DE1750150A1 - Sicherheitsventilsystem - Google Patents

Description

Numatics Incorporated
Highland/Mich. U.S.A.

Sicherheitsventilsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsventilsystemi insbesondere auf jenen Systemtypus, der in der Industrie allgemein zur Sicherung der Hände einer Bedienungsperson an einer Maschine, die sogenannte exponierte Gefahrenstellen aufweist. An solchen Stellen befinden sich beispielsweise zwei sich aufeinander zubewegende Maschinenteile, zwischen die bei Unachtsamkeit der Bedienungsperson deren Hand eingeklemmt und verletzt werden kann. Beispiele hierfür sind beispielsweise der Schlitten auf einer Lochpresse, eine Klemmbacke auf einer Rohrbiegemas chine, oder eine Patrize auf einer kleineren Druckluftpresse.

Zur Betriebssicherheit sind dabei üblicherweise zwei manuell betätigte Ventile in Form sogenannter Handauflage-Knöpfe vorgesehen, die so angeordnet sind, daß die Bedienungsperson beide Knöpfe niedergedrückt halten muß, bis die Maschine einen Punkt ihres Arbeitszyklusee erreicht hat, in welchem keine Gefahr mehr besteht. Andererseits ist es häufig zu beobachten, daß eine Bedienungsperson der leichteren Arbeit halber eines dieser Ventile "festbindet" und dadurch die Sicherungsmaßnahmen umgeht.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein System bereitzustellen, bei dem beide Ventile jedesmal praktisch gleichzeitig oder zumindest innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne betätigt werden müssen, um ein wirksames Aus gangs signal zu erhalten, d. h. um den Betriebsdruck zu erreichen und die Maschine zu betätigen. Insbesondere soll dieses Ventilsystem sehr einfach aufgebaut, vollkommen narrensicher und weitgehend universell anwendbar sein; des weiteren sollen zweckmäßig die beiden Handauflage-Knöpfe weitgehend gleichzeitig niedergedrückt und sodann erst wieder losgelassen werden müssen, um die Schaltung für den nächsten Betriebszyklus wieder zurückzustellen; des weiteren soll die Steuerung so erfolgen, daß der Betriebs druck sich auf einen bestimmten Minimalwert befinden muß, bevor das System anspricht, um dadurch einen Betrieb unter nicht-adequaten Bedingungen zu verhindern; schließlich soll das System gegenüber Änderungen in den Meldungsleitungs-(pilot line)-Längen- und Größen unempfindlich und von der Geschwindigkeit, mit der die Handauflage-Knöpfe niedergedrückt werden, unabhängig sein.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild unter Verwendung von Ventilsymbolen zur Erläuterung der Systemoperation;

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Fig. 2 eine Tabelle zur Erläuterung bestimmter Beziehungen zwischen den manuellen Signalventilen und den resultierenden Ventilstellungen;

Fig. 3 eine Ansicht eines doppelmeldungsbetriebenen Dreiwege-Ventils, das in der Schaltung als ein Relais verwendet werden kann;

Fig. 4 eine modifizierte Steuerschaltung zur Darstellung einer ■ zusammengesetzten Steuerventilanordnung;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Steuerventilanordnung nach der Erfindung;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 5; Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie 7-7 der Fig. 6; Fig. 8 eine Draufsicht auf eine mittlere Verteilungsplatte; Fig. 9 eine Schnitt ansicht längs der Linie 9- 9 in Fig. 8; Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Montagegrundplatte; Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 in Fig. 6;

Fig. 12 eine Schnittansicht einer Meldungsplatte längs der Linie 12-12 in Fig. 6 und

Fig. 13 eine Schnittansicht längs der Linie 13-13 in Fig. 6.

Im Schaltbild nach Fig. 1 sind ein erstes, gegen die Kraft einer Rückstellfeder manuell betätigbares Ventil 10 und ein zweites, ebensolches Ventil 12 vorgesehen, die je mit den entsprechenden Ende

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eines ersten und zweiten meldungsbetätigten Relaisventil 20 bzw. zusammengeschaltet sind. In Serie mit dem linken Ende des Ventils 20 ist ein Zeitverzögerungssystem vorgesehen, das eine doppelt wirkende, d. h. nach beiden Richtungen wirksame Begrenzung oder Flußsteuerung 40 und eine Verzögerungskammer 42 aufweist. Die Verzögerungskammer ist eine Kolben/Zylinder-Kombination, bei der der Kolben vom einen Ende des Zylinders zum andern pendelt und dabei alternierend eine Meldungsdr uckauslaßleitung den entspre«· chenden Meldungsdruckeinführungsleitungen an jedem Ende des Zylinders aussetzt, wenn diese vom Kolben freigesetzt sind. In Serie mit dem rechten Ende des Ventils 30 befindet sich ein ähnliches Zeitverzögerungssystem, das aus einer zweiseitig wirksamen Begrenzung 50 und einer Verzögerungskammer 52 aufgebaut ist. Das Relaisventil 20 hat eine Meldungskammer an jedem Ende, die mit 54 bzw. 56 bezeichnet und des weiteren in der Zeichnung als RIA bzw. RlB bezeichnet sind. Eine Arretierungssteuerung (detent control) auf jedem Ventil 20 und 30 ist schematisch bei 62 dargestellt.

In Fig. 3 ist eine Ventilkonstruktion dargestellt, die die Funktion der Ventile 20 und 30 tibernehmen kann« es handelt sich um ein Dreiwegeventil mit doppelt wirkender Meldungssteuerung. Dieses Ventil weist ein äußeres Gehäuse 70 mit Endkappen 72 und 74 zur Aufnahme des Meldungsdrucke auf. Innerhalb des Gehäuses 70 ist eine Hülse 76

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vorzugsweise mit großem Spiel vorgesehen und wird in Abstandsbeziehung zum Gehäuse durch die O-Ringe 78 gehalten. Diese Hülse 76 hat öffnungen, die mit einem zentralen Durchlaß 80 und zwei seitlichen Durchlässen 82 und 84 zusammenwirken. In der Hülse sitzt in extrem genauem Gleitsitz eine Spindel 86, die so ausgelegt ist, daß sie zwei Stellungen einnehmen kann, um die Durchlässe und 84 in der dargestellten Stellung bzw. die Durchlässe 80 und in der rechten Stellung miteinander verbinden zu können. Am rechten Ende der Spindel 86 ist eine Verlängerung 88 mit Arretierungsnuten 90 und 92 vorgesehen, die mit federbelasteten Kugeln 94 zusammenwirken. Letztere sind in einem einsetzbaren Arretierungsring 96 gehalten. Zwischen der Endkappe 74 und dem Gehäuse 70 sitzt ein eingefügtes Gehäuse 98 mit einem durchsichtigen zylindrischen Fenster 100, um die Stellungen des Ventils beobachten zu können. Es ist ersichtlich, daß ein der Endkappe 72 oder 74 zugeführter Druck eine Verschiebung der Ventilspindel in die jeweils entsprechende Stellung verursacht.

Gleichzeitige Betätigung der manuellen Ventile

Für die weitere Beschreibung der Vorrichtung wird angenommen, daß das System am besten anhand einer Beschreibung seiner Wirkungsweise verstanden werden kann. In erster Linie ist es Aufgabe

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des Systems ein Ausgangs signal an der Leitung 102 zur Betätigung eines Druckmittelmotors oder dergleichen zu erzeugen, und es ist eine Signaleingangsleitung bei 104 vorgesehen. Der Meldungsspeisedruck tritt bei 106 ein und wir auf beide manuell betätigbare Ventile 10 und 12 übertragen. Diese Ventile sind in der Zeichnung des weiteren mit M*l und M*2 bezeichnet. Das System ist mit in der rechten Stellung befindlichem Relaisventil *1 und mit in der linken Stellung befindlichem Relaisventil *2 dargestellt, was bedeutet« daß Meldungsdruckluft in der Kammer 56 (RlB) und Meldungsdruckluft in der Kammer 58 (R2B) der Ventile 20 bzw. 30 ist. Eine Betätigung des Manuellen Ventils *1 und des Ventils 10 verursacht einen Abfluß über eine Leitung 110. Dies aktiviert das Relaisventil *1, das bei 20 angezeigt ist, für eine Bewegung nach links. Wird das manuell betätigte Ventil *2 betätigt, d.h. der Ventilaufbau 12, so wird das rechte Ende des Relaisventils *2 bei 30, also die Kammer 58 und die Kammer 52 des Blockierzylinders, über die Leitung 112 entleert, wodurch das Relaisventil 30 für eine Bewegung nach rechts aktiviert wird. Gleichzeitig fließr selbstverständlich Meldungsdruck von der Einspeisungs stelle 112 über das Ventil 10 und die Leitung zur Kammer 60 (R2A) und verschiebt das Relaisventil 30 nach rechts. Vom manuell betätigbaren Ventil 12 passiert der Meldungsdruck über die Leitung 116 zur Kammer 54 (RIA) zur Verschiebung des

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Relaisventils 20 nach links.

Wenn sich der Druck in der Leitung 114 fortpflanzt, sieht man, daß er sich auch auf eine Leitung 118 überträgt und von dort aus zu einem Zeitverzögerungsventil 40 und den Kolbenzylinder 42 überträgt und dort den Kolben 119 (S*l) nach unten zu bewegen beginnt. Auf der anderen Seite des Systems wird Druck über die Leitung 116 ebenfalls auf eine Leitung 120 abgezweigt und erreicht das Zeitverzögerungsventil 50 und den Kolbenzylinder 52, wobei sich dann der Kolben 121 (S*2) nach oben zu bewegen beginnt. Wenn beide Ventile 10 und 12 gleichzeitig betätigt werden, werden die Ventile 20 und 3 0 so verschoben, daß der Signaleingangs druck 104 das Ventil 20 zu einer Verbindungsleitung 122 und das Ventil 30 zur Signalausgangsleitung 102 passiert. In der Zwischenzeit, wenn die Kolben 119 und 121 das Ende ihrer jeweiligen Hübe erreicht haben, wird, da jeder Kolben etwas kürzer als der Kolbenweg ist, Druck eine Mittelpunktsleitung 130 vom Zylinder 42 erreichen und zur Kammer 56 (RlB) passieren, ebenso auch Druck eine Mittelpunktsleitung 132 vom Zylinder 52 erreichen und zur Kammer 58 (R2B) passieren. Dies wird keine Beeinflussung der Stellung der Ventile 20 und 30 bewirken, da die Kammer 54 (RIA) und die Kammer 60 (R2A) beide bereits unter Druck gesetzt sind. Da die Ventile sich im Gleichgewicht befinden, findet keine Bewegung statt bis die manuell betätigten Ventile wieder losgelassen werden.

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Nicht gleichzeitige Betätigung der JCöanuellen Ventile

Wird aus irgend einem Grund das manuelle Ventil *1 betätigt und das Ventil *2 nicht, so blockiert das System die Bewegung des Relaisventils 20 auch dann, wenn das manuelle Ventil *2 nachfolgend betätigt werden sollte. Dies ist eine Folge des Zeitverzögerungsventils 40 und des Zylinders 42. Wie beschrieben, bewegt sich der Kolben 119 (S*l) auf die Betätigung des manuellen Ventils *1 hin nach unten. In etwa 0, 5 Sekunden wird dieser Kolben den Punkt erreicht haben, wo Druck aus der Leitung 118 die Leitung 130 und die Kammer 56 erreichen kann, wodurch das linke Ende des Ventils 20 mit Druck beaufschlagt wird; demgemäß kann jeglicher nachfolgend die Kammer 54 erreichende Druck das Ventil nicht mehr verschieben. In ähnlicher Weise kann, sollte das manuelle Ventil *2 zuerst und dann hiergegen verzögert das manuelle Ventil *1 betätigt werden, Druck die Kammer 58 des Ventils 30 über die Leitung 132 erreichen und dadurch eine Bewegung des Ventils 30 nach rechts auch dann blockieren, wenn nachfolgend das manuelle Ventil *1 betätigt wird. Es ist daher eine wirksame Blockierung des Systems gegeben, und man erhält nur einen Sigaalausgang, wenn beide Ventile gleichzeitig betätigt werden. Das System muß dabei sich zuerst zu Rückstellzwecken wieder zurück legen, bevor es erneut betätigt werden kann.

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Rückstellzyklus

Werden die manuellen Ventile *1 und *2 losgelassen, so sei daran erinnert, daß die Ventile 10 und 12 Rückholfederventile sind, wie dies durch die Federn 132 und 134 dargestellt ist. Die Ventile werden daher in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückkehren, in welcher die Kammer 60 über die Leitung 114 entleert und der Meldungsdruck dem Boden des Zylinders 42 über die Leitung 136 zugeführt wird. Hierdurch wird die Kammer 56 (RlB) beaufschlagt, nachdem sich der Kolben 119 (S*l) nach oben in die dargestellte Stellung bewegt hat.

Auf der anderen Seite der Schaltung verursacht die Freigabe des manuellen Ventils *2, daß das Ventil 12 die Kammer 54 des Ventils entleert und den Zylinder 52 mit Druck beaufschlagt, um den Kolben 121 nach unten zu verschieben und die Kammer 58 (R2B) des Relaisventils 30 unter Druck zu setzen. Dies wird die Signalausgangsleitung 102 zur Signalabflußleitung 138 hin entleeren, und gleichzeitig ist der Signaleingangsdruck über die Leitung 104 am Ventil 20 blockiert.

Wird nur eines der manuellen Ventile losgelassen, so wird das System den Eingangsdruck nicht freisetzen und rückstellen. Wird beispielsweise nur das Ventil *1 losgelassen und das Ventil #2 noch

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M-

gehalten, dann wird RlB unter Druck gesetzt und R2A vom Druck entsetzt, wodurch Druck in R2B zur Betätigung des Ventile 30 (Relaisventil *2) nach links zugelassen wird. Da jedoch Druck in RIA verbleibt und deshalb der Druck in RlB unwirksam zur Freigabe des Ventils 20 (Relaisventil *1) ist, kann sich letzteres nicht in die rückgestellte Stellung verschieben. Ein vollständiges Rückstellen ist daher nur möglich, wenn beide manuellen Ventile *1 und *2 freigegeben werden.

Die Zeitsteuerung der Zeitverzögerungssysteme 40-42 und 50-52 wird in Bezug auf die Zykluszeit des Hauptsystems so gewählt, daß immer ein Sicherheitsabstand gegeben ist.

In der Rückstell-Stellung ist das B-Ende jedes Relaisventile *1 und *2 unter Druck gesetzt. Bei dem Zyklus für einen Signalauegang wird jedes Α-Ende xles Relaisventils unmittelbar unter Druck gesetzt« und nach der kurzen Verzögerungszeitspanne wird das B-Ende jedes Relaisventile gleichfalls unter Druck gesetzt.

Die Federn 95, die die Kugeln 94 der Arretierungsanordnung belasten (Fig. 3), werden so ausgewählt, daß eine Bewegung der Relaisventile ♦1 und *2 blockiert werden, wenn der Meldungsdruck nicht ein vorbestimmtes Minimum erreicht. Daher kann bei Fehlen einer richtigen

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Meldungsdruckquelle das System nicht in Betrieb genommen werden.

Man sieht, daß, selbst wenn beide manuellen Ventile gleichzeitig gedrückt werden und dann eines auch nur momentan wieder losgelassen wird, der Ausgang verloren geht und der Zyklus automatisch blockiert wird. Dies ist eine Folge der zeitgesteuerten Druckblockie rung im nichtarbeitenden Ende jedes Relaisventils, das zur Umkehrung der Ventilstellung auf jegliche Signalfehler der manuellen Ventile hin vorgesehen ist. Wenn immer dieses eintritt, müssen beide manuellen Ventile vor Einleitung des nächsten Zyklus losgelassen werden. Man sieht ferner, daß die Steuerschaltung vollständig unabhängig von der Eingangs-Ausgangs-Schaltung ist und vorzugsweise von einer unabhängigen Meldungsdruckluftquelle versorgt wird. Es besteht daher keinerlei Abhängigkeit zwischen der Steuerschaltung und der Hauptausgangsschaltung.

Die Tabelle der Fig. 2 zeigt die verschiedenen Beziehungen zwischen der Stellung der manuellen Ventile, der Relaisventile und dem Ergebnis in der Schaltung. Im Zustand A, in welchem beide manuellen Ventile losgelassen sind (aus), erhält* man den Rückstellzustand. Im Zustand B, in welchem beide manuellen Ventile gedrückt sind (ein), erhält man ein Ausgangssignal. Im Zustand C, in welchem das manuelle Ventil *1 allein betätigt ist, wird der R*l-Signal-

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ausgang blockiert; usw.

Zusätzlich beläßt ein plötzlicher Ausfall der Meldungsspeisedruckquelle die Relaisventile in der zum Ausfallzeitpunkt existierenden Stellung, so daß keine Verletzung resultieren kann, und nach Wiederherstellung des Meldungs drucke s ist ein Rückstellen erforderlich, bevor wieder ein Signalausgang erhalten werden kann.

In den Fig. 4 bis 11 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Systemsteuerelemente in kompakter Bauweise zu einer einzigen Einheit zusammengefaßt sind, die alle Systemelemente mit Ausnahme der manuell betätigten Ventile enthält. Die in der Steuereinheit enthaltene Schaltung ist schematisch in Fig. 4 dargestellt und ist derjenigen nach Fig. 1 ähnlich, aber in gewisser Hinsicht vereinfacht.

Zwei manuelle Ventile 150 und 151, die mit PBl und PB2 bezeichnet sind, und zwei Hauptsteuerventilspindeln 160 und 161 sind dargestellt. Letztere haben die im vorstehenden beschriebene Arretierungskontrolle und die Luftkammern RVlA und RVlB in Verbindung mit dem Ventil 160, und die Luftkammer η RV2A und RV2B in Verbindung mit dem Ventil 162. Die Verzögerungskammern 164 und 166, die in der Schaltung mit Sl und S2 bezeichnet sind. Sind in Zuordnung zu den Luftkammern dargestellt. Bei dieser Schaltung bildet

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ein Druckeinlaß 70 die Druckquelle für den Betrieb der Steuerventile und für den Betrieb der Hauptschaltung, so daß keine gesonderte Meldungsleitung erforderlich ist.

Die in den Fig. 5 bis 11 dargestellte Anordnung enthält alle Einheiten der Schaltung nach Fig. 4, die innerhalb des strichpunktierten Kästchens 172 liegen. Nach Fig. 5 umfassen drei Komponenten der Gesamtanordnung ein oberes Ventilgehäuse 180, ein mittleres Verteilergehäuse 182 und ein Traggehäuse 184.

Nach Fig. 6 sind zwei Querbohrungen 186 und 188 vorgesehen, die je eine Hülse 190 bzw. 192 enthalten, in denen ihrerseits die erwähnten Ventile 160 und 162 gleitbar geführt sind. Jede dieser Ventileinheiten hat einen mittleren Durchlaß und zwei seitliche Durchlässe zur Steuerung des Luftdurchgangs für den Steuerungsauslaß, wie dies noch in Verbindung mit der Wirkungsweise des Systems beschrieben werden wird. Jedes der Ventile ist ebenfalls durch eine Arretierungsanordnung 194 bzw. 196 gesteuert (Fig. 7). Des weiteren sind an jedem Ende jeder Ventilbohrer Luftkammern RVlA, RVlB sowie RV2A, RV2B vorgesehen. Eine vertikale Bohrung 200 am linken Ende des Ventils 160, ebenso 202 am rechten Ende des Vetils 162, enthält einen Verzögerungskolben 204 (Fig. 7), wobei ein ähnlicher Kolben in der Kammer 202 vorgesehen ist.

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Am rechten Ende des Ventils 160 (Fig. 7) sitzt eine zylindrische Patronenanordnung, die Arretierungskugeln 206 zum Festhalten des Ventile 160 in jeder seiner beiden Stellungen mit Hilfe von Nuten 208 und 210 trägt. Eine ähnliche Anordnung befindet sich am linken Ende des Ventils 162 (Fig. 6).

Nach Fig. 8 und 9 hat das Grundgehäuseteil 184 eine Einlaßkammer 220, die von einer Einlaßleitung 222 gespeist wird, wobei zwei seitliche Durchlässe 224 und 226 vorgesehen sind, die zur PBl- bzw. PB2-Druckluftversorgung führen (Fig. 4). Auf der Oberseite des Bauteils 184 ist ein kleiner Durchlaß 228, der das Bauteil 182 versorgt. Ein Abflußdurchlaß 230 öffnet sich gleichfalls zur Oberseite des Bauteils 184 und trägt bei 232 aus (Fig. 5). Das Bauteil 184 hat an den Ecken Befestigungslöcher 234.

Das Bauteil 182 (Fig. 10) ist am Basisbauteil 184 durch Schrauben 236 befestigt. Auf der flachen Unterseite des Bauteils 182 ist ein Loch 238, das mit dem Loch 228 des Bauteils 184 fluchtet und zu einem abgewinkelten Durchgang 240 führt, der an der Oberseite des Bauteils 182 bei 242 endigt. Der Abflußdurchlaß 230 des Bauteils fluchtet mit einer Öffnung 244 auf der Unterseite des Bauteils 182, die zu einer rechteckigen Öffnung 246 auf der Oberseite des Bauteils 182 hin abbiegt (Fig. 10). Eine weitere Rechtecköffnung 250 in der

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Oberseite des Bauteils 182 vergrößert sich nach unten und verläuft zu einer Kante des Bauteils und bildet dort einen Auslaß 252, der der tatsächliche Ausgang des Systems ist, der zu dem zu steuernden Element führt.

An den vier Ecken des Bauteils 182 sind Auslässe 254, 256, 258 bzw. 260, die an den Kanten des Batiteils endigen. Der Durchlaß verläuft nach oben zu einem kleinen oberseitigen Durchlaß 262, während der Durchlaß 258 nach oben zu einem kleinen Durchlaß 264 führt. Der Durchlaß 256 verläuft nach oben zu einem kleinen Oberflächendurchlaß 266 und auch zu einem größeren Durchlaß 268. Der Durchlaß 260 verläuft nach oben zu einem kleinen Oberflächendurchlaß 270 und auch zu einem größeren Oberflächendurchlaß 272. Diese Oberflächendurchlässe arbeiten mit Durchlässen auf der Unterseite des Bauteils 180 zusammen, wie noch beschrieben wird.

Aus Fig. 6 bis 10 ist ersichtlich, daß bei auf das Bauteil 182 aufgesetztem Bauteil 180 der Durchlaß 250 des Bauteils 182 mit einem zentralen Durchlaß 280 beim Ventil 162 fluchtet. Der Durchlaß 246 auf der Oberseite des Bauteils 182 fluchtet mit einem Durchlaß 282 am Ventil 160. Der Durchlaß 242 fluchtet mit einem Durchlaß 284 am Ventil 160. Ebenso eröffnet sich der kleine Durchlaß 262 des Bauteils 182 zu einer Kammer 286 am rechten Ende des Ventils 162,

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während der Durchlaß 264 sich zu einer Kammer 288 am linken Ende des Ventils 160 über noch zu beschreibende Wege eröffnet. Der Durchlaß 266 eröffnet sich zur rechten Kammer 290 des Ventils 160, und der Durchlaß 270 öffnet sich zur linken Kammer 292 des Ventils 162 über noch zu beschreibende Wege.

Der größere Durchlaß 268 ist durch einen Schraubstopfen verschlossen, der eine kleine öffnung 294 als begrenzter Durchgang zur Ausübung einer Zeitverzögerungsfunktion trägt. In ähnlicher Weise ist der Durchlaß 272 durch einen Schraubstopfen verschlossen, der eine kleine öffnung 296 als Begrenzungsdurchgang zur Ausübung einer Zeitverzögerungsfunktion trägt.

Zur Vervollständigung der Schaltung sei bemerkt, daß das Haupt gehäuse 180 zwei Endkappen 300 und 302 intentischer Form trägt, die an das Bauteil 180 in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise angeschlossen sind. Die Fig. 12 und 13 zeigen die jeweiligen Oberflächen dieser Endkappen, wenn sie mit den flachen Endflächen des Hauptventilgehäuses 180 zusammen kommen, und man sieht, daß drei kurze vertikale Bohrungen 304, 306 und 308 vorgesehen sind, die in Flächendurchläse en 310, 312 bzw. 314 endigen. Die Bohrung ist beispielsweise direkt oberhalb des kleinen Durchlasses 296 des Bauteils 182, und der Durchlaß 312 geht in einen etwa horizontal

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verlaufenden Oberflächendurchlaß 313 über, der in einen Durchlaß 315 einmündet. Letzterer führt zum Boden des Zeitsteuerungszylinders (Fig. 7), Ein ähnlicher Durchlaß beaufschlagt den Zeitsteuerungszylinder 202 der Endkappe 300.

Der Durchgang 304 durch den Durchlaß 310 führt zum unteren Ende einer gekrümmten Oberflächennut 316, die zu einem kurzen Durchgang 317 am oberen Ende der Kammer 200 führt. Der Durchgang ist über den Durchlaß 314 an das untere Ende eines abgewinkelten Durchgangs 318 angeschlossen, der seinerseits zur linken Endkammer 292 des Ventils 162 führt. Während aneinander angrenzende Flächen zwischen der Kappe 302 und dem Hauptventilkörper 180 in den Fig. und 13 dargestellt sind, sind die Flächen zwischen der Kappe 300 und dem Ventilkörper hiermit identisch. Ein kurzer Durchgang 320 in der Endkappe 302 eröffnet sich in die Kammer 288 am linken Ende des Ventils 160 in den mittleren Teil des Zeitsteuerungszylinders 300 (Fig. 7).

Die Fig. 11 zeigt die Form der Durchgänge 280 und 282, die vorstehend erwähnt wurden. Diese Durchgänge schneiden die beiden Ventilbohrungen 186 und 188 und verlaufen nach unten, um mit den Öffnungen 250 bzw. 246 auf der Oberseite des Bauteils 182 zu fluchten (Fig. 10).

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Nach Fig. 6 ist ein End-Durchlaß 330 für das Ventil 162 über einen gekrümmten Durchgang 332 mit einem Durchlaß 282 verbunden. In ähnlicher Weise besteht eine Verbindung zwischen dem rechten Durchlaß 334 über den Durchgang 336 mit einem mittleren Durchlaß 338 am Ventil 160. Wie erwähnt, eröffnet sich der linke Durchlaß 284 des Ventils 160 in den Durchgang 242, der über den Durchgang 240, den Durchlaß 238 und dann zur Druckzufuhrkammer 220 führt, die an die Speiseleitung 222 angeschlossen ist.

Nach Fig. 7 ist der Zeitverzögerungskolben 204, der in jedem der Zeitsteuerungszylinder 200 und 202 vorgesehen ist, ein Doppelkolben, der in einer Hülse 360 befestigt ist. Letztere hat Durchlässe benachbart jedem Ende, die zu einem Ringgebiet 362 um die Hülse führen und mit dem Durchgang 320 in Verbindung stehen. Diese Durchlässe verbinden die Oberseite des Kolbens (Fig. 7) mit dem zentralen Durchgang 320 in der dargestellten Stellung. Wenn der Kolben angehoben wird, blockiert er zeitweilig beide seitliche Durchlässe in der Hülse, wird aber nachfolgend Druck von der Unterseite des Kolbens zum mittleren Durchlaß 320 wieder zuführen.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 4 bis 13 dargestellten Anordnung ist unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 4 die folgende: Man sieht, daß der Druck am Einlaß 170 eintritt und sich auf die beiden manu-

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eilen Ventile 150 und 152 aufteilt, wo in der Federrückkehr stellung dieser Ventile es dem Druck ermöglicht ist, das untere Ende des Zeitsteuerungszylinders 164 und das obere Ende des Zeitsteuerungs Zylinders 166 zu erreichen. Der Druck geht ebenso auch zum Ventil 160.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Stellung verbinden die beiden Ventile 160 und 162 den Leistungsmotor an der Stelle 252 für einen Austrag. Werden die manuellen Ventile PBl und PB2 betätigt, so wird Druck auf die in Fig. 4 gestrichelt gezeichneten Leitungen PBl und PB2 gegeben. Dies führt Betätigungsdruckluft zur Kammer RVlA des Ventils 160 und zur Kammer RV2A des Ventils 162, wodurch beide dieser Ventile verschoben werden, um Druck auf den Auslaß 252 und die jeweilige Leistungseinrichtung zu geben, die über diesen Ausgang versorgt wird. Gleichzeitig ist ersichtlich, daß Druck zum oberen Ende der Verzögerungskammer 164 und zum unteren Ende der Verzögerungskammer 166 gegeben wird und, nach einer bestimmten Zeitverzögerung, die an den Begrenzungen TDl und TD2 erzeugt wird, der Druck auch die Luftkammer RVlB und RV2B der Ventile 160 bzw. 162 erreichen wird.

Man sieht daher, wenn aus irgendeinem Grunde ein manuelles Ventil nicht gedrückt wird, daß das System nicht arbeitet; und sollte des

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weiteren eine Verzögerung im Niederdrücken des einen Ventils gegenüber dem anderen vorhanden sein, so wird das System ebenfalls nicht ansprechen, weil die Zeitverzögerungssicherheitskontrolle Platz greift und einen der Ventile 160 und 162 gegen Belegung dadurch gesperrt wird, daß die Druckluft beide Enden erreicht.

Mit Bezug auf den tatsächlichen Ventilaufbau nach den Fig. 5 bis 13 zum Erhalt des in Verbindung mit Fig. 4 beschriebenen Ergebnisses ist bei der in Fig. 6 dargestellten Ventilstellung der Arbeitsauslaß 280 für einen Austrag über das Ventil 162, den Durchgang 332, den Durchlaß 282, das Ventil 160 und die Durchlässe 246 und 244 ver-,_t bunden. Man sieht, daß der Druck dieses System über die Leitung 222, die Kammer 220, den Durchlaß 228, den Durchgang 240, den Durchlaß 242 und den Durchlaß 284 beim Ventil 160 erreicht. Gleichzeitig ist Druck von der Einlaßkammer 220 wegen der Verbindung über die manuellen Ventile von den Durchlässen 224 bzw. 226 im Gehäuse 184 vorhanden und pflanzt sich fort zurück über die Durchlässe 254 und 258 zur Oberseite des Verzögerungskammer· Kolbens 200 sowie zur Oberseite des Verzögerungskammer-Kolbens 202 und drückt gleichzeitig das Ventil 160 nach rechts und das Ventil 162 nach links, (Fig. 6). Dies ist der normalerweise offene (N. O.-) Zustand des Systems. Es sei bemerkt, daß der rechte Durchlaß 334 des Ventils 162 über den Durchgang 336 und den mittleren Durchlaß

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338 des Ventils 160 verbunden ist, um den Durchlaß 246 und den Abflußauslaß 244 im Gehäuseteil 182 zu entleeren.

Wenn beide manuellen Ventile 150, 152 (Fig. 4) gleichzeitig oder innerhalb eines vorbestimmten Intervalles nacheinander gedrückt werden, so ändern sich die Druckverhältnisse in Fig. 6 derart, daß sich das Ventil 162 nach rechts und das Ventil 160 nach links bewegen. Dies wird bewerkstelligt durch Zuführen von Meldungsdruck von der Druckquellen-Kammer 220 über die manuellen Ventile zu den Durchlässen 256 und 260 im Gehäuse 182, von wo ■ aus der Druck über die Durchlässe 266 bzw. 270 nach oben zum Gehäuse 180 in den Durchgang 308 (Fig. 13) und dem Durchlaß 314 zu den Endkappen 300 bzw. 302 geht, die zu dem Durchgang 318 und den Meldungsdruckluftkammern 290 bzw. 292 an den Enden der Ventile 160, führen. Gleichzeitig wird über die eingeschnürten Durchgänge 294 und 296, den Durchgang 206 und den Durchlaß 312 (Fig. 13) sowie den Durchgang 313 und den Durchlaß 315 in den entsprechenden Endkappen 300, 302 (Fig. 7) Druck auf die Unterseite der Zeitverzögerungszylinder 200 und 202 gegeben, wodurch der Kolben 204 in diesen Zylinder verschoben wird (Fig. 7).

Bei der in Fig. 7 dargestellten Lage der Teile ist die Oberseite der Kammer 200 über die Kolbenhülsenanordnung mit dem Durchlaß

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verbunden. Wenn der Druck die Unterseite des Kolbens nach einer bestimmten Zeitspanne erreicht, wird die Unterseite der Kammer 200 mit dem Durchlaß 320 verbunden. Diese Beziehung ist nach der schematischen Darstellung nach Fig. 4 evident.

Unter normalen Umständen verursacht dann das vorstehend beschriebene Verschieben der Ventile 160 und 162, daß Druck vom Durchlaß 284 zum mittleren Durchlaß 338 gegeben wird, und dann über den Durchgang 336 zum Durchlaß 334 und hinter dem Ventil 162 zum Einspeisungsdurchlaß 280, der mit dem Ausgangsdurchgang 252 verbunden ist. Beim dargestellten System ist ersichtlich, daß, wenn aus irgendeinem Grunde eines der manuellen Ventile nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach der Betätigung des anderen betätigt wird, dann die Zeitverzögerungssignale es dem Betätigungsmeldungsdruck ermöglichen, beide Enden eines Steuerventils zu erreichen, und daß daher keine Bewegung auftritt, da beide Steuerventile 160 und 162 verschoben werden müssen, um Druck von der Quelle zum Ausgang 252 zu übertragen. Ebenso muß auch jedes Ventil nach jedem Zyklus losgelassen werden, bevor der Zyklus wiederholt werden kann. Wenn beispielsweise das Ventil 150 nach Fig. 4 betätigt wird, um Druck bei RVlB zu belassen und um Druck auf RV2A zu geben, und wird das Ventil 152 nicht betätigt, so wird dann Druck an beiden Seiten des Ventils 162 vorhanden sein, und

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letzteres wird sich nicht bewegen. Zusätzlich wird der Druck wieder RVlB erreichen, nachdem sich der Zeitverzögerungskolben 204 bewegt hat, so daß später, wenn das Ventil 152 betätigt wird, der Druck bei RVlA das Ventil 160 nicht verschieben kann. Beide manuellen Ventile müssen für eine vorbestimmte Zeitspanne losgelassen werden, bevor das System erneut zum Ansprechen gebracht werden kann.

Man sieht daher, daß in einer sehr kompakten Ventilanordnung die meldungsbetätigten Steuerventile je mit einem Zeitverzögerungs system in Beziehung stehen, um einen positiven Schutz gegen unbeabsichtigten Ausgangsdruck zu erhalten, wenn nicht beide manuelle Ventile von der Bedienungsperson niedergedrückt werden, wobei diese Ventile so im Abstand voneinander angeordnet sind, daß zu deren Betätigung beide Enden benutzt werden müssen, um das System in Gang zu setzen. Wie erwähnt, finden die Zeitverzögerungs glieder TDl und TD2 nach Fig. 4 ihr Gegenstück im System in den verengten Durchlässen 294 und 296 der Schraubstopfen, die die Durchlässe 268 und 272 auf der Oberseite des Gehäuseteils 182 verschließen. Die Arretiersysteme für jedes Ventil 194 und 196 dienen dazu die Ventilstellungen in den beiden äußeren Endlagen positiv zu definieren.

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Claims (8)

Ansprüche

1. Fehlerfreies Druckmittel-Sicherheitssteuersystem zum Unterdrucksetzen einer Ausgangsleitung für die Betätigung eines Druckmittelmotors oder dergleichen, gekennzeichnet durch eine Betätir gungsdruckquelle, durch eine Ausgangsleitung, durch eine Mehrzahl meldungsbetätigter Relaisventile in Serie mit der Ausgangsleitung, wobei jedes der Ventile eine Meldungsbetätigungs-Kammer an jedem Ende aufweist und selektiv in eine Durchfluß- und Nichtdurchfluß-Stellung verschiebbar ist, durch eine Mehrzahl manueller Meldungsventile zum direkten Verbinden einer Meldungsdruckquelle mit den Enden der entsprechenden Relaisventile zur selektiven Betätigung der Ventile in die Durchfluß- oder Nichtdurchfluß-Stellung, und durch ein Zeitverzögerungssystem zur Beaufschlagung derjenigen Enden der Relaisventile, die nicht direkt von den Meldungsventilen beaufschlagt werden, nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, um eine Verschiebung in die Dur chfluß-Stellung zu verhindern, wenn die Ventile nicht beide innerhalb einer vorgeschriebenen Zeitspanne betätigt werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitverzögerungssystem eine automatische Rückstell-Kolben/Zylinder -Kombination mit einer Druckeinführungsleitung benachbart

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jedem Ende des Zylinders und mit einer mittleren Meldungs druckauslaßleitung im Abstand von jedem Ende des Zylinders aufweist, wodurch der Kolben vom einen Ende des Zylinders zum anderen Ende und die Meldungsdruckauslaßleitung in jeder Hub-Endstellung mit der Druckeinführungsleitung des leeren Zylinderendes verbinden kann.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die manuellen Meldungs ventile den Druck gleichzeitig zu den Relais ventilen und zu dem Zeitverzögerungssystem leiten, um beide Enden der Relaisventile, auf eine Meldungs verschiebung derselben hin und nach einer vorbestimmten Zeitspanne unter Druck zu setzen.

4. Steuerventilanordnung für ein fehlersicheres Druckmittelsteuersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Basisbauteil mit einer Druckkammer zur Aufnahme eines Druckmittels, mit Auslässen zum Verteilen des Drucks auf eine Ausgangsleitung und auf Meldungs steuerventile, wobei das Basisbauteil vier Zweiwege-Durchgänge zur Herstellung einer Verbindung mit den Meldungs Steuerventilen aufweist, durch ein Gehäusebauteil auf dem Basisbauteil, durch ein Paar meldungsbetätigter gleitbarer Spindelventile in dem Gehäusebauteil in Serie mit der Ausgangsleitung, um den Druck zur Ausgangsleitung hin

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zu steuern, durch eine Meldungskammer an jedem Ende jedes der Ventile des Gehäusebauteils zum Empfang von Meldungsdruck, um die Ventile von der den Druck empfangenden Kammer wegzubewegen, durch Durchgänge in dem Basisbauteil und in dem Gehäusebauteil, die zwei der Zweiwege-Durchgänge jeweils mit einer Meldungskammer am einen Ende eines meldungsbetätigten Ventils direkt verbinden, durch Durchgänge mit einer Druckmittel-Zeitver zöger ungseinrichtung in dem Basis- und dem Gehäusebauteil, die die anderen beiden der Zweiwege-Durchgänge jeweils mit einer Meldungskammer am anderen Ende der meldungsbetätigten Ventile verbinden, und durch eine Bypass-Verbindung, in der die Zeitverzögerungseinrichtung liegt, zwischen den Durchgängen, um die Meldungskammern der entsprechenden meldungsbetätigten Ventile zu verbinden und um dadurch eine Bewegung zumindest eine derselben bei fehlender simultaner Betätigung zu blockieren, somit einen Austrag in die Ausgangsleitung zu verhindern.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittel-Zeitverzögerungseinrichtungen je einen Zylinder und einen hierin pendelnden Kolben aufweisen, die als ein Ventil zur wahlweisen Verbindung jedes Endes des Zylinders in Abhängigkeit von der Kolbenstellung mit den anderen Enden der meldungsbetätigten Ventile dienen.

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6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in einer Endkappe auf dem Gehäusebauteil montiert und unabhängig entfernbar sind, ohne die Verbindungen zwischen dem Gehäusebauteil und dem Basisbauteil zu stören.

7.. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge zu den jeweiligen Enden der Zylinder in den Endkappen und zu dem einen Ende der jeweiligen meldungsbetätigten Ventile Durchgänge in den Gehäusebauteil aufweisen, die nach oben und auswärts zu einer Außenfläche führen und in Oberflächendurchgänge in der zum Gehäusebauteil benachbarten Endkappenfläche übergehen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Pendelkolbens in dem Zylinder gesteuert ist durch einen verengten Einlaß/Auslaß-Durchlaß, der gebildet ist durch einen Schraubstopfen auf der Oberseite des Basisbauteils mit einer verengten Öffnung hierin, die mit einem Durchgang im Basisbauteil des Gehäuses fluchtet, wobei letzterer Durchgang zu einer Endkappe führt.

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