DE2417835A1

DE2417835A1 - Sicherheits-ventilsteueranlage

Info

Publication number: DE2417835A1
Application number: DE19742417835
Authority: DE
Inventors: Russell John Cameroh
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1973-08-23
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1975-03-06
Also published as: CA993760A; PL93744B1; DE2417835B2; JPS5833434B2; SE407268B; BR7406821D0; JPS5045322A; SE7410514L; SU569295A3; IT1014809B; DD113801A5; RO65683A; DE2417835C3; US3858606A; FR2241735B1; AU6874274A; ZA742901B; GB1404127A; FR2241735A1

Description

Sicherheits-Ventilsteueranlage

■Die Erfindung betrifft eine Sicherheits-Ventilsteueranlage für |druckmittelbetätigte Vorrichtungen, insbesondere für eine Kupplungs und Bremsleitung in einer Kraftpresse. Üblicherweise wird durch Beaufschlagung dieser Leitung mit Druckluft die Kupplung eingerückt, wodurch die Presse betätigt wird, wogegen bei Entlüftung dieser Leitung die Kupplung gelöst und die Bremse betätigt wird, wodurch die Presse angehalten wird.

Es wurdenSicherheits-Ventilsteueranlagen (vgl. z.B. US-PS 3 67o 767 entwickelt, mit denen die Presse sofort angehalten wird, falls ein Ventil der Anlage klemmt oder in anderer Weise ausfällt. Bei solch einer Sicherheits-Ventilsteueranlage sind zwei mittels Druckmittelmotoren betätigte Hauptventile vorgesehen, die jeweils mit einem Einlaßventilelement sowie einem Entlüftungsventilelement versehen sind; beide Hauptventile sind normalerweise geschlossen, d.h. ihre

sich
Einlaßventilelemente befinden in ihrer Schließstellung, und ihre

Entlüftungsventilelemente befinden sich ₍in ihrer öffnungsstellung,

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wenn die Ventileinrichtung "entregt" ist. Die beiden Einlaßventil- ι elemente sind mittels einer Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung in Reihe geschaltet, und die bei- , den Entlüftungsventilelemente sind durch eine Strömungsverbindung zwischen der Auslaßöffnung und der Entlüftungsöffnung parallel geschaltet. Normalerweise geschlossene V or steuerventile sind für die ι normalerweise geschlossenen Hauptventile vorgesehen. ''

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits-Ventilsteueranlage der angesprochenen Art so auszubilden, daß sie aufgrund ihres Aufbaus schneller entlüftet (und daher [beispielsweise eine Presse schneller anhält) als die bekannten

Sicherheits-Ventilsteueranlagen, während die Sicherheitseigenschaftjen der bekannten Anlagen beibehalten bleiben, insbesondere eine unmittelbare Entlüftungsverbindung, una&ängig davon, welches Ventil

iisgefallen ist, vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ventxlsteueranlage sind zwei von Druckaittelmotoren betätigte Hauptventileinrichtungen vorgesehen, von Idenen jede einen Einlaßventilkörper und einen Entlüftungsventilkörper aufweist. Zumindest eine der Hauptventileinrichtungen ist normalerweise geöffnet, d.h., ihr Einlaßventilelement befindet sich in der Öffnungsstellung und das Entlüftungsventilelement in der Schließstellung, wenn die Ventileinrichtung "entregt" ist. Die

Einlaßventilelemente der beiden Hauptventileinrichtungen sind zwi-< sehen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung in Reihe geschaltet,' und die Entlüftungsventilelemente sind zwischen der Auslaßöffnung und der Entlüftungsöffnung parallel geschaltet. Ein normalerweise geschlossenes Vorsteuerventil ist für die normalerweise geschlossene Hauptventileinrichtung, falls eine solche vorhanden ist, vor-' gesehen, und für jede normalerweise geöffnete Hauptventileinrichtung ist ein normalerweise geschlossenes Vorsteuerventil vorgese- ' hen. Durch eine Bewegung jeder der beiden Hauptventileinrichtungen in ihre Entlüftungsstellung wird daher die Zufuhr der Luft zu der Auslaßöffnung vollständig unterbrochen und eine unmittelbare Entlüftungsverbindung mit großer Entlüftungskapazität geschaffen, selbst wenn die andere Hauptventileinrichtung ihrer Öffnungsstellung oder in einer teilweise geöffneten Stellung steckengeblieben ist.

Aufgrund der Tatsache, daß zumindest eine der Hauptventileinrichtungen mittels konstantem Strömungsmitteldruck betrieben wird, statt ,daß sie durch den allmählichen Druckabfall und die Vorspannkraft einer Feder in die Entlüftungsstellung verschoben wird, bewegt sie sich wesentlich rascher, sodaß das Anschließen der Auslaßöffnung an der Entlüftungsöffnung und das Anhalten der Presse mit größerer Schnelligkeit erfolgt.

Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß die Sicherheits-Ventilsteueranlage eine relativ große Entlüftungskapazität besitzt, ohne daß die Einzelteile größere Abmessungen erhalten müßten, was ihre

Bewegung verlangsamen würde.

Anhand der Zeichnungen werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Das erste Ausführungsbeispiel besitzt eine normalerweise geöffnete Hauptventileinrichtung, der in der Richtung von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung eine normalerweise geschlossene Hauptventileinrichtung folgt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel folgt einer normalerweise geschlossenen Hauptventileinrichtung eine normalerweise geöffnete Hauptventileinrichtung, und bei dem dritten Ausführungsbeispiel sind beide Hauptventileinrichtungen normalerweise geschlossen. Bei allen Ausführungsbeispielen ist der normalerweise geöffneten Hauptventileinrichtung ein normalerweise geöffnetes Vorsteuerventil zugeordnet, und jeder normalerweise geschlossenen Hauptventileinrichtung ist ein normalerweise geschlossenes Vorsteuerventil zugeordnet. Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweise schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem einer normaler-

■ weise geöffneten Hauptventileinrichtung in der Richtung von der Einlaßöffnung zur Auslaßöffnung eine normalerweise geschlossene Hauptventileinrichtung folgt;

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem einer normalerweise geschlossenen Hauptventileinrichtung eine normalerweise geöffnete Hauptventileinrichtung folgt j

.Fig. 3 eine entsprechende Ansicht eines dritten Ausführungsbei-

i I

' Spiels, bei dem beide Hauptventileinrichtungen normaler- ι j weise geöffnet sind.

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— O —

Die in Fig. 1 dargestellte Sicherheits-Ventilsteueranlage 11 besitzt ein Gehäuse 12 mit einer Einlaßöffnung 13 am einen Ende, einer Auslaßöffnung 14 am anderen Ende, die durch eine Leitung 16 mit einer strichpunktiert angedeuteten Kupplungs- und Bremseinheit 15 verbunden ist, und einer oder mehreren EntlüftungsÖffnungen 17.

Die Ventilsteueranlage weist eine erste Hauptventileinrichtung 18 und eine zweite Hauptventileinrichtung 19 auf, die im Gehäuse 12 bewegbar angeordnet sind. Die Hauptventileinrichtung 18 besitzt· ein Einlaßventilelement 21, das sich an einen Ventilsitz 22 anlegen kann, und ein Entlüftungsventilelement 23, das sich an einen Ventilsitz 24 anlegenkann. Diese Ventilelemente sind an einer Ventilstange 25 befestigt und werden durch eine Feder 26 in eine Stellung vorgespannt, in der das Einlaßventilelement 21 seine Öffnungslage und das Entlüftungsventilelement 23 seine Schließlag^ einnimmt. Am oberen Ende der Ventilstange 25 ist ein Kolben 27 an-* gebracht.

Die Hauptventileinrichtung 19 besitzt ein Einlaßventilelement 28, I , das sich an einen Ventilsitz 29 anlegen kann, und ein Entlüftungs-*

j '!

j ventilelement 31, das sich an einen Sitz 32 anlegen kann. Diese Ventilelemente sind an einer Ventilstange 33 befestigt, wobei die Ventileinrichtung durch eine Feder 34 in eine Stellung vorgespann wird, in der das Entlüftungsventilelement seine Öffnungslage und

j das Einlaßventilelement seine Schließlage einnimmt. Am oberen Ende der Ventilstänge 33 ist ein Kolben 35 angebracht.

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~ D —

Die Einlaßöffnung 13 (die an einer Druckmittelquelle angeschlossen ist) ist durch eine Strömungsverbindung 36 mit der Unterseite des"Ventilsitzes 22 verbunden, unddie Oberseite des Ventilsitzes 22 ist durch eine Strömungsverbindung 37 mit der Unterseite des Ventilsitzes 29 verbunden. Eine Strömungsverbindung 38 verbindet die Oberseite des Ventilsitzes 29 mit der Auslaßöffnung 14. Auf diese Weise sind die Ventilelemente 21 und 28 zwischen den Öffnungen 13 und 14 in Reihe geschaltet.

Eine Strömungsverbindung 38 erstreckt sich zur Unterseite des Ventilsitzes 32 und der Unterseite des Ventilsitzes 24, der von der Strömungsverbindung 37 im Bereich der Hauptventileinrichtung 18 durch einen Abschnitt 39 der Hauptventileinrichtung, der in einen Gehäuseabschnitt 41 eingepaßt ist, getrennt ist. Auf diese Weise wird eine unmittelbare Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 11 und den Oberseiten der Entlüftungsventilsitze 24 und 32 geschaffen, wobei der letztere mit einer gemeinsamen Kammer 42 verbunden ist, von der die Entlüftungsöffnung 17 abgeht.

in Da die Feder 26 die Hauptventileinrichtung 18 nach oben eine Stellung vorspannt, in der das Einlaßventilelement 21 seine Öffnungslage und das Entlüftungsventilelement 23 seine Schließlage einnimmt, und die Feder 34 das Einlaßventilelement 28 in seine Schließstellung und das Entlüftungsventxlelement 31 in seine Öffnungsstellung vorspannt, kann die HauptVentileinrichtung 18 als eine normalerweise geöffnete Ventileinrichtung und die Hauptventileinrichtung 19 als eine normalerweise geschlossene Ventileinrichtung bezeichnet werden. Für die Hauptventi!einrichtungen

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- 7 18 und 19 sind magnetisch betätigte Vorsteuerventile 43 und 44 vor+

gesehen. Diese Vorsteuerventile werden über Leitungen 45 und 46 j

i mit Druckmittel beaufschlagt. Das Vorsteuerventil 43 besitzt eine Auslaßöffnung 47, die mit der Kammer 48 oberhalb des Kolbens 27 der Hauptventileinrichtung 18 verbunden ist, und das Vorsteuerventil 44. besitzt eine Auslaßöffnung 49, die mit der Kammer 51 oberhalb des Kolbens 35 der Hauptventileinrichtung 19 verbunden ist. ,Die Vorsteuerventile 43 und 44 besitzen ferner jeweils eine Entlüftungsöffnung 5-2 bzw. 53.
ί

ι sich

Wenn ihre Elektromagnete 54 und 55 entregt sind, befindet das Vor-j steuerventil 43 normalerweise in seiner öffnungsstellung und das

44
Vorsteuerventil in seiner Schließstellung. Das bedeutet, daß die S

Einlaßöffnung 45 durch die Auslaßöffnung 47 mit der Kammer 48 der

!Hauptventileinrichtung 18 verbunden ist, wodurch diese Hauptventileinrichtung in ihrer Schließ- bzw. Entlüftungsstellung gehalten wird, wogegen die Auslaßöffnung 49 mit der Entlüftungsöffnung 53 verbunden ist, sodaß sich die Hauptventileinrichtung 19 in ihrer Schließstellung befindet. Da die Elektromagnete 54 und 55 parallel geschaltet sind, um gleichzeitig ent- und erregt zu werden, werden die Einlaßventilelemente beider Hauptventilexnrichtungen geschlossen und die Entlüftungsventilelemente geöffnet, wenn die Vorsteuer} ventile entregt werden.

Im Betrieb wird durch Erregung der Elektromagnete das Vorsteuerventil 43 geschlossen und das Vorsteuerventil 44 geöffnet, wodurch beide Hauptventilexnrichtungen in ihre öffnung«stellung bewegt

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werden und die Kupplung der Einheit 15 betätigt wird. Bei Entregung der Elektromagneten kehren beide Hauptventileinrichtungen in ihre Schließstellung zurück, wodurch die Bremse der Einheit 15 betätigt wird.

Wenn der zuletzt beschriebene Vorgang stattfindet, wird die Hauptventileinrichtung 18 durch den Druck in der Kammer *f8 in seine Schließ- bzw. EntlüftungsStellung bewegt. Diese Bewegung erfolgt normalerweise schneller als eine Ventilbewegung, die durch Nachlassen des Kammerdrucks und die Vorspannung einer Feder hervorge- ; rufen wird, wie dies beispielsweise bei der Hauptventileinrichtung 19 stattfindet. Das Anlegen der Bremse in der Einheit 15 erfolgt , somit mit großer Schnelligkeit.

Sollte die Hauptventileinrichtung 18 in ihrer geöffneten bzw. teilweise geöffneten Stellung steckenbleiben, wird durch die Bewegung der Haptventileinrichtung 19 in ihre Schließstellung die Druckmittelzufuhr zu der Auslaßöffnung I¹I sofort unterbrochen und die Auslaßöffnung unmittelbar mit der Entlüftungsöffnung 17 verbunden. Sollte dagegen die Hauptventileinrichtung 19 in ihrer geöffneten oder teilweise geöffneten Stellung steckenbleiben, wird durch Bewegen der Hauptventileinrichtung 18 in ihre Schließstellung in gleicher Weise die Druckmittelzufuhr zu der Auslaßöffnung 14 unter jbrechen und die Auslaßöffnung unmittelbar mit der Entlüftungsöffnung verbunden.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau wie das vorhergehende Aus-

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führungsbeispiel hat. Die in Flg. 2 gezeigte Ventilsteueranlage

besitzt ein Gehäuse lol, eine erste Hauptventileinrichtung Io2, eine zweite Hauptventileinrichtung Io3, ein Vorsteuerventil 1σ4· füf die Hauptventileinrichtung Io2 und ein Vorsteuerventil Io5 für die

j Hauptventileinrichtung Io3. In diesem Fall ist die Hauptventileinrichtung Io2 normalerweise geschlossen und die Hauptventileinrichjtung Io3 normalerweise geöffnet. Das bedeutet, daß sich die normalerweise geschlossene Hauptventileinrichtung - bezüglich der Einlaßöffnung Io6 und der Auslaßöffnung Io7 - stromaufwärts von der normalerweise geöffneten Hauptventileinrichtung befindet. Das Einlaßventilelement Io8 der Hauptventileinrichtung Io2 und das Einlaßventilelement Io9 der Hauptventileinrichtung Io3 sind zwischen der Einlaßöffnung Io6 und der Auslaßöffnung Io7 in Reihe geschaltet, und das Entlüftungsventilelement 111 der Hauptventilein-, richtung Io2 und das Entlüftungsventilelenevt 112 der Hauptventil- i einrichtung Io3 sind zwischen der Auslaßöffnung Io7 und der Entlüftungsöffnung 113 des Gehäuses lol parallel geschaltet.

Das Vorsteuerventil Ιο**, das die Hauptventileinrichtung Io2 steuerist normalerweise geschlossen, und das Vorsteuerventil Io5 ist normalerweise geöffnet. Auf diese Weise werden beide Hauptventileinrichtungen, Wie in Fig. 2 gezeigt, geschlossen, wenn die Elektrj) magnete beider Vorsteuerventile entregt sind, wodurch die Leitung im der Kupplungs- und Bremseinheit 115 entlüftet wird. Die Betriebsweise der in Fig. 2 gezeigten Ventilsteueranlage ist ähnlich der in Fig. 1 gezeigten und braucht nicht im einzelnen beschrieben

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zu werden. Bei Entregung der Elektromagnete der Vorsteuerventile werden die Hauptventileinrichtungen in ihre EntlüftungsStellungen bewegt, wobei die Hauptventileinrichtung Io3 durch Druckmittel betätigt wird, sodaß sie sich sehr rasch bewegt.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in Fig. 3 gezeigte Ventilsteueranlage 2ol besitzt ein Gehäuse 2o2, in dem sich eine erste HauptVentileinrichtung 2o3 und eine zweite Hauptventileinrichtung 2o4 befindet. Beide dieser Hauptventileinrichtungen sind normalerweise geöffnet, d.h. daß ihre Einlaßventilelemente 2o5 und 2o6 von ihren Ventilsitzen abgehoben sind und die Entlüftungsventilelemente 2o7 und 2o8 an ihren Ventilsitzen anliegen, wenn die Ventileinrichtungen "entregt¹¹ sind. Wie zuvor sind die Einlaßventilelemente 2o5 und 2o6 zwischen der Einlaßöffnung 2o9 und der Auslaßöffnung 211 in Reihe geschaltet, und die Entlüftungs ventilelemente 2o7 und 2o8 sind zwischen der Auslaßöffnung

211 und der Entlüftungsöffnung 212 parallel geschaltet.

Die Hauptventileinrichtung 2o3 ist mit einem normalerweise geöffneten, magnetisch betätigten Vorsteuerventil 213 und die Hauptventileinrichtung 2oH mit einem ähnlichen normalerweise geöffneten Vorsteuerventil 214 versehen. Wenn daher die Elektromagnete der Vorsteuerventile entregt sind, befinden sich beide Hauptventileinrichtungen, wie in Fig. 3 geaeigt, in ihrer Schließstellung. Bei Erregung der Elektromagnete werden beide Hauptventileinrichtungen inihre Öffnungstellung bewegt. Wenn eine der Hauptventileinrichtungen steckenbleibt und somit eine Diskrepanz zwischen den Stel-

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lungen der beiden Hauptventileinrichtungen hervorruft, spricht die Sicherheits-Ventilsteueranlage an, und die Bremse der Kupplungs- und Bremseinheit 215 wird in gleicher Weise wie bei den vor hergehenden Ausführungsbeispielen betätigt. Unabhängig davon, welche der Hauptventileinrichtungen in ihrer geöffneten bzw. teilweise geöffneten Stellung steckengeblieben ist, wird die andere Hauptventi!einrichtung durch die auf ihren Kolben 216 bzw. 217 einwirkende Vortriebskraft in ihre Schließ- bzw. Entlüftungsstellung bejwegt.

Wenn bei diesem Ausführungsbexspiel ein Druckverlust an der Einlaßöffnung 2o9 auftreten sollte, kehren beide Hauptventileinrichtungen in ihre normalerweise geöffnete Stellung zurück. Wenn wiede der volle Druck an der Einlaßöffnung 2o9 anliegt, könnte ein !kurzzeitiges "Pumpen" des Drucks vorbei an den Einlaßventileleimenten 2o5 und 2o6 zu der Einlaßöffnung 211 stattfinden, ehe die Hauptventileinrichtungen durch den auf ifrre Kolben wirkenden Druck geschlossen werden. Dieses Ausführungsbexspiel ist daher dort einisetzbar, wo ein solches "Pumpen" nicht ausreicht, um die Kupplung der Kupplungs- und Bremseinheit 215 zu betätigen.

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Claims

Patentansprüche

1.) Sicherheits-Ventilsteueranlage für druckmittelbetätigte Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (12) mit einer
Einlaßöffnung (13), einer Auslaßöffnung (14) und mindestens einer Entlüftungsöffnung (17) vorgesehen ist, daß sich in dem Gehäuse
eine erste Hauptventileinrichtung (18) und eine zweite Hauptventileinrichtung (19) befinden, die jeweils mit einem Einlaßventilelement (2L,28) und einem Entiüftungsventilelement (23,31) ι

ι versehen sind, daß die Hauptventileinrichtungen jeweils zwischen einer Öffnungsstellung, in der ihr Einlaßventilelement eine Öff·· nungslage und ihr Entlüftungsventilelement eine Schließlage einnimmt, und einer Schließstellung, in der ihr Entlüftungsventilelement eine Öffnungslage und ihr Einlaßventilelement eine
Schließlage einnimmt, bewegbar sind, daß die Einlaßventilelemen·· te der beiden Hauptventileinrichtungen durch eine Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung in
Reihe geschaltet sind, daß die Entlüftungsventilelemente der
beiden HauptVentileinrichtungen zwischen der Auslaßöffnung und

der Entlüftungsöffnung parallel geschaltet sind, sodaß eine Be-!

wegung jedes der beiden Hauptventileinrichtungen in ihre SchlieB-

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stellung bei einem Steckenbleiben der anderen Hauptventileinrichtung in ihrer geöffneten oder teilweise geöffneten Stellung eine Unterbrechung der Druckmittelzufuhr von der Ehlaßöffnung zur Auslaßöffnung und eine unmittelbare Verbindung der Außlaßöffnung mit der Entlüftungsöffnung hervorruft, daß mit jeder Hauptventileinrichtung eine druckmittelbetätigbare Betätigungseinrichtung (27,35) verbunden ist, die die zugehörige Hauptventileinrichtung von ihrer einen Stellung in ihre andere Stellung bewegt, wobei jede Hauptventileinrichtung durch elastische Mittel (26,3¹O in der entgegengesetzten Richtung vorgespannt ist, daß mindestens eine der Hauptventileinrichtungen so aufgebaut ist, daß sie durch ihre Betätigungseinrichtung von ihrer Öffnungstellung in ihre Schließstellung bewegbar ist, und daß jeder Hauptventileinrichtung ein elektromagnetisch betätigtes Vorsteuerventil (43,4Ό zugeordnetfrst, daft die zugehörige Hauptventileinrichtung bei entregtem Elektromagneten in der Schließstellung hält»

2. Sicherheits-Ventilsteueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hauptventileinrichtungen durch ihre druckmittelbetätigten Betätigungsvorrichtungen in ihre Öffnungsstellungen bewegbar sind.

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Le e rs e i te