DE2229840C3

DE2229840C3 - Control valve device for a fluid-operated actuating device in a safety circuit

Info

Publication number: DE2229840C3
Application number: DE19722229840
Authority: DE
Inventors: Roger Lee Royal Oak Mich Sweet (VStA)
Original assignee: Ross Operating Valve Co, Detroit, Mich (VStA)
Priority date: 1971-07-26
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1977-07-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung für eine strömungsmiuelbetriebene Stellvorrichtung in Sicherheitsschaltung, welche aus zwei normal den Strömungsmittelfluß zu der Stellvorrichtung absperrenden Hauptsteuerventilen besteht, wobei jedes der beiden Hauptsteuerventile ein Einlaß«entilteil und ein Entleerungsventilteil aufweist, von denen die Einlaßventilteile zwischen einer Einlaßöffnung für das Strömungsmittel und einer Arbeitsöffnung in Reihe geschaltete sind, und wobei durch die Entleerungsventilteile die Arbeitsöffnung mit einer Entleerungsöffnung verbindbar ist.The invention relates to a control valve device for a fluid-operated adjusting device in Safety circuit, which of two normally shut off the flow of fluid to the actuating device Main control valves, each of the two main control valves having an inlet valve part and a valve part Has drain valve part, of which the inlet valve parts between an inlet opening for the fluid and a working port are connected in series, and wherein the drain valve parts the Working opening can be connected to an emptying opening.

Bei einer vorbekannten Steuerventileinrichtung dieser Art (Zeitschrift »Hydraulics & Pneumatics«, Dezember 1%J. S. 108 und 109) sind nicht nur die Einlaßventilteile, sondern auch die Entleerungsventilteile in Reihe geschaltet, damit bei Ausfall des einen Hauptsteuerventils das andere Hauptsteuerventil die Steuerung übernehmen kann. Hierbei ergibt sich jedoch dann ein unbefriedigender Betriebszustand, wenn das näher an der Arbeitsöffnung liegende Hauptsteuerventil ausfällt. In diesem Fall muß nämlich die Entleerungsströmung von der Arbeitsöffnung aus einem verhältnismäßig komplizierten Strömungspfad folgen, und zwar zunächst durch den Einlaß des stromabliegenden Hauptsteuerventils, durch den Kanal zwischen den beiden Hauptsteuerventilen und von dort durch den Entleerungsabschnitt des nicht ausgefallenen Hauptsteuerventils. Es besteht somit die Gefahr, daß in der Arbeitsöffnung ein Restdruck aufrechterhalten wird, der eine unbeabsichtigte Betätigung der Stellvorrichtung zur Folge haben kann.In a previously known control valve device of this type ("Hydraulics & Pneumatics" magazine, December 1% y. P. 108 and 109) are not only the inlet valve parts, but also the drain valve parts connected in series so that if one main control valve fails, the other main control valve will die Can take control. However, this results in an unsatisfactory operating state if the The main control valve closer to the working opening fails. In this case, namely, the evacuation flow follow a relatively complicated flow path from the working opening, namely first through the inlet of the downstream main control valve, through the channel between the two main control valves and from there through the drainage section of the main control valve that has not failed. There is thus the risk that a residual pressure is maintained in the working opening, the can result in unintentional actuation of the actuating device.

Bei einer Parallelschaltung der Hauptsteuerventile ergibt sich der Nachteil, daß, falls eines der Hauptsteuerventile in der Öffnungsstellung stecken bleibt, das andere Hauptsteuerventil Strömungsmittel nicht nur von der Stellvorrichtung, sondern auch von dem beschädigten Hauptsteuerventil, also von der Druckquelle zur Entleerungsöffnung abführen muß. Dies birgt ebenfalls die Gefahr in sich, daß an der Arbeitsöffnung ein Restdruck vorhanden ist, durch den die Stellvorrichujng unbeabsichtigt betätigt werden kann.When the main control valves are connected in parallel, there is the disadvantage that, if one of the main control valves gets stuck in the open position, not only does the other main control valve fluid from the actuating device, but also from the damaged main control valve, i.e. from the pressure source must lead to the emptying opening. This also harbors the risk that at the work opening a residual pressure is present, through which the Stellvorrichujng can be operated unintentionally.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei Ausfall e.nes der Hauptsteuerventile eine Druckbeaufschlagung der Arbe.tsöffnung mit Sicherheit vermieden wird.The invention has the object of providing a To design control valve device of the type specified in such a way that in the event of failure e.nes of the main control valves pressurization of the work opening is avoided with certainty.

Dies wird bei einer Steuerventileinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Entleerungsvent.lte.le zw.-sehen der Arbeitsöffnung und der Entleerungsöffnung durch eine an die Arbeitsöffnung angeschlossene Kammer, welche zwischen den Einlaßventilteilen und den Entleerungsventilteilen der beiden Hauptsteuerventile angeordnet ist. paralle' geschaltet sind, wobei das Einlaßventilteil des neben der Arbeitsöffnung angeordneten Hauptsteuerventils mit der Kammer in Wirkver-In the case of a control valve device, this is done with the Features specified at the outset achieved according to the invention in that the drainage valves between the two the working opening and the emptying opening through one connected to the working opening Chamber, which is between the inlet valve parts and the drain valve parts of the two main control valves is arranged. are connected in parallel ', the inlet valve part of the arranged next to the working opening Main control valve with the chamber in operative relationship

' Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß bei Ausfall einer der Hauptsteuerventile die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Arbeitsöffnung vollständig unterbrochen wird und dennoch die Arbeusöffnung unmittelbar mit der Entleerungsöffnung verbunden'This configuration has the advantage that in the event of failure one of the main control valves completely closes the connection between the inlet port and the working port is interrupted and yet the working opening is directly connected to the emptying opening

* Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:* An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail using the drawing:

Die in der Zeichnung dargestellte Steuerventileinrichtung weist ein Gehäuse 11 auf, in dem zwei normalerweise geschlossene, als Dreiwege-Tellerventi-Ie ausgebildete Hauptsteuerventile 12, 13 angeordnet sind. An einem Ende des Gehäuses ist eine Einlaßöffnung 14 und an dem anderen Gehauseende eine Arbeitsöffnung 15 vorgesehen. Die Arbeitsöffnung ist beispielsweise mit der Stellvorrichtung 16 einer Presse verbunden. Üblicherweise wird durch Druckbeaufschlagung der die Arbeitsöffnung 15 mit der Stellvorrichtung 16 verbindenden Leitung 17 die Presse eingeschaltet, während die Presse bei druckloser Leitung 17 nach Beendigung ihres Arbeitszyklus angehalten wird. Es ist erwünscht, den Arbeitszyklus der Presse zu unterbrechen, wenn irgendeine Störung in der Steuerventileinrichtung auftritt, beispielsweise irgendeines der Hauptoder Hilfssteuerventile in seiner Zufuhr- oder Entlüftungssteilung teilweise oder gänzlich hängenbleibt.The control valve device shown in the drawing has a housing 11 in which two normally closed, as a three-way poppet valve trained main control valves 12, 13 are arranged. At one end of the housing is an inlet port 14 and a working opening 15 is provided at the other end of the housing. The working opening is for example connected to the adjusting device 16 of a press. Usually by pressurization the line 17 connecting the working opening 15 to the actuating device 16 switches on the press, while the press is stopped with the line 17 depressurized after the end of its working cycle. It is Desired to interrupt the duty cycle of the press if there is any malfunction in the control valve assembly occurs, for example any of the main or auxiliary control valves in its supply or venting division partially or completely stuck.

Die Hauptsteuerventile 12 und 13 werden durch Hilfssteuerventile 18 bzw. 19 betätigt. Gemäß der Zeichnung sind diese Hilfssteuerventile normalerweise geschlossene elektromagnetisch betätigte Ventile. Wenn die Elektromagneten 21 und 22 abgeschaltet sind, befinden sich die Hilfssteuerventile 18 und 19 in ihrer Entleerstellung, in der die Kammern der Stellkolben 23 und 24 der Hilfssteuerventile 12 bzw. 13 entleert werden. Infolgedessen können, wie weiter unten im einzelnen erläutert wird, die Federn 25 und 26 die Hilfssteuerventile 12 und 13 in ihre jeweilige Entleerungsstellung drücken. Wenn die Elektromagnete 21 und 22 (normalerweise gleichzeitig) erregt werden, schalten die Hilfssteuerventile 18 und 19 in ihre jeweiligen Einlaßstellungen, so daß die Kammern der Stellkolben 23 und 24 druckbeaufschlagt werden und die Hauptsteuerventile 12 und 13 in ihre jeweiligen Einlaßstellungen umschalten.The main control valves 12 and 13 are operated by auxiliary control valves 18 and 19, respectively. According to the Drawing these pilot valves are normally closed solenoid operated valves. When the electromagnets 21 and 22 are switched off, the auxiliary control valves 18 and 19 are in their emptying position in which the chambers of the actuating pistons 23 and 24 of the auxiliary control valves 12 and 13, respectively, are emptied. As a result, as shown below in the is explained individually, the springs 25 and 26, the auxiliary control valves 12 and 13 in their respective emptying positions to press. When the electromagnets 21 and 22 are energized (usually at the same time), switch the auxiliary control valves 18 and 19 in their respective inlet positions, so that the chambers of the Actuating pistons 23 and 24 are pressurized and the main control valves 12 and 13 in their respective Switch inlet positions.

Das Hauptsteuerventil 12 enthält eine Ventilstange 27, an der ein tellerförmiges Einlaßventilteil 28 und ein tellerförmiges Entleerungsventilteil 29 angeordnet sind, welche einander zugekehrt sind. Der Stellkolbcn Zi ist im Bereich des Entleerungsventilteils 29 am Ende der Ventilstange 27 befestigt. Die Feder 25 drückt dasThe main control valve 12 contains a valve rod 27 on which a plate-shaped inlet valve part 28 and a plate-shaped drain valve part 29 are arranged, which face one another. The actuating piston Zi is attached to the end of the valve rod 27 in the area of the drain valve part 29. The spring 25 pushes that

Einlaßventilteil 211 normalerweise an einen Ventilsitz 31 und hält das Entleerungsventilteil 29 auf Abstand von seinem Ventilsitz 32. Bei Druckbeaufschlagung der Kammer des Stellkolbens 23 wird das b inleerungsventilteil 29 geschlossen und das F.inlaßventilteil 28 S geöffnet.Inlet valve part 211 is normally attached to valve seat 31 and keeps the drain valve part 29 at a distance from its valve seat 32. When the pressurization of the Chamber of the actuating piston 23, the emptying valve part 29 is closed and the inlet valve part 28 S open.

Das Hauptsteuerventil 13 enthält eine Ventilstange 33, an der ein tellerförmiges Einlaßventilteil 34 und ein tellerförmiges Entleerungsventilteil 35 angeordnet sind, die einander zugekehrt sind. Der Stellkolben 24 ist im Bereich des Auslaßventilteils 35 am Ende der Ventilsiange 33 befestigt. Die Feder 26 drückt das Einlaßventilteil 34 normalerweise gegen seinen Ventilsitz 36, wobei das Entleerungsventilteil 35 auf Abstand von seinem Sitz 37 gehalten wird. Bei Druckbeaufschlagung der Kammer des Stellkolbens 34 wird das Entleerungsventilteil 35 geschlossen und das Einlaßventilteil 34 geöffnet.The main control valve 13 includes a valve rod 33 on which a plate-shaped inlet valve part 34 and a plate-shaped drain valve part 35 are arranged, which face each other. The actuating piston 24 is in Area of the outlet valve part 35 attached to the end of the valve rod 33. The spring 26 pushes this Inlet valve part 34 normally against its valve seat 36, with the evacuation valve part 35 at a distance is held by its seat 37. When the chamber of the actuating piston 34 is pressurized, the The drain valve part 35 is closed and the inlet valve part 34 is opened.

Ein Kanal 38 führt von der Einlaßöffnung 14 zu einer Kammer 39 unterhalb des Ventilsitzes 36. Oberhalb des μ Ventilsitzes 36 ist eine Kammer 41 ausgebildet, und von dieser Kammer führt ein Kanal 42 zu einer unterhalb des Ventilsitzes 31 gelegenen Kammer 43. Eine Kammer 44 oberhalb des Ventilsitzes 31 führt zur Arbeitsöffnung 15. Die Druckzufuhr zur Arbeitsöffnung 15 verläuft somit in Reihe durch die Hauptsteuerventile 12 und 13.A channel 38 leads from the inlet opening 14 to a chamber 39 below the valve seat 36. Above the μ Valve seat 36 a chamber 41 is formed, and from this chamber a channel 42 leads to a below of the valve seat 31 located chamber 43. A chamber 44 above the valve seat 31 leads to Working opening 15. The pressure supply to working opening 15 thus runs in series through the main control valves 12 and 13.

Über die Oberseite der Ventilsitze 32 und 37 verläuft eine Entleerungskammer 45, die an die Entleerungsöffnung 46 angeschlossen ist. Unterhalb des Ventilsitzes 37 ist eine Kammer 47 ausgebildet, die von der Kammer 4t getrennt ist, und zwar bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Paßsitz-Abschnitt 48 des Gehäuses, der einen erweiterten Abschnitt 49 der Ventilstange 33 umgreift. Ein Kanal 51 führt unmittelbar von der Kammer 44 zur Kammer 47, so daß die Räume 44, 47 und 41 tatsächlich eine einzige Kammer bilden. Bei dieser Anordnung gelangt in der Entleerungsstellung des Hauptsteuerventils 12 Strömungsmittel von der Kammer 44 über den Ventilsitz 32 zur Kammer 45 und zur Entleerungsöffnung 46. Wenn sich das Hauptsteuerventil 13 in der Entleerungsstellung befindet, strömt das Strömungsmittel unmittelbar von der Kammer 44 über den Kanal 51, die Kammer 47 und den Ventilsitz 37 zur Kammer 45 und aus der Entleerungsöffnung 46. Somit muß das Strömungsmittel nicht über den Einlaß-Ventilsitz des jeweils anderen Hauptsteuerventils strömen.An emptying chamber 45 runs over the top of the valve seats 32 and 37 and adjoins the emptying opening 46 is connected. Underneath the valve seat 37, a chamber 47 is formed which is separated from the chamber 4t is separated, namely in the embodiment shown by a snug fit portion 48 of the housing, which engages around a widened section 49 of the valve rod 33. A channel 51 leads directly from the Chamber 44 to chamber 47 so that spaces 44, 47 and 41 actually form a single chamber. at this arrangement passes in the emptying position of the main control valve 12 fluid from the Chamber 44 via valve seat 32 to chamber 45 and to evacuation port 46. When the main control valve 13 is in the emptying position, the fluid flows over directly from the chamber 44 the channel 51, the chamber 47 and the valve seat 37 to the chamber 45 and out of the evacuation opening 46. Thus the fluid does not have to flow via the inlet valve seat of the other main control valve.

Während des Betriebes verstellen sich die Hnuptsteuerventile 12 und 13 normalerweise gemeinsam urid gleichzeitig zwischen ihrer Einlaßstellung und Entleerungsstellung, um die Presse zu betätigen. Eine Störung des einen oder anderen der beiden Hauptsteuerventile kann eine Reihe von Ursachen haben. Beispielsweise kann eines der elektromagnetisch betätigten Hilfssteuerventile 18 oder 19 entweder in der Einlaßstellung oder in der Entleerungsstellung, oder auch irgend eines der beiden Hauptsteuerventile hängenbleiben. In jedem Fall jedoch schaltet eines der Hauptsteuerventile in seine Entleerungsstellung zurück, während das jeweils andere Hauptsteuerventil teilweise oder gänzlich in seiner Einlaßstellung verbleibt.During operation, the main control valves 12 and 13 are normally adjusted together at the same time between its inlet position and its emptying position to operate the press. A disturbance one or the other of the two main control valves can have a number of causes. For example one of the solenoid operated auxiliary control valves 18 or 19 can be in either the inlet position or in the emptying position, or any of the two main control valves get stuck. In each However, one of the main control valves switches back to its emptying position during each of the cases other main control valve remains partially or entirely in its inlet position.

Zunächst sei beispielsweise der Fall angenommen, daß das Hauptsteuerventil 13 infolge einer Störung in seiner Einlaßstellung gehalten wird; bei Abscha.'tungder Elektromagnete 20 und 21 schaltet somit das Hauptsteuerventil 12 in seine Entleerungsstellung. Hierdurch wird die Strömungsmittelzufuhr zur Arbeitsöffnung 15 vollständig gesperrt. Gleichzeitig wird die Arbeitsöffnung 15 über die Kammern 44 und 45 unmittelbar zur Entleerungsöffnung 46 entleert, wobei der Strömungsmittelstrom über den Ventilsitz 32 führt. Hierdurch wird ein erneuter Arbeitszyklus der Presse unterbunden und die volle Abschaltung sichergestellt.First, it is assumed, for example, that the main control valve 13 due to a malfunction in its inlet position is held; when the Electromagnets 20 and 21 thus switch main control valve 12 into its emptying position. Through this the fluid supply to the working opening 15 is completely blocked. At the same time, the work opening 15 emptied via the chambers 44 and 45 directly to the emptying opening 46, the flow of fluid leads over the valve seat 32. This prevents a new work cycle of the press and the full shutdown ensured.

Wenn das Hauptsteuerventil 12 teilweise oder voll in seiner Einlaßstellung hängenbleibt, schaltet das Hauptsteuerventil 13 beim Abschalten der Elektromagnete 20 und 21 voll in seine Entleerungsstellung. Hierbei wird wiederum die Strömungsmittelzufuhr zur Arbeitsöffnung 15 vollständig abgesperrt. Außerdem wird die Arbeitsöffnung 15 über die Kammer 44, den Kanal 51 und die Kammern 47 und 45 unmittelbar zur Entleerungsöffnung 46 entleert. Infolge der vollständigen Absperrung der Strömungsmittelzufuhr in Verbindung mit dem unmittelbaren Entleerungspfad für die Arbeitsöffnung wird erreicht, daß an der Arbeitsöffnung kein merklicher Druck herrscht und somit die Presse abgeschaltet wird.If the main control valve 12 is partially or fully stuck in its inlet position, the main control valve switches 13 when switching off the electromagnets 20 and 21 fully in its emptying position. Here is in turn, the fluid supply to the working opening 15 is completely shut off. In addition, the Working opening 15 via the chamber 44, the channel 51 and the chambers 47 and 45 directly to Emptying opening 46 emptied. As a result of the complete shut-off of the fluid supply in connection with the direct emptying path for the work opening it is achieved that at the work opening there is no noticeable pressure and the press is switched off.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Control valve device for a fluid operated © Control device in safety circuit, S which from two normal to the flow of fluid the main control valves shutting off the actuating device, each of the two main control valves has an inlet valve part and a drain valve part, of which the inlet valve parts ίο are connected in series between an inlet opening for the fluid and a working opening, and wherein the work opening can be connected to a drain opening through the drain valve parts is characterized in that the drain valve parts (29, 35) between the working opening (15) and the drain opening (46) through a chamber (44, 47, 51) connected to the working opening (15). which between the Inlet valve parts (28, 34) and the drain valve parts (29, 35) of the two main control valves (12, 13) is arranged, are connected in parallel, the inlet valve part (28) of the next to the working opening (15) arranged main control valve (12) is in operative connection with the chamber.