DE102013017076A1 - Safety valve arrangement - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Sicherheitsventilanordnung (1) vorgeschlagen, die zwei unabhängig voneinander betätigbare Ventileinheiten (2, 3) aufweist, an denen zwei Arbeitsanschlüsse (A1, A2) ausgebildet sind, die mit einer fluidbetätigten Antriebseinrichtung (22) verbindbar sind. Die Sicherheitsventilanordnung (1) enthält außerdem einen Speiseanschluss (V) zur Verbindung mit einer externen Druckquelle (P). Die Sicherheitsventilanordnung (1) ist so ausgebildet, dass an dem einen Arbeitsanschluss (A2) nur dann Druck ansteht, wenn beide Ventileinheiten (2, 3) gleichzeitig betätigt sind. Um die hierzu erforderliche fluidische Verschaltung zu erzielen, sind die beiden Ventileinheiten (2, 3) in einem Fügebereich (5) direkt aneinander angebaut und zu einer selbsttragenden Ventilbaugruppe (4) miteinander verbunden, wobei die fluidische Verschaltung der beiden Ventileinheiten (2, 3) durch mindestens eine unmittelbar in dem Fügebereich (5) ausgebildete Kanalverbindung (34, 35) realisiert ist.A safety valve arrangement (1) is proposed, which has two independently operable valve units (2, 3) on which two working ports (A1, A2) are formed, which can be connected to a fluid-actuated drive device (22). The safety valve assembly (1) also includes a feed port (V) for connection to an external pressure source (P). The safety valve arrangement (1) is designed so that pressure is applied to one working connection (A2) only when both valve units (2, 3) are actuated simultaneously. In order to achieve the required fluidic interconnection, the two valve units (2, 3) are mounted directly to one another in a joining region (5) and connected to a self-supporting valve assembly (4), the fluidic interconnection of the two valve units (2, 3) is realized by at least one directly in the joining region (5) formed channel connection (34, 35).
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsventilanordnung, mit einem mit einer externen Druckquelle verbindbaren Speiseanschluss und mit zwei jeweils mit einer fluidbetätigten Antriebseinrichtung verbindbaren ersten und zweiten Arbeitsanschlüssen, ferner mit zwei unabhängig voneinander jeweils wahlweise in eine erste oder eine zweite Schaltstellung schaltbaren Ventileinheiten, die derart fluidisch miteinander verschaltet sind, dass zum einen der erste Arbeitsanschluss unabhängig von der Schaltstellung der zweiten Ventileinheit mit dem Speiseanschluss verbunden ist, wenn die erste Ventileinheit die erste Schaltstellung einnimmt, und zum anderen der zweite Arbeitsanschluss nur dann mit dem Speiseanschluss verbunden ist, wenn beide Ventileinheiten gleichzeitig die zweite Schaltstellung einnehmen.The invention relates to a safety valve arrangement, with a connectable to an external pressure source supply port and two each connectable with a fluid-operated drive means first and second working ports, further with two independently of each other selectively switchable in a first or a second switching position valve units, which interconnects fluidly with each other are that on the one hand, the first working port is connected to the supply port regardless of the switching position of the second valve unit, when the first valve unit occupies the first switching position, and on the other hand, the second working port is connected to the supply port only if both valve units simultaneously the second Assume switching position.
Eine derartige Sicherheitsventilanordnung ist aus der Produktinformation
Aus der
Die
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau und die Herstellung einer Sicherheitsventilanordnung der eingangs genannten Art zu vereinfachen und zugleich kompakte Abmessungen zu ermöglichen.The invention has for its object to simplify the construction and manufacture of a safety valve assembly of the type mentioned and at the same time to allow compact dimensions.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Ventileinheiten in einem Fügebereich direkt aneinander angebaut und zu einer selbsttragenden Ventilbaugruppe miteinander verbunden sind, wobei die fluidische Verschaltung der beiden Ventileinheiten durch mindestens eine unmittelbar in dem Fügebereich ausgebildete Kanalverbindung zwischen Ventilkanälen der beiden Ventileinheiten realisiert ist.To achieve this object, the invention provides that the two valve units are mounted directly to one another in a joining area and connected to a self-supporting valve assembly, wherein the fluidic interconnection of the two valve units is realized by at least one channel connection formed directly in the joining region between valve channels of the two valve units ,
Auf diese Weise wird die angestrebte Sicherheitsfunktion ohne eine zusätzliche Verschaltungsplatte realisiert, indem die beiden Ventileinheiten direkt aneinander angeflanscht sind und für die gewünschte Verschaltung maßgebliche Kanalverbindungen unmittelbar in dem Fügebereich der beiden Ventileinheiten ausgebildet sind. Um die beiden Ventileinheiten sicherheitstechnisch fluidisch miteinander zu verschalten, genügt es, die für die sicherheitstechnische fluidische Verschaltung erforderlichen Ventilkanäle so auszubilden, dass sie an den dem Fügebereich zugeordneten Außenflächen der Ventileinheiten ausmünden und in dem Fügebereich zuordnungsrichtig miteinander kommunizieren. Man erspart sich somit eine gesonderte Ausgestaltung einer zusätzlichen Verschaltungsplatte, was sowohl den Herstellungsaufwand als auch das Bauvolumen der Sicherheitsventilanordnung minimiert.In this way, the desired safety function is realized without an additional circuit board by the two valve units are flanged directly to each other and for the desired interconnection relevant channel connections are formed directly in the joining region of the two valve units. In order to interconnect the two valve units with one another in terms of safety, it is sufficient to design the valve channels required for the safety-related fluidic connection such that they open out at the outer surfaces of the valve units assigned to the joining region and communicate with each other in the joining region. This saves a separate configuration of an additional circuit board, which minimizes both the production costs and the overall volume of the safety valve arrangement.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Zur Realisierung der fluidischen Verschaltung der beiden Ventileinheiten sind in dem Fügebereich zweckmäßigerweise zwei voneinander unabhängige Kanalverbindungen ausgebildet.To realize the fluidic connection of the two valve units, two independent channel connections are expediently formed in the joining region.
Vorzugsweise umfasst jede Kanalverbindung zwei in dem Fügebereich miteinander kommunizierende Ventilkanäle, von denen der eine Ventilkanal zur ersten Ventileinheit und der andere Ventilkanal zur zweiten Ventileinheit gehört. Jeder Ventilkanal ist durch die zugeordnete Ventileinheit steuerbar, indem er wahlweise absperrbar oder freigebbar ist. Die Kanalverbindung selbst ist dauerhaft offen.Preferably, each channel connection comprises two valve channels communicating with one another in the joining region, of which the one valve channel belongs to the first valve unit and the other valve channel to the second valve unit. Each valve channel is controllable by the associated valve unit by being selectively lockable or releasable. The channel connection itself is permanently open.
Vorzugsweise ist jede Ventileinheit mit einem Ventilgehäuse ausgestattet, wobei die beiden Ventileinheiten in dem Fügebereich mit einander zugewandten Verbindungs-Außenflächen ihrer Ventilgehäuse aneinander angesetzt sind. Die zur jeweils gleichen Kanalverbindung gehörenden Ventilkanäle der beiden Ventileinheiten münden zur Verbindungs-Außenfläche des zugeordneten Ventilgehäuses aus und kommunizieren miteinander in einer Übergangszone des Fügebereiches, die zur Atmosphäre hin abgedichtet ist. Zur Abdichtung der Übergangszone ist selbige zweckmäßigerweise von einer in dem Fügebereich angeordneten Dichtung umrahmt. Die Dichtung ist insbesondere eine bezüglich der Ventileinheiten separate Komponente, die beim Zusammenbau der Ventileinheiten in den Fügebereich eingelegt wird. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, die Dichtung mit einer Ventileinheit als Baueinheit zusammenzufassen und beispielsweise durch Spritzgießen an der Verbindungs-Außenfläche eines Ventilgehäuses anzubringen.Preferably, each valve unit is equipped with a valve housing, wherein the two valve units are attached to each other in the joint area with mutually facing connection outer surfaces of their valve housing. The valve channels belonging to the same channel connection of the two valve units open to the connection outer surface of the associated valve housing and communicate with each other in a transition zone of the joining region, which is sealed to the atmosphere. To seal the transition zone selbige is suitably framed by a arranged in the joining region seal. The seal is in particular a separate component with respect to the valve units, which is inserted in the assembly area of the valve units. Alternatively, however, it is also possible to combine the seal with a valve unit as a structural unit and to attach, for example, by injection molding on the connection outer surface of a valve housing.
In dem Fügebereich sind zweckmäßigerweise mehrere von jeweils einer Dichtung umrahmte Übergangszonen vorhanden. Die zur Abdichtung der mehreren Übergangszonen dienenden mehreren Dichtungen sind entweder gesondert voneinander ausgebildet oder in einer einstückigen Dichtungseinheit zusammengefasst.In the joining region, a plurality of transition zones framed by a respective seal are expediently present. The multiple seals used to seal the plurality of transition zones are either formed separately from each other or grouped together in a unitary seal unit.
Vorzugsweise ist im Bereich jeder Übergangszone in der Verbindungs-Außenfläche mindestens eines und bevorzugt jedes Ventilgehäuses eine Vertiefung ausgebildet, in die eine Dichtung eingreift. Sind beide Verbindungs-Außenflächen mit einer Vertiefung versehen, taucht die Dichtung in jede Vertiefung mit einem Teil ihres Querschnittes ein.Preferably, in the region of each transition zone in the connection outer surface of at least one and preferably each valve housing, a depression is formed in which a seal engages. If both outer surfaces of the connection are provided with a depression, the gasket penetrates into each depression with a part of its cross section.
Die beiden Ventileinheiten haben zweckmäßigerweise jeweils eine Längsgestalt und sind in dem Fügebereich längsseits aneinander angesetzt.The two valve units have expediently each have a longitudinal shape and are attached alongside one another in the joining region.
Zur Bildung der selbsttragenden Ventilbaugruppe sind die beiden Ventileinheiten zweckmäßigerweise miteinander verschraubt. Die Schraubverbindung enthält zweckmäßigerweise eine oder mehrere Befestigungsschrauben, die durch eine der Ventileinheiten hindurchgesteckt sind und in die jeweils andere Ventileinheit eingeschraubt sind, wobei sie sich an der erstgenannten Ventileinheit mit einem Schraubenkopf abstützen.To form the self-supporting valve assembly, the two valve units are expediently screwed together. The screw conveniently contains one or more fastening screws, which are inserted through one of the valve units and are screwed into the respective other valve unit, wherein they are supported on the first-mentioned valve unit with a screw head.
Vorzugsweise sind beide Ventileinheiten elektrisch betätigbar ausgebildet. Als besonders vorteilhaft wird eine elektro-fluidisch und dabei insbesondere elektro-pneumatisch vorgesteuerte Bauart angesehen. Jede derart vorgesteuert ausgebildete Ventileinheit enthält zweckmäßigerweise ein die Verbindung zwischen den diversen Anschlüssen steuerndes Hauptventil und eine zur Betätigung des Hauptventils dienende, elektrisch betätigbare Vorsteuerventileinrichtung.Preferably, both valve units are designed to be electrically actuated. Particularly advantageous is considered an electro-fluidic and in particular electro-pneumatically piloted type. Each such pilot-operated valve unit expediently contains a main valve which controls the connection between the various connections and an electrically actuatable pilot valve device which serves to actuate the main valve.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Sicherheitsventilanordnung unter Verwendung zweier Ventileinheiten aufgebaut ist, bei denen es sich jeweils um ein 5/2-Wegeventil handelt. Jede Ventileinheit ist so ausgebildet, dass sie in einer ersten Schaltstellung einen ersten Ventilanschluss mit einem zweiten Ventilanschluss und zugleich einen vierten Ventilanschluss mit einem fünften Ventilanschluss verbindet, wobei ein dritter Ventilanschluss von den anderen vier Ventilanschlüssen abgetrennt ist. Außerdem ist in einer zweiten Schaltstellung jeder Ventileinheit deren erster Ventilanschluss mit dem vierten Ventilanschluss und zugleich der zweite Ventilanschluss mit dem dritten Ventilanschluss verbunden, wobei der fünfte Ventilanschluss von den anderen vier Ventilanschlüssen abgetrennt ist. Innerhalb jeder Ventileinheit sind die Ventilkanäle so geführt, dass in dem Fügebereich zwischen den beiden Ventileinheiten mittels einer ersten Kanalverbindung eine ständige Fluidverbindung zwischen dem vierten Ventilanschluss der ersten Ventileinheit und dem ersten Ventilanschluss der zweiten Ventileinheit hergestellt ist, während mittels einer zweiten Kanalverbindung eine ständige Fluidverbindung zwischen dem dritten Ventilanschluss der ersten Ventileinheit und dem zweiten Ventilanschluss der zweiten Ventileinheit hergestellt ist. Der erste Ventilanschluss der ersten Ventileinheit wird als Speiseanschluss genutzt, während der zweite Ventilanschluss der ersten Ventileinheit und der vierte Ventilanschluss der zweiten Ventileinheit jeweils als einer der beiden Arbeitsanschlüsse genutzt werden. Sowohl der fünfte Ventilanschluss der ersten Ventileinheit als auch der dritte Ventilanschluss und der fünfte Ventilanschluss der zweiten Ventileinheit werden als Entlastungsanschluss genutzt, der ständig mit der Atmosphäre kommuniziert und bei dem es sich um einen Entlüftungsanschluss handelt, wenn die Sicherheitsventilanordnung mit Druckluft betrieben wird.It is considered to be particularly advantageous if the safety valve arrangement is constructed using two valve units, which are each a 5/2-way valve. Each valve unit is designed such that in a first switching position it connects a first valve connection with a second valve connection and at the same time a fourth valve connection with a fifth valve connection, wherein a third valve connection is separated from the other four valve connections. In addition, in a second switching position of each valve unit whose first valve port is connected to the fourth valve port and at the same time the second valve port to the third valve port, wherein the fifth valve port is separated from the other four valve ports. Within each valve unit, the valve channels are guided so that in the joining region between the two valve units by means of a first channel connection, a permanent fluid connection between the fourth valve port of the first valve unit and the first valve port of the second valve unit is made while using a second channel connection a permanent fluid connection between the third valve port of the first valve unit and the second valve port of the second valve unit is made. The first valve port of the first valve unit is used as a feed connection, while the second valve port of the first valve unit and the fourth valve port of the second valve unit are each used as one of the two working ports. Both the fifth valve port of the first valve unit and the third valve port and the fifth valve port of the second valve unit are used as a discharge port which communicates continuously with the atmosphere and which is a vent port when the safety valve assembly is operated with compressed air.
Jede Ventileinheit ist zweckmäßigerweise mit einem zu ihrer Betätigung dienenden eigenen Betätigungsschalter verbunden, der beispielsweise elektronisch gesteuert betätigbar ist, insbesondere durch eine elektronische Steuereinrichtung, oder bei dem es sich um einen Handschalter handelt. Nur wenn beide Betätigungsschalter betätigt sind, ist der zweite Arbeitsanschluss mit dem Speiseanschluss verbunden und zweckmäßigerweise zugleich der erste Arbeitsanschluss druckentlastet bzw. entlüftet.Each valve unit is expediently connected to a separate operating switch serving for its actuation, which can be actuated, for example, electronically controlled, in particular by an electronic control device or in which it is a manual switch. Only when both actuation switches are actuated, the second working port is connected to the feed port and expediently at the same time the first working port pressure relieved or vented.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn jede Ventileinheit mit Diagnosemitteln zu ihrer Funktionsüberwachung ausgestattet ist. Bevorzugt enthält jede Ventileinheit Schaltstellungs-Überwachungsmittel, die die Schaltstellung der betreffenden Ventileinheit überwachen. Dies erfolgt unabhängig voneinander. Auf diese Weise kann während des Einsatzes der Sicherheitsventilanordnung überwacht werden, ob bei entsprechender Betätigung die jeweilige Ventileinheit auch tatsächlich umgeschaltet hat. It is also advantageous if each valve unit is equipped with diagnostic means for their function monitoring. Preferably, each valve unit contains switching position monitoring means which monitor the switching position of the respective valve unit. This is done independently. In this way, it can be monitored during the use of the safety valve arrangement, whether with appropriate actuation, the respective valve unit has actually switched.
Die beiden Arbeitsanschlüsse der Sicherheitsventilanordnung sind bei einer bevorzugten Ausgestaltung an jeweils eine von zwei Arbeitskammern eines doppeltwirkenden fluidbetätigten Linearantriebes oder Drehantriebes angeschlossen, die von einem beweglichen Antriebskolben des Linear- oder Drehantriebes voneinander abgeteilt sind und deren gesteuerte Fluidbeaufschlagung zur Folge hat, dass sich der Antriebskolben in entweder der einen oder der anderen Richtung bewegt. Der fluidbetätigte Linearantrieb oder Drehanrieb, der zu einer fluidbetätigten Antriebseinrichtung gehört, ist insbesondere Bestandteil einer Presse, wobei durch ihn ein Pressenstempel zwecks Schließen oder Öffnen der Presse antreibbar ist.The two working ports of the safety valve assembly are connected in a preferred embodiment to each one of two working chambers of a double-acting fluid-operated linear drive or rotary drive, which are separated from each other by a movable drive piston of the linear or rotary drive and whose controlled fluid loading has the consequence that the drive piston in either one way or the other moves. The fluid-actuated linear drive or rotary drive, which belongs to a fluid-actuated drive device, is in particular part of a press, a press ram being drivable by it for the purpose of closing or opening the press.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer
Jede Ventileinheit
Die beiden Ventileinheiten
Um die Ventileinheiten
Vorzugsweise sind die Befestigungsmittel
Exemplarisch enthalten die Schraubbefestigungsmittel
Die beiden Ventileinheiten
Jede Ventileinheit
Vorzugsweise ist jede Ventileinheit
Beim Ausführungsbeispiel wird der jeweilige Schaltzustand der Ventileinheiten
Im unbetätigten Zustand eines Betätigungsschalters
Konkret wird der jeweilige Schaltzustand jeder Ventileinheit
In als solches bekannter Weise enthält jedes Hauptventil
Bei den vorgesteuerten Ventileinheiten
Jede der bevorzugt über eine 5/2-Ventilfunktionalität verfügenden Ventileinheiten
Befindet sich eine Ventileinheit
Von diesen diversen Ventilanschlüssen fungiert der erste Ventilanschluss
Der zweite Ventilanschluss
Die fluidbetätigte Antriebseinrichtung
Der Antriebskolben
Der fünfte Ventilanschluss
Exemplarisch kommunizieren alle drei Entlastungsanschlüsse E über je einen gesonderten Ventilkanal mit der Atmosphäre R. Allerdings besteht die Möglichkeit, wenigstens zwei Entlastungsanschlüsse E über einen gemeinsamen Ventilkanal mit der Atmosphäre zu verbinden, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, eine gemeinsame Druckentlastung der beiden Entlastungsanschlüsse E der zweiten Ventileinheit
Um eine besondere fluidtechnische Sicherheitsschaltung zu erzielen, sind gewisse Ventilanschlüsse der beiden Ventileinheiten
Jede Kanalverbindung
Die beiden Kanalverbindungen
Jede Kanalverbindung
Die genannten ersten und zweiten Ventilkanäle
Die erwähnte Abdichtung resultiert zweckmäßigerweise daraus, dass in dem Fügebereich
Die erste Übergangszone
Beim Ausführungsbeispiel ist jeder der beiden Übergangszonen
Zur optimalen Fixierung der Dichtungen
Nicht illustriert ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem im Bereich jeder Kanalverbindung
Wenn im Betrieb der Sicherheitsventilanordnung
Wird ausgehend von dem in
Wird beispielsweise nur die zweite Ventileinheit
Wird ausgehend von dem unbetätigten Betriebszustand der
Der zweite Arbeitsanschluss A2 und mithin die zweite Antriebskammer
Man kann also sagen, dass der erste Arbeitsanschluss A1 unabhängig von der Schaltstellung der zweiten Ventileinheit
Um eine Ausfahrbewegung
Die Fluidversorgung des zweiten Arbeitsanschlusses A2 resultiert in dem betätigten Betriebszustand der
Der zweite Arbeitsanschluss A2 ist also nur dann mit dem Speiseanschluss V verbunden, wenn beide Ventileinheiten
Die geschilderte Kanalverschaltung der beiden Ventileinheiten
Zweckmäßigerweise ist jede der beiden Ventileinheiten
Die Diagnosemittel
Exemplarisch sind die Schaltstellungs-Überwachungsmittel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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