DE2417835B2

DE2417835B2 - Steuerventileinrichtung für eine druckmittelbetriebene Stellvorrichtung in Sicherheitsschaltung

Info

Publication number: DE2417835B2
Application number: DE2417835A
Authority: DE
Inventors: Russell John Rochester Mich. Cameroh (V.St.A.)
Original assignee: Ross Operating Valve Co Detroit Mich (vsta)
Current assignee: Ross Operating Valve Co Detroit Mich (vsta)
Priority date: 1973-08-23
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1978-05-11
Also published as: JPS5045322A; AU6874274A; IT1014809B; FR2241735A1; BR7406821D0; SE7410514L; ZA742901B; DE2417835A1; SU569295A3; US3858606A; DD113801A5; PL93744B1; SE407268B; GB1404127A; RO65683A; FR2241735B1; DE2417835C3; CA993760A; JPS5833434B2

Description

den ist, und einer oder mehreren Entleerungsöffnungen 17.

Die Steuerventileinrichtung 11 weist ein erstes Hauptsteuerventil 18 und ein zweites Hauptsteuerventil 19 auf, die im Gehäuse 12 bewegbar angeordnet sind. Das Hauptsteuerventil 18 besitzt ein Einlaßventilteil 21, das sich an einen Ventilsitz 22 anlegen kann, und ein Eiitleerungsventilteil 23, das sich an einen Ventilsitz 24 anlegen kann. Diese Ventilteile sind an einer Ventilstange 25 befestigt und werden durch eine Feder 26 in eine ι ο Stellung vorgespannt, in der das Einlaßventil teil 21 seine Öffnungslage und das Entleerungsventiltei! 23 seine SchlieOlage einnimmt. Am oberen Ende der Ventilstange 25 ist ein Stellkolben 27 angebracht.

Das Hauptsteuerventil 19 besitzt ein Einlaßventilteil π 28, das sich an einen Ventilsitz 29 anlegen kann, und ein Entleerungsventilteil 31, das sich an einen Sitz 32 anlegen kann, und ein Entleerungsventilteil 31, das sich an einen Sitz 32 anlegen kann. Diese Ventilteile sind an einer Ventilstange 33 befestigt, wobei die das Hauptsteuerventil durch eine Feder 34 in eine Stellung vorgespannt wird, in der das Entleerungsventilteil seine Öffnungslage und das Einlaßventilteil seine Schließlage einnimmt. Am oberen Ende der Ventilstange 33 ist ein Stellkolben 35 angebracht. ^>r>

Die Einlaßöffnung 113 (die an einer Druckmittelquelle angeschlossen ist) ist durch eine Strömungsverbindung 36 mit der Unterseite des Ventilsitzes 22 verbunden, und die Oberseite des Ventilsitzes 22 ist durch eine Strömungsverbindung 37 mit der Unterseite des jo Ventilsitzes 29 verbunden. Eine Strömungsverbindung 38 verbindet die Oberseite des Ventilsitzes 29 mit der Arbeitsöffnung 14. Auf diese Weise sind die Einlaßventilteile 21 und 28 zwischen den öffnungen 13 und 14 in Reihe geschaltet. «

Die Strömungsverbindung 38 erstreckt sich auch zur Unterseite des Ventilsitzes 32 und der Unterseite des Ventilsitzes 24, der von der Strömungsverbindung 37 im Bereich des Hauptsteuerventils 18 durch einen Abschnitt 39 des Hauptsteuerventils, der in einen ·«> Gehäusesabschnitt 41 eingepaßt ist, getrennt ist. Auf diese Weise wird eine unmittelbare Verbindung zwischen der Arbeitsöffnung 14 und den Unterseiten der Ventilsitze 24 und 32 geschaffen, wobei deren Oberseiten mit einer gemeinsamen Kammer 42 *ϊ verbunden ist, von der die Entleerungsöffnung 17 abgeht

Da die Feder 26 das Hauptsteuerventil 18 nach oben in eine Stellung vorspannt, in der das Einlaßventilteil 21 seine Öffnungslage und das Entleerungsventilteil 23 ^r>< > seine Schließlage einnimmt, und die Feder 34 das Einlaßventilteil 28 in seine Schließstellung und das Entleerungsventilteil 31 in seine Öffnungsstellung vorspannt, kann das Hauptsteuerventil 18 ab eine normalerweise geöffnete Ventileinrichtung und das ^r>5 Hauptsteuerventil 19 als eine normalerweise geschlossene Ventileinrichtung bezeichnet werden. Für die Hauptsteuerventile 18 und 19 sind magnetisch betätigte Hilfssteuerventile 43 und 44 vorgesehen. Diese Hilfssteuerventile werden über Leitungen 45 und 46 mit i>o Druckmittel beaufschlagt. Das Hilfssteuerventil 43 besitzt eine Auslaßöffnung 47, die mit einer Kammer 48 oberhalb des Stellkolbens 27 des Hauptsteuerventils 18 verbunden ist, und das Hilfssteuerventil 44 besitzt eine Auslaßöffnung 49, die mit einer Kammer 51 oberhalb ^h'> des Stellkolbens 35 des Hauptsteuerventils 19 verbunden ist. Die Hilfssteuerventile 43 und 44 besitzen ferner jeweils eine Entleerungsöffnung 52 bzw. 53.

Wenn ihre Elektromagnete 34 und 55 entregt sind, befindet sich das Hilfssteuerventil 43 normalerweise in seiner Öffnungsstellung und das Hilfssteuerventil 44 in seiner Schließstellung. Das bedeutet, das die Leitung 45 über die Auslaßöffnung 47 mit der Kammer 48 des Hauptsteuerventils 18 verbunden ist, wodurch dieses Hauptsteuerventil in seiner Schließstellung gehalten wird, wogegen die Auslaßöffnung 49 mit der Entleerungsöffnung 53 verbunden ist, so daß sich das Hauptsteuerventil 19 ebenfalls in seiner Schließstellung befindet Da die Elektromagnete 54 und 55 parallel geschaltet sind, um gleichzeitig ent- oder erregt zu werden, werden die Einlaßventilteile 21, 28 beider Hauptsteuerventile geschlossen und die Entleerungsventilteile 23,31 geöffnet, wenn die Elektromagnete der Hilfssteuerventile 43,44 entregt werden.

Im Betrieb wird durch Erregung der Elektromagnete das Hilfssteuerventil 43 geschlossen und das Hilfssteuerventil 44 geöffnet, wodurch beide Hauptsteuerventile in ihre Arbeitsstellung bewegt werden und die Kupplung der Einheit 15 betätigt wird. Bei Entregung der Elektromagneten kehren beide Hauptsteuerventile in ihre Schließstellung zurück, wodurch die Bremse der Einheit 15 betätigt wird.

Wenn der zuletzt beschriebene Vorgang stattfindet, wird das Hauptsteuerventil 18 durch den Druck in der Kammer 48 in seine Schließstellung bewegt. Diese Bewegung erfolgt normalerweise schneller als eine Ventilbewegung, die durch Nachlassen des Kammerdrucks und die Vorspannung einer Feder hervorgerufen wird, wie dies beispielsweise bei dem Hauptsteuerventil 19 stattfindet Das Anlegen der Bremse in der Einheit 15 erfolgt somit mit großer Schnelligkeit.

Sollte das Hauptsteuerventil 18 in seiner geöffneten bzw. teilweise geöffneten Stellung steckenbleiben, wird durch die Bewegung des Hauptsteuerventils 19 in seine Schließstellung die Druckmittelzufuhr zu der Arbeitsöffnung 14 sofort unterbrochen und die Arbeitsöffnung unmittelbar mit der Entleerungsöffnung 17 verbunden. Sollte dagegen das Hauptsteuerventi) 19 in seiner geöffneten oder teilweise geöffneten Stellung steckenbleiben, wird durch Bewegen des Hauptsteuerventils 18 in seine Schließstellung in gleicher Weise die Druckmittelzufuhr zu der Arbeitsöffnung 14 unterbrochen und die Arbeitsöffnung unmittelbar mit der Entleerungsöffnung 17 verbunden.

F i g. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau wie das vorhergehende Ausführungsbeispiel hat. Die in Fig.2 gezeigte Steuerventileinrichtung besitzt ein Gehäuse 101, ein erstes Hauptsteuerventil 102, ein zweites Hauptsteuerventil 103, ein Hilfssteuerventil 104 für das Hauptsteuerventil 102 und ein Hilfssteuerventil

105 für das Hauptsteuerventil 103. In diesem Fall ist das Hauptsteuerventil 102 normalerweise geschlossen und das Hauptsteuerventil 103 normalerweise geöffnet. Das bedeutet, daß sich das normalerweise geschlossene Hauptsteuerventil 102 — bezüglich der Einlaßöffnung

106 und der Arbeitsöffnung 107 — stromaufwärts von dem normalerweise geöffneten Hauptsteuerventil 103 befindet. Das Einlaßventilteil 108 des Hauptsteuerventils 102 und das Einlaßventilteil 109 des Hauptsteuerventils 103 sind zwischen der Einlaßöffnung 106 und der Arbeitsöffnung 107 in Reihe geschaltet, und das Entleerungsventilteil Ul des Hauptsteuerventils 102 und das Entleerungsventilteil 112 des Hauptsteuerventils 103 sind zwischen der Arbeitsöffnung 107 und der Entleerungsöffnung 113 des Gehäuses 101 parallel

geschaltet.

Das HilfsSteuerventil 104, das das Hauptsteuerventil 102 steuert, ist normalerweise geschlossen, und das Hilfssteuerventii 105 ist normalerweise geöffnet. Auf diese Weise werden beide Hauptsteuerventile, wie in F i g. 2 gezeigt, geschlossen, wenn die Elektromagnete beider Hilfssteuerventile entregt sind, wodurch die Leitung 114 der Kupplungs- und Bremseinheit HS entleert wird. Die Betriebsweise der in F i g. 2 gezeig Steuerventileinrichtung ist ähnlich der in Fi gezeigten und braucht nicht im einzelnen beschriel zu werden. Bei Entregung der Elektromagnete Hilfssteuerventile werden die Hauptsteuerventile in i Schließstellung bewegt, wobei das Hauptsteuerve 103 durch Druckmitteldruck betätigt wird, so daß es: sehr rasch bewegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Steuerventileinrichtung für eine druckmittelbetriebene Stellvorrichtung in Sicherheitsschaltung, welche aus zwei normal den Druckmittelfluß zu der Stellvorrichtung absperrenden Hauptsteuerventilen besteht, wobei jedes der beiden Hauptsteuerventile ein Einlaßventilteil und ein Entleerungsventilteil aufweist, von denen die Einlaßventilteile zwischen einer Einlaßöffnung und einer Arbeitsöffnung in Reihe geschaltet und die Entleerungsventilteile zwischen der Arbeitsöffnung und einer Entleerungsöffnung parallelgeschaltet sind, wobei jedes der beiden Hauptsteuerventile in der einen Richtung durch eine Feder und in der anderen Richtung durch einen Stellkolben verstellbar ist, dessen Druckbeaufschlagung über ein elektromagnetisch betätigbares Hilfsäteuerventil steuerbar ist, und wobei ein Hauptsteuerventil durch die Feder in die Einlaßöffnung von der Arbeitsöffnung trennende Schließstellung vorgespannt ist und die Elektromagnete der Hilfssteuerventile in der Schließstellung der Hauptsteuerventile entregt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Hauptsteuerventil (18; 103) durch die Feder (26) in die die Arbeitsöffnung (14; 107) von der Entleerungsöffnung (17; 113) trennende Arbeitsstellung vorgespannt und durch Druckmittelbeaufschlagung des zugehörigen Stellkolbens (27) bei entregtem Elektromagneten des Hilfssteuervenrils (43; 105) in die Schließstellung bewegbar ist

Die Erfindung betrifft eine Steuerventileinrichtung für eine druckmittelbetriebene Stellvorrichtung in Sicherheitsschaltung, welche aus zwei normal den Druckmittelfluß zu der Stellvorrichtung absperrenden Hauptsteuerventilen besteht, wobei jedes der beiden Hauptsteuerventile ein Einlaßventil und ein Entleerungsventilteil aufweist, von denen die Einlaßventile zwischen einer Einlaßöffnung und einer Arbeitsöffnung in Reihe geschaltet und die Entleerungsventilteile zwischen der Arbeitsöffnung und einer Entleerungsöffnung parallelgeschaltet sind, wobei jedes der beiden Hauptsteuerventile in der einen Richtung durch eine Feder und in der anderen Richtung durch einen Stellkolben verstellbar ist, dessen Druckbeaufschlagung über ein elektromagnetisch betätigbares Hilfssteuerventil steuerbar ist, und wobei ein Hauptsteuerventil durch die Feder in die die Einlaßöffnung von der Arbeitsöffnung trennende Schließstellung vorgespannt ist und die Elektromagnete der Hilfssteuerventile in der Schließstellung der Hauptsteuerventile entregt sind.

Bei einer vorbekannten Steuerventileinrichtung dieser Art (DT-OS 22 29 840) werden die beiden Hauptsteuerventile jeweils durch ihre Feder in ihre Schließstellung vorgespannt, während sie bei Betätigung der Hilfssteuerventile durch Druckmittelbeaufschlagung ihrer Stellkolben in die Arbeitsstellung bewegt werden. Steuerventileinrichtungen dieser Art müssen vom Hersteller so ausgelegt werden, daß sie über einen relativ weiten Bereich von Versorgungsdrucken funktionsfähig sind, da die Versorgungsdrucke bei den Abnehmern im allgemeinen verschieden sind. Die Federn der Hauptsteuerventile werden daher relativ

schwach ausgebildet, um sicherzugehen, daß der niedrigste in der Praxis anzutreffende Versorgungsdruck die Kräfte der Federn überwinden kann. Dies hat allerdings den Nachteil, daß das Entleeren der Stellvorrichtung relativ langsam erfolgt, da die schwachen Federn die Hauptsteuerventile nur langsam in ihre Schließstellung bewegen.

Es ist ferner eine Steuerventileinrichtung (DE-AS 12 94 818) bekannt, bei der die beiden Hauptsteuerventi-Ie nicht durch die Federn, sondern durch Druckbeaufschlagung der Stellkolben in ihre Entleerungsstellung vorgespannt werden. Wenn auch hierdurch die Hauptsteuerventile schneller in ihre Entleerungsstellung bewegt werden können, hat dies jedoch den Nachteil, daß die beiden Hauptsteuerventile bei Druckausfall ihre Arbeitsstellung einnehmen. Wenn dann der Versorgungsdruck wieder neu aufgebaut wird, besteht die Gefahr, daß der Versorgungsdruck durch die zunächst offenen Hauptsteuerventile zu der Stellvorrichtung gelangt und hierbei eine unbeabsichtigte Betätigung der Stellvorrichtung verursacht Darüber hinaus hat diese Steuerventileinrichtung den Nachteil, daß die Einlaßventile der beiden Hauptsteuerventile nicht in Reihe, sondern parallelgeschaltet sind; wenn daher eines der Hauptsteuerventile in einer ganz oder teilweise geöffneten Stellung steckenbleibt, muß das andere Hauptsteuerventil, wenn es sich in seine Entleerungsstellung bewegt, nicht nur das Druckmittel von der Stellvorrichtung, sondern auch vom Einlaß der Steuerventileinrichtung abführen. Dies kann dazu führen, daß in der Arbeitsöffnung der Steuerventileinrichtung ein Restdruck übrigbleibt, der eine unerwünschte Beaufschlagung der Stellvorrichtung zur Folge haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerventileinrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß der Arbeitsdruck der Stellvorrichtung rascher abgebaut werden kann und dennoch eine unbeabsichtigte Betätigung der Stellvorrichtung nach einem Druckausfall vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das andere Hauptsteuerventil durch die Feder in die die Arbeitsöffnung von der Entleerungsöffnung trennende Arbeitsstellung vorgespannt und durch Druckmittelbeaufschlagung des zugehörigen Stellkolbens bei entregtem Elektromagneten des HilfsSteuerventils in die Schließstellung bewegbar ist.

Entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung wird somit das eine Hauptsteuerventil durch die zugehörige Feder und das andere Hauptsteuerventil durch den Druckmitteldruck in seine Schließstellung vorgespannt, das heißt, die beiden Hauptsteuerventile werden gegensinnig betätigt. Dies hat den Vorteil, daß die Steuerventileinrichtung einerseits kurze Entleerungszeiten besitzt und andererseits bei einer Druckbeaufschlagung nach einem Druckausfall die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Stellvorrichtung mit Sicherheit verschlossen ist.

Anhand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweise schematischen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Die in F i g. 1 dargestellte Steuerventileinrichtung 11 besitzt ein Gehäuse 12 mit einer Einlaßöffnung 13 am einen Ende, einer Arbeitsöffnung 14 am anderen Ende, die durch eine Leitung 16 mit einer strichpunktiert angedeuteten Kupplungs- und Bremseinheit 15 verbun-