DE1249040B

DE1249040B - Dreiwege-Doppelventil in Sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE1249040B
Application number: DE1963C0031649
Authority: DE
Inventors: Rudolf Nill
Original assignee: Concordia Masch & Elekt
Current assignee: Concordia Masch & Elekt
Priority date: 1963-12-11
Filing date: 1963-12-11
Publication date: 1967-08-31

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche KL: 47 g-29

Nummer: 1 249 040

Aktenzeichen: C 31649 XII/47 g

Anmeldetag: 11. Dezember 1963

Auslegetag: 31. August 1967

Die Erfindung betrifft ein Dreiwege-Doppelventil, welches aus zwei mit je einem Sicherheitsabsperrventil verbundenen Dreiwege-Hauptsteuerventilen besteht, die jeweils an den gleichen Verbraucherdruckraum angeschlossen sind und über Vorzugsweise elektromagnetisch gesteuerte, vor jedem Hauptsteuerventil angeordnete Hilfsventile, über Hilfssteuerleitungen und je einen Servokolben durch das zu steuernde Druckmittel betätigt werden, und bei dem eine Verbindung der Ventilkammern der Sicherheitsventile untereinander zum Zwecke der Druckentleerung der Hauptsteuerleitungen besteht.

Bei solchen bekannten Ventilen ist ein großer Bauaufwand nötig, um die gewünschte Sicherheitsfunktion des Doppelventils zu erhalten. Es sind näm- lieh dort zwei mit den Hauptsteuerventilen verbundene, als Schieber ausgebildete Sicherheitsventile nötig, die über entsprechende Ventilkammern und Verbindungsleitungen die Gewähr dafür geben, daß beim Fehlen des Synchronismus während der Betätigung der Hauptsteuerventile die Druckluftzufuhr zum Arbeitskolben abgeschaltet wird, was beispielsweise bei Pressensteuerungen notwendig ist, um sowohl die Presse vor Beschädigungen als auch insbesondere das Bedienungspersonal vor Verletzungen zu bewahren, die durch Defekte in der Pressenstcuerung hervorgerufen werden können.

Dieser verhältnismäßig große Bauaufwand bei den bekannten Ventilausführungsformen bedingt, da die Sicherheitsschieber fest an den Schiebern für die Hauplsteuerventile angeordnet sind, eine verhältnismäßig große Bauhöhe des Ventils, die den Einsatz der bekannten Ventile nicht in allen Fällen möglich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Sicherheitsfunktion ein solches Ventil zu schaffen, das möglichst einfach und billig in seinem Aufbau ist und vor allem auch eine geringere Bauhöhe aufweist als die bekannten Ventile.

Die Erfindung besteht darin, daß für jedes Haupt-Steuerventil nur je ein Dreiwege-Sicherheitsabsperrventil vorgesehen ist und an eine Ventilkammer des einen Sichcrheitsabsperrventils eine Leckleitung und an eine Ventilkammer des anderen Sicherheitsabsperrventils die Einlaßleitung mit mindestens einer darin angeordneten, an sich bekannten Drossel oder Blende angeschlossen ist, deren freier Durchtrittsquerschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Leckleitung, sowie daß die Hauptsteuerventile durch Federn in ihre den Verbraucher abschaltende und eine Druckkammer entleerende Stellung gedrückt werden.

Dreiwege-Doppelventil in Sicherheitsschaltung-Anmelder:
CONCORDIA

Maschinen- und Elektrizitätsgesellschaft m. b. H., Stuttgart 13, Talstr. 41

Als Erfinder benannt:

Rudolf NiIl, Faurndau bei Göppingen

Durch diese Ausgestaltung wird der Vordruck in der Einlaßleitung so gedrosselt, daß einerseits bei betätigten Hilfsventilen der Druck ausreicht, um die Hauptsteuerventile zu betätigen, daß sich aber andererseits der Vordruck bei einer Störung über die von den Sicherheitsabsperrventilen gesteuerte Leckleitung entspannen kann. Dadurch kann sich zwischen der Drossel oder Blende und der offenen Leckleitung kein ausreichender Überdruck aufbauen, um die Hauptsteuerventile zu betätigen. Die gewünschte Sicherheitsfunktion des neuen Ventils ist damit gewährleistet. Gleichzeitig wird aber eine entscheidende Verringerung der Bauhöhe des neuen Ventils und damit auch eine bedeutende Vereinfachung im Aufbau erzielt, weil die bei den bekannten Sicherheitsventilen vorgesehenen oberen Sicherheitsabsperrventile sowie ihre Steuerkammern und die entsprechenden Schieberteile einschließlich der dazu gehörigen Leitungen entfallen können.

Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Sicherheitsabsperrventile und auch die Hauptsteuerventile als Flachsitzventile ausgebildet sind, die zweckmäßig hintereinander in die Zuführleitung zum Verbraucherdruckraum eingeschaltet sind, weil damit einmal eine weitere Vereinfachung der Ausgestaltung und eine Verkleinerung der Bauhöhe des neuen Ventils erreicht wird und außerdem das Ventil auf diese Weise auch zur Steuerung ölfreier Medien verwendbar ist.

Schließlich kann auch in den Fällen, wo zwei Doppelventile in bekannter Weise miteinander gekoppelt werden sollen, wie es beispielsweise zur Koppelung der Steuerventile einer Kupplung und einer Bremse einer Presse vorteilhaft ist, eine bedeutende Vereinfachung des Aufbaues der Ventilsteuerung und eine Verringerung ihrer Abmessungen erreicht werden, wenn die in an sich bekannter Weise nebeneinander angeordneten zwei Dreiwege-Doppelventile untereinander nur durch die über die

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Drossel an die Einlaßleitung angeschlossene Speise- Speiseleitung 26 die zu den elektromagnetisch be-

leitung verbunden sind. tätigten Hilfsventilen 29, 29' führenden Leitungen

In der Zeichnung ist ein Dreiwege-Doppelventil 30, 30' ab. Bei nicht erregten Hilfsventilen 29, 29'

gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel werden die Leitungen 30, 30' durch die auf den

in einem Längsschnitt dargestellt. 5 Ventilsitzen 31, 31' aufsitzenden Anker 32, 32' ab-

In dem Gehäuse 1 sind parallel nebeneinander- geschlossen und die von den Ventilräumen 33, 33' liegend die beiden Dreiwege-Hauptsteuerventile 2, 2' nach außen führenden Leitungen 34, 34', die von angeordnet, die je ein oberes Verschlußstück 3, 3', den Ventilsitzen 35, 35' ausgehen, freigegeben. Von ein unteres Verschlußstück 4, 4', einen über dem den Ventilräumen 33, 33' führen Leitungen 36, 36' oberen Verschlußstück 3, 3' angeordneten Servo- ίο zu den Servokolbenräumen 17,17' über den Servokolben 5, 5' und unter dem unteren Verschluß- kolben 5, 5' der Hauptsteuerventile 2, 2'. stück 4, 4' angeordnete, kraftschlüssig durch die Wie mit gestrichelten Linien angedeutet, kann Stangen 6, 6' mit den Hauptsteuerventilen ver- neben das Gehäuse 1 ein zweites Gehäuse 1' gesetzt bundene Dreiwege-Sicherheitsabsperrventile 7, 7' mit werden, das ein zweites Dreiwege-Doppelventil in den Verschlußstücken 8, 8' aufweisen. Die oberen 15 Sicherheitsschaltung enthält. Die Leitung 21 und die Verschlußstücke 3,3' der Hauptsteuerventile 2,2' Speiseleitung 26 müssen dann entsprechend verliegen über den oberen Hauptventilsitzen 9, 9' der längert werden. Wie ferner mit gestrichelten Linien oberen Hauptventilkammern 10, 10', und die unteren angedeutet, kann die Speiseleitung 26 mit der Leitung Verschlußstiicke 4, 4' liegen in den unteren Haupt- 21 durch eine Leitung 37 verbunden sein, in der ein ventilkammern 11,11' und werden durch Druck- 10 Rückschlagventil 38 angeordnet ist. federn 12, 12' gegen die unteren Hauptventilsitze 13, Die Wirkungsweise des Dreiwege-Doppelventils in 13' der oberen Hauptventilkammern 10,10' gedrückt. Sicherheitsschaltung ergibt sich wie folgt: Durch die Druckfedern 12, 12' werden auch Bei nicht erregten Hilfsventilen 29,29' und wenn die Verschlußstücke 8, 8' der Sicherheitsabsperr- sich die Hauptsteuerventile 2, 2' mit den Sicherheitsventile?, 7', die in den unteren Sicherheitsabsperr- 25 absperrventil 7, T in der gezeigten Stellung beventilkammern 14, 14' liegen, gegen die oberen finden, steht das Druckmittel mit Vordruck in der Sicherheitsabsperrventilsitze 15, 15' gedrückt, so daß Einlaßleitung 22 und in der unteren Hauptventildie Versclilußstücke 8, 8' die oberhalb gelegenen kammer 11, wo ihm ein weiteres Vordringen durch oberen Sicherheitsabsperrventilkammern 16,16' ab- das am unteren Hauptventilsitz 13 anliegende untere sperren, Die oberen Verschlußstücke 3, 3' der Haupt- 30 Verschlußstück 4 versperrt ist. Dagegen kann das steuerventile 2, 2' liegen mit den Servokolben 5, 5' in Druckmittel über die von der Einlaßleitung 22 ab-Servokolbenräumen 17, 17', die einen größeren zweigende Speiseleitung 26 an der Drosselstelle 28 Durchmesser aufweisen als die Verschlußstücke 3, 3' vorbei in die Leitungen 30, 30', in die untere Sicherund 4, 4'. Die Verschlußstücke 8, 8' der Sicherheits- heitsabsperrventilkammer 14' und über die Leitung absperrventile 7,7' haben wiederum einen kleineren 35 ²^ '» die obere Sicherheitsabsperrventilkammer 16 Durchmesser als die Verschlußstücke 3, 3' und 4, 4'. wandern, wo der weitere Weg durch das Verschluß-Über den oberen Hauptventilsitzen 9, 9' der Haupt- stück 8 abgesperrt ist. Das Druckmittel kann somit steuerventile 2, 2' sind die Servokolbenräume 17, 17' nicht zum Arbeitszylinder gelangen, der sich über untereinander durch die Leitung 18 verbunden, und die Leitung 21, die obere Hauptventilkammer 10', der Servokolbenraum 17 ist an die Auslaßleitung 19 40 den Servokolbenraum 17', die Leitung 18 und den angeschlossen. Während die obere Hauptventil- Servokolben 17 in die Auslaßleitung 19 entspannt, kammer 10 des Hauptsteuerventils 2 mit der unteren Ebenso ist die untere Hauptventilkammer 1Γ, die Hauptventilkammer 11' des Hauptsteuerventils 2' Leitung 20 und die obere Hauptventilkammer 10 durch die Leitung 20 verbunden ist, steht die obere nach der Auslaßleitung 19 hin entspannt. Hauptventilkammer 10' des Hauptsteuerventils 2' 45 Werden nun die beiden Hilfsventil 29, 29' erregt, über die Leitung 21 mit dem nicht dargestellten legen sich die Anker 32, 32' an die Ventilsitze 33, 33' Arbeitszylinder in Verbindung. An die untere an und sperren die Leitungen 34,34'. Das Druck-Hauptventilkammer 11 des Hauptsteuerventils 2 ist mittel kann so aus der Speiseleitung 26 durch die die Einlaßleitung 22 angeschlossen. Leitungen 30, 30' an den Ventilsitzen 31, 31' vorbei

Bei den Sicherheitsabsperrventilen 7, T sind die 50 in die Ventilräume 33,33' gelangen und von dort Ventilkammern miteinander durch die über Kreuz über die Leitungen 36, 36' in die Servokolbenräume liegenden Leitungen 23, 24 miteinander verbunden. 17, 17' über den Servokolben 5, 5' strömen. Über Dabei führt die Leitung 23 von der unteren Sicher- die Servokolben 5, 5' werden dann gegen die heitsabsperrventilkammer 14' zur oberen Sicherheits- Wirkung der Druckfedern 12,12' die Hauptsteuerabsperrventilkammer 16 und die Leitung 24 von der 55 ventile 2, 2' mit den Sicherheitsabsperrventilen 7, 7' oberen Sicherheitsabsperrventilkammer 16' zur unte- nach abwärts gedrückt, so daß die oberen Verschlußren Sicherheitsabsperrventilkammer 14. An diese stücke 3, 3' sich an die oberen Hauptventilsitze 9, 9' Sicherheitsabsperrventilkammer 14 ist außerdem die anlegen, die unteren Verschlußstücke 4, 4' sich von Leckleitung 25 angeschlossen, und an die untere den unteren Hauptventilsitzen 13,13' entfernen und Sicherheitsabsperrventilkammer 14' ist die von der 60 außerdem die Verschlußstücke 8, 8' der Sicherheits-Einlaßleitung 22 abzweigende Speiseleitung 26 ange- absperrventile 7, T sich auf die unteren Sicherheitsschlossen. In der Speiseleitung 26 ist die durch die absperrventilsitze 39, 39' legen. Die zum Arbeits-Drosselschraube 27 verstellbare Drosselstelle 28 vor- zyliner führende Leitung 21 wird dadurch von der gesehen. Der Drosselquerschnitt ist kleiner als der Auslaßleitung 19 abgesperrt, und auch die Leck-Querschnitt der Speiseleitung 26 und der Leck- 65 leitung 25 wird von der Speiseleitung 26 getrennt, leitung 25. Dagegen gelangt das Druckmittel über die Einlaß-

Zwischen der Drosselstelle 28 und der unteren leitung 22, über die untere und obere Hauptventil-Sicherheitsabsperrventilkammer 14' zweigen von der kammer 11 und 10 des Hauptsteuerventils 2, über

Claims

die Leitung 20 und über die untere und obere Hauptventilkammer 11' und 10' des Hauptsteuerventils 2' in die zum Arbeitszylinder führende Leitung 21. Ist nun durch irgendeine Störung eines der beiden Hauptsteuerventile 2, 2' mit den daran festen Sicherheitsabsperrventilen 7, 7' hängengeblieben und nicht nach abwärts gegangen, kann das Druckmittel durch eines der Sicherheitsabsperrventile 7, 7' hindurch nach der Leckleitung 25 hin entweichen. Dieser Vorgang wird nachfolgend für den Fall beschrieben, daß das Hauptsteuerventil 2 hängengeblieben ist und in der in der Zeichnung dargestellten Stellung stehenbleibt. Das Druckmittel in der Speiseleitung 26 gelangt durch die untere und die obere Sicherheitsabsperrventilkammer 14' und 16' über die Leitung 24 in die untere Sicherheitsabsperrventilkammer 14 und von dort, da das Verschlußstück 8 nicht am Ventilsitz 39 anliegt, in die Leckleitung 25. Da durch die Drosselstelle 28 weniger Druckmittel zufließen ao kann, als aus der Leckleitung 25 abfließen kann, bildet sich im Ventilsystem kein genügend großer Überdruck aus, so daß das Hauptsteuerventil 2' durch die Druckfeder 12' wieder in seine gezeichnete Ausgangslage zurückgedrückt wird. Wenn sich nun wieder ein kleiner Überdruck ausbilden sollte, genügt schon eine sehr kleine Abwärtsbewegung des Hauptsteuerventils 2, um dem Druckmittel den Weg nach der Leckleitung 25 freizugeben. Praktisch ist damit die Tätigkeit des Arbeitszylinders lahmgelegt. Umgekehrt wird die gleiche Wirkung erreicht, wenn das Hauptsteuerventil 2' aus irgendwelchen Gründen in der gezeichneten Stellung hängenbleibt. Um beim Umsteuern Leckverluste zu vermeiden, sind an den Verschlußstücken 3, 4 des Hauptsteuerventils 2 Vorventile 40, 41 angeordnet, die als zylindrische Ansätze ausgebildet sind und deren Durchmesser wenig kleiner als der Durchmesser der Hauptventilkammer 10 ist. Geht das Hauptsteuerventil aus der gezeichneten Stellung nach unten, schließt das Vorventil 41 einen Übertritt des Druckmittels von der unteren Hauptventilkammer 11 in die Hauptventilkammer 10 zunächst aus. Ist unterdessen das Vorventil 40 in die Hauptventilkammer 10 eingetreten, kann niemals ein freier Übertritt des Druckmittels von der Einlaßleitung 22 zur Auslaßleitung 19 stattfinden. Patentansprüche:

1. Dreiwege-Doppelventil, welches aus zwei mit je einem Sicherheitsabsperrventil verbundenen Dreiwege-Hauptsteuerventilen besteht, die jeweils an den gleichen Verbraucherdruckraum angeschlossen sind und über vorzugsweise elektromagnetisch gesteuerte, vor jedem Hauptsteuerventil angeordnete Hilfsventile, über Hilfs-Steuerleitungen und je einem Servokolben durch das zu steuernde Druckmittel betätigt werden, und bei dem eine Verbindung der Ventilkammern der Sicherheitsventile untereinander zum Zweck der Druckentleerung der Haupt-Steuerleitungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Hauptsteuerventil (2, 2') nur je ein Dreiwege-Sicherheitsabsperrventil (7, 7') vorgesehen ist und an eine Ventilkammer (14) des einen Sicherheitsabsperrventils (7) eine Leckleitung

(25) und an eine Ventilkammer (14') des anderen Sicherheitsabsperrventil (7') die Einlaßleitung (22,26) mit mindestens einer darin angeordneten, an sich bekannten Drossel oder Blende (27) angeschlossen ist, deren freier Durchtrittsquerschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Leckleitung (25), sowie daß die Hauptsteuerventile durch Federn (12, 12') in ihre den Verbraucher abschaltende und seine Druckkammer entleerende Stellung gedrückt werden.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel oder Blende (27) einstellbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsabsperrventile (7, 7') als Flachsitzventile ausgebildet sind.

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptsteuerventile (2, 2') als Flachsitzventile ausgebildet und hintereinander in die Zuführleitung (22, 21) zum Verbraucherdruckraum eingeschaltet sind.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dreiwege-Doppelventile in an sich bekannter Weise nebeneinander angeordnet sind, untereinander jedoch nur durch die über die Drossel (27) an die Einlaßleitung (22) angeschlossene Speiseleitung

(26) verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 202 440;
USA.-Patentschriften Nr. 3 018 794, 3 068 897,

084 676, 3108 612;

Zeitschrift »ölhydraulik und Pneumatik«, 1962,

Nr. 10, S. 373/374.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 214 064.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen