DE2309552A1

DE2309552A1 - Sicherheitsrueckschlagventil

Info

Publication number: DE2309552A1
Application number: DE19732309552
Authority: DE
Inventors: Helmut Motzer
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1973-02-26
Filing date: 1973-02-26
Publication date: 1974-09-05
Also published as: ES416870A1; GB1386204A; DD104609A5; JPS5546543B2; JPS49118037A; CH550957A; US3916946A; FR2219354B3; IT990852B; FR2219354A1

Description

München 71, Metchlorstr. 42

Unser Zeichen:

Δ 12 577

HERION-WEBKE KG, 7012 Fellbach, Stuttgarter Str. 120

Sicherheitsrückschlagventil

Die Erfindung "betrifft ein Sicherheitsrückschlagventil für druckmittelbetriebene Vorrichtungen, insbesondere Pressen, mit einem Gehäuse, das eine Zufuhr- und eine Abfuhröffnung für das Druckmittel aufweist.

Die Steuerung von Pressen wird bisher über zwei parallel geschaltete Wegeventile mit elektrischer Überwachung durchgeführt, wobei die Presse entlüftet und abgeschaltet wird, wenn in einem der beiden Wegeventile eine Störung oder Fehlschaltung auftritt. Die Presse kann dann erst dann wieder in Betrieb genommen werden, wenn diese Störung beseitigt ist.

Zur Absicherung des Pressenstempels dient ferner ein Rückschlagventil, das ein ungewolltes Absenken des Pressenstempels verhindern soll. Wenn nun bei diesem Rückschlagventil eine Störung oder Fehlschaltung auftritt, so besteht die Gefahr, daß der Pressenstempel mehr oder weniger schnell herabfällt, was zu schweren Unfällen und zu Beschädigungen der Presse führen kann.

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Der Erfindung liegt, daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsrüekschlagventil zu schaffen, das auch beim Ausfall eines5einer Steuerelemente noch zuverlässig und betriebssicher arbeitet.

Gemäß der Erfindung wird dies ausgehend von dem eingangs genannten Sicherheitsrückschlagventil dadurch erreicht, daß in dem Gehäuse zwei unabhängig voneinander verschiebbare Steuerkolben axial hintereinandergeschaltet angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist hierbei der in Zufuhrrichtung erste Steuerkolben, der mit einem im Gehäuse ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt, an seinem hinteren Ende als Ventilsitz für den zweiten Steuerkolben ausgebildet, wobei ferner beide Steuerkolben jeweils mit einer Axialbohrung und wenigstens einer mit dieser in Verbindung stehenden Querbohrung versehen sind. Jeder Steuerkolben ist zweckmäßigerweise separat durch eine im Gehäuse abgestützte Druckfeder in Richtung auf die Schließstellung des Ventils beaufschlagt.

Ferner sind die Steuerkolben vorteilhafterweise mit Steuerflächen versehen, die über im Gehäuse ausgebildete Steuerkanäle durch das Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei die Steuerflächen jeweils größer sind als die wirksamen Flächen der entsprechenden Ventilsitze.

Schließlich ist zweckmäßigerweise durch einen der beiden Steuerkolben ein elektrischer Schalter betätigbar, durch den eine Störung oder Fehlsehaltung jedes der beiden Steuerkolben angezeigt wird.

Durch die Hintereinanderschaltung von zwei Steuerkolben wird die Sicherheitswirkung beträchtlich erhöht, da jeder der beiden Steuerkolben in der Lage ist, allein die Sperrfunktion des Rückschlagventiles zu erfüllen, so daß auch bei Ausfall eines der beiden Steuerkolben der andere das Rückschlagventil zuverlässig sperrt·

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

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Fig. 1 im Schnitt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventiles in Sperr3tellung zeigt.

Fig. 2 zeigt im Schnitt da3 Ventil nach Pig. 1 in Arbeitsstellung.

Fig. 3 und 4 zeigen das Ventil nach Fig. 1 in zwei verschiedenen Fehlschaltungen.

Das Rückschlagventil 10 nach den Fig. 1 und 2 hat ein Gehäuse 12 aus einem geeigneten Material mit einer Zufuhröffnung 24 und einer Abfuhröffnung 26. In eine längsverlaufende Bohrung 13 de3 Gehäuses 12 sind in axialen Abständen Büchsen 14, 16 und 18 eingesetzt, die im Gehäuse in nicht näher gezeigter Weise geeignet ortsfest gehalten sind.

In den Büchsen 14, 16 und 18 sind zwei Steuerkolben 20 und 22 geführt, die axial hintereinander und fluchtend miteinander angeordnet und die in Axialrichtung getrennt voneinander beweglich sind.

Der Steuerkolben 20 ist hierbei durch die Büchse 14 und einen Teil 17 der Büchse 16 geführt, während der Steuerkolben 22 durch die Büchse 16 und einen Teil 19 der Büchse 18 geführt ist. Die Büchse 18 ist mit einer der Zufuhröffnung 24 entsprechenden und mit dieser fluchtenden Öffnung 70 versehen, die v/ie Fig· 1 zeigt, als Ventilsitz 28 für den kegelförmigen Kopf 29 des Steuerkolbens 22 ausgebildet ist. Das in Zufuhrrichtung hintere Ende 23 des Steuerkolbens 22 ist als Ventilsitz 30 (Fig. 1) für den kegelförmigen Kopf 31 des Steuerkolbens 20 ausgebildet. An einer Ringschulter 72 der Büchse 16 ist ein Ende einer Druckfeder 32 abgestützt, deren anderes Ende an einem radialen Bund 40 des Steuerkolbens 22 anliegt. Die Druckfeder 32 ist durch einen axialen Ansatz 36 der Büchse 16 geführt. Ferner stützt sich an einer Ringschulter 74 der Büchse 14 ein Ende einer Druckfeder 34 ab, deren anderes Ende an einem radialen Bund 42 des Steuerkolbens 20 anliegt. Die Druckfeder 34 ist durch einen axialen Ansatz 38 der Büchse 14 geführt. Die Räume, in denen die Druckfedern 32 und 34 angeordnet sind, sind entsprechend durch im Gehäuse 12 ausgebildete Bohrungen 44 und 46 entlüftet bzv/. an einen nicht näher bezeichneten Behälter für das Druckmittel

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angeschlossen.

Der Steuerkolben 22 ist mit einer zentralen, axial verlaufenden Sackbohrung 52 versehen, sowie mit wenigstens einer in seiner Wand ausgebildeten Querbohrung 50, die mit der Sackbohrung 52 in Verbindung steht. Der Steuerkolben 20 ist mit einer zentralen, axial verlaufenden Sackbohrung 58 versehen, sowie mit wenigstens einer in seiner Wand ausgebildeten Querbohrung 56, die mit der Sackbohrung 58 in Verbindung steht. Ferner ist zwischen der Büchse 18 und dem Steuerkolben 22 ein Ringkanal 48 und zwischen der Büchse 16 und dem Steuerkolben 20 ein Ringkanal 54 gebildet. Zwischen dem Ende 19 der Büchse 18 und dem Bund 40 des Steuerkolbens 22 ist ein Steuerraum 60 gebildet, der über einen Steuerkanal 62 im Gehäuse 12 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Ferner ist zwischen dem Ende 17 der Büchse 16 und dem Bund 42 des Steuerkolbens 20 ein Steuerraum 64 gebildet, der über einen Steuerkanal 66 im Gehäuse 12 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Beide Steuerräume 60 und 64 verlaufen ringförmig zwischen der Außenwand der Steuerkolben und der Innenwand des Gehäuses.

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil arbeitet folgendermaßen:

In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangs- oder Nullstellung wird der Steuerkolben 22 durch die Druckfeder 32 auf seinen Ventilsitz gedruckt, während der Steuerkolben 20 durch die Druckfeder 34 auf seinen Ventilsitz 30 gedrückt wird. Das Rückschlagventil ist daher geschlossen.

Zur Betätigung des Verbrauchers, beispielsweise zum Anheben eines Pressenzylinders, wird nun eine entsprechende nicht gezeigte Pumpe eingeschaltet und das Druckmittel an der Zufuhröffnung 24 des Ventiles zugeführt. Dort baut sich ein Druck auf, der den Steuerkolben 22 von seinem Ventilsitz 28 abhebt und den letzteren öffnet. Das Druckmittel strömt dann durch die Zufuhröffnung 24t die Öffnung 70, den Ringkanal 48 und die Querbohrung 50 (oder Querbohrungen) in die axiale Sackbohrung 52 des Steuerkolbens 22 ein, der bei diesem Vorgang gegen die Kraft der Druckfeder 32 angehoben wird und der den Steuerkolben 20 bei dieser Bewegung über den Ventilsitz 30 mitnimmt, wobei auch die Druckfeder 34 etwas zusammengedrückt wird. Der Steuerkolben

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22 wird hierbei so lange angehoben, bis sein Bund 40 am Ansatz der Büchse 16 anstößt.

Der in der Sackbohrung 52 des Steuerkolbens 22 anstehende Druck des Druckmittels hebt nun den Steuerkolben 20 gegen die Kraft der Druckfeder 34 von seinem Ventilsitz 30 ab, wodurch der letztere geöffnet wird und das Druckmittel über den Ventilsitz, die Ringkammer 54, die Querbohrung 56 (oder Querbohrungen) und die axiale Sackbohrung 58 des Steuerkolbens 20 zur Abfuhröffnung 26 und von dort zum Verbraucher strömen kann. Der Steuerkolben 20 wird hierbei so lange angehoben, bissein Bund 42 am Ansatz 38 der Büchse 14 anstößt.

Diese Stellung des Rückschlagventiles, in der beide Ventilsitze 28 und 30 geöffnet sind und das Druckmittel von der Zufuhröffnung 24 zur Abfuhröffnung 26 strömt, ist in Pig. 2 dargestellt. Die beiden Steuerkolben werden somit durch den Druck des Druckmittels in geöffneter Stellung gehalten. Wenn nun der Druck des Druckmittels in der Zufuhrleitung nachläßt oder verschwindet, so werden die Steuerkolben sowohl durch die beiden Druckfedern 32 und 54 wie auch durch den Druck des Druckmittels in der Abfuhrleitung sofort gegen ihre Ventilsitze 28 und 30 gedruckt, wodurch das Rückschlagventil geschlossen wird.

Wenn dagegen der Pressenzylinder des Verbrauchers abgesenkt werden soll, dann werden die Steuerräume 60 und 64 über ihre entsprechenden Steuerkanäle 62 bzv/. 66 mit Druck beaufschlagt. Die Steuerkolben werden hierdurch gegen die Kraft der Druckfedern bzw. 34 und gegen die Kraft des Druckmittels, die auf die Flächen der Ventilsitze 28 und 30 wirkt, gesteuert angehoben, wodurch beide Ventilsitze geöffnet werden und der Durchgang von der Abfuhröffnung 26 in Richtung zur Zufuhröffnung 24 freigegeben wird.

Die ringförmigen Steuerflächen 76 und 78, die durch die Bunde 40 und 42 gebildet werden, sind genügend groß gewählt, um beim gesteuerten Anheben der beiden Steuerkolben die obengenannten Gegenkräfte zu überwinden, wobei gegebenenfalls auch der Steuerdruck variiert werden kann.
Soll bei der gesteuerten Abwärtsbewegung der Pressenzylinder

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schnell angehalten werden, so wird der Steuerdruck durch das nicht dargestellte Zweiwegeventil abgebaut, worauf die Steuerkolben das Ventil schließen.

Tritt nun bei einem der beiden Steuerkolben eine Störung oder Fehlschaltung auf, so schließt der andere Kolben das Ventil, wie in den Pig· 3 und 4» die zwei unterschiedliche Fehlschaltungen zeigen, dargestellt ist.

In Fig. 3 ist der Steuerkolben 22 in geöffneter Stellung infolge irgendeines Fehlers hängengeblieben, so daß der Ventilsitz 28 offengeblieben i3t. Das Druckmittel kann aber trotzdem nicht von der Abfuhröffnung 26 zur Zufuhröffnung 24 zurückströmen, weil der Steuerkolben 20, an dem keine Störung aufgetreten ist, durch die Feder 34 und den Druck des Druckmittels in der Abfuhrleitung gegen seinen Ventilsitz 30 gedrückt worden ist und den letzteren geschlossen hat.

Der geschlossene Ventilsitz 30 verhindert somit ein Rückströmen des Druckmittels in Richtung von der Abfuhröffnung 26 zur Zufuhröffnung 24· Das Rückschlagventil hat somit zuverlässig geschlossen.

In Fig. 4 ist beim Druckabfall in der Zufuhrleitung bzw. in den Steuerkanälen der Steuerkolben 20 in geöffneter Stellung infolge einer Störung hängengeblieben, so daß der Ventilsitz 30 nicht geschlossen wurde. Der Steuerkolben 22, bei dem keine Störung aufgetreten ist, ist jedoch durch seine Druckfeder 32 und durch den Druck des Druckmittels in der Abfuhrleitung gegen seinen Ventilsitz 28 gedruckt worden, wodurch der letztere geschlossen wurde. Das Ventil ist somit gesperrt worden und es ist keine Rückströmung von der Abfuhr öffnung 26 zur Zufuhr öffnung 24 möglich.

Das Ventil ist zweckmäßigerweise mit einem elektrischen Schalter 68 versehen, durch den Fehlschaltungen angezeigt werden. In Fig. 1, in der beide Ventilsitze 28 und 30 geschlossen sind, befindet sich der Schalter 68 in seiner rechten Endstellung, während er sich, wenn beide Ventilsitze geöffnet sind (Fig. 2) oder wenn einer von beiden Ventilsitzen geöffnet ist (Fig. 3 und 4), sich in seiner linken Endstellung befindet, in die er durch

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den Bund 42 des Steuerkolbens 20 über einen Schaltstift 80 geschaltet wird, wodurch die entsprechenden Stellungen des Rück schlagventile s angezeigt werden können_c

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Claims

A 12 577 - 8 - Patentansprüche

1. Sicherheitsrückschlagventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Pressen, mit einem Gehäuse, das eine Zufuhr- und eine Abfuhröffnung für das Druckmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (12) zwei unabhängig voneinander verschiebbare Steuerkolben (20, 22) axial hintereinandergeschaltet angeordnet sind.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Zufuhrrichtung erste Steuerkolben (22), der mit einem im Gehäuse (12, 18) ausgebildeten Ventilsitz (28) zusammenwirkt, an seinem hinteren Ende (23) als Ventilsitz (30) für den zweiten Steuerkolben (20) ausgebildet ist und daß beide Steuerkolben jeweils mit einer Axialbohrung (52 bzw. 58) und wenigstens einer mit dieser in Verbindung stehenden Querbohrung (50 bzw. 56) versehen sind.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Steuerkolben (20, 22) separat durch eine im Gehäuse (12, 14, 16) abgestützte Druckfeder (34 bzw. 32) in Richtung zur Schließstellung des Ventiles beaufschlagt ist.

4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (20, 22) mit Steuerflächen (76 bzw. 78) versehen sind, die über im Gehäuse ausgebildete Steuerkanäle (62 bzw. 66) mit Druck beaufschlagbar sind.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen (76, 78) größer sind als die wirksamen Flächen der entsprechenden Ventilsitze (28, 30).

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen der

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beiden Steuerkolben ein elektrischer Schalter (68) betätigbar ist, durch den eine Fehlschaltung jedes der beiden Steuerkolben (20, 22) anzeigbar ist.

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