DE19709746C1

DE19709746C1 - Mechanical press overload safety valve

Info

Publication number: DE19709746C1
Application number: DE1997109746
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Schmidt; Hans-Georg Dr Ing Schuetz; Manfred Prof Dr Ing Meinel; Heike Dipl Ing Buehling
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2017-03-11

Abstract

The valve, especially as an overload safety valve for a mechanical press, has a mechanical lock on the valve piston (1) in the pressure medium flow path between an entry (7) and outlet (9) opening. The lock is a screw which is broken by a pyrotechnic or explosive action. The valve piston (1) has the structure of a step piston, where it is under loading from the pressure medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere für eine Überlastschutzeinrichtung für eine mechanische Presse, die zumindest einen Antriebspunkt und ein im Kraftfluß liegendes Druckkissen aufweist, das mit einem vorgespannten Druckmittel gefüllt ist, das bei Über last durch das Ventil gesteuert ausströmen kann, mit einem Ventilkolben, der von einem hohlzylindrischen Gehäuseteil aufgenommen und in diesem Gehäuseteil mit einer Halte kraft beaufschlagt gegen eine Dichtfläche drückend den Druckmittelfluß von einer Druckmitteleinlaßöffnung zu einer Druckmittelauslaßöffnung sperrend angeordnet ist und der von einem zugeordneten, im Überlastfall angesteuerten Hochgeschwindig keitsstellglied im Gehäuseteil entgegen dieser Haltekraft axial verschiebbar ist, wobei der Ventilkolben auf seiner äußeren Mantelfläche mit einem über diese Mantelfläche hervor stehenden, bezüglich der Ventilkolbenlängsachse konzentrisch angeordneten Däm pfungsring versehen ist, der so angeordnet ist, daß im Überlastfall der Ventilkolben zu nächst eine vorgegebene Wegstrecke ohne zusätzliche Dämpfung zurücklegt und die weitere axiale Bewegung dadurch gedämpft ist, daß der Dämpfungsring in ein mit Druckmittel gefülltes Teilvolumen des Hohlzylinders im Gehäuseteil eintaucht.The invention relates to a valve, in particular for an overload protection device for a mechanical press that has at least one drive point and one in the power flow Has pressure pad, which is filled with a prestressed pressure medium, which at about load can flow controlled by the valve, with a valve piston, which by a hollow cylindrical housing part and included in this housing part with a holder force presses against a sealing surface, the pressure medium flow of one Pressure medium inlet opening is arranged to block a pressure medium outlet opening and that of an assigned high-speed control in the event of an overload keitsstellglied in the housing part against this holding force is axially displaceable, the Valve piston on its outer surface with a protruding over this surface standing dam arranged concentrically with respect to the longitudinal axis of the valve piston Pfungsring is provided, which is arranged so that the valve piston in the event of an overload next a specified distance traveled without additional damping and the further axial movement is damped in that the damping ring in a Part of the hollow cylinder filled with pressure medium is immersed in the housing part.

Mechanische Pressen sind zum Schutz vor Beschädigung durch kraftmäßige Überlastung während des Arbeitshubes durch Überlastschutzeinrichtungen geschützt. Diese Überlastschutzeinrichtungen können einfache im Kraftfluß der Maschine liegende Brech elemente sein. Diese Brechelemente bilden das schwächste Glied in der Kette der die Umformkraft übertragenden Bauteile und brechen bei Überschreitung einer vorausbe rechneten maximalen Beanspruchung, so daß der Kraftfluß in der Maschine unterbrochen und damit eine Beschädigung verhindert wird. Mechanical presses are used to protect against damage caused by excessive force Protected by overload protection devices during the working stroke. This Overload protection devices can easily break in the power flow of the machine be elements. These breaking elements form the weakest link in the chain of the Forming force-transmitting components and break if one of them is exceeded calculated maximum stress, so that the power flow in the machine is interrupted and thus damage is prevented.

Nachteilig bei einer mit solcher Art Brechelementen ausgestatteten Überlastschutzein richtung sind neben deren Trägheit der vergleichsweise große Aufwand beim Wechseln der Elemente nach einem Überlastfall sowie die Auslöseunsicherheit, die - bedingt durch Alterungsvorgänge und Materialermüdung - eine ständige Gefahr für die Maschine dar stellen. A disadvantage of an overload protection equipped with such a type of crushing element In addition to their inertia, the direction is the comparatively great effort when changing of the elements after an overload and the tripping uncertainty caused by Aging processes and material fatigue - a constant danger for the machine put.

Andere bekannte Ausführungen von Überlastschutzeinrichtungen benutzen ein hy draulisches Druckpolster im Maschinenstößel, über das die Umformkraft übertragen wird. Kommt es während des Arbeitshubes der Maschine zu einer unzulässig hohen Belastung, so wird hierbei über ein Ventil oder eine Ventilkombination oder über an dere Betätigungselemente der Ablaß des hydraulischen Druckpolsters geöffnet und dadurch der Kraftfluß der Maschine unterbrochen. Bei schnellaufenden Maschinen mit großen Hubzahlen kommt es darauf an, den Druckabbau im Druckpolster innerhalb weniger Millisekunden und somit während eines geringen Stößelweges zu bewerk stelligen, damit bereits der erste Überlasthub sicher unterbrochen wird. Hierfür sind Ventile mit Hochgeschwindigkeitsstelleinheiten entwickelt worden.Other known designs of overload protection devices use a hy drastic pressure cushion in the machine tappet, via which the forming force is transferred becomes. If the machine's stroke is too high Load, this is done via a valve or a valve combination or via whose actuators open the drain of the hydraulic pressure pad and thereby interrupting the power flow of the machine. With high-speed machines with large stroke rates it is important to reduce the pressure in the pressure cushion within less milliseconds and thus to work during a short tappet travel so that the first overload stroke is safely interrupted. For this are Valves with high speed actuators have been developed.

Ein solches Ventil ist aus DD 255 701 A1 bekannt. Bei diesem Ventil ist in einem Ventilgehäuse ein Ventilabsperrkolben mit einem daran befestigten Gaskolben axial beweglich eingebaut und wird mit Hilfe einer koaxial angeordneten, sich stirnseitig am Ventilgehäuse abstützenden Rückstellfeder in seiner Ausgangsstellung gehalten. In dieser Ausgangsstellung ist die Dichtfläche geschlossen und somit die unter Druck stehende Kammer einer Ringnut, die aus Ventileinlaßbohrungen gespeist wird, vom drucklosen Raum der Ablaufbohrung getrennt. Beim Auftreten einer unzulässigen Be lastung wird mit Hilfe eines geeigneten elektrischen Systems eine Zündkapsel gezün det. Infolge des durch Zündung der Treibladung entstehenden Gasdruckes wird der Gaskolben mit dem Ventilabsperrkolben beschleunigt und somit die Dichtfläche frei gegeben, so daß über den entstehenden Ringspalt der in der Ringnut und den Ventil einlaßbohrungen herrschende Druck durch das über die Ablaufbohrung abfließende Druckmittel abgebaut wird. Durch die Bewegung des Ventilabsperrkolbens wird gleichzeitig die Rückstellfeder gespannt, wobei eine zusätzliche Dämpferfeder ein Zu rückprallen des Absperrkolbens verhindern soll. Nach der Freigabe einer Ausströmdüse für das Gas beginnt die Schließbewegung des Ventilabsperrkolbens durch die sich nun entspannende Rückstellfeder.Such a valve is known from DD 255 701 A1. This valve is in one Valve housing a valve shut-off piston with an attached gas piston axially movably installed and is arranged with the help of a coaxially arranged, on the front Valve housing supporting return spring held in its initial position. In In this initial position, the sealing surface is closed and thus the one under pressure standing chamber of an annular groove, which is fed from valve inlet holes, from pressure-free space of the drain hole separated. If an impermissible loading occurs load is ignited using a suitable electrical system det. As a result of the gas pressure arising from the ignition of the propellant charge Accelerated gas piston with the valve shut-off piston and thus the sealing surface free given so that over the resulting annular gap in the annular groove and the valve inlet bores pressure prevailing through the outflow through the drain hole Pressure medium is reduced. By the movement of the valve shut-off piston at the same time the return spring is tensioned, with an additional damper spring closing should prevent the shut-off piston from rebounding. After releasing an exhaust nozzle for the gas, the closing movement of the valve shut-off piston begins relaxing return spring.

Problematisch ist bei einem solchen Ventil mit Hochgeschwindigkeitsstelleinheit das Abbremsen der sehr hoch beschleunigten Massen der bewegten Teile, insofern, daß man einerseits selbstverständlich Zerstörungen von Bauteilen vermeiden, andererseits aber auch keine unverhältnismäßig langen Bremswege in Kauf nehmen möchte. This is problematic with such a valve with a high-speed actuating unit Decelerating the very high accelerated masses of the moving parts in that of course on the one hand avoid destruction of components, on the other hand but also does not want to accept excessive braking distances.

Die Verwendung einer mechanischen Feder zum Zwecke des Abbremsens geht aufgrund der erforderlichen großen Dimensionen einer solchen Feder mit einem vergleichsweise großen Materialeinsatz und damit massiven Bauweise für den Aufschlagdämpfer einher. Infolge der extrem schnellen Beschleunigung ist ein weiteres Problem bei Verwendung derartiger mechanischer Federn darin zu sehen, daß die Federn allein durch die eigene Massenträgheit gesetzt werden, ohne daß der zulässige Federweg auch nur annähernd ausgeschöpft wird. Es entsteht abhängig von der zu beschleunigenden Masse ein ver gleichsweise harter Aufschlag, der letztlich zur Zerstörung von Bauteilen führen kann. Wie Versuche gezeigt haben, versagt eine solche mechanische Feder bereits nach wenigen Arbeitszyklen des Ventils. Darüber hinaus stellt die mit dem Kolbenweg stetig anwachsende Federkraft, die der Öffnung des Ventils entgegenwirkt, einen erheblichen Widerstand für einen möglichst schnellen Öffnungsvorgang des Ventils dar. Schließlich speichert eine mechanische Feder auch einen großen Teil der kinetischen Energie, wodurch unmittelbar nach dem Anhalten des Ventilkolbens der Rückhub beginnt, der zu einem ungewollt frühen Schließen des Ventils führt. Für einen raschen und vollständigen Druckabbau ist jedoch ein Offenhalten des Ventils für en bestimmte Zeitdauer erforderlich. Mit einer Drossel, wie sie in DD 255 701 A1 beschrieben ist, kann diese Aufgabe nicht erfüllt werden, da zur Begrenzung des Geschwindigkeitsanstieges des Ventilkolbens in der Gasdruckkammer ständig offene Entlastungsbohrungen notwendig sind, die nach einem bestimmten Kolbenweg freigegeben werden, wodurch sich der Gasdruck abbaut und der Kolben nicht weiter beschleunigt wird.The use of a mechanical spring for the purpose of braking is due the required large dimensions of such a spring with a comparatively large amount of material and thus massive construction for the impact damper. Due to the extremely fast acceleration, there is another problem in use such mechanical springs to be seen in the fact that the springs by their own Mass inertia can be set without the permissible spring travel even close is exhausted. Depending on the mass to be accelerated, a ver equally hard impact, which can ultimately lead to the destruction of components. How Experiments have shown that such a mechanical spring fails after just a few Valve duty cycles. In addition, the piston travel steadily increasing spring force, which counteracts the opening of the valve, a considerable Resistance for opening the valve as quickly as possible. Finally a mechanical spring also stores a large part of the kinetic energy, whereby the return stroke begins immediately after the valve piston stops leads to an unintentionally early closing of the valve. For a quick and complete However, reducing the pressure is keeping the valve open for a certain period of time required. With a choke, as described in DD 255 701 A1, this can Task can not be accomplished because to limit the speed increase of the Valve piston in the gas pressure chamber constantly open relief holes necessary are that are released after a certain piston travel, whereby the Reduces gas pressure and the piston is not accelerated further.

Es wurde auch bereits ein Sicherheitsventil vorgeschlagen, das mit einem Ventilkolben ausgerüstet ist, der von einem hohlzylindrischen Gehäuseteil aufgenommen und in die sem Gehäuseteil mit einer Haltekraft beaufschlagt gegen eine Dichtfläche drückend den Druckmittelfluß von einer Druckmitteleinlaßöffnung zu einer Druckmittelauslaßöffnung sperrend angeordnet ist und der von einem zugeordneten, im Überlastfall angesteuerten Hochgeschwindigkeitsstellglied im Gehäuseteil entgegen dieser Haltekraft axial ver schiebbar ist und der des weiteren auf seiner Mantelfläche mit einem Gleitsitz versehen ist, der einen ringförmigen Bremskolben trägt (DE 196 23 489 C1). Bei diesem Ventil legt der Ventilkolben im Überlastfall zunächst eine vorgegebene Wegstrecke ohne zusätzliche Dämpfung zurück bis ein am Ventilkolben vorgesehenes, über die Mantelfläche hervor stehendes Anlageelement am Bremskolben zur Anlage kommt. Die weitere axiale Bewegung wird dann durch Mitnahme des Bremskolbens zusätzlich dadurch gedämpft, daß der Bremskolben in ein mit Druckmittel gefülltes Teilvolumen des Hohlzylinders im Gehäuseteil eintaucht. Die den Ventilkolben in der den Druckmittelfluß von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung sperrenden Stellung haltende Kraft wird auch hier von einer sich einerseits am Gehäuse und andererseits am Ventilkolben abstützenden Feder aufgebracht, was mit den vorgenannten Nachteilen einhergeht.A safety valve with a valve piston has also already been proposed is equipped, which is received by a hollow cylindrical housing part and in the sem housing part pressurized with a holding force against a sealing surface Pressure medium flow from a pressure medium inlet opening to a pressure medium outlet opening is arranged blocking and that of an assigned, controlled in the event of overload High speed actuator in the housing part against this holding force axially ver is slidable and the further provided on its outer surface with a sliding seat is who carries an annular brake piston (DE 196 23 489 C1). With this valve, the In the event of an overload, the valve piston initially follows a predetermined distance without additional Damping back until one provided on the valve piston protrudes over the outer surface stationary contact element comes to rest on the brake piston. The further axial Movement is then additionally dampened by driving the brake piston, that the brake piston in a partial volume filled with pressure medium of the hollow cylinder in Immersed part of the housing. The the valve piston in the the pressure medium flow from the Force holding the inlet opening to the outlet opening blocking position is also here of a spring supported on the one hand on the housing and on the other hand on the valve piston applied, which is associated with the aforementioned disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem einerseits ein schneller Öffnungsvorgang gewährleistet ist, wobei die Ventilkolbenbewegung in der Endphase des Öffnens gedämpft sein soll, und bei dem andererseits ein ungewollt frühes Schließen des Ventils vermieden ist.The invention has for its object to a valve of the type mentioned create, on the one hand a quick opening process is guaranteed, the Valve piston movement should be dampened in the final phase of opening, and in which on the other hand, an undesired early closing of the valve is avoided.

Diese Aufgabe wird mit einem Ventil, wie es im Anspruch 1 definiert ist, erfindungsgemäß gelöst.This object is achieved with a valve as defined in claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Wesentlich ist, daß das erfindungsgemäße Ventil ohne die üblichen das Ventil in der ge schlossenen Stellung haltenden Ventilfedern mit ihren Führungselementen auskommt.It is essential that the valve according to the invention without the usual the valve in the ge valve springs with their guide elements in the closed position.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Beispiels und einer zugehörigen Zeich nung näher erläutert werden.The invention is based on an example and an associated drawing tion are explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt in einer teilweise geschnittenen Darstellung ein erfindungsge mäßes Ventil im gesperrten Zustand, ferner in der unteren Hälfte ein Teilstück des in Öffnungsrichtung bewegten Kolbens unmittelbar bei Eintritt in den Dämpfungsraum.The drawing shows a partially sectioned representation of a fiction moderate valve in the blocked state, further in the lower half a section of the in Opening direction of the moving piston immediately upon entering the damping chamber.

Das Ventil verfügt über einen Ventilkolben 1, der auf seiner äußeren Mantelfläche mit einem über diese Mantelfläche hervorstehenden, bezüglich der Ventilkolbenlängsachse konzentrisch angeordneten Dämpfungsring 2 versehen ist. Ventilkolben 1 mit Dämpfungsring 2 sind in einem im wesentlichen hohlzylindrischen Gehäuseteil 3 auf genommen. Der Ventilkolben 1 ist hohlzylindrisch ausgebildet und verfügt über eine offene Seite, die einer mit Druckluft beaufschlagbaren Kammer 4 zugewandt ist, und über eine geschlossene Seite, in deren Randbereich eine Dichtfläche angear beitet ist, die in der gesperrten Stellung an einer Dichtfläche 5 eines Dichtringes 6 zur Anlage kommt, wodurch der über eine Einlaßöffnung 7 mit Druckmittel gefüllte, einen bezüglich des Außendurchmessers des Dämpfungsringes 2 im vorderen Teil deutlich, im hinteren Teil nur geringfügig größeren Durchmesser aufweisende zylindrische Hohlraum 8 vom sich in axialer Richtung anschließenden, mit einer Auslaßöffnung 9 versehenen und gleichfalls zylindrisch ausgebildeten Hohlraum 10 des Gehäuseteils 3 getrennt ist. Zum Ventilgehäuse gehört ferner ein ringförmiges Gehäuseteil 11, das den mit Druckmittel gefüllten Hohlraum 8 des Gehäuseteils 3 an der dem Dichtring 6 gegenüberliegenden Seite abschließt und in dem der Ventilkolben 1 bei seiner axialen Bewegung geführt ist. Das Ventil verfügt außerdem über ein topfförmiges Gehäuseteil 12, das die mit Druckluft beaufschlagbare Kammer 4 beherbergt. Am Gehäuseteil 12 sind ein Einlaß- und ein Auslaßstutzen 13 bzw. 14 für die Druckluft vorgesehen. Wird bei geschlossenem Auslaßstutzen 14 Druckluft über den Einlaßstutzen 13 in die Kammer 4 eingeleitet, so kann der Ventilkolben 1 aus einer geöffneten in die geschlossene Stellung des Ventils bewegt werden. Die Haltekraft, mit der der Ventilkolben 1 mit seiner Dichtfläche gegen die Dichtfläche 5 des Dichtringes 6 drückt, um letztlich den Druckmittelfluß von der Einlaßöffnung 7 zur Auslaßöffnung 9 zu sperren, wird jedoch nicht mit Hilfe der Druckluft, sondern wie weiter unten noch erläutert wird, erzeugt. Die Dichtflächen bilden vorzugsweise die Mantelfläche eines Kegelstumpfes. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Kegelwinkel der an den Ventilkolben 1 angearbeiteten Dichtfläche spitzer als der Kegelwinkel der Dichtfläche 5 am Dichtring 6 ist, z. B. 40° bzw. 45°. Hierdurch wird eine linienförmige Anlage erreicht, die sich durch eine gute Schmiegung und hohe Stabilität der Dichtkante auszeichnet. Das ringförmige und das topfförmige Gehäuseteil 11 bzw. 12 sind mittels Befestigungselementen 15, z. B. Schrauben, lösbar am Gehäuseteil 3 befestigt. An seiner geschlossenen Seite ist der Ventilkolben 1 mit einem Gaskolben 16 verbunden. Ventilkolben 1 und Gaskolben 16 können aber auch, wie in der Zeich nung dargestellt, ein einziges Teil bilden. Der Gaskolben 16 hat einen kleineren Durchmesser als der die Druckmittelauslaßöffnung 9 aufweisende zylindrische Hohl raum 10 des Gehäuseteils 3 und wird in einem sich in axialer Richtung an diesem Hohlraum 10 anschließenden gleichfalls zylindrischen Hohlraum des Gehäuseteils 3 geführt, der von einem am Gehäuseteil 3 befestigten Hochgeschwindigkeitsstellglied abgeschlossen ist. Das Hochgeschwindigkeitsstellglied besteht hierbei aus einer pyro technisch/sprengtechnisch betätigbaren Kartusche 17, deren Hülse 18 in der Art einer Trennschraube ausgebildet und mit einem Ende in eine entsprechende Gewindeboh rung 19 am Ende des Gaskolbens 16 eingeschraubt ist. Das andere Ende der Kartu sche 17 ist über eine im Gehäuseteil 3 mit einem Gewindering 20 verschraubte und einem Dichtring 21 abgedichtete Glocke 22 mit Hilfe einer Nutmutter 23 gegen das Gehäuseteil 3 verspannt.The valve has a valve piston 1 which is provided on its outer lateral surface with a damping ring 2 which projects beyond this lateral surface and is arranged concentrically with respect to the longitudinal axis of the valve piston. Valve piston 1 with damping ring 2 are taken up in an essentially hollow cylindrical housing part 3 . The valve piston 1 is of hollow cylindrical design and has an open side which faces a chamber 4 which can be pressurized with compressed air, and a closed side in the edge region of which a sealing surface is machined, which in the locked position on a sealing surface 5 of a sealing ring 6 comes to rest, whereby the via an inlet opening 7 filled with pressure medium, one with respect to the outer diameter of the damping ring 2 in the front part, in the rear part only slightly larger diameter having cylindrical cavity 8 of the adjoining in the axial direction, provided with an outlet opening 9 and likewise cylindrical cavity 10 of the housing part 3 is separated. The valve housing also includes an annular housing part 11 , which closes the cavity 8 of the housing part 3 filled with pressure medium on the side opposite the sealing ring 6 and in which the valve piston 1 is guided during its axial movement. The valve also has a cup-shaped housing part 12 which houses the chamber 4 which can be acted upon by compressed air. On the housing part 12 , an inlet and an outlet connection 13 and 14 are provided for the compressed air. If compressed air is introduced into the chamber 4 via the inlet connection 13 when the outlet connection 14 is closed, the valve piston 1 can be moved from an open to the closed position of the valve. The holding force with which the valve piston 1 presses with its sealing surface against the sealing surface 5 of the sealing ring 6 , in order to ultimately block the pressure medium flow from the inlet opening 7 to the outlet opening 9 , is not, however, with the aid of the compressed air, but as will be explained further below, generated. The sealing surfaces preferably form the outer surface of a truncated cone. It has proven to be particularly advantageous if the cone angle of the sealing surface worked on the valve piston 1 is more acute than the cone angle of the sealing surface 5 on the sealing ring 6 , e.g. B. 40 ° or 45 °. In this way, a linear system is achieved, which is characterized by good osculation and high stability of the sealing edge. The annular and the pot-shaped housing part 11 and 12 are by means of fastening elements 15 , for. B. screws, releasably attached to the housing part 3 . On its closed side, the valve piston 1 is connected to a gas piston 16 . Valve piston 1 and gas piston 16 can also, as shown in the drawing, form a single part. The gas piston 16 has a smaller diameter than the pressure medium outlet opening 9 having cylindrical hollow space 10 of the housing part 3 and is in an axial direction adjoining this cavity 10 also cylindrical cavity of the housing part 3 , which is completed by a fastened to the housing part 3 high-speed actuator is. The high-speed actuator consists of a pyro technically / explosively actuated cartridge 17 , the sleeve 18 is formed in the manner of a separating screw and with one end in a corresponding threaded hole 19 at the end of the gas piston 16 is screwed. The other end of the Kartu cal 17 is clamped via a screwed in the housing part 3 with a threaded ring 20 and a sealing ring 21 sealed bell 22 by means of a lock nut 23 against the housing part 3 .

Das Ventil kann vorzugsweise als Sicherheitsventil in Überlastschutzeinrichtungen für mechanische Pressen Verwendung finden, die zumindest einen Antriebspunkt und ein im Kraftfluß liegendes Druckkissen aufweisen, das mit einem vorgespannten Druck mittel gefüllt ist. Das beschriebene Ventil kann darüber hinaus aber auch ganz allge mein zum schnellen Schalten von Druckmittelkreisläufen eingesetzt werden.The valve can preferably be used as a safety valve in overload protection devices mechanical presses are used that have at least one drive point and one have pressure cushion lying in the power flow, with a prestressed pressure medium filled. The valve described can also be quite general mine can be used for fast switching of pressure medium circuits.

Das Ventil funktioniert wie folgt:The valve works as follows:

Beim Auftreten einer unzulässigen Belastung, z. B. während eines Arbeitshubes der vorgenannten Presse, wird mit Hilfe eines geeigneten elektrischen Systems die in der Kartusche 17 befindliche Treibladung gezündet. Infolge des durch die Zündung der Treibladung sich entwickelnden Gasdruckes wird zunächst das in die Gewindebohrung 19 eingeschraubte Stück von der restlichen dünnwandigen Kartuschenhülse 18 ge trennt und danach der Gaskolben 16 mit dem Ventilkolben 1 beschleunigt und somit die Dichtfläche 5 freigegeben, so daß über den entstehenden Ringspalt der im die Ventil-Einlaßöffnung 7 aufweisenden Hohlraum 8 herrschende Druck durch das nun über die Auslaßöffnung 9 abfließende Druckmittel abgebaut wird. Nachdem der Ven tilkolben 1 mit dem Gaskolben 16 eine vorgegebene Wegstrecke zurückgelegt hat, wird vom Gaskolben 16 eine im Gehäuseteil 3 vorgesehene Druckentfastungsbohrung 24 freigegeben, so daß Treibgas entweichen kann und der Ventilkolben nicht weiter beschleunigt wird. Gegen Ende der Bewegung des Ventilkolbens 1 taucht dessen Dämpfungsring 2 in ein mit dem Druckmittel gefülltes Teilvolumen 25 des die Ein laßöffnung 7 aufweisenden Hohlzylinders 8, dessen Innendurchmesser nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Dämpfungsringes 2 ist, ein, wodurch das darin befindliche Druckmittelvolumen komprimiert und damit der Ventilkolben 1 abgebremst wird. Zur Einstellung einer bestimmten Bremscharakteristik ist es erforderlich, daß das als Dämpfungsraum dienende Teilvolumen 25 mit zumindst einer Drosselstelle verse hen ist, aus der das Druckmittel entweichen kann. Die Drosselstelle kann z. B. als Spalt 26 zwischen Dämpfungsring 2 und Innenwand des Gehäuseteils 3 ausgebildet sein. Durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung der Drosselstelle läßt sich die Bremscharakteristik in weiten Grenzen variieren. So läßt sich ein zu starker Anstieg des Bremsdruckes in der Anfangsphase des Bremsens durch einen konisch ausgeführ ten Drosselspalt vermeiden.If an impermissible load occurs, e.g. B. during a working stroke of the aforementioned press, the propellant charge located in the cartridge 17 is ignited with the aid of a suitable electrical system. As a result of the gas pressure developing through the ignition of the propellant charge, the piece screwed into the threaded bore 19 is first separated from the remaining thin-walled cartridge sleeve 18 and then the gas piston 16 is accelerated with the valve piston 1 , thus releasing the sealing surface 5 , so that the annular gap that is created the pressure prevailing in the cavity 8 having the valve inlet opening 7 is reduced by the pressure medium now flowing out via the outlet opening 9 . After the valve piston 1 has traveled a predetermined distance with the gas piston 16, a pressure relief bore 24 provided in the housing part 3 is released from the gas piston 16 , so that propellant gas can escape and the valve piston is not accelerated further. Towards the end of the movement of the valve piston 1 , its damping ring 2 is immersed in a partial volume 25 filled with the pressure medium of the hollow opening 8 having a hollow opening 7 , the inside diameter of which is only slightly larger than the outside diameter of the damping ring 2 , thereby compressing the pressure medium volume therein and so that the valve piston 1 is braked. To set a specific braking characteristic, it is necessary that the partial volume 25 serving as a damping space is provided with at least one throttle point from which the pressure medium can escape. The throttle point can, for. B. be formed as a gap 26 between the damping ring 2 and the inner wall of the housing part 3 . The braking characteristics can be varied within wide limits by appropriate design of the throttle point. So a too strong increase in the brake pressure in the initial phase of braking can be avoided by a conical throttle gap.

Zur Rückstellung des Ventilkolbens 1 wird über den Einlaßstutzen 13 Druckluft in die Kammer 4 eingeleitet. Bei diesem Vorgang ist ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Wegeventil am Auslaßstutzen 14 geschlossen. Die in die Kammer 4 einströmende Druckluft beaufschlagt somit den hohlzylindrisch ausgebildeten Ventilkolben 1 an sei ner offenen Seite und drückt diesen letztlich mit seiner Dichtfläche gegen die Dicht fläche 5 des Dichtringes 6. Das Ventil ist wieder geschlossen. Wird nun über die Ein laßöffnung 7 in den Hohlraum 8 Druckmittel, z. B. Öl, eingelassen, so wird der Ventil kolben 1 vom Druckmittel selbst mit einer das Ventil in der geschlossenen Stellung haltenden Kraft beaufschlagt und zwar dadurch, daß der Ventilkolben 1 als Stufenkol ben ausgebildet ist, indem der Ventilkolben 1 im in der Zeichnung mit 27 bezeichne ten Bereich zwischen Dichtfläche und Dämpfungsring 2 einen größeren Durchmesser aufweist als im Bereich 28 zwischen Dämpfungsring 2 und seiner der Kammer 4 zu gewandten offenen Seite und damit am Dämpfungsring 2 die druckmittelbeauf schlagte Fläche für die in Schließrichtung des Ventilkolbens 1 wirkende Kraftkompo nente größer ist als die wirksame druckmittelbeaufschlagte Fläche für die in der Ge genrichtung wirkende Kraftkomponente. Mit dem Einschrauben einer neuen Kartusche 17 in den Gaskolben 16 und deren Verspannung mit dem Gehäuseteil 3 wird schließ lich eine zusätzliche Haltekraft erzeugt. Wird anschließend das Wegeventil am Aus laßstutzen 14 geöffnet, so daß die Druckluft entweichen kann, ist das Ventil wieder betriebsbereit. To reset the valve piston 1 , compressed air is introduced into the chamber 4 via the inlet connection 13 . In this process, a directional control valve (not shown in the drawing) on the outlet connection 14 is closed. The compressed air flowing into the chamber 4 thus acts on the hollow cylindrical valve piston 1 at its open side and ultimately presses it with its sealing surface against the sealing surface 5 of the sealing ring 6 . The valve is closed again. Is now via the opening port 7 in the cavity 8 pressure medium, for. As oil, let in, the valve piston 1 is acted upon by the pressure medium itself with a force holding the valve in the closed position, namely in that the valve piston 1 is designed as a stepped piston by the valve piston 1 in the drawing with 27 designated area between the sealing surface and the damping ring 2 has a larger diameter than in the region 28 between the damping ring 2 and its chamber 4 facing open side and thus on the damping ring 2, the pressure medium-loaded surface for the force component acting in the closing direction of the valve piston 1 is greater than the effective pressure medium area for the force component acting in the opposite direction. By screwing a new cartridge 17 into the gas piston 16 and bracing it with the housing part 3 , an additional holding force is finally generated. If the directional valve is then opened at the outlet port 14 so that the compressed air can escape, the valve is ready for operation again.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Haltekraft allein durch die spezielle Ausbil dung des Ventilkolbens im druckmittelbeaufschlagten Bereich zu erzeugen und eine einfache Kartusche mit einer nicht als Trennschraube ausgebildeten Hülse zu verwen den. In diesem Falle ist es denkbar, anstelle des vorstehend beschriebenen Hochge schwindigkeitsstellgliedes auch solche einzusetzen, die beispielsweise elektromagne tisch oder elektrohydraulisch durch Drahtexplosion oder Funkenentladung in einer Flüssigkeit betätigbar sind.Of course, it is also possible to use the special training to maintain the holding force generation of the valve piston in the pressurized area and a simple cartridge with a sleeve not designed as a separating screw the. In this case, it is conceivable instead of the Hochge described above speed actuator also use those that, for example, electromagnetic table or electrohydraulic through wire explosion or spark discharge in one Liquid can be actuated.

Andererseits liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die Haltekraft allein mittels der speziellen als Trennschraube ausgeführten Kartusche zu erzeugen und einen Ventil kolben mit Dämpfungsring aber ohne Stufung vorzusehen.On the other hand, it is also within the scope of the invention to use the holding force solely by means of the to produce a special cartridge designed as a separating screw and a valve piston with damping ring but without grading.

Alle vorgenannten Ausführungen haben gegenüber herkömmlichen Ventilen mit Hoch geschwindigkeitsstelleinheit den Vorteil, daß die Anzahl der beim Öffnungsvorgang bewegten Teile klein ist, keine auf extreme Beschleunigung empfindlich reagierenden Bauelemente wie mechanische Federn dem Öffnungsvorgang entgegenwirken und daß der Ventilkolben, nachdem er seine Endlage in Öffnungsrichtung erreicht hat, in dieser Stellung verharrt.All of the aforementioned versions have a high compared to conventional valves speed control unit the advantage that the number of opening moving parts is small, no sensitive to extreme acceleration Components such as mechanical springs counteract the opening process and that the valve piston, after it has reached its end position in the opening direction, in this Position persists.

Claims

1.Valve, in particular for an overload protection device for a mechanical press, which has at least one drive point and a pressure pillow located in the power flow, which is filled with a prestressed pressure medium that can flow through the valve in a controlled manner in the event of an overload, with a valve piston which a hollow cylindrical housing part and part of this housing with a holding force pressurized against a sealing surface, the pressure medium flow from a pressure medium inlet opening to a pressure medium outlet opening is arranged in a blocking manner and is axially displaceable in the housing part against this holding force by an associated, driven in the event of overload, this holding force, the Valve piston is provided on its outer surface with a protruding over this lateral surface, concentrically arranged with respect to the longitudinal axis of the valve piston damping ring, which is arranged so that in the overload tfall the valve piston first covers a given distance without additional damping and the further axial movement is damped by the fact that the damping ring is immersed in a partial volume of the hollow cylinder filled with pressure medium in the housing part, characterized in that the valve piston ( 1 ) in which the pressure medium flow from the inlet opening ( 7 ) to the outlet opening ( 9 ) blocking position is generated by mechanical tensioning of the valve piston ( 1 ) in the manner of a pyrotechnically or explosively actuated separating screw and / or by the fact that the valve piston ( 1 ) in the pressure medium area as Step piston is formed from.

2. Valve according to claim 1, characterized in that the high-speed actuator consists of an electrically actuated cartridge containing a propellant charge ( 17 ), the gas pressure resulting from ignition of the propellant charge acting on a valve piston ( 1 ) connected to which gas piston ( 16 ) .

3. Valve according to claim 2, characterized in that the valve piston ( 1 ) with the driving gas piston ( 16 ) forms a single part.

4. Valve according to claim 2 or 3, characterized in that the cartridge ( 17 ) has a sleeve designed as a separating screw ( 18 ) which can be screwed at one end into a threaded bore ( 19 ) at the end of the gas piston ( 16 ) and which can be clamped at its other end with the aid of fastening elements against the housing part ( 3 ).

5. Valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that for adjusting the braking characteristic, the partial volume serving as damping space ( 25 ) is provided with at least one throttle point from which the pressure medium can escape.

6. Valve according to claim 5, characterized in that the throttle point is designed as a gap ( 26 ) between the damping ring ( 2 ) and the inner wall of the housing part ( 3 ).

7. Valve according to one of claims 1 to 6, characterized in that the valve piston ( 1 ) is at least partially designed as a hollow cylinder.

8. Valve according to one of claims 1 to 7, characterized in that for resetting the valve piston ( 1 ) from the open to the closed position of the valve, the sealing surface ( 5 ) facing away from the valve piston ( 1 ) can be acted upon with compressed air .