-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsventilanordnung, für
die Steuerung des hydraulischen Antriebes von Maschinen, insbesondere Pressen oder
Stanzen. Solche Ventile werden in vielen Fällen elektrisch gesteuert. Es muß dafür
Sorge getragen werden, daß die Ventile stets einwandfrei auf die elektromagnetische
Steuerung reagieren und daß ein Fehlverhalten beispielsweise infolge Klemmens des
Ventils mit höchster Sicherheit vermieden wird. Beim Klemmen des Ventils besteht
die Gefahr, daß die gesteuerte Maschine, beispielsweise eine Presse, nach einem
vollendeten Hub nicht angehalten wird. Bei einem Weiterlaufen der Maschine können
Schäden an der Bedienungsperson und an der Maschine oder dem zu bearbeitenden Material
auftreten.
-
Es sind Sicherheitsventilanordnungen bekannt, bei denen zwei Ventile
in Serie liegen, so daß beim Klemmen des einen Ventils mit großer Wahrscheinlichkeit
das andere Ventil in die Schließstellung gelangt. Es besteht aber auch hier noch
die Gefahr, daß auch das andere Ventil klemmt, da es unter dem Druck der zu regelnden
Flüssigkeit steht. Dieser Nachteil wird bei einer elektromagnetisch gesteuerten
Sicherheitsventilanordnung mit zwei in Serie liegenden Ventilen dadurch vermieden,
daß die Austrittsseite jedes Einzelventils, das ist die Verbindungsleitung zwischen
den Ventilen für das erste Ventil und die Auslaßöffnung beim zweiten Ventil, bei
geschlossenem Zustand eines der Ventile unabhängig vom Zustand des anderen Ventils
mit einem Einlaß der Außenluft in Verbindung steht.
-
Die elektromagnetische Steuerung erfolgt in der Weise, daß jedes Einzelventil
mit einem Schalter gekuppelt ist, der bei offener Stellung dieses Ventils den Stromkreis
von Magneten unterbricht, durch die die Ventile in die offene Stellung gebracht
werden.
-
Eine weitere Sicherheitsmaßnahme besteht darin, daß die Ventile durch
den Druck der Flüssigkeit in Schließrichtung an ihren Einlässen so vorgespannt sind,
daß bei Versagen der elektromagnetischen Steuerung beide Ventile in ihre geschlossene
Stellung zu gelangen versuchen. Die Einzelventile können auch in bekannter Weise
mit einem gemeinsamen Hilfsventil verbunden sein.
-
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der
Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt F i g.1 einen Querschnitt. eines
Ventils nach der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt an der Linie II-II der F i g.
1 und F i g. 3 ein elektrisches Schaltbild zur Steuerung der Anordnung nach den
F i g. 1 und 2.
-
Die Ventilglieder 10 und 11 sind in einem gerne - ;
Samen Gehäuse 12 untergebracht, können sich aber auch in einzelnen Gehäusen befinden,
die durch Leitungen miteinander verbunden sind. Das Ventilglied 10 besitzt die Verschlußstücke
13 und 14 und das Ventilglied 11 die Verschlußstücke 15 und 16. Diese f Verschlußstücke
sind konzentrisch durch je eine Stange 17 miteinander verbunden. Eine weitere Stange
19 tritt aus den Verschlußstücken 13 und 15
heraus und trägt
die Kolben 20. Wie F i g. 2 erkennen läßt, bestehen die Kolben 20 aus den Gliedern
21 und f 23, zwischen denen sich ein Dichtungsring 24 befindet. Die Kolben 20 werden
durch je eine Feder 26, die auf einem Ansatz 27 an der Stange 19 aufliegt, gegen
einen in einem Spalt gehaltenen Sperring 25 gedrückt. Die Kolben 20 gleiten
in Zylinderbohrungen 29 und 30 im Gehäuse 12. An diese Bohrungen schließen sich
die Kammern 31 und 32 an, in denen sich die Ventilsitze 33 und 34 befinden, zwischen
denen je ein Führungsring 35 mit je mehreren axial verlaufenden und in Abstand angeordneten
Stegen 36 angeordnet ist.
-
Jeder der Ventilsitze 33 und 34 ist außen mit einem Dichtungsring
37 und mit einem inneren Dichtungsring 38 für den Eingriff eines Verschlußstücks
versehen.
-
Eine Haube 39 dient als Abschluß des Gehäuses 12. Sie ist mit
einer inneren Kammer 40 versehen, die die Ventilkammern 31 und 32 miteinander
verbindet.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kammer 40
bei 41 zur Atmosphäre
entlüftet. Der Auslaß 41 kann auch mit einer Leitung verbunden werden, so daß die
vom Ventil gesteuerte Flüssigkeit zurückgeführt werden kann.
-
Jede Stange 19 besitzt einen axial verlaufenden, im Durchmesser reduzierten
Teil 42, der mit dem Antriebsstift 43 des Schaltmechanismus 44 (F i g. 2 in gestrichelter
Linie dargestellt) am Gehäuse 12 befestigt ist.
-
Ein elektromagnetisch betriebenes Hilfsventil 45 (F i g. 2) dient
zum Bewegen der Ventilglieder 10 und 11. Es kann für jedes der Ventilglieder
10 und 11 ein Hilfsventil 45 vorgesehen sein.
-
Wie in F i g. 2 gezeigt wird, enthält das Hilfsventil 45 ein röhrenförmiges
Glied 46, das sich durch den Ansatz 47 erstreckt, der sich am Gehäuse 12 befindet,
und in ihm gleiten kann. Das röhrenförmige Glied 46 besitzt mit Abstand angeordnete
Öffnungen 48 und 49.
-
Der Ansatz 47 ist mit mehreren in Abstand angeordneten Kammern
52,53 und 54 versehen, die durch ringförmige Nuten koaxial zum Glied 46 gebildet
werden. O-Ring-Dichtungen liegen neben jeder der Kammern 52, 53 und 54. Eine Leitung
55 verbindet die Kammer 53 mit dem Teil der Bohrung 29, der oberhalb des Kolbens
20 liegt. Die Kammer 54 ist über eine Einlaßöffnung 56 mit der Flüssigkeitsdruckquelle
verbunden, und die Kammer 52 wird über eine Ausströmöffnung 57 zur Atmosphäre entlüftet
oder entleert.
-
Das röhrenförmige Glied 46 wird durch Erregung der Magnetspule 58
aus der dargestellten Stellung verschoben, in der sich Öffnungen 48 und
49 in Beziehung zu den Kammern 52 und 53 befinden. Die Rückführbewegung des
Gliedes 46 in die dargestellte Stellung kann durch geeignete Mittel erfolgen, z.
B. durch eine Feder, wenn die Magnetspule 58 ohne Erregung ist.
-
Die Einlaßöffnung 59 verbindet eine Flüssigkeitsdruckquelle mit der
Bohrung 29. Eine Leitung 60 ergibt die Verbindung zwischen der Ventilkammer 31 und
der Bohrung 30, und eine Auslaßöffnung 61 verbindet die Ventilkammer 32 mit der
Presse oder einem ähnlichen zu steuernden Gerät.
-
F i g. 4 zeigt den Steuerkreis, der die Schalter 44 und die Magnetspulen
58, einen Startschalter 101, ein Magnetschütz 102 mit den Kontakten 103 und 104
und einen Schalter 105 enthält, der durch einen Nokken 106 a oder einen anderen
Mechanismus betätigt wird, wenn die Presse einen Arbeitsumlauf beendet hat.
Beim
Inbetriebsetzen schließt die Bedienungsperson kurzfristig den Startschalter
101. Dann fließt Strom von L 1 über den Schalter 101 und über die Leitung
106 zu einem Schalter 44. Da beide Schalter 44 durch den Eingriff in die entsprechenden
Ventile 10 und 11,
die sich normalerweise in der in der Figur dargestellten
Lage befinden, in geschlossener Stellung gehalten werden, wird durch beide Schalter
44 und über die Leitungen 107 und 108 zur Magnetspule des Schützes 102 Strom fließen.
Der Stromkreis wird über die Spule des Schützes 102 mittels einer Leitung 109 nach
L 2 geschlossen.
-
Das Schließen eines elektrischen Kreises über die Spule des Schützes
102 erregt diese Spule und dadurch werden die Kontakte 103 und 104 geschlossen,
die den Kreis von L 1 über die Spule und die Leitungen 110, 111, 112,
113 und 109 zu L 2 schließen. Die geschlossenen Kontakte 104 schließen über
die Schützspule von L 1 zu L 2 über die Leitungen 110 und 114, den normalerweise
geschlossenen Nockenschalter 105, die Leitungen 115 und 116 und dann über die Schützspule,
wie beschrieben, einen Haltestromkreis. Dieser Haltenebenschlußstromkreis hält die
Schalter 44 und somit den Stromfluß durch die Schützspule aufrecht. Das Schütz hält
somit die Erregung der Spule 58 aufrecht, auch wenn die Schalter 44 in der beschriebenen
Weise geöffnet sind.
-
Die Erregung einer jeden Spule 58 durch Schließen ihres elektrischen
Kreises wird ein entsprechendes Hilfsventilglied 45 in eine Stellung bringen, in
der sich die Einlässe 29 und 30 durch das hohle Innere der entsprechenden röhrenförmigen
Glieder befinden (F i g. 1 und 2). Dadurch bringt Flüssigkeitsdruck an jeden Kolben
20 die Ventilglieder 10 und 11 aus der dargestellten Stellung in eine Stellung,
in der sich die ; Verschlußstücke 13 und 15 in Abstand von ihren Sitzen und die
Verschlußstücke 14 und 16 mit ihren Sitzen im Eingriff befinden. Dadurch werden
die Schalter 44 geöffnet.
-
Die unter Druck stehende Flüssigkeit fließt jetzt , von der Öffnung
59 und der Bohrung 29 zur Kammer 31, ferner von der Kammer 31 über die Leitung 60
zur Bohrung 30 und von der Bohrung 30 zur Kammer 32 und somit zur Auslaßöffnung
61 und zur Presse. Da die Verschlußstücke 14 und 16 sich auf ihren
, Sitzen befinden, kann die Flüssigkeit nicht über die Auslaßöffnung 41 entweichen.
-
Beim Schluß eines Pressenumlaufs wird der Schalter 105 mittels eines
Nockens oder einer ähnlichen Einrichtung vorübergehend geöffnet. Dadurch wird der
Haltestromkreis der Schützspule unterbrochen und das Schütz kann in seine erregungsfreie
Stellung nach F i g. 4 zurückkehren. Wenn das Schütz 105 in die dargestellte Stellung
zurückgekehrt ist, wird die Spule 58 von Erregung frei und dadurch werden die Hilfsglieder
46 in ihre Stellung nach F i g. 1 in der beschriebenen Weise zurückgeführt. Die
Zurückführung der Hilfsglieder 46 in die dargestellte Stellung läßt den Flüssigkeitsdruck
oberhalb der Kolben 20
abfließen und jeder Kolben wird dann in die in F i
g. 1 gezeigte Stellung in folgender Weise geschoben: Der Kolben 20 des Ventilgliedes
10 wird zur Stellung nach F i g. 1 zurückgeführt werden, da der untere Teil der
Bohrung 29 dem Flüssigkeitsdruck aus der Einlaßöffnung 59 unterworfen ist. Der Kolben
20 des Ventilgliedes 11 wird zur Stellung nach F i g. 1 wegen des
Flüssigkeitsdruckes zurückgeführt,. der sich im unteren Teil der Bohrung 30, in
der Leitung 60 und in der Kammer 32 befindet. Es ist deutlich, daß die Zurückführung
der Ventilglieder 14 und 11 in die Stellung nach F i g. 1 es ermöglicht, daß der
Flüssigkeitsdruck an der Auslaßöffnung 61 durch die Öffnung 41 austritt, und dadurch
wird die Presse angehalten. Ferner wird in dem Fall, daß eines der Ventilglieder
10 oder 11 nicht in die Stellung nach F i g. 1 zurückkehrt, die folgende -Erregung
der Spulen 58 und der weitere Betrieb der Presse verhindert werden, da der Schalter
44, der durch das nicht richtig zurückgeführte Ventilglied betätigt ist, seinen
Stift 43 in Außenstellung haben wird.
-
Mit dem Stift 43 des Schalters 44 in Außenstellung werden die Kontakte
des Schalters geöffnet bleiben und der Startschalter 101 wird somit nicht den elektrischen
Kreis des Schützes 102 schließen können, um die Spulen 58 zu erregen.