DE2756240C2

DE2756240C2 - Sicherheitsventil für druckmittelbetriebene Verbraucher

Info

Publication number: DE2756240C2
Application number: DE19772756240
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 7055 Stetten Ruchser
Original assignee: Technomatic AG
Current assignee: Technomatic AG
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE2756240A1; BE872683A; SU946413A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei in einem Gehäuse angeordneten, parallel geschalteten und elektromagnetisch vorgesteuerten Wegeventilen, die jeweils einen Arbeitskolben, einen Ventilteller und einen in einer Bohrung geführten Schieberkolben aufweisen, ferner mit zwei im Gehäuse ausgebildeten Kanälen, die über Kreuz jeweils von der Zuströmseite des einen Wegeventils zur Abströmseite des anderen Wegeventils verlaufen.

Aus der DD-PS 38 890 ist ein Sicherheitsventil der vorgenannten Art bekannt, bei dem auf jeder Spindel der beiden Wegeventile jeweils drei Ventilteller sitzen, von denen jeweils zwei in einer Richtung gleichzeitig abdichten sollen. Hierzu ist es jedoch erforderlich, entweder bei der Einstellung der Ventilteller sehr genau und mit sehr engen Toleranzen zu arbeiten oder jeweils einen der beiden Ventilteller axial verstellbar auszubilden, was jedoch aufwendige Konstruktionen bedingt.

Nachteilig bei diesem bekannten Sicherheitsventil ist ferner, daß. wenn einer der beiden, den Zulauf öffnenden und schließenden Ventilteller z. B. ausbricht oder abbricht, dies mindestens zunächst nicht bemerkt wird, denn die beiden Wegeventile schaJten auch mit einem solchen defekten Ventilteller weiter. Tritt dann aber ein Schaden an dem anderen Wegeventil, das diesen Ventilteller nicht enthält, auf, z. B. in der Weise, daß es nicht mehr schließt, dann sind beide Zulaufanschlüsse geöffnet, was zur Folge hat, daß der Verbraucher an den Zulaufdruck angeschlossen ist so daß in der Verbraucherleitung trotz der Entlüftung ein Restdrnck verbleibt, der den Verbraucher beaufschlagt

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsventil der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei konstruktiv einfacher Ausführung bei einer Fehlschaltung praktisch kein Restdruck mehr in der zum Verbraucher führenden Leitung vorhanden ist

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Schieberkolben jedes Wegeventils einteilig mit dem Ventilteller ausgebildet ist und jeder Schieberkolben mit dem Ventilteller gemeinsam in dieser Bohrung des Gehäuses verschiebbar angeordnet ist daß diese Bohrungen durch die beiden Kanäle miteinander verbunden sind, daß ferner jeder Schieberkolben eine zentrale Bohrung sowie wenigstens eine mit dieser in Verbindung stehende Querbohrung aufweist, und daß bei jedem Schieberkolben die mit der zentralen Bohrung verbundene Querbohrung so angeordnet ist, daß sie in der Schaltstellung mit einem der beiden Kanäle in Verbindung steht so daß vom Zulaufanschluß jeweils über die zentrale Bohrung und die Querbohrung des einen Schieberkolbens über jeweils einen der beiden Kanäle eine Verbindung zum offenen Ventilsitz des jeweils anderen Wegeventils besteht, während in der Nullstellung die beiden Kanäle durch die Schieberkolben gesperrt sind.

Vorzugsweise ist jeder Schieberkolben am Umfang mit einem Ringkana! versehen, der über die Querbohrung mit der zentralen Bohrung verbunden ist.

Eine beispielsweise Ausführup.gsform der Erfindung wird nachfolgend anhand d?.r ZeLhnung erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt ein Sicherheitsventil in Null-Stellung zeigt;

Fig.2 zeigt im Schnitt das Ventil nach Fig. 1 in Schaltstellung;

F i g. 3 zeigt im Schnitt das Ventil nach den F i g. 1 und 2 bei einer Fehlschaltung.

Fig. 1 zeig», im Schnitt ein Sicherheitsventil 10, z. B. ein Pressensicherheitsventil, mit einem Gehäuse 12, in welchem zwei Wegeventile 14, 15 parallel eingebaut sind, die längs ihrer Achsen verschiebbar sind. Jedes der beiden Wegeventile 14, 15 besteht aus einem Arbeilskolben 16 bzw. 17 und einem mit diesem über einen Schaft 74 verbundenen Ventilteller 18 bzw. 19.

In dem Gehäuse 12 sind ferner ein Zulaufanschluß 20 für die Zufuhr eines Druckmittels, z. B. Druckluft, ein Verbraucheranschluß 22, der z. B. zur Kupplung und Bremse einer Presse führt, sowie ein Rücklaufanschluß 24 ausgebildet, der z. B. zur Atmosphäre entlüftet ist.

Die beiden Wegeventile 14, 15 werden z. B. durch elektromagnetisch betätigbare Vorsteuervcniilc 26, 28 geschaltet, die Ventilsitze 30,32 aufweisen, die über eine Leitung 38 mit dem Zulaufanschluß 20 in Verbindung stehen und die ferner Ventilsitze 34, 36 aufweisen, die z. B. zur Atmosphäre entlüftet sind.

Der Arbeitskolben 16,17 werden vom Zulauf 20 über die Leitung 38, die Vorsteuerventile 26, 28 und die Leitungen 60, 62 durch das Druckmittel beaufschlagt, das bei geöffneten Ventilsitzen 30, 32 der Vorsteucrveniile in die Kammern 64, 65 über den Stirnflächen der Ar-

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beitskoiben 15,17 einströmt Die Arbeitskolben sind mit geeigneten, nicht näher bezeichneten, Verschlußstücken verschen, die mit Ventilsitzen 42 bzw. 43 (F i g. 2) zusammenwirken, um die Verbindung zwischen Verbraucheranschluß 22 und Rücklaufanschluß 24 zu öffnen oder zu schließen.

Die Ventilteller 18, 19 sind ebenfalls mit geeigneten, nicht näher bezeichneten Verschlußstücken versehen, die mit Ventilsitzen 44 bzw. 45 (Fig.2) zusammenwirken, um die Verbindung vom Zulaufanschluß 20 zum Verbraucheranschluß 22 je nach Schaltstellung zu öffnen und zu schließen.

Jeder der Ventilteller 18, 19 ist nun in Form eines Kolbens ausgebildet, der in einer Bohrung 94 bzw. 95 (Fig.3) des Gehäuses 12 geführt ist Die kolbenförmigen Ventilteller sind mit einer zentralen axialen Bohrung 46 bzw. 47, wenigstens einer Querbohrung 48 bzw. 49 sowie einem am Außenumfang verlaufenden Ringkanal 50 bzw. 51 versehen. Der Ringkanal 50,51 steht Ober die Querbohrung 48 bzw. 49 mit der jeweiligen zentralen Bohrung 46 bzw. 47 in Verbindung. Die zentralen Bohrungen 46,47 sind direkt über eine Verbindungsleitung 40 an den Zulaufanschluß 20 angeschlossen, so aaß das Druckmittel vom Zulauf 20 her direkt und parallel zu den zentralen Bohrungen 46,47 der beiden Ventilteller 18,19 zugeführt wird.

Die beiden Bohrungen 94,95, in denen entsprechend die Ventilteller 18,19 geführt sind, sind nun durch zwei über Kreuz laufende Verbindungskanäle 52,54 miteinander verbunden, wobei sich der Verbindungskanal 52 von der Zustromseite 56 der Bohrung 94 zur Abstromseite 59 der Bohrung 95 erstreckt, während der Verbindungskanal 54 von der Zustromseite 57 der Bohrung 95 zur Abstromseite 58 der Bohrung 94 verläuft Die beiden Kanäle 52, 54 überkreuzen sich, wie bereits erwähnt, stehen aber miteinander nicht in Verbindung.

Das Sicherheitsventil arbeitet wie folgt:

In Fig. I ist das Sicherheitsventil 10 in Null-Stellung dargestellt Die Ventilsitze 30 und 32 der beiden Vorsteucrventile 26 und 28 sind geschlossen und die Kammern 64,65 der beiden Arbeitskolben 16,17 sind über die Bohrungen 60, 62 und die Ventilsitze 34, 36 der Vorsteuerventile entlüftet Die Ventilteller 18 und 19 dagegen sind vom Zulauf 20 her über die Leitung 40 durch das Druckmittel mit dem vollen Zulaufdruck beaufschlagt, so daß sie gegen ihre Ventilsitze 44,45 angedrückt werden und diese schließen, wie in F i g. 1 dargestellt Die Ventilsitze 42, 43 hingegen, mit denen die Arbeitskolben zusammenwirken, sind geöffnet. Der Zufluß des Druckmittels zum Verbraucheranschluß 22 istclamit gesperrt, die Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluß 22 und dem Rücklaufanschluß 24 dagegen geöffnet, so daß der Verbraucher 70, z. B. Kupplung und Bremse einer Presst, zum Rücklaufanschluß 24 hin entlüftet ist

Die beiden Verbindungskanäle 52, 54 sind durch die kolbenförmigen Ventilteller 18 und 19 gesperrt, wobei allerdings in der Schaltstellung nach F i g. 1, d. h. in Null-Stellung, ohnehin kein Druckmittel durch die Kanäle 52, 54 strömen könnte, weil die Ventilsitze 44 und 45 geschlossen sind.

F ι g. 2 zeigt die Schaltstellung des Sicherheitsventils 10. Die Vorsteuerventile 26, 28 sind umgeschaltet und dadurch ihre Ventilsitze 30 und 32 geöffnet, ihre Ventilsitze 34 und 36 dagegen geschlossen worden. Das Druckmittel strömt nun vom Zulauf 20 über die Leitung 38 zu und durch die Ventilsitze 30 und 32, von dort aus durch die Bohrungen 60 und 62 in die Kammern 64 und 65 vor den Stirnflächen der ArbeitskoJ.ben 16 und 17. Die Arbeitskolben sind somit ebenso wie die Ventilteiler durch den Zulaufdruck des Druckmittels beaufschlagt und da ihre wirksame Fläche größer ist als die des zugehörigen Ventiltellers, werden die Wegeventile aus der in F i g. 1 gezeigten Position in die Position nach Fig.2 umgeschaltet, wodurch die Ventilsitze 42, 43 durch die Arbeitskolben 16,17 geschlossen und die Ventilsitze 44,45 durch die Ventilteller 18,19 geöffnet werden.

Der Verbraucheranschluß 22 ist damit vom Rücklaufanschluß 24 getrennt und statt dessen mit dem Zulaufanschluß 20 verbunden, so daß das Druckmittel vom Zulauf zum Verbraucher strömen kann.

Im einzelnen strömt das Druckmittel vom Anschluß 20 und durch die Leitung 40 in die zentralen Bohrungen 46 bzw. 47 der beiden Ventilteller 18 und 19 ein und tritt von dort durch die Querbohrungen 48 bzw. 49 in die Ringkanälft50 bzw. 51 am Außenumfang der kolbenför migen Ventilteller 18 und 19 ein.

Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, sind mn die Ringkanäle 50 und 51 der beiden Ventilteller, die in einer Querebene zur Längsachse der Wegeventile liegen, so angeordnet, daß sie in der in F i g. 2 gezeigten Schaltstellung

mit den 3ustromseitigen öffnungen 56, 57 der beiden Kanäle 52,54 in Verbindung stehen, deren abstromseitige öffnungen 58,59, wie dargestellt, hinter den Stirnflächen der Ventilteller 18, 19 in die Bohrungen 94, 95 münden, oder mit anderen Worten, zwischen den Stirn flächen 96, 97 der Ventilteller 18, 19 und den in der Schaltstellung nach F i g. 2 geöffneten Ventilsitzen 44, 45.

Das Druckmittel strömt aus dem Ringkanal 50 des Ventiltellers 18 durch den Verbindungskanal 52 in die Bohrung 95 des anderen Ventiltellers 19 und von dort durch den offenen Ventilsitz 45 zum Verbraueheranschluß 22. Es strömt femer aus dem Ringkanal 51 des Ventiltellers 19 durch den Verbindungskanal 54 ji die Bohrung 94 des Ventiltellers 18 und von dort durch den offenen Ventilsitz 44 zum Verbraucheranschluß 22.

Mit Hilfe der sich kreuzenden aber nicht miteinander verbundenen Kanäle 52,54 wird somit wechselseitig das Druckmittel vom einen Ventilteller zum und durch den Ventilsitz des jeweils anderen Ventiltellers und dann zum Verbraucher geführt.

Tritt nun eine Fehlschaltung auf, wie sie in Fig.3 dargestellt ist, so soll im Verbraucheranschluß 22 praktisch kein Restdruck mehr vorhanden sein. In Fig.3 befindet sich das linke Wegeventil 14 in

so Null-Stellung, das rschte Wegeventil 15 dagegen in Schaltstellung. Eine solche Stellung kann beispielsweise entstehen, wenn das Vorsteuerventil 26 den Ventilsitz 30 bei Umschaltung in Schaltposition nicht öffnet oder das Vorsteuerventil 28 den Ventilsitz 32 bei Umschal tung in Null-Position nicht schließt (oder umge'tehrt).

Der Ventilsitz 44 des linken Ventiltellers 18 ist geschlossen, so daß an dieser Stelle kein Druckmittel hindurchtreten und Zum Verbraucher gelangen kann. Der Ventilsitz 45 des rechten Ventiltellers 19 ist dagegen geöffnet Das Druckmittel strömt nun wiederum vom Zulauf 20 her in die zentralen Bohrungen 46 und 47 der beiden Ventilteller ein und von dort über die Querbohrungen in die entsprechenden Ringkanäle 50 und 51. Aus dem Ringkanal 50 des linken Ventiltellers 18 kann

■is das Druckmittel aber nicht weiterströmen, weil der Ringkanal 50, wie F i g. 3 zeigt, durch das Gehäuse überdeckt und gesperrt ist. In den Verbindungskanal 52 kann das Druckmittel nicht einströmen, weil dessen zustrom-

seitige Öffnung 56 durch den kolbenförmigen Ventilteller 18 gesperrt ist. Das in den Ringkanal 51 des rechten Ventiltellers 19 einströmende Druckmittel kann dagegen aus dem Ringkanal weiter über die zustromseitige Öffnung 57 in den Verbindungskanal 54 eintreten. Die abstromseitige Öffnung 58 des Kanals 54 ist jedoch, wie F i g. 3 zeigt, durch den Ventilteller 18 gesperrt, so daß auch hier das Druckmittel nicht weiterströmen kann.

Da der Ventilsitz 42. mit dem der Arbeitskolben 16 zusammenwirkt, geöffnet ist. besteht ein freier Durchgang vom Verbraucheranschluß 22 zum Rücklaufanschluß 24, so daß der Verbraucher entlüftet ist.

Da durch den offenen Ventilsitz 45 des in F i g. 3 rechten Ventiltellers 19 praktisch kein Druckmittel nach strömen kann, kann sich auch in der Verbraucherleitung 22 kein Restdruck aufbauen.

Die vorbeschriebene Ausführungsform des Sicherheitsventils verhindert .,until zuverlässig, daß sich bei einer Fehlschaltung in der Verbraucherleitung ein Restdruck aufbaut. Die Feststellung der Fehlschaltung und die Abschaltung der Anlage kann z. B. mit Hilfe induktiver oder kapazitiver Geber 66, 68 erfolgen, die berührungslos die Stellung der Ventilteller 18, 19 süfühlen und bei einer Fehlschaltung, bei der die Signa'iausgängc der Geber 66,68 infolge der unterschiedlichen Stellung der Wegeventile ebenfalls unterschiedlich sind, ein Fehlersignal erzeugen, das zur Abschaltung der Anlage benutzt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

35

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Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitsventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei in einem Gehäuse angeordneten, parallel geschalteten und elektromagnetisch vorgesteuerten Wegeventilen, die jeweils einen Arbeitskolben, einen Ventilteller und einen in einer Bohrung geführten Schieberkolben aufweisen, ferner mit zwei im Gehäuse ausgebildeten Kanälen, die über Kreuz jeweils von der Zuströmseite des einen Wegeventils zur Abströmseite des anderen Wegeventils verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben jedes Wegeventils einteilig mit dem Ventilteller (18,19) ausgebildet ist und jeder Schieberkolben mit dem Ventilteller gemeinsam in dieser Bohrung (94, 95) des Gehäuses (12) verschiebbar angeordnet ist, daß diese Bohrungen (»4,95) durch die beiden Kanäle (52,54) verbunden sind, daß ferner jeder Schieberkolben eine zentrale Bohrung (46, 47) sowie wenigstens eine mit dieser in Verbindung stehende Querbohrung (48,49) aufweist, und daß bei jedem Schieberkolben (18,19) die mit der zentralen Bohrung (46, 47) verbundene Querbohrung (48, 49) so angeordnet ist, daß sie in der Schaltstellung mit einem der beiden Kanäle (52, 54) in Verbindung steht, so daß vom Zulaufanschluß (20) jeweils über die zentrale Bohrung und die Querbohrung dec einen Schieberkolbens über jeweils einen der beiden Kanäle (52,54) eine Verbindung zum offenen Ventilsitz (44,45) des jeweils anderen Wegeventils besteht, während in der Mull-Stellung die beiden Kanäle (52,54) durch die Schieberkolben (18,19) gesperrt sind.

2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schieberkolben (18,19; am Außenumfang einen Ringkanal (50,51) aufweist, der über die Querbohrung (48, 49) mit der zentralen Bohrung (46,47) verbunden ist.