
das zugeordnete Hauptventil HV1, HV2 entlüftet. Aufgrund
des am betroffenen Steuerkanal 15, 16 anliegenden
Puffervolumens wird jedoch gewährleistet, dass der Druckabfall
zeitverzögert stattfindet und der herrschende Druck innerhalb
des erwähnten Zeitfensters noch ausreichend groß ist,
um ein Nachschalten des bis dahin unbetätigten ersten oder
zweiten Hauptventils HV1, HV2 zu ermöglichen.
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Der
gleiche Effekt lässt sich mit der an den jeweiligen zweiten
Entlüftungsausgang EA2 der Hauptventile HV1, HV2 angeschlossenen
Abluftdrosseleinrichtung 36 erzielen. Selbige sorgt dafür,
dass in einem Fehlerfall die Druckluft aus dem betroffenen ersten
beziehungsweise zweiten Steuerkanal 15, 16 nicht
schlagartig abströmt, sondern eine langsame Entlüftung
stattfindet, so dass für einen gewissen Zeitraum noch ein
ausreichend hoher Umschaltdruck zur Verfügung steht.
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Ist
die Abluftdrosseleinrichtung 36 hinsichtlich ihrer Drosselungsintensität
einstellbar, kann der ein reguläres Betätigen
der Sicherheitsventileinrichtung 1 zulassende maximale
Zeitversatz für die Betätigung der beiden Vorsteuerventile
VV1, VV2 variabel vorgegeben werden. Auch über das Volumen
der Pufferkammern 34 kann der Zeitversatz einstellbar sein.
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Alternativ
könnte mindestens eine Drosseleinrichtung 36 auch
in den Verlauf des ersten oder zweiten Verbindungskanals 25, 26 eingeschaltet
werden. Auch in diesem Fall ist gewährleistet, dass ein
in der Grundstellung eines Hauptventils HV1, HV2 einen zweiten Entlüftungsausgang
EA2 des betreffenden Hauptventils HV1, HV2 enthaltender Kanalabschnitt
mit einer Abluftdrosseleinrichtung 36 versehen ist, die
beim Auftreten eines Fehlerzustandes eine verzögerte Entlüftung
des zugeordneten ersten oder zweiten Steuerkanals 15, 16 gewährleistet.
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Die
Pufferkammern 34 und Abluftdrosseleinrichtungen 36 können
sowohl alternativ als auch kumulativ vorhanden sein.
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Ist
das durch eine Pufferkammer 34 und/oder eine Abluftdrosseleinrichtung 36 definierte
Zeitfenster abgelaufen, verbleibt die Sicherheitsventileinrichtung 1 im
momentan aufgetretenen Fehlerzustand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 60027352
T2 [0002]
- - EP 1220993 B1 [0004]