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Servosteuerung als Sicherheitssteuerung für mindestens einen Druckverbraucher
Die Erfindung bezieht sich auf eine Servosteuerung als Sicherheitssteuerung für
mindestens einen Druckverbraucher, insbesondere der Kupplung oder der Bremse eines
Pressenantriebes, dem das Servomittel über zwei getrennte, parallelgeschaltete und
durch gleichzeitig elektromagnetisch auslösbare Hilfsventile zu betätigende, auf
einer gemeinsamen Achse liegende, mit Umschaltkolben verbundene, federbelastete
Dreiwegesteuerschieber mit mittlerem Zulaufraum zu- und abgeführt wird und dessen
Servomittelzu- und -abführung bei Störungen oder Fehlschaltungen eines der Dreiwegesteuerschieber
unterbrochen wird, deren Schieberkolbenenden einander spiegelbildlich so zugekehrt
und gegenseitig kraftschlüssig geführt sind, daß sie über ihre normale Abschaltstellung
hinaus dem jeweiligen Öffnungsweg des benachbarten Schieberkolbens bis in dessen
Endstellung bei einer Fehlschaltung folgen.
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Eine derartige Steuerung ist bereits vorgeschlagen worden. Diese ältere
Ausführung weist jedoch die Eigenheit auf, daß die dort aus dem Gehäuse herausgeführten
Schieberkolbenenden als überwachungsorgane mit zusätzlichen Abdichtungen versehen
sind und daß der Druckmittelzulauf um jedes der Schieberkolbenenden herum in zwei
getrennte Kammern geführt ist.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine solche Servosteuerung im Aufbau
zu vereinfachen und die Abdichtung der Schieberkolbenenden zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schieberkolbenenden
gemeinsam im Zulaufraum liegen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch vorteilhaft,
daß bei gleichen Durchmessern der Schieberkolben und Umschaltkolben die für die
Verschiebung bei Fehlschaltungen notwendige Differenzkraft durch gegenseitige dichte
Berührung der Schieberkolbenendflächen erfolgt, die in bekannter Weise im Durchmesser
reduziert sind. Auf diese Art wird erreicht, daß der Zulaufdruck eine kleinere freie
Kolbenstirnfläche der Schieberkolben beaufschlagt, gegenüber der größeren Kolbenfläche
an den Umschaltkolben. Dadurch wird die Sicherheitssteuerung sehr vereinfacht.
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Schließlich ist es nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch von
Vorteil, daß bei einer Servosteuerung mit einem über ein Rückschlagventil gespeisten
Druckspeicher vor dem Zulaufanschluß der bei einer Fehlschaltung durch den kleineren
offen gebliebenen Zulaufquerschnitt einsetzende Druckabbau im Druckspeicher einen
an sich bekannten, in seiner Druckhöhe einstellbaren Druckschalter betätigt, der
mechanisch den Servozulauf oder elektrisch den Stromkreis der Hilfsventile unterbricht
oder eine Signalanlage auslöst.
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Wird eines der Hilfsventile unvorschriftsmäßig geschaltet, oder fällt
dieses in seinem elektrischen Teil aus oder ist sonst eine Störung in den Servokreis
eingetreten, dann wirkt der noch über das geöffnete Hilfsventil angeschlossene Umschaltkolben
mit seinem größeren Druck auf beide Dreiwegesteuerschieber ein und verschiebt diese
in die betreffende Endstellung, die die Fehlschaltstellung ist. Damit ist dann die
überschneidung vom Zulauf in den Rücklauf sichergestellt, und der noch verbleibende
Druck über den Zulaufanschluß geht ohne Störungen in den Rücklauf zurück, während
am Druckverbraucher in gleicher Weise insbesondere durch den größeren Federdruck
der Kupplung bzw. der Bremse ein beschleunigter Druckablauf ebenfalls in den Rücklauf
erfolgt, trotzdem noch der Zulauf teilweise geöffnet ist.
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Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für
sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar F i
g.1 ein Ausführungsbeispiel in der abgeschalteten Stellung im Schnitt, F i g. 2
ein Ausführungsbeispiel in der eingeschalteten Stellung im Schnitt und F i g. 3
eine Fehlschaltung.
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In dem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung ist eine Servosteuerung
in Form eines Dreiwegedoppelventils mit zwei Hilfsventilen zur Auslösung des Doppelventils
gezeigt, welches beispielsweise eine Kupplung einer Pressensteuerung steuert. Das
gleiche Ausführungsbeispiel wird dann auch für die Bremse einer Pressensteuerung
verwendet, und beide Servosteuerungen sind untereinander in nicht dargestellter
Weise mittels sogenannter doppelt auszulösender Kontakte gleichzeitig ein- und ausschaltbar.
In
dem Gehäuse 1 sind zwei Dreiwegesteuerschieber 2, 2' einzeln oder gemeinsam in axialer
Richtung in ihrer Längsachse verschiebbar. Die freien Schieberkolbenenden 3 der
Dreiwegeschieber tragen abgesetzte Ansätze, und diese stützen sich mit ihren kleineren
Schieberkolbenendflächen 20 gegeneinander ab. Die Schieberkolbenenden 3 der
Dreiwegesteuerschieber 2, 2' liegen in einem Servozulauf 4. Eine Servohilfsleitung
5 ist vom Servozulauf 4 abgezweigt und führt zu je einem durch Schaltmagnete auszulösendem
Hilfsventil 6 und 7 und von dort zu den Arbeitsräumen 10 und 11 der Umschaltkolben
12 der Dreiwegesteuerschieber. Werden die Hilfsventile eingeschaltet, dann sind
die Abgänge 8 und 9 in einen Rücklauf 21', 21 geöffnet, und der Druck
in den Arbeitsräumen 10 und 11 wird abgebaut, wie dies die F i g. 2 erkennen läßt.
Wird Druckluft als Servomittel für die Servosteuerung verwendet, dann sind gesonderte
Rücklaufleitungen 21' und 21 nicht erforderlich.
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Die Querschnitte der Dreiwegesteuerschieber 2, 2'
sind gleich
den Querschnitten der Umschaltkolben 12, und durch die eingeschalteten Hilfsventile
6 und 7 nach F i g. 2 erfolgt vor den Stirnflächen der Umschaltkolben 12 Druckabbau,
und die beiden Dreiwegeschieber 2 und 2' trennen sich. Die Verbraucheranschlüsse
16 und 17 sind geöffnet und mit dem Servozulauf 4 verbunden. Die Federn 13 in den
Arbeitsräumen 10 der Umschaltkolben 12 werden gespannt. Diese Federn
haben die Aufgabe, beide Dreiwegesteuerschieber 2, 2' in die Mittelstellung nach
F i g.1 überzuführen, wenn die Arbeitsräume 10, 11 bei Abschaltung der Hilfsventile
6, 7 beaufschlagt werden und auf die Schieberkolbenenden und die Umschaltkolben
derselbe Druck wirkt. Sobald die Schieberkolbenendflächen aneinanderliegen, hält
der dann wirkende Differenzdruck sie in dieser Stellung.
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Damit ist nach F i g. 2 über eine Leitung 18 ein Druckverbraucher
19, z. B. die Kupplung einer Presse oder die Bremse einer Presse eingeschaltet,
und deren Druckabbau erfolgt nach F i g.1 über Rücklaufanschlüsse 14 und
15 in die Rücklaufleitung 21', 21.
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Bei einer Fehlschaltung eines der Hilfsventile 6, 7 wirkt der über
das geöffnete Hilfsventil beaufschlagte Umschaltkolben auf beide Dreiwegesteuerschieber
und verschiebt sie in die Fehlschaltstellung nach F i g. 3. Ortsfeste Steueröffnungen
22 und 23 des Gehäuses einerseits sowie die Verschiebewege von ; Steuerkanten 24
der Schieberkolben 2 und 2' andererseits sind dabei so angeordnet bzw. bemessen,
daß in jeder der Fehlschaltstellungen nach F i g. 3 vom Servozulauf 4 aus gesehen
zu den Rücklaufanschlüssen 15 oder 14 ein kleinerer Steuerquer- ; schnitt 25 offen
ist, während in Richtung des Rücklaufes vom Druckverbraucher her immer ein größerer
Steuerquerschnitt 26 frei bleibt. Damit bleibt ein geringerer Druckmittelzulauf
erhalten, der aber gleich in den Rücklauf 21 abgebaut wird, während darüber hinaus
zusätzlich der vor dem Druckverbraucher 19 vorhanden gewesene Druckmittelaufbau
mit in den Rücklauf 21 abgebaut werden kann infolge des größeren Querschnittes 26,
ohne daß vor dem Druckverbraucher 19 ein neuer Druckaufbau möglich ist.
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Der Federrückdruck bei einer Pressensteuerung am Druckverbraucher
bewirkt darüber hinaus, daß der Druckabbau am Druckverbraucher in den Rücklauf 21
beschleunigt erfolgt. Damit ist sichergestellt, daß sofort bei Eintreten einer Fehlschaltung
und übergang der beiden Steuerschieber 2 und 2' in die Fehlschaltstellung nach F
i g. 3 der jeweilige Druckverbraucher vom Zulauf 4 abgeschaltet wird, und zwar völlig
selbsttätig.
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Falls eine Servosteuerung verwendet wird, bei der ein flüssiges oder
gasförmiges Druckmittel über eine Druckmittelzuführung 27 und ein Rückschlagventil
28 von einer Pumpe 29 dem Servozulauf 4 zugeführt wird unter Zwischenschaltung eines
Druckspeichers 30 (vgl. F i g.1 und 3), dann würde bei Eintritt einer Fehlschaltung
nach F i g. 3 zunächst, nach dem der Druckspeicher 30 auf den vorgeschriebenen Füllungsdruck
aufgeladen ist, das Rückschlagventi128 gegebenenfalls schließen und der einsetzende
Druckabbau über den Zulauf in den Rücklauf 21 eine Druckabsenkung in dem Druckspeicher
30 zur Folge haben. Diese Druckabsenkung kann durch Einschaltung eines Druckschalters
31 am Druckspeicher 30 oder in seiner Leitung zur Druckmittelzuführung 27 dadurch
vermieden werden, daß dieser Druckschalter 31, bei einer bestimmten Druckabsenkung
wirksam wird und beispielsweise eine Hauptstromzuführung unterbricht oder die Druckmittelzuführung
sperrt oder eine Signaleinrichtung auslöst. Der Druckschalter 31 kann über eine
Einstellvorrichtung 32 auf jede beliebige Druckabsenkung in dem Druckspeicher 30
einstellbar ausgebildet sein.
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Die Schieberkolbenenden 3 mit den Schieberkolbenendflächen 20 an den
Dreiwegesteuerschiebern 2 und 2' können ebenfalls in ihrer Länge einzeln einstellbar
ausgebildet sein, um die Größe der überschneidung der Steuerquerschnitte 25 und
26 verändern zu können; dies ist erwünscht bei verschiedenen Druckhöhen oder Verwendung
verschiedener Servomittel.