DE202005014397U1

DE202005014397U1 - Ventileinrichtung

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Publication number: DE202005014397U1
Application number: DE200520014397
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2015-09-14

Abstract

Ventileinrichtung, mit einem Hauptventil (2) mit mindestens einem durch wenigstens einseitig gesteuerte Fluidbeaufschlagung verstellbaren Hauptventilglied (4), mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil (14), das zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes (4) zwischen einem kein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden deaktivierten Schaltzustand und einem ein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden aktivierten Schaltzustand umschaltbar ist, und mit einer ohne Beeinflussung des Schaltzustandes des Vorsteuerventils (14) betätigbaren Handhilfsbetätigungseinrichtung (15), die bei deaktiviertem Vorsteuerventil (14) manuell aus einer Grundstellung in eine Arbeitsstellung schaltbar ist, in der sie eine das Vorsteuerventil (14) umgehende Hilfs-Fluidverbindung (20) freigibt, woraus eine Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes (4) resultiert, gekennzeichnet durch eine bistabile Ausführung der Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) und durch eine fluidische Schaltung dahingehend, dass aus dem durch Aktivierung des Vorsteuerventils (14) hervorgerufenen fluidischen Ausgangsdrucksignal ein fluidisches Betätigungsdrucksignal resultiert, durch das die in der Arbeitsstellung befindliche Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) in ihre Grundstellung zurückgeschaltet wird, in der die Hilfs-Fluidverbindung (20) abgesperrt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, mit einem Hauptventil mit mindestens einem durch wenigstens einseitig gesteuerte Fluidbeaufschlagung verstellbaren Hauptventilglied, mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil, das zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes zwischen einem kein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden deaktivierten Schaltzustand und einem ein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden aktivierten Schaltzustand umschaltbar ist, und mit einer ohne Beeinflussung des Schaltzustandes des Vorsteuerventils betätigbaren Handhilfsbetätigungseinrichtung, die bei deaktiviertem Vorsteuerventil manuell aus einer Grundstellung in eine Arbeitsstellung schaltbar ist, in der sie eine das Vorsteuerventil umgehende Hilfs-Fluidverbindung freigibt, woraus eine Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes resultiert.
Eine aus der US 5 597 015 bekannte Ventileinrichtung dieser Art besitzt ein durch eine Vorsteuerstufe ansteuerbares Hauptventil, wobei die Vorsteuerstufe ein oder zwei elekt risch betätigbare Vorsteuerventile aufweist, denen jeweils eine Handhilfsbetätigungseinrichtung zugeordnet ist. Eine dieser Handhilfsbetätigungseinrichtungen ermöglicht die manuell gesteuerte einseitige Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes unter Umgehung des zugeordneten Vorsteuerventils. Zur Aktivierung der Handhilfsbetätigungseinrichtung wird diese manuell entgegen einer rückstellenden Federkraft aus einer Grundstellung in eine Arbeitsstellung verlagert. Durch Austausch des Betätigungsgliedes der Handhilfsbetätigungseinrichtung lässt sich alternativ eine dauerhafte Einstellung treffen, in der ständig eine das Vorsteuerventil umgehende Hilfs-Fluidverbindung freigegeben ist.
Es existieren Anwendungsfälle, bei denen es wünschenswert wäre, bei einer nach Bedarf manuell zwischen einer Grundstellung und einer Arbeitsstellung umschaltbaren Handhilfsbetätigungseinrichtung eine vorübergehend dauerhafte Arbeitsstellung der Handhilfsbetätigungseinrichtung zu ermöglichen, ohne dass ständig eine manuelle Beaufschlagung notwendig ist. Eine nach einem solchen Konzept aufgebaute Ventileinrichtung geht aus der EP 1 508 732 A1 hervor. Diese Ventileinrichtung enthält zwei elektrisch betätigbare Vorsteuerventile, denen jeweils eine in der Arbeitsstellung lösbar verriegelbare Handhilfsbetätigungseinrichtung zugeordnet ist. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung wirkt auf das Ventilglied des zugeordne ten Vorsteuerventils und hält dieses in einer Stellung, die auch im elektrisch aktivierten Zustand des Vorsteuerventils gegeben wäre. Probleme können bei einer dauerhaft in der Arbeitsstellung fixierbaren Handhilfsbetätigungseinrichtung entstehen, wenn das Zurückschalten in die Grundstellung vergessen wird, weil dann ständig ein durch die angeschlossene elektronische Steuerung nicht änderbarer Schaltzustand der Ventileinrichtung vorliegt. Besonders kritisch ist diese Problematik bei mit vielen Ventileinrichtungen ausgestatteten Maschinen oder Anlagen, weil es dort sehr zeitraubend und eventuell auch sehr schwierig ist, die Ventileinrichtung mit der versehentlich nicht zurückgeschalteten Handhilfsbetätigungseinrichtung zu ermitteln.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinrichtung zu schaffen, die unter Ausschluss der Problematik einer vergessenen Rückstellung einer Handhilfsbetätigungseinrichtung eine manuelle Betätigung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe enthält die Ventileinrichtung eine Handhilfsbetätigungseinrichtung in bistabiler Ausführung und eine fluidische Schaltung, die so ausgelegt ist, dass aus dem durch Aktivierung des Vorsteuerventils hervorgerufenen fluidischen Ausgangsdrucksignal ein fluidisches Betätigungsdrucksignal gebildet wird, durch das die in der Arbeitsstellung befindliche Handhilfsbetätigungseinrichtung in ihre Grundstellung zurückgeschaltet wird, in der die Hilfs-Fluidverbindung abgesperrt ist.
Durch die bistabile Ausführung der Handhilfsbetätigungseinrichtung lässt sich eine dauerhafte manuelle Vorgabe des Schaltzustandes des Hauptventilgliedes ohne ständigen manuellen Eingriff vornehmen. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung hält die eingestellte Stellung selbsttätig so lange aufrecht, bis sie durch neuerlichen manuellen Eingriff in die jeweils andere Stellung umgeschaltet wird. Der in Verbindung mit einer solchen Bauform auftretenden Problematik des eventuellen Vergessens eines manuellen Zurückschaltens der Handhilfsbetätigungseinrichtung aus der Arbeitsstellung in die Grundstellung wird durch eine interne fluidische Schaltung entgegengewirkt, die bei der elektrischen Aktivierung des Vorsteuerventils ein fluidisches Betätigungsdrucksignal an die in Arbeitsstellung befindliche Handhilfsbetätigungseinrichtung leitet, welche aufgrund der daraus resultierenden Fluidbeaufschlagung in die Grundstellung zurückgeschaltet wird, in der die bis dahin offene Hilfs-Fluidverbindung abgesperrt wird. Nachdem also die Handhilfsbetätigungseinrichtung manuell in die Arbeitsstellung umgeschaltet wurde, sorgt die darauffolgende erste elektrische Aktivierung des zugeordneten Vorsteuerventils für ein automatisches Zurückschalten in die Grundstellung, so dass die Problematik einer vergessenen Rückschaltung nicht mehr auftreten kann. Weil hierzu kein zusätzlicher manueller Eingriff mehr notwendig ist, hat dieser Aufbau auch erhebliche Vorteile gegenüber einer möglichen anderen Auseinandersetzung mit der geschilderten Problematik, bei der die von der Handhilfsbetätigungseinrichtung eingenommene Arbeitsstellung beispielsweise nur optisch angezeigt wird, so dass sich das zurückzuschaltende Ventil leichter auffinden lässt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Besonders zweckmäßig ist der erfindungsgemäße Aufbau in Verbindung mit einem monostabilen Hauptventil. Hierbei ist lediglich ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil vorhanden, mit dem sich eine einseitige Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes steuern lässt, das in der entgegengesetzten Richtung ständig federnd beaufschlagt wird, beispielsweise durch eine mechanische Feder oder eine Luftfeder.
Die fluidische Schaltung ist vorzugsweise so ausgeführt, dass das Druckmedium sowohl bei in der Arbeitsstellung befindlicher Handhilfsbetätigungseinrichtung als auch bei aktiviertem Vorsteuerventil und demzufolge die Grundstellung einnehmender Handhilfsbetätigungseinrichtung durch die Handhilfsbetätigungseinrichtung hindurchgeführt ist.
Bevorzugt gibt die Handhilfsbetätigungseinrichtung in der Grundstellung eine Haupt-Fluidverbindung frei, durch die das fluidische Arbeitsdrucksignal vom Vorsteuerventil zum Hauptventil durchgeschaltet ist, wobei gleichzeitig die parallele Hilfs-Fluidverbindung abgesperrt ist. Nimmt hingegen die Handhilfsbetätigungseinrichtung bei deaktiviertem Vorsteuerventil die Arbeitsstellung ein, ist die vorgenannte Haupt-Fluidverbindung abgesperrt und die Fluidbeaufschlagung des Hauptventils findet über die Hilfs-Fluidverbindung statt.
Die Handhilfsbetätigungseinrichtung ist zweckmäßigerweise von einer manuell umschaltbaren Ventileinrichtung gebildet, die zur besseren Unterscheidung als Hilfsventileinrichtung bezeichnet sei. Sie verfügt über ein als Hilfsventilglied bezeichnetes, zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbares Ventilglied, das eine Fluidbeaufschlagungsfläche aufweist, welcher durch entsprechende Ausgestaltung der fluidischen Schaltung das für das Rückschalten in die Grundstellung verantwortliche Betätigungsdrucksignal auferlegbar ist.
Bei einer besonders einfachen Bauform der als Handhilfsbetätigungseinrichtung fungierenden Hilfsventileinrichtung werden das Arbeitsdrucksignal und das Betätigungsdrucksignal über einen gemeinsamen Anschluss in die Hilfsventileinrichtung eingespeist. Das notwendige Kanalsystem vereinfacht sich dadurch sehr stark.
Um die bistabile Funktionalität zu erreichen, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Hilfsventilglied der Handhilfsbetätigungseinrichtung in seinen beiden Schaltstellungen jeweils durch Reibkräfte fixiert ist. In diesem Zusammenhang ist es auch von Vorteil, wenn das Hilfsventilglied druckausgeglichen ist, so dass abgesehen von dem gegebenenfalls aufgeschalteten Betätigungsdrucksignal durch die anstehenden Fluidkräfte keine Stellkräfte ausgeübt werden.
Zu ihrer Betätigung enthält die Handhilfsbetätigungseinrichtung zweckmäßigerweise ein manuell beaufschlagbares Betätigungsglied, das zwischen einer unbetätigten und einer betätigten Stellung umschaltbar ist. Das Betätigungsglied kann beispielweise ein linear verschiebbarer Stößel und/oder ein Drehglied sein. Als besonders vorteilhaft wird auch eine wippenartige Ausgestaltung angesehen.
Um eine versehentliche Aktivierung der Handhilfsbetätigungseinrichtung zu vermeiden, können Maßnahmen vorhanden sein, die eine lösbare Verriegelung der in der Grundstellung be findlichen Handhilfsbetätigungseinrichtung zulassen. Dies kann insbesondere durch Verrastung geschehen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in schematischer Darstellung, wobei die Komponenten der Vorsteuerstufe vereinfacht durch einen Schaltplan angedeutet sind,
2 einen vergrößerten Ausschnitt der Vorsteuerstufe in einem Längsschnitt bei in der Grundstellung befindlicher Handhilfsbetätigungseinrichtung, wobei ein bevorzugter konstruktiver Aufbau ersichtlich ist und
3 die Anordnung aus 2 bei in die Arbeitsstellung umgeschalteter Handhilfsbetätigungseinrichtung.
Die aus 1 hervorgehende Ventileinrichtung 1 dient zur Steuerung von Fluidströmen, insbesondere von Druckluft. Sie enthält unter anderem ein Hauptventil 2 und eine, bevorzugt stirnseitig, daran angeordnete Vorsteuerstufe 3. Diese beiden Komponenten sind zweckmäßigerweise fest miteinander verbunden und bilden eine Ventileinheit in Gestalt eines vorgesteuerten Mehrwegeventils 10.
Das Hauptventil 2 enthält ein schematisch angedeutetes, bevorzugt als Ventilschieber ausgebildetes Hauptventilglied 4, das über einen internen Vorsteuerkanal 5 gesteuert einseitig mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist, um die gewünschte Schaltstellung vorzugeben.
Das Hauptventil 2 des Ausführungsbeispiels ist ein monostabiles Ventil. Das Hauptventilglied 4 ist durch eine Federeinrichtung 11 – beispielsweise eine mechanische Federeinrichtung oder eine Luftfeder – ständig in Richtung einer ersten Schaltstellung vorgespannt. Unter Mitwirkung der Vorsteuerstufe 3 kann das Hauptventilglied 4 in der der Federkraft entgegengesetzten Richtung mit Fluiddruck beaufschlagt werden, um das Hauptventilglied 4 entgegen der Federkraft in eine zweite Schaltstellung zu verlagern. Durch entsprechend gesteuerte Fluidbeaufschlagung, die über den Vorsteuerkanal 5 vorgenommen wird, kann somit wahlweise ein fluidischer Vorsteuerdruck P_V angelegt oder nicht angelegt werden, um die momentan gewünschte Stellung des Hauptventilgliedes 4 vorzugeben.
Das Hauptventilglied 4 verfügt in diesem Zusammenhang über eine insbesondere stirnseitig angeordnete Fluidbeaufschlagungsfläche 6, die eine nicht näher gezeigte Fluidbeaufschlagungskammer begrenzt, in die der Vorsteuerkanal 5 einmündet.
Das Mehrwegeventil 10 sitzt auf einem block- oder plattenartigen Ventilträger 13, in dem erste Ventilträgerkanäle 8 verlaufen, die mit dem Hauptventil 2 in Verbindung stehen. Das Hauptventil 2 enthält ferner zwei Arbeitskanäle 12, die mit einem nicht näher dargestellten anzusteuernden Verbraucher verbindbar sind, beispielsweise einem durch Fluidkraft zu betätigenden Antrieb. Entsprechend der momentanen Schaltstellung des Hauptventilgliedes 4 werden die Arbeitskanäle 12 über die ersten Ventilträgerkanäle 8 mit Druckmedium versorgt oder entlüftet, um den angeschlossenen Verbraucher zu betätigen.
Die zum Umschalten des Hauptventilgliedes 4 erforderliche gesteuerte Beaufschlagung des Vorsteuerkanals 5 übernimmt die erwähnte Vorsteuerstufe 3. Diese enthält ein elektrisch betätigbares Vorsteuerventil 14 sowie eine durch rein manuelle Beaufschlagung betätigbare Handhilfsbetätigungseinrichtung 15.
Das elektrische Vorsteuerventil 14 hat zweckmäßigerweise eine 3/2-Schaltfunktionalität. Beim Ausführungsbeispiel ist es als elektromagnetisches Ventil – kurz: Magnetventil – ausgebildet, obgleich es sich auch um eine andere Ventilart handeln könnte, beispielsweise um ein elektrostatisch oder piezoelektrisch betriebenes Ventil.
Im elektrisch deaktivierten Schaltzustand nimmt das Vorsteuerventil 14 beim Ausführungsbeispiel eine durch eine Rückstellfedereinrichtung 16 vorgegebene erste Schaltstellung ein. Durch elektrische Aktivierung ist entgegen der Federkraft ein Umschalten in eine zweite Schaltstellung möglich.
Das Vorsteuerventil 14 ist an einen Steuer-Speisekanal 17 und einen Steuer-Entlüftungskanal 18 angeschlossen, über die die Zufuhr und Abfuhr des zur Ansteuerung des Hauptventilgliedes 4 dienenden Druckmediums erfolgt. Zweckmäßigerweise sind diese Kanäle im Bereich der zwischen dem Mehrwegeventil 10 und dem Ventilträger 13 vorgesehenen Schnittstelle an in dem Ventilträger 13 verlaufende zweite Ventilträgerkanäle 9 entsprechender Funktion angeschlossen. Der zur Fluideinspeisung dienende zweite Ventilträgerkanal 9 ist ergänzend mit "P_S" gekennzeichnet, der zur Entlüftung dienende zweite Ventilträgerkanal 9 mit dem Kürzel "P_R". Der Vorsteuerspeisedruck könnte auch aus dem Hauptventil 2 abgezweigt werden.
Der zum Hauptventil 2 führende Vorsteuerkanal 5 ist gleichzeitig Bestandteil zweier Fluidverbindungen, die jeweils wahlweise freigegeben oder unterbrochen werden können. Zur besseren Unterscheidung seien diese beiden Fluidverbindungen im Folgenden als Haupt-Fluidverbindung 19 und Hilfs-Fluidverbindung 20 bezeichnet. Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 ist gleichzeitig in beide Fluidverbindungen 19, 20 eingeschaltet.
Die Haupt-Fluidverbindung 19 beinhaltet den ausgehend vom Hauptventil 2 zur Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 führenden Vorsteuerkanal 5, einen die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 mit dem Vorsteuerventil 14 verbindenden ersten Verbindungskanal 23 sowie, je nach Schaltstellung des Vorsteuerventils 14, den Steuer-Speisekanal 17 oder den Steuer-Entlüftungskanal 18.
Die Hilfs-Fluidverbindung 20 enthält ebenfalls den Vorsteuerkanal 5 und darüber hinaus einen zweiten Verbindungskanal 24, der die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 ständig mit dem Steuer-Speisekanal 17 verbindet.
Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 ist als manuell umschaltbare Ventileinrichtung ausgebildet, die der besseren Unterscheidung wegen als Hilfsventileinrichtung bezeichnet sei. Sie enthält ein in einer Aufnahme 25 verstellbar angeordnetes, bevorzugt als Ventilschieber ausgebildetes Ventilglied, das im Folgenden als Hilfsventilglied 26 bezeichnet sei. Entsprechend dem jeweiligen Betätigungszustand der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 nimmt das Hilfsventilglied 26 in der Grundstellung die aus 1 ersichtliche erste Schaltstellung und in der Arbeitsstellung die aus 3 ersichtliche zweite Schaltstellung ein.
Bei in Grundstellung befindlicher Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 ist durch das Hilfsventilglied 26 die Haupt-Fluidverbindung 19 freigeschaltet und gleichzeitig die Hilfs-Fluidverbindung 20 abgesperrt. Dies ist dadurch möglich, dass beide Fluidverbindungen 19, 20 über die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 geführt sind.
Da das Vorsteuerventil 14 ebenfalls in die Haupt-Fluidverbindung 19 eingeschaltet ist, kann durch seinen Aktivierungszustand die Fluidbeaufschlagung des Hauptventils 2 nach Belieben elektrisch gesteuert werden. Die hierzu erforderliche elektrische Betätigung des Vorsteuerventils 14 erfolgt über eine elektronische Steuereinrichtung 27, die an die elektrischen Aktivierungsmittel 28 des Vorsteuerventils 14 anschließbar ist. Das Mehrwegeventil 10 enthält hierzu zweckmä ßigerweise eine schematisch angedeutete elektrische Schnittstelle 29.
Bei deaktiviertem Vorsteuerventil 14 steht der erste Verbindungskanal 23 mit dem Steuer-Entlüftungskanal 18 in Verbindung, so dass der Vorsteuerkanal 5 entlüftet und die der Fluidbeaufschlagungsfläche 6 zugeordnete Fluidbeaufschlagungskammer drucklos ist. Das Hauptventilglied 4 nimmt daher die durch die Federeinrichtung 11 vorgegebene erste Schaltstellung ein.
Im aktivierten Schaltzustand des Vorsteuerventils 14 ist der erste Verbindungskanal 23 mit dem Steuer-Speisekanal 17 verbunden, so dass in dem ersten Verbindungskanal 23 ein fluidisches Ausgangsdrucksignal ansteht, das auch im Vorsteuerkanal 5 wirksam ist und das Umschalten des Hauptventilgliedes 4 in die zweite Schaltstellung hervorruft.
Befindet sich das Vorsteuerventil 14 im deaktivierten Schaltzustand, kann das Hauptventilglied 4 gleichwohl manuell in die zweite Schaltstellung umgeschaltet werden, indem die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 in die Arbeitsstellung verbracht wird. Beim Ausführungsbeispiel ist hierzu ein mit dem Hilfsventilglied 26 in Antriebsverbindung stehendes Betätigungsglied 33 vorgesehen, das von außerhalb der Vorsteuer stufe 3 zugänglich ist und sich vorzugsweise werkzeuglos, allein durch manuelle Beaufschlagung, betätigen lässt, um das Hilfsventilglied 26 in wahlweise der ersten oder zweiten Schaltstellung zu positionieren.
In der Arbeitsstellung der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 ist die Haupt-Fluidverbindung 19 zwischen dem ersten Verbindungskanal 23 und dem Vorsteuerkanal 5 abgesperrt und gleichzeitig eine durchgängige Hilfs-Fluidverbindung 20 freigegeben, wobei der in der Grundstellung vom Vorsteuerkanal 5 abgetrennte zweite Verbindungskanal 24 nunmehr mit dem Vorsteuerkanal 5 verbunden ist.
Die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 besitzt eine bistabile Funktionalität. Dies bedeutet, dass bei deaktiviertem Vorsteuerventil 14 beide möglichen Stellungen der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 auch dann beibehalten werden, wenn die zum Umschalten erforderliche manuelle Betätigungskraft nicht mehr anliegt. Die entsprechende Fixierung geschieht beim Ausführungsbeispiel durch Reibkräfte, die zwischen dem Hilfsventilglied 26 und der Wandung der zugeordneten Aufnahme 25 auftreten. Das Hilfsventilglied 26 trägt beim Ausführungsbeispiel mehrere ringförmige Dichtungen 34, die unter Vorspannung an der zylindrischen Innenfläche der Aufnahme 25 anle gen, so dass das Hilfsventilglied 26 nur durch Aufbringen einer gewissen Stellkraft verschoben werden kann.
Prinzipiell wären auch andere Sicherungsmittel zur Gewährleistung der Bistabilität möglich, insbesondere Rastmittel.
Da beide Fluidverbindungen 19, 20 über die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 laufen, ist die elektrisch aktivierte Steuerungsfunktion des Vorsteuerventils 14 nur bei in Grundstellung befindlicher Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 gewährleistet. Da es jedoch geschehen kann, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 versehentlich in der Arbeitsstellung belassen wird und vor der Betätigung des Vorsteuerventils 14 nicht manuell in die Grundstellung zurückgeschaltet wird, ist die fluidische Schaltung der Vorsteuerstufe 3 dahingehend ausgelegt, dass das bei elektrischer Aktivierung des Vorsteuerventils 14 im ersten Verbindungskanal 23 entstehende Ausgangsdrucksignal derart auf die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 einwirkt, dass es dort als Betätigungsdrucksignal fungiert, durch das die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 aus der zuvor manuell vorgegebenen Arbeitsstellung allein durch Fluidkraft in die Grundstellung zurückgeschaltet wird. Die Hilfs-Fluidverbindung 20 ist dadurch wieder abgesperrt und das Hauptventil 2 kann wieder allein durch das Vorsteuerventil 14 angesteuert werden.
Durch die bei Aktivierung des Vorsteuerventils 14 erhaltene automatische Rückstellung der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 in die Grundstellung wird folglich erreicht, dass die Ventileinrichtung 1 auch dann uneingeschränkt betriebsbereit ist, wenn die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15, insbesondere nach der Durchführung von Einrichtungs- oder Wartungsarbeiten, versehentlich nicht mehr manuell in die Grundstellung zurückgeschaltet worden ist.
Das erwähnte Betätigungsdrucksignal ist in der Zeichnung bei 35 durch einen Pfeil kenntlich gemacht. Beim Ausführungsbeispiel wird es über einen mit dem ersten Verbindungskanal 23 kommunizierenden Betätigungskanal 36 einer dem Hilfsventilglied 26 einseitig axial vorgelagerten Steuerkammer 37 zugeleitet, so dass es die als Fluidbeaufschlagungsfläche 38 fungierende zugewandte Stirnfläche des Hilfsventilgliedes 26 beaufschlagt. Das Betätigungssignal kann somit das Hilfsventilglied 26 aus der zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung zurückschieben.
Befindet sich das Vorsteuerventil 14 im deaktivierten Schaltzustand, liegt im ersten Verbindungskanal 23 kein Ausgangsdrucksignal an, so dass entsprechend auch kein Betätigungsdrucksignal 35 vorhanden ist und mithin das Hilfsventilglied 26 manuell in die zweite Schaltstellung umschaltbar ist, ohne dass dabei eine fluidische Gegenkraft zu überwinden wäre. Das Hilfsventilglied 26 ist in diesem Zusammenhang zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass die an ihm angreifenden fluidischen Stellkräfte ausgeglichen sind, solange kein Betätigungsdrucksignal 35 anliegt.
Bei der in 2 und 3 gezeigten bevorzugten konkreten Realisierungsform der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 werden das Arbeitsdrucksignal und das Betätigungsdrucksignal über einen gemeinsamen Kanal in die Hilfsventileinrichtung eingespeist. Mit anderen Worten sind hier der erste Verbindungskanal 23 und der Betätigungskanal 36 in Baueinheit ausgebildet. Der gemeinsame Kanal 23, 36 kommuniziert mit der Betätigungskammer 37, wobei die Fluidbeaufschlagungsfläche 38 an einem Steuerabschnitt 39 des Hilfsventilgliedes 26 vorgesehen ist, der in der Grundstellung diesseits und in der Arbeitsstellung jenseits eines seitlich in die Aufnahme 25 einmündenden und mit dem Vorsteuerkanal 5 verbundenen Vorsteueranschlusses 42 zu liegen kommt.
In der Arbeitsstellung (3) ist der gemeinsame Kanal 23, 36 durch den Steuerabschnitt 39 vom Vorsteueranschluss 42 abgetrennt, der gleichzeitig über eine Einschnürung 43 des Hilfsventilgliedes 26 hinweg mit dem zweiten Verbindungskanal 24 verbunden ist.
Wird durch Aktivierung des Vorsteuerventils 14 ein Ausgangsdrucksignal erzeugt, wirkt dieses über den gemeinsamen Kanal 23, 36 als Betätigungsdrucksignal auf das Hilfsventilglied 26 ein und verschiebt dieses, bis der Steuerabschnitt 39 auf der anderen Seite des Vorsteueranschlusses 42 liegt, so dass das Druckmedium nun durch die Betätigungskammer 37 hindurch gleichzeitig auch zum Vorsteuerkanal 5 ausströmen kann ( 2). Der zweite Verbindungskanal 24 ist hierbei abgesperrt, da er an einer Stelle seitlich in die Aufnahme 25 einmündet, die nun abgedichtet zwischen dem erwähnten Steuerabschnitt 39 und einem auf der axial entgegengesetzten Seite der Einschnürung 43 liegenden Absperrabschnitt 44 des Hilfsventilgliedes 26 liegt.
Die oben erwähnten ringförmigen Dichtungen 34 befinden sich zweckmäßigerweise an dem Steuerabschnitt 39 und an dem Absperrabschnitt 44.
Das Betätigungsglied 33 der Handbetätigungseinrichtung 15 ist beim Ausführungsbeispiel wippenartig ausgebildet. Es ist über eine Drehachse 46 verschwenkbar am Gehäuse 47 der Vorsteuerstufe 3 gelagert und besitzt einen Antriebsabschnitt 48, der mit dem Handventilglied 26 in Mitnahmeeingriff steht. Beidseits der Drehachse 46 befindet sich je ein Handbeaufschlagungsabschnitt 45a, 45b, der mit dem Finger einer Hand beauf schlagt werden kann, um das Betätigungsglied 33 in die eine oder andere Richtung zu verschwenken, unter Mitnahme des an den Antriebsabschnitt 48 angekoppelten, linear verschieblichen Hilfsventilgliedes 26.
Es können Maßnahmen vorgesehen sein, die eine lösbare Verriegelung der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 in der Grundstellung ermöglichen. Exemplarisch geschieht dies durch in 2 und 3 strichpunktiert angedeutete Rastmittel 52, die zwischen dem Gehäuse 47 der Vorsteuerstufe 3 und dem Betätigungsglied 33 wirksam sind.
Die manuelle Betätigung der Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 könnte auch auf andere Weise gewährleistet werden. Beispielsweise wäre es möglich, ein axial verschiebbares Betätigungsglied vorzusehen, das als Stößel auf das Hilfsventilglied 26 einwirkt, wobei sogar eine starre und insbesondere einstückige Verbindung zwischen den vorgenannten Komponenten möglich wäre.
Das Gehäuse 47 der Vorsteuerstufe 3 enthält zweckmäßigerweise sowohl das Vorsteuerventil 14 als auch die Handhilfsbetätigungseinrichtung 15 und die zur Realisierung der fluidischen Schaltung notwendigen Fluidkanäle.
Die das Hilfsventilglied 26 verschiebbar aufnehmende Aufnahme 25 ist beim Ausführungsbeispiel Bestandteil einer unter Abdichtung in eine Gehäuseausnehmung 53 des Gehäuses 47 eingesetzten Hülse 54. Die Gleitpaarung zwischen dem Hilfsventilglied 26 und der Wandung der Aufnahme 25 lässt sich auf diese Weise besonders exakt herstellen.

Claims

Ventileinrichtung, mit einem Hauptventil (2) mit mindestens einem durch wenigstens einseitig gesteuerte Fluidbeaufschlagung verstellbaren Hauptventilglied (4), mit mindestens einem elektrisch betätigbaren Vorsteuerventil (14), das zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes (4) zwischen einem kein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden deaktivierten Schaltzustand und einem ein fluidisches Ausgangsdrucksignal hervorrufenden aktivierten Schaltzustand umschaltbar ist, und mit einer ohne Beeinflussung des Schaltzustandes des Vorsteuerventils (14) betätigbaren Handhilfsbetätigungseinrichtung (15), die bei deaktiviertem Vorsteuerventil (14) manuell aus einer Grundstellung in eine Arbeitsstellung schaltbar ist, in der sie eine das Vorsteuerventil (14) umgehende Hilfs-Fluidverbindung (20) freigibt, woraus eine Fluidbeaufschlagung des Hauptventilgliedes (4) resultiert, gekennzeichnet durch eine bistabile Ausführung der Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) und durch eine fluidische Schaltung dahingehend, dass aus dem durch Aktivierung des Vorsteuerventils (14) hervorgerufenen fluidischen Ausgangsdrucksignal ein fluidisches Betätigungsdrucksignal resultiert, durch das die in der Arbeitsstellung befindliche Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) in ihre Grundstellung zurückgeschaltet wird, in der die Hilfs-Fluidverbindung (20) abgesperrt ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine monostabile Ausführung des Hauptventils (2), wobei das Hauptventilglied (4) federnd in eine erste Stellung vorgespannt ist und durch mittels des Vorsteuerventils (14) oder der Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) hervorgerufene entgegengesetzte Fluidbeaufschlagung unter Überwindung der Federkraft in eine zweite Stellung umschaltbar ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur federnden Vorspannung des Hauptventilgliedes (4) eine mechanische Federeinrichtung (11) oder eine Luftfeder vorhanden ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische Schaltung so ausgeführt ist, dass sowohl die Hilfs-Fluidverbindung (20) als auch die durch das Vorsteuerventil (14) beeinflussbare, das fluidische Arbeitsdrucksignal führende Haupt-Fluidverbindung (19) über die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) geführt ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) in der Grundstellung die Haupt-Fluidverbindung (19) freigibt und die Hilfs-Fluidverbindung (20) absperrt, während sie in der Arbeitsstellung die Haupt-Fluidverbindung (19) absperrt und die Hilfs-Fluidverbindung (20) freigibt.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) als manuell umschaltbare Hilfsventileinrichtung ausgebildet ist, die ein zur Steuerung der Fluidverbindungen manuell zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbares Hilfsventilglied (26) aufweist, dem eine Fluidbeaufschlagungsfläche (38) zugeordnet ist, der durch entsprechende Ausgestaltung der fluidischen Schaltung das Betätigungsdrucksignal zugeführt wird.
Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsventilglied (26) ein Ventilschieber ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsdrucksignal und das Betätigungs drucksignal über einen gemeinsamen Kanal (23, 36) in die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) eingespeist werden.
Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Kanal (23, 36) mit einer Betätigungskammer der Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) verbunden ist, die von der am Hilfsventilglied (26) angeordneten Fluidbeaufschlagungsfläche (38) begrenzt ist, wobei das Hilfsventilglied (26) in der Grundstellung eine während der Arbeitsstellung abgesperrte Verbindung zwischen der Betätigungskammer (37) und einem mit dem Hauptventil (2) verbundenen Vorsteueranschluss (42) freigibt.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsventilglied (26) zum Erhalt der bistabilen Ausführung der Handhilfsbetätigungseinrichtung in seinen beiden Schaltstellungen jeweils durch Reibkräfte fixiert ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) zu ihrer Betätigung ein manuell beaufschlagbares Betätigungsglied (33) aufweist, das zwischen einer unbetätigten und einer betätigten Stellung umschaltbar ist.
Ventileinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (33) wippenartig schaltbar ausgebildet ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) in der Grundstellung lösbar verriegelbar ist, insbesondere durch Verrastung.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Vorsteuerventil (14) mit der zugehörigen Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) Bestandteil einer Vorsteuerstufe (3) ist, die mit dem Hauptventil (2) zu einer Ventileinheit zusammengefasst ist.
Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptventil (2) sowie das mindestens eine Vorsteuerventil (14) mit zugehöriger Handhilfsbetätigungseinrichtung (15) auf einem Ventilträger (13) montiert ist, der über mit dem Hauptventil (2) kommunizierende Ventilträgerkanäle (8) verfügt.