DE1245742B

DE1245742B - Safety circuit of two preferably magnetically operated pilot valves

Info

Publication number: DE1245742B
Application number: DEC29427A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Nill
Original assignee: Concordia Masch & Elekt
Current assignee: Concordia Masch & Elekt
Priority date: 1963-03-20
Filing date: 1963-03-20
Publication date: 1967-07-27

Description

Sicherheitsschaltung zweier vorzugsweise magnetisch betätigter Vorsteuerventile Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung zweier vorzugsweise magnetisch betätigter Vorsteuerventile mit gemeinsamer Vorsteuerdruck-Einlaßleitung und mit getrennten Ausgangsleitungen.Safety circuit of two preferably magnetically operated pilot valves The invention relates to a safety circuit of two, preferably magnetic actuated pilot valves with common pilot pressure inlet line and with separate output lines.

Eine derartige Schaltung zweier Vorsteuerventile ist insbesondere gedacht für eine hydraulische oder pneumatische Pressensteuerung mittels zweier gekoppelter Hauptventile, für die sichergestellt werden soll, daß die Hauptventile jeweils gleiche Arbeitsfunktionen bzw. - bei Störungen überhaupt keine Arbeitsfunktionen ausführen.Such a circuit of two pilot valves is in particular intended for a hydraulic or pneumatic press control by means of two coupled main valves for which it should be ensured that the main valves the same work functions or - in the event of malfunctions, no work functions at all carry out.

Für die Lösung dieser Aufgabe ist es Voraussetzung, daß die beiden Vorsteuerventile jeweils gleiche Ausgangssignale an die Hauptventile liefern. Hierfür rnuß insbesondere sichergestellt werden, daß auch bei Störung oder Ausfall eines der Vorsteuerventile das intakte Vorsteuerventil kein Signal an sein Hauptventil liefert.To solve this problem it is a prerequisite that the two Pilot valves each deliver the same output signals to the main valves. Therefor In particular, it must be ensured that even in the event of a malfunction or failure of a of the pilot valves, the intact pilot valve does not send a signal to its main valve supplies.

Es ist eine Sicherheitsschaltung für zwei synchron arbeitende Hauptventile bekannt, bei der ein Sicherheitsschieber vorgesehen ist, der bei Normalbetrieb und ungestörtem Arbeiten der Hauptventile in seiner Ruhelage bleibt. Erst beim Auftreten von Störungen wird der Sicherheitsschieber durch die Druckdifferenz in den Leitungen der Hauptventile, deren Drücke über Fühlleitungen zu dem Sicherheitsschieber übertragen werden; - ungleich beaufschlagt und dadurch so verschoben, daß er die Zuleitung des Druckmittels zu den Hauptventilen unterbricht. Bei ungestörtem Betrieb der druckmittelbetriebenen Arbeitsvorrichtung, z. B. einer Presse, tritt demnach der Sicherheitsschieber möglicherweise monatelang nicht in Tätigkeit und wird dadurch der Gefahr ausgesetzt, sich infolge einer Verharzung des Schmierfilmes oder auf Grund von Verstaübung festzusetzen. Die durch die Fühlleitungen übertragene Druckdifferenz ist dann nicht mehr imstande, den Schieber aus seiner Ruhestellung in die Warnstellung zu drücken; und damit wird die gesamte Sicherheitsschaltung unwirksam.It is a safety circuit for two main valves that work synchronously known, in which a safety slide is provided that during normal operation and undisturbed operation of the main valves remains in its rest position. Only when it occurs The safety slide is protected from malfunctions by the pressure difference in the lines the main valves, whose pressures are transmitted to the safety slide via sensing lines will; - unevenly acted upon and thereby shifted so that he the supply line interrupts the pressure medium to the main valves. With undisturbed operation of the pressure medium operated Working device, e.g. B. a press, the safety slide may occur not in activity for months and is therefore exposed to the risk of being injured as a result gumming of the lubricating film or due to stagnation. The pressure difference transmitted through the sensing lines is then no longer able to to push the slide from its rest position into the warning position; and with it becomes the entire safety circuit ineffective.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird deshalb bei Vorsteuerventilen mit gemeinsamer Einläßleitung vorgeschlagen, daß in die Vorsteuerdruck-Einlaßleitung zwei Kolbenschieber hintereinander zwischengeschaltet werden, von deren Stirnflächen jeweils eine von einem der Ausgangsdrücke und die andere von einem Gegendruck beaufschlagt wird, wobei die Kolbenschieber bei jedem Schaltvorgang je nach ihrer relativen Stellung die Einlaßleitung sperren oder durchschalten.The object of the invention is to eliminate the disadvantages outlined. According to the invention, therefore, with pilot valves with a common inlet line suggested that two piston valves in a row in the pilot pressure inlet line are interposed, each of whose end faces one of the output pressures and the other is acted upon by a counter pressure, the piston valve Block the inlet line with each switching process depending on their relative position or switch through.

Durch die in Abhängigkeit von den Aüsgangsdrücken erreichbare Sperrung der Einlaßleitung kann sichergestellt werden, daß in diesem Fall die Vorsteuerventile, auch wenn eines oder beide gestört sind, nur das Ausgangssignal Null, d. h. beide gleiche Ausgangssignale, liefern können. .Due to the blocking that can be achieved depending on the outlet pressures the inlet line it can be ensured that in this case the pilot valves, even if one or both are disturbed, only the output signal is zero, i. H. both can deliver the same output signals. .

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Kolbenschieber je eine Steuermulde aufweisen, von denen eine an den Vorsteuerdruckeinlaß und die andere an die zu den Vorsteuerventilen führende Leitung angeschlossen sind, und daß zwischen den beiden Kolbenschiebern zwei Kanäle vorgesehen sind, von denen jeweils einer nur dann die beiden Steuermulden miteinander verbindet, wenn beide Kolbenschieber mit gleichem Anlaßdruck bzw. mit dem Auslaßdruck Null beaufschlagt sind. In diesem Fall kann der Einlaßdruck über die beiden Vorsteuerventile zu den Hauptventilen gelangen und dort die gewünschten gleichsinnigen Arbeitsfunktionen bewirken.In a further embodiment of the invention it can be provided that the piston valves each have a control recess, one of which is connected to the pilot pressure inlet and the other are connected to the line leading to the pilot valves, and that two channels are provided between the two piston valves, one of which only one at a time connects the two control hollows with each other if both The same starting pressure or zero outlet pressure is applied to the piston valve are. In this case, the inlet pressure via the two pilot valves to the Main valves arrive and there the desired work functions in the same direction cause.

Der Erfindung zufolge kann weiterhin als die Kolbenschieber steuernder Gegendruck der Vorsteuerdruck verwendet werden, wobei das Verhältnis der vom Ausgangsdruck beaufschlagten Stirnflächen gegenüber den vom Vorsteuerdruck beaufschlagten Stirnflächen der Kolbenschieber groß gehalten wird. Besonders vorteilhaft ist es aber, wenn statt dessen als Gegendruck für die Kolbenschieber der Atmosphärendruck verwendet wird und die vom Gegendruck beaufschlagten Stirnflächen größer als die vom Auslaßdruck beaufschlagten Flächen gehalten sind, da in diesem Fall keine besondere Möglichkeit zur Druckentlastung der Gegendruckräume vorgesehen werden muß. In diesem Fall kann zur Erzielung einer kurzfristigen, die Kolbenschieber umsteuernden Gegendruckerhöhung vorgesehen werden, daß an die Ausgangsleitung der Vorsteuerventile große Druckspeicherräume angeschlossen sind und die Abblasöffnungen der Vorsteuerventile den Mündungen von zu den Gegendruckräumen führenden Kanälen unmittelbar gegenüberliegen, so daß beim Abblasen der Druckspeicherräume über die Vorsteuerventile in den Gegendruckräumen ein Staudruck entsteht, der die Kolbenschieber umschaltet.According to the invention, it can also be used as a controlling piston Back pressure the pilot pressure can be used, being the ratio of the output pressure applied end faces compared to the end faces acted upon by the pilot pressure the piston valve is kept large. However, it is particularly advantageous if instead of atmospheric pressure is used as the counter pressure for the piston valve and the end faces acted upon by the counterpressure are larger than those of the outlet pressure acted upon surfaces are kept, since in this case no special possibility must be provided for pressure relief of the counterpressure chambers. In this case it can to achieve a short-term increase in counterpressure that reverses the piston valve be provided that at the output line of the pilot valves large pressure storage spaces are connected and the blow-off openings the pilot valves are directly opposite the mouths of the ducts leading to the counter-pressure chambers, so that when the pressure storage chambers are blown off via the pilot valves in the back pressure chambers a dynamic pressure is created which switches the piston valve.

Die großen Druckspeicherräume bieten aber auch unabhängig davon den besonderen Vorteil, daß von ihnen die beim Umschalten der Kolbenschieber kurzfristig auftretenden Druckstöße geschluckt werden, so daß diese Druckstöße noch keine Umschaltung der Hauptventile bewirken können.However, the large pressure storage spaces also offer the particular advantage that of them when switching over the piston valve in the short term occurring pressure surges are swallowed, so that these pressure surges do not switch the main valves can cause.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der.Zeichnung an Hand zweier Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g.1 eine Sicherheitsschaltung zweier Vorsteuerventile, bei der die Stirnseiten der Kolbenschieber jeweils vom Einläß- und Auslaßdruck beaufschlagt sind, Fi.g. 2 eine Sicherheitsschaltung, bei der die Stirnseiten der Kolbenschieber jeweils vom Atmosphärendruck und Auslaßdruck beaufschlagt sind.The subject of the invention is in the drawing on the basis of two embodiments for example shown. F i g.1 shows a safety circuit of two pilot valves, in which the end faces of the piston slide are each acted upon by inlet and outlet pressure are, fig. 2 a safety circuit in which the end faces of the piston slide are each acted upon by atmospheric pressure and outlet pressure.

In F i g.1 sind die magnetisch betätigten Vorsteuer-. ventile 1, 2 bei 3, 4 an die für beide gemeinsame Vorsteuerdruck-Einlaßleitung 5 bis 16 angeschlossen, die im einzelnen aus dem Kanal 5, der Ringnut 6, der Steuermulde 7, den beiden parallelen Kanälen 8 und 9 mit zugehörigen Ringnuten 10 bis 13, der Steuermulde 14, der Ringnut 15 und dem Kanalsystem 16 besteht. Die Vorsteuerventile 1 und 2 weisen getrennte Ausgangsdruckräume 17 bis 19 und 20 bis 22 auf, die jeweils eine der zu den Hauptventilen führenden Leitungen 17, 20, einen Druckspeicherraum 18, 21 und einen Druckraum 19, 22 umfassen. Die Kanäle 23 und 24 münden zur Atmosphäre und dienen als Abblas- oder Entlastungsöffnungen für die Auslaßdruckräume. In die Einlaßleitung sind zwei Kolbenschieber 25 und 26 zwischengeschaltet, deren jeweils größere Stirnfläche 27, 28 -vom Ausgangsdruck des zugeordneten Vorsteuerventils 1 oder 2 beaufschlagt wird. Mit ihren kleineren Stirnflächen 29, 30 ragen die Kolbenschieber in die Gegendruckräume 31, 32, die über die Kanäle 33, 34 an die Vorsteuerdruck-Einlaßleitung 5 angeschlossen sind.In F i g.1 are the magnetically operated pilot control. valves 1, 2 at 3, 4 connected to the pilot pressure inlet line 5 to 16 common to both, those in detail from the channel 5, the annular groove 6, the control trough 7, the two parallel Channels 8 and 9 with associated annular grooves 10 to 13, the control recess 14, the annular groove 15 and the channel system 16 consists. The pilot valves 1 and 2 have separate Outlet pressure chambers 17 to 19 and 20 to 22, each of which is one of the main valves leading lines 17, 20, a pressure storage space 18, 21 and a pressure space 19, 22 include. The channels 23 and 24 open to the atmosphere and serve as blow-off or Relief openings for the outlet pressure chambers. There are two piston valves in the inlet line 25 and 26 are interposed, the respective larger end faces 27, 28 of the output pressure of the assigned pilot valve 1 or 2 is applied. With their smaller ones End faces 29, 30, the piston slide protrude into the counter-pressure chambers 31, 32, the are connected to the pilot pressure inlet line 5 via the channels 33, 34.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: In der gezeigten Grundstellung sperren die Vorsteuerventile 1 und 2 die Ausgangsdruckräume 17 bis 19 und 20 bis 22 gegenüber dem Kanal 16 der Vorsteuerdruck-Einlaßleitung ab. Die Ausgangsdruckräume sind über die Kanäle 23 und 24 druckentlastet: Infolgedessen werden die Kolbenschieber 25, 26 durch -den auf ihe Stirnflächen 29, 30 wirkenden Einlaßdruck in' der gezeigten Stellung gehalten, in der sie durch einen nicht dargestellten Anschlag gesichert sind. In dieser Stellung ist die Vorsteuerdruck-Einlaßleitung vom Kanal s aus über die Steuermulden 7, den Kanal 9 mit den zugehörigen Ringnuten und die Steuermulde 14 bis zum Kanal 16 durchgeschaltet. Werden nun beide Vorsteuerventile betätigt, so bauen sich in beiden Ausgangsdruckräumen 17 bis 19 und 20 bis 22 dem Einlaßdruck gleiche Ausgangsdrücke auf. Da diese Drücke die größeren Stirnflächen 27, 28 der Kolbenschieber 25, 26 beaufschlagen, werden diese beide nach außen hin umgesteuert, wobei dann die Steuermulden 7,14 über den Kanal 8 miteinander in Verbindung kommen, so daß auch in diesem Fall die Vorsteuerdruck-Einlaßleitung bis zu den Vorsteuerventilen bzw. bis zu den Hauptventilen durchgeschaltet ist.The mode of operation of the arrangement is as follows: In the basic position shown, the pilot valves 1 and 2 shut off the outlet pressure chambers 17 to 19 and 20 to 22 with respect to the channel 16 of the pilot pressure inlet line. The outlet pressure chambers are relieved of pressure via the channels 23 and 24: As a result, the piston slides 25, 26 are held in the position shown by the inlet pressure acting on their end faces 29, 30, in which they are secured by a stop (not shown). In this position, the pilot pressure inlet line is connected from channel s via the control troughs 7, the channel 9 with the associated annular grooves and the control trough 14 to the channel 16. If both pilot valves are now actuated, output pressures equal to the inlet pressure build up in both outlet pressure chambers 17 to 19 and 20 to 22. Since these pressures act on the larger end faces 27, 28 of the piston valve 25, 26, these are both reversed outwards, the control troughs 7, 14 then coming into connection with one another via the channel 8, so that in this case too the pilot pressure inlet line is switched through to the pilot valves or the main valves.

Wenn dagegen im Störungsfall nur ein Vorsteuerventil, z. B. das linke, umschaltet, und das rechte in -der dargestellten Stellung verbleibt, dann verschiebt der sich am linken Vorsteuerventil1 aufbauende Ausgangsdruck den linken Kolbenschieber 25 nach außen, während der rechte Kolbenschieber 26 in der gezeigten Stellung verbleibt. In diesem Fall gelangt das Einlaßdruckmedium zwar bis in die Ringnut 12, kann hier aber nicht mehr weiter, da die Steuermulde 14 jetzt die Ringnuten 13 und 15 miteinander verbindet. Damit ist der Einlaßdruck von den Vorsteuerventilen abgesperrt, weshalb jetzt auch das intakte Vorsteuerventil kein zur Umsteuerung des zugehörigen Hauptventils ausreichendes Ausgangssignal liefern kann.If, on the other hand, only one pilot valve, e.g. B. the left, toggles, and the right one remains in the position shown, then shifts the outlet pressure that builds up at the left pilot valve 1 affects the left piston valve 25 to the outside, while the right piston slide 26 remains in the position shown. In this case, the inlet pressure medium reaches the annular groove 12, but can here but not any further, since the control recess 14 now has the annular grooves 13 and 15 together connects. So that the inlet pressure is shut off from the pilot valves, which is why now also the intact pilot valve no for reversing the associated main valve can provide a sufficient output signal.

Allerdings ist das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel nur bedingt einsatzfähig. Um die Kolbenschieber nach außen hin umsteuern zu können, muß das Einlaßmedium zurückdrängbar (kompressibel) sein und der sich im Störungsfall an dem intakten Vorsteuerventil aufbauende Auslaßdruck darf noch nicht zur Umsteuerung des zugehörigen Hauptventils ausreichen. Aus diesen wie auch aus anderen Gründen bietet die Anordnung gemäß F i g. 1 nur eine beschränkte Sicherheit.However, this is shown in FIG. 1 shown embodiment only to a limited extent operational. In order to be able to change the direction of the piston valve to the outside, it has to be done The inlet medium can be pushed back (compressible) and can be used in the event of a malfunction The outlet pressure that builds up the intact pilot valve must not yet be used for reversing of the associated main valve are sufficient. For these as well as other reasons the arrangement according to FIG. 1 only limited security.

Für den praktischen Einsatz ist vor allem das in F i g. 2 gezeigte . Ausführungsbeispiel bestimmt, bei dem im Unterschied zu F i g. 1 die Druckräume 31' und 32' über die Kanäle 33' und 34' mit dem Atmosphärendruck in Verbindung stehen, der jetzt die größeren Stirnflächen 29', 30' der Kolbenschieber 25', 26' beaufschlagt. Die Mündungen .der Kanäle 33', 34' liegen unmittelbar den Abblasöffnungen 23, 24 gegenüber. Hierdurch wird erreicht, daß bei einem Rückschalten der Vorsteuerventile in die gezeigte Stellung, also beim Abschalten des Erregerstroms für die Vorsteuerventile, der über die Auslässe 23, 24 ausströmende Auslaßdruck kurzfristig einen Staudruck in den Gegendruckräumen 31', 32' erzeugt, der die Kolbenschieber 25', 26' jedesmal wieder in die dargestellte Grundstellung zurückschiebt. Im übrigen stimmt die Wirkungsweise der in F i g. 2 gezeigten Anordnung mit der gemäß F i g.1 völlig überein.For practical use, the one shown in FIG. 2 shown . Embodiment determined in which, in contrast to F i g. 1 the pressure rooms 31 'and 32' are in communication with atmospheric pressure via channels 33 'and 34', which now acts on the larger end faces 29 ', 30' of the piston slide 25 ', 26'. The mouths of the channels 33 ', 34' lie directly next to the blow-off openings 23, 24 opposite to. This ensures that when the pilot valves are switched back into the position shown, i.e. when switching off the excitation current for the pilot valves, the outlet pressure flowing out via the outlets 23, 24 briefly creates a dynamic pressure generated in the counter-pressure chambers 31 ', 32', which the piston slide 25 ', 26' each time back into the basic position shown. Otherwise the mode of action is correct the in F i g. The arrangement shown in FIG. 2 is completely the same as that shown in FIG.

Da bei der in F i g. 2 gezeigten Anordnung der Atmosphärendruck als Gegendruck zur Steuerung der Kolbenschieber 25', 26' verwendet ist, vermag eine geringe Erhöhung der Ausgangsdrücke eine Umschaltung der Kolbenschieber und im Störungsfall eine Sperrung der Vorsteuerdruck-Einlaßleitung zu bewirken.Since the in F i g. 2 arrangement of atmospheric pressure as shown Counterpressure is used to control the piston valve 25 ', 26', is capable of a slight increase in outlet pressures, switching of the piston valves and, in the event of a malfunction to cause a blockage of the pilot pressure inlet line.

Deshalb ist es hierbei möglich, die Ausgangsdrücke statt zur direkten Steuerung der Hauptventile zu einer indirekten Steuerung über empfindliche Hilfsschieber zu benutzen. In F i g. 2 sind weiterhin zwei Hilfsschieber 36, 35 dargestellt, von denen der untere 35 in die Hauptsteuerdruckleitung 37, 38, 39, 40 und der obere 36 in "den als Hauptsteuerdruckleitung dienenden Leitungsweg 41, 42, 43, 44 der Hauptventile zwischengeschaltet sind. Die Räume 45, 46 stehen über den Kanal 47 mit der Atmosphäre in Verbindung. Im Störungsfall baut sich ein so kleiner Ausgangsdruck beispielsweise im Auslaßdruckraum 20. bis 22 auf, der zwar zur Umsteuerung des Kolbenschiebers 26', aber nicht zur Umsteuerung des Hilfsschiebers 36 ausreicht, weshalb im Störungsfall auch beide Hauptventile in ihrer Stellung verbleiben. Die Anordnung und Ausbildung der beiden Hilfsschieber 35, 36 sowie die zugehörige Leitungsführung sind nicht Gegenstand der Erfindung.Therefore it is possible to use the outlet pressures instead of the direct ones Control of the main valves for indirect control via sensitive auxiliary slides to use. In Fig. 2 two auxiliary slides 36, 35 are also shown, from those of the lower 35 in the main control pressure line 37, 38, 39, 40 and the upper 36 in "serves as the main control pressure line line path 41, 42, 43, 44 of the Main valves are interposed. The rooms 45, 46 are above the channel 47 in connection with the atmosphere. In the event of a malfunction, such a small outlet pressure builds up for example, in the outlet pressure chamber 20 to 22, which is for reversing the piston valve 26 ', but not sufficient to reverse the auxiliary slide 36, which is why in the event of a fault both main valves also remain in their position. The order and formation of the two auxiliary slides 35, 36 and the associated line routing are not the subject of the invention.

Claims

Claims: 1. Safety circuit of two, preferably magnetic. operated pilot valves with a common pilot pressure introduction conduit and with separate output lines, characterized in that there are (25, 26), which is interposed in the pilot pressure inlet line (5 to 16) has two piston slide, by their end faces in each case one (27,28) of one of the Output pressures and the other (29, 30) is acted upon by a counterpressure, the piston slides blocking or switching through the inlet line (5 to 16) with each switching process depending on their relative position.

2. Safety circuit according to. Claim 1, characterized characterized in that the piston slides (25, 26) each have a control recess (7, 14), of which one (7) to the pilot pressure inlet (5) and the other (14) to the the pilot valves (1, 2) leading line (16) are connected.

3. Safety circuit according to claim 1, characterized in that between the two piston slides (25, 26) two channels (8, 9) are provided, one of which only then the two control troughs (7, 14) connects with each other when both piston slides with the same outlet pressure or both with the outlet pressure zero applied.

4. Safety circuit according to claims 1 to 3, characterized in that as the piston slide (25, 26) controlling back pressure the pilot pressure is used and the ratio of the end faces (27, 28) acted upon by the outlet pressure compared to those of the pilot pressure acted upon end faces (29, 30) is kept large (F i g. 1).

5. Safety circuit according to claims 1 to 3, characterized in that as a counter pressure for the Piston valve (25 ', 26') the atmospheric pressure is used and that of the back pressure acted upon end faces (29 ', 30') larger than those acted upon by the outlet pressure Surfaces (27 ', 28') are held (Fig. 2).

6. Safety circuit according to claim 5, characterized in that the output, leiteng of the pilot valves (1, 2) large pressure ' (18, 21) are connected and the blow-off openings (23, 24). of the pilot valves are directly opposite the mouths of ducts (33 ', 34') leading to the counter-pressure chambers, so that when the pressure storage chambers are blown off via the pilot valves in the counter-pressure chambers (31 ', 32'), a back pressure is created which the piston slide (25 ', 26 ') toggles. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 145 493.