DE2002890A1 - Doppeltes Dreiwegeventil - Google Patents

Description

Voronezhsky ordena Trudovogo Krasnogo Znameni Zavod Kuznechno-Pressovogo Oborudovania imeni

M.I. Kalinina

DOPPELTES DREIWEGEVENTIL

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf doppelte Dreiwegeventile, die in Druckluft- und DruckÖlSteuerungen für νerschiedenene Ausführungsorgane Verwendung finden.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Dreiwegeventil wird am zweckmäßigsten für die Steuerung von Kupplungen und Bremsen in Schmiede- und Pressenausrüstungen eingesetzt·

Es sind doppelte Dreiwegeventile für Druckluft- bzw. DruckölSteuerungen für Ausführungsorgane bekannt. Im Gehäuse dieser Ventile sind zwei Auslaßteller angeordnet, von

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denen jeder durch eine Stange mit dem Absperr- und Einlaßteller starr verbunden ist. Die zwischen den Auslaß- und Absperrtellern liegenden Räume stehen durch im Gehäuse ausgeführte Kanäle miteinander und mit den Bäumen des Ausführungsorgans in ständiger Verbindung. Außerdem kommunizieren diese Räume beim abgeschalteten Ventil mit der Niederdruck- und beim eingeschalteten Ventil mit der Hochdruckleitung. Die Verbindung dieser Räume mit der Hochdruckleitung erfolgt über Räume, die an der gegenüberliegenden Seite ™ der Absperrteller liegen und im weiteren als Absperräume bezeichnet werden, wobei sie kreuzweise mit den stangenseitigen Räumen der Einlaßteller verbunden sind. Die stangenseitigen Räume stehen beim eingeschalteten Ventil mit den Räumen für die Zufuhr des Arbeitsmediums von der Hochdruckleitung in Verbindung, die an der entgegengesetzten Seite des Einlaßtellers liegen.

Das Ein- und Abschalten des Ventils erfolgt durch Servo-

.er mechanismen, von denen jeder ein von ein¹ Wechselstromquelle ä gespeister und mit der Tellerstange verbundener Elektromagnet ist. Das gleichmäßig öffnen des doppelten Ventils wird durch Ausgleichsfedern gewährleistet, die an jeder Stange zwischen Auslaßteller und Elektromagnet angeordnet sind (s. z.B. Morgenstern L."Die Steuerung moderner Exzenterpressen". Maschinenbautechnik 1965. 14. Nr. 6, 300-504).

In diesen doppelten Dreiwegeventilen gelangt das Arbeitsmedium, wenn eines der Ventile beschädigt (nicht ab- ·

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geschaltet) wird, In den stangenseitigen Raum dieses Ventils und über den Kreuzkanal In den Absperraum des anderen Ventils, der in diesem Augenblick geschlossen ist.

Damit dieses Ventil beim zufälligen Einschalten des Servomechanismus nicht eingeschaltet wird, soll die durch den Druck des Arbeitsmediums gebildete, auf den Absperrund Einlaßteller wirkende Kraft größer als jene sein, die vom Servomechanismus erzeugt wird·

Das doppelte Ventil führt in diesem Falle kein Arbeitsmedium dem Ausführungsorgan zu, da aber der Servomechanismus ein Wechselstrommagnet ist, so kann er zerstört werden (durchbrennen).

1st die Kraft vom Servomechanismus größer als die Summe der Kräfte, die auf die Teller durch das Arbeltsmedium wirkt, so wird beim Einschalten das intakte Ventil ansprechen und das Arbeitsmedium gelangt zum Ausführungsorgan, was unerwünschte Folgen für das Bedienungspersonal nach sich ziehen kann.

Eine Veränderung (Zunahme oder Verminderung) der Summe der Kräfte, die auf die Teller durch das Arbeitsmedium wirken, geschieht, weil der Druck des Arbeitemediums in der Hochdruckleitung schwanken kann·

Aus dem oben gesagten geht also hervor, daß in den bekannten doppelten Dreiwegeventilen die Sperrung des Ausführungsorgans nicht zuverlässig genug 1st und von den Schwankungen des Drucks des Arbeitsmedium abhängt.

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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Beheben des erwähnten Mangels.

Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein

doppeltes Dreiwegeventil zu schaffen, in dem der Servomechanismus mit dem Arbeitsmedium durch Öldruck so verbunden ist, daß bei der Beschädigung eines der Ventile das Ausführungsorgan vollständig gesperrt wird , d.h. bei einem unbeabsichtigten Einschalten der Servomechanismen nicht ansprechen kann. *

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im doppelten Dreiwegeventil für die Druckluft- oder Druckölsteuerung von Ausführungsorgane^ das in seinem Gehäuse zwei Auslaßteller besitzt, von denen jeder mit einem Absperr- und einem Einlaßteller starr verbunden ist, die zwischen den Auelaß- und Absperrtellern liegenden Räume miteinander und mit den Ausführungsorganen in ständiger Verbindung stehen und außerdem beim abgeschalteten Ventil mit der Niederdruckleitung und beim eingeschalteten Ventil mit der Hoch- ä druckleitung über die Säume verbunden sind, die an der Seite jedes Absperrtellers, der dem Einlaßteiler zugewandt ist, liegen und die kreuzweise mit den stangenseitigen Räumen der Auelaßteiler verbunden sind, welche ihrerseits mit den Bäumen für die Zufuhr des Arbeitsmediums von der Hochdruckleitung kommunizieren; wobei die Steuerung des . Ein- und Abechaltens des Ventils durch auf die Auslaßteller

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wirkende „ ServomechanIsmen erfolgt, gemäß

der Erfindung der Servomechanismus ein steuerbares Ventil ist, dessen Ventilraum mit dem geschlossenen, über dem Auslaßt eller liegenden Raum und der Unterventil raum mit dem etangenseitigen Baum des Einlaßtellers verbunden ist; dabei gibt es beim abgeschalteten Ventil zwischen dem Einlaßteller und Gehäuse ein Spiel, über welches die Verbindung zwischen dem stangenseitigen Raum und dem Raum für die Zufuhr des Arbeitsmediums hergestellt wird.

Es ist zweckmäßig, die Verbindung eines jeden Servomechanismus mit dem stangenseitigen Raum des Einlaßtellers über in Reihe angeordnete Aufnahmegefäße und Drosselventile herzustellen·

Der Einbau des Aufnahmegefässes und Drosselventils ermöglicht es, technologische Fehler, die bei der Erzeugung von einzelnen Ventil element en entstehen und das gleichzeitige Einschalten der Ventile beeinflussen, auszugleichen, d.h. dieser Einbau gewährleistet die erforderliche zeitliche Übereinstimmung bei der Einschaltung der beiden Ventile·

Es ist weiterhin zweckmäßig, die Aufnahmegefaße untereinander durch eine Signaleinrichtung zu verbinden, die beim Ausfall eines der doppelten Ventile anspricht.

Die Ausführung ermöglicht es festzustellen, ob das Versagen des Ausführungsorgans durch das doppelte Dreiwegeventil verursacht ist.

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Das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Dreiwegeventil ist zuverlässig im Betrieb und gewährleistet ein vollständiges Abschalten des Ausführungsorgans bei der Beschädigung eines Ventils.

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der Anwendung dieser Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung angeführt, in der das erflndungsgemäße doppelte Dreiwegeventil (Längsschnitt) bei verschiedener Stellung der Ventile dargestellt ist·

Das doppelte Dreiwegeventil besitzt ein Gehäuse 1, in dem zwei Dreiwegeventile untergebracht sind· Jedes dieser Ventile verfügt über einen Auslaßteller, der als Kolben 3 ausgeführt ist. Der Kolben 3 ist durch eine Stange 4 mit Abaperrteller 5 und Einlaßteller 6 starr verbunden· Der Absperrteller 5 und Einlaßteller 6 haben einen geringeren Durchmesser als der Kolben 3; das ergibt eine Flächendifferenz, durch die ein Verschieben des Kolbens 3 ermöglicht wird.

Die zwischen Kolben 3 und Absperrteller 5 liegenden ä Räume stehen untereinander durch einen Kanal 8 und mit den Ausführungsorganen (Kupplung und Bremse der Fresse, die in der Zeichnung nicht abgebildet sind) über einen Kanal 9 in Verbindung. Außerdem sind diese Säume bei abgeschaltete« Ventil mit der Niederdruckleitung (nicht abgebildet) durch einen Kanal 10 verbunden.

An der entgegengesetzten Seite der Absperrteller 5

sind Absperräume 11 vorhanden.

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An den beiden Seiten jedes der Einlaßteller 6 sind Räume vorhanden: st angenseitiger Raum 12, der auf der Seite der Stange 4 liegt, welche diesen Teller mit dem Kolben 3 verbindet, und Raum 13 für die Zufuhr des Arbeitsmediums·

Die Räume 13 sind über einen Kanal 14 miteinander und durch einen Kanal 15 mit der Hochdruckleitung (nicht abgebildet) verbunden.

Die stangenseitigen Räume 12 sind durch kreuzweise ψ angeordnete Kanäle 16 und 17 mit Absperräumen 11 verbunden.

Die Steuerung des Ein- und Abschaltens des Ventils erfolgt durch Servomechanismen 18.

Jeder Servomechanismus stellt ein gesteuertes Ventil 19 dar, dessen Ventilraum über einen Kanal 21 mit einem geschlossenen Raum 22, der über dem Kolben 3 liegt, in Verbindung steht.

Außerdem ist der Ventilraum 20 über e^nen Kanal 23 mit der Niederdruckleitung verbunden. _ Der Unterventilraum 24 des Ventils 19 ist über einen

Kanal 25 mit dem st anger» se It Igen Raum 12 verbunden·

Der Einlaßteller 6 ist im Gehäuse 1 so angeordnet, daß in der abgeschalteten Stellung des Ventils zwischen ihm und dem Gehäuse 1 ein Spiel vorhanden ist, wodurch im stangenae it igen Raum fortwährend der Druck des Arbeitemediums und folglich auch der erforderliche Druok im Kanal 25, der den ' stangeneeitigen Raum mit dem Unterventilraum 24 des Servomechanismus 18 verbindet, aufrechterhalten wird. Dies ist

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iGi:"v» C-

notwendig, damit im Augenblick nicht gleichzeitigen Einachalt ens der Ventile (ein Ventil spricht mit Verzug an),

der

wenn in einem stangenseitigen Bäume der Druck stark abfällt, das Einschalten im Kanal 25 um eine für das Einschalten des zweiten Ventils erforderliche Zeitspanne verzögert würde.

Wegen technologischer Fehler bei der Herstellung der

Ventile sprechen diese beim Einschalten nicht gleichzeitig '

di

an. Um diese Zeitfferenz auszugleichen, sind in den Kanälen 25 Drosselventile 26 und Aufnahmegefäße 27 eingebaut, die den Druckabfall in den Steuerventilen^ um eine für das Ansprechen dieser Ventil· erforderliche Zeitspanne ν erzögern·

Das Dr'osselverntll 26 stellt einen 4~6mal so engen Kanal wie der Kanal 25 (im Querschnitt) dar und dient dazu, den Druckabfall im Aufnahmegefäß um eine Zeitspanne zu verzögern, die für das gleichzeitige Ansprechen der Ventile erforderliah ist. Das AufxuihmegefäB 2? dient zur Bildung eines Vorrats an Arbeitsmedium, das für da« gleichzeitige Einschalten der beiden Ventile notwendig let·

Nachdem man die ZeItspann· »wischen dem AnepreAhen der Ventile ermittelt und den entsprechenden Querschnitt de· Drosselventils 26 gewählt hat, erreicht man ein gleichzeitiges funktionieren der Ventil·).und die für das Bin- «ohalten des doppelten Dreiwegeventil· erforderlohe Zeit beträgt dann höchstine 0,06 a.

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BAD ORfQINAt.

Die Aufnahmegefäße 27 sind miteinander über einen Kanal 28 verbunden, in dem eine Signalvorrichtung 29 eingebaut ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 30, in dem ein abgefederter Plunger 31 angeordnet ist· Dieser Plunger ist mechanisch mit einem idikroschalter 32 verbunden, der das Signal dem Steuerpult (nicht abgebildet) der Presse zuleitet, wenn eines der Ventile beschädigt ist·

Das doppelte Dreiwegeventil wird wie folgt betrieben»

Man baut dieses Ventil in der Druckluftsteuerung der Kupplung und Bremse einer Presse ein, in der als Arbeitsmedium Druckluft dient.

Die von der Hochdruckleitung durch Kanäle 14 und 15 zugeführte Druckluft füllt die Räume 13 und 12. Dann füllt die Druckluft durch Kanäle 16 und 17 die Räume 7.

Aus dem atangenseitigen Raum 12 gelangt die Druckluft über den Kanal 25 durch Drosselventil 26 und Aufnahmegefäß 27 zum Servomechanismus 18.

Beim Einschalten der Steuerventile 19 wird die Verbindung zwischen dem Aufnahmegefäß 27 und dem geschlossenen Baum 22 durch, den Unterventilraum 24 und Kanal 21 hergestellt.

Der Kolben 3 und die mit ihm starr verbundenen Absperrteller 5 und Einlaßteller 6 verschieben sich nach unten, wie dies am rechte dargestellten Ventil gezeigt ist, wodurch frtler Zutritt für die Druckluft aus den Absperräumen 11 in

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die Bäume 7» dann in die Kanäle 8 und 9 und welter In die Kupplung und Bremse (nicht abgebildet) geöffnet wird.

Beim Abschalten der Steuerventile 19 werden die geschlossenen Räume 22 über die Kanäle 21 und 23 mit der Niederdruckleitung (AuBenluft) verbunden.

Der Kolben 3 und die mit ihm verbundenen Teller verschieben sich nach oben, in die Ausgangsstellung ( . wie man am links dargestellten Ventil sieht).

1st eines der Ventile beschädigt (spricht etwa nicht an, was der Stellung des links dargestellten Ventils, oder läßt sich nicht abschalten, was der Stellung des rechts dargestellten Ventile entspricht), so gelangt die Druckluft in die Räume 13 und durch das zwischen dem Einlaßteller 6 und dem Gehäuse 1 des linken Ventils vorhandene Spiel in den stangenseitigen Raum 12 des linken Ventils und von da aus durch den Kanal 17 in den Absperraum 11 des rechten Ventils und durch den offenen Absperrteller 5 in den Raum sowie ferner durch Kanäle 8, Raum 7 des linken Ventils und | Kanal 10 des linken Ventils in die Niederdruckleitung.

Aus dem stangenseitigen Raum 12 des rechten Ventils gelangt die Druckluft durch den Kanal 16 In den Absperraum 11 des linken Ventils, da sich aber dieses Ventil in der Ausgangsstellung(abgeschaltet) befindet, bleibt die Druckluft im Absperraum 11.

nicht

Auf diese Weise gelangt die Druckluft^in den Kanal 9 109831/1218

- li -

und die Kupplung und Bremse werden abgeschaltet. Im stangenseitigen Raum 12 des linken Ventils und folglich auch im Kanal 25 dieses Ventils, der mit dem Unterkolbenraum 24 des Servomechanismus 18 in Verbindung steht, fällt der Druck praktisch auf Null ab und das Einschalten des linken Ventils ist so lange ausgeschlossen, bis die Störung beseitigt ist; auf diese Weise wird die Sperrung der Ausführungsorgane (Kupplung und Bremse) bewerkstelligt.

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Claims (2)

1. - 12 PATENTANSPRÜCHE:

   f l.JDoppeltes Dreiwegeventil für die Druckluft- und Druckölsteuerung von Ausführungsorgane¹? vornehmlich für Pressen, welches zwei im Gehäuse untergebrachte Auslaßteller enthält, von denen jeder mit einem Absperr- und einem Einlaßteller starr verbunden ist, wobei die zwischen den Auslaß- und Absperrtellern liegenden Räume ständig miteinander und mit den Ausführungsorganen sowie außerdem bei abgeschaltetem Ventil mit der Niederdruckleitung und bei eingeschaltetem mit der Hochdruckleitung über Räume verbunden, die an der Seite eines jeden Absperrtellers, der dem Einlaßteller zugewandt ist, liegen und die kreuzweise mit den stangenseitigen Räumen der Einlaßteller verbunden sind, welche ihrerseits mit den Räumen für die Zufuhr des Arbeitsmediums in Verbindung stehen, wöbeivSteuerung des Ein- und Abschältens des Ventils durch Servomechanismen erfolgt, welche auf die Auslaüteller wirken, , dadurch

   gekennze ichnet, daß der Servomechanismus (18) ein gesteuertes Ventil (19) darstellt, dessen Ventilraum (20) mit dem über dem Auslaßteller (J) liegenden Raum (22) und der Unterventilraum (24) mit dem stangenseitigen Raum (12) des Einlaßtellers 6 in Verbindung steht, wobei in der geschlossenen Stellung des Einlaßtellers (6) zwischen dem letzteren und dem Gehäuse (1) ein Spiel besteht, durch

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   welches der st gegenseitige Raum 12 mit dem Raum (IJ) für die Zufuhr des Arbeitsmediums verbunden ist.
2. 2. Doppeltes Dreiwegeventil nach Anspruch 1, d adurch gekennzeichnet, daß die Verbindung eines jeden Servomechanismus (18) mit dem stangenseitigen Haum (12) des Einlaßtellers (6) durch in Reihe angeordnete Aufnahmegefäß (27) und Drosselventil (26) hergestellt ist.

   J. Doppeltes Dreiwegeventil nach Anspruch 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmegefäße (27) miteinander durch eine Signalvorrichtung (29) verbunden sind, die beim Ausfall eines der Ventile (2) anspricht.

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