DE2826593A1 - AIR-CONTROLLED CONTROL UNIT WITH TWO-HANDED OPERATION - Google Patents
AIR-CONTROLLED CONTROL UNIT WITH TWO-HANDED OPERATIONInfo
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- F16P—SAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
- F16P3/00—Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
- F16P3/18—Control arrangements requiring the use of both hands
- F16P3/22—Control arrangements requiring the use of both hands for hydraulic or pneumatic control systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
Description
- r. 4 7 3 G - r. 4 7 3 G
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer druckluftbetätigten Steuereinrichtung mit Zweihandbetätigung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Steuereinrichtung bekannt, bei der die Punktionen der Sicherheitsverriegelung wie Gleichzeitigkeitsschaltung und Selbstüberwachung in hohem Maße erfüllt werden, die aber dazu drei gleiche 5/2-Wegeventile in einer besonderen Verschaltung benötigt. Nachteilig bei dieser Steuereinrichtung ist, daß durch die Verwendung von drei Wegeventilen und deren zugehörige Verschaltung der Aufwand relativ groß ist. Auch wird die Sicherheit der Steuereinrichtung durch die Gefahr, daß Bauteile bei drei Wegeventilen ausfallen könnten, nachteilig beeinflußt.The invention is based on a control device actuated by compressed air with two-hand operation according to the preamble of the main claim. It is such a control device known in which the punctures of the safety interlock such as simultaneity switching and self-monitoring are met to a high degree, but for this purpose three identical 5/2-way valves in a special interconnection needed. The disadvantage of this control device is that the use of three directional control valves and their associated Interconnection the effort is relatively large. The safety of the control device is also due to the risk that Components could fail in three directional control valves, adversely affected.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie ohne Einschränkung bei den Funktionen der Sicherheitsverriegelung mit wesentlich geringerem Aufwand auskommt. So benötigt sie anstelle von bisher drei nur noch zwei 5/2-Wegeventile, wobei der Aufwand auch entsprechend gesenkt wird. Dabei verhindert die Sicherheitsverriegelung ein Signal am Verbraucheranschluß nicht nur, -wenn die Handtaster einzeln oder in zeitlich zu großem Abstand voneinander betätigt werden, sondern auch dann, wenn bei gleichzeitiger Betätigung der Handtaster ein Signal am Verbraucheranschluß zuvor entstanden ist und dann bei einem Handtaster die Betätigung nur kurzzeitig unterbrochen wird. Darüber hinaus wird durch die Verwendung von nur zwei Wegeventilen die Sicherheit der Steuereinrichtung erhöht; die Gefahr eines Schieberklemmens oder eines Federbruchs beim dritten Wegeventil ist ausgeschaltet, so daß nur noch einThe control device according to the invention with the characteristic Features of claim 1 has the advantage that it does not restrict the functions of the safety lock gets by with much less effort. Instead of the previous three, she now only needs three two 5/2-way valves, whereby the effort is also reduced accordingly. The safety lock prevents this a signal at the consumer connection not only when the hand switch be operated individually or at too great a time interval from one another, but also when at the same time Pressing the hand switch, a signal at the consumer connection has previously arisen and then with a hand switch the operation is only briefly interrupted. In addition, the use of only two directional control valves increases the safety of the control device; the risk of a slider jamming or a spring break when third directional control valve is switched off, so that only one
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R. '? / O (JR. '? / O (J
Ausfall von Hauelementen bei zwei Wegeventilen auftreten kann.Failure of building elements can occur with two directional control valves.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen ünteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous refinements of the subject matter of the invention emerge from the remaining subclaims, the description and the drawing.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert; Es zeigen Figur 1 den Schaltplan einer Steuereinrichtung mit Zweihandbetätigung, Figur 2 ein Diagramm mit den Ein- und Ausgangssignalen und Figur 3 eine zweite Ausführungsfcrm der Steuereinrichtung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and in more detail in the following description explained; FIG. 1 shows the circuit diagram of a control device with two-hand operation, FIG. 2 a diagram with the input and output signals and FIG. 3 a second Execution form of the control device.
Die in Figur 1 dargestellte Steuereinrichtung 10 dient zur Steuerung eines mit Druckluft betriebenen Arbeitskolbens einer nicht näher dargestellten Werkzeugmaschine, wie etwa einer Presse. Die Steuereinrichtung 10 hat die Aufgabe, Handverletzungen bei gefährlichen .Schließbewegungen der Werkzeugmaschine zu verhindern, indem sie die Bedienungsperson dazu zwingt, die Hände außerhalb der Gafahrenstelle zu halten. Die Steuereinrichtung 10 besteht aus einem Steuerblock 2 und zwei getrennt anzuordnenden Handtastern 13, Ik3 welche als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind.The control device 10 shown in FIG. 1 is used to control a working piston, operated with compressed air, of a machine tool (not shown in detail), such as a press. The control device 10 has the task of preventing hand injuries in the event of dangerous closing movements of the machine tool by forcing the operator to keep their hands outside the gate. The control device 10 consists of a control block 2 and two separate manual buttons 13, Ik 3, which are designed as 3/2-way valves.
Die Druckluft zum Betrieb des Arbeitskolbens 11 wird aus einer beliebigen Druckluftquelle 15 über eine Druckluftzuführungsleitung l6 entnommen. Der erste (13) und zweite Handtaster Ik sind in Figur 1 in ihrer Nullstellung dargestellt, in der sie kein Steuersignal erzeugen. Die AusgängeThe compressed air for operating the working piston 11 is taken from any compressed air source 15 via a compressed air supply line l6. The first (13) and second manual buttons Ik are shown in FIG. 1 in their zero position, in which they do not generate a control signal. The exits
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R. Λ / *■ ■< R. Λ / * ■ ■ <
der beiden Handtaster 13, 14 sind mit dem Steuerblock 12 verbunden.of the two hand buttons 13, 14 are connected to the control block 12 tied together.
Der Steuerblock 12 wird von zwei druckluftbetätigten 5/2-Wegeventilen 17, lS mit Federrückführung gebildet. Jedes der 5/2-Wegeventile hat einen Betätigungsanschluß Z3 drei Eingänge R3 P3 S und zwei Ausgänge A3 B. In der in Figur dargestellten Nullstellung 19 jedes der 5/2-Wegeventile 17j lS ist der erste Ausgang A mit dem zweiten Eingang P und der zweite Ausgang B mit dem ersten Eingang R verbunden. Der dritte Eingang S ist gesperrt. In der zweiten Schaltstellung 21 ist der erste Ausgang A mit dem dritten Eingang S3 der zweite Ausgang B mit dem zweiten Eingang P verbunden, wobei der erste Eingang R gesperrt ist.The control block 12 is formed by two compressed air operated 5/2-way valves 17 , IS with spring return. Each of the 5/2-way valves has an actuating connection Z 3, three inputs R 3 P 3 S and two outputs A 3 B. In the zero position 19 shown in the figure, each of the 5/2-way valves 17j IS is the first output A with the second Input P and the second output B connected to the first input R. The third input S is blocked. In the second switching position 21, the first output A is connected to the third input S 3 and the second output B is connected to the second input P, the first input R being blocked.
(Im folgenden werden die Bezugsbuchstaberi der Anschlüsse' der 5/2-Wegeventile (173 18) jeweils mit einem der Bezugszahl des Wegeventils entsprechenden Index verwandt.) Der Betätigungsanschluß Z^7 des ersten 5/2-Wegeventils 17 ist mit dem Ausgang des ersten Handtasters 13 verbunden. Der erste Eingang R.„ ist entlüftet, der zweite Eingang P17 mit dem Ausgang des zweiten Handtasters I^ und der dritte Eingang S17 mit der Druckluftzuführungsleitung l6 verbunden. Der erste Ausgang A17 des ersten Wegeventils 17 ist über ein Zeitglied 22 mit dem ersten Eingang R^o des zweiten Wegeventils l8 verbunden, während der zweite Ausgang B17 des ersten Wegeventils 17 mit dem Betätigungsanschluß Z.n des zweiten Wegeventils l8 verbunden ist. Vom zweiten Wegeventil l8 ist der zweite Eingang P.g entlüftet und der dritte Eingang S^g steht wiederum mit der Druckluftzuführungsleitung 16 in Verbindung. Der erste Ausgang A^g des zweiten Wegeventils l8 steht mit dem Verbraucheranschluß 23 und weiter mit dem Arbeitskolben 11 in Verbindung. Vom zweiten Ausgang B.g desselben Wegeventils l8 führt eine Leitung zu einem zweiten Betätigungsanschluß Y^g des zweiten Wegeventils l83 der auf der Seite der Federrückführung(In the following, the reference letters of the connections' of the 5/2-way valves (17 3 18) are each used with an index corresponding to the reference number of the directional valve.) The actuating connection Z ^ 7 of the first 5/2-way valve 17 is connected to the output of the first push button 13 connected. The first input R. "is vented, the second input P 17 with the output of the second hand switch I ^ and the third input S 17 with the compressed air supply line l6. The first output A 17 of the first directional valve 17 is connected via a timing element 22 to the first input R ^ o of the second directional valve l8, while the second output B 17 of the first directional valve 17 is connected to the actuation connection Zn of the second directional valve l8. The second input Pg is vented from the second directional valve 18 and the third input S ^ g is in turn connected to the compressed air supply line 16. The first output A ^ g of the second directional valve l8 is connected to the consumer connection 23 and further to the working piston 11. A line leads from the second output Bg of the same directional valve l8 to a second actuating connection Y ^ g of the second directional valve l8 3 on the side of the spring return
909301/0131 _ ς _909301/0131 _ ς _
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// R· ^ 7 ϊ ο// R ^ 7 ϊ ο
und damit gegenüber dem ersten Betätigungsanschluß Z1O angeordnet ist.and O 1 is disposed opposite to the first actuator port Z.
Das erwähnte Zeitglied 22 wird von einem nicht einstellbaren Drosselrückschlagventil 2'4 und einem nachgeschalteten Volumen 25 gebildet.The mentioned timing element 22 is formed by a non-adjustable throttle check valve 2'4 and a downstream volume 25.
Sämtliche Wegeventile 17, 18 und das Zeitglied 22 lassen sich vorteilhaft auf einer gemeinsamen Kanalführungsplatte anschrauben, die nicht näher gezeichnet ist und die eine kompakt bauende Steuereinrichtung erlaubt.All directional control valves 17, 18 and the timer 22 leave advantageous to screw on a common channel guide plate, which is not shown in detail and the one compact control device allowed.
Die Funktion der Steuereinrichtung 10 ist wie folgt, wobei auch auf Figur 2 Bezug genommen wird:The function of the control device 10 is as follows, where reference is also made to Figure 2:
Wird wie in Figur 2 in Fall 1 veranschaulicht nur der Handtaster 13 allein betätigt, so schaltet das erste Wegeventil 17 in seine zweite Schaltstellung 21. Dadurch gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 über das erste Wegeventil 17, das Zeitglied 22 und das in seiner Nullstellung verharrende, zweite Wegeventil 18 zum Betätxgungsanschluß Y^g. Der Verbraucheranschluß 23 bleibt über den Ausgang A.g und den zweiten Eingang P1O entlüftet, so daß sich dort kein Steuersignal ausbilden kann.If, as illustrated in FIG , second directional valve 18 to actuation connection Y ^ g. The consumer port 23 is vented through the output Ag and the second input P 1 O, so that there is no control signal can be formed.
Wird wie in Figur 2 in Fall 2 veranschaulicht nur der zweite Handtaster 14 wiederum für' sich allein betätigt, so bleibt das erste Wegeventil 17 in der gezeichneten Nullstellung-19 und Druckluft kann von der Zuführungsleitung über das erste Wegeventil 17, das Zeitglied 22 und das zweite Wegeventil zum Betätigungsanschluß Y1Q gelangen. Der Verbraucheranschluß 23 ist entlüftet über das zweite-Wegeventil 18; ein Steuersignal kann dort nicht entstehen.If, as in Case 2 illustrated in figure 2, only the second-hand button 14 again for 'is operated alone, the first directional control valve 17 remains in the illustrated zero-19 and compressed air may be from the supply line via the first directional control valve 17, the timer 22 and the second directional control valve to actuation port Y 1 Q reach. The consumer connection 23 is vented via the second-way valve 18; a control signal cannot arise there.
Werden wie in Figur 2 in Fall 3 näher gezeigt, beide Handtaster 13, lH betätigt, so steht am Verbraucheranschluß 23 und damit im Arbeitskolben 11 nur dann' Druck an, wenn vonIf, as shown in more detail in FIG. 2 in case 3, both manual buttons 13, 1H are actuated, then there is only pressure at consumer connection 23 and thus in working piston 11 when from
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den Handtastern 13, I^ zumindest annähernd gleichzeitg Steuersignale erzeugt worden sind. Bei Betätigung des Handtasters 13 wird nämlich das erste 5/2-Wegeventil 17 in seine zweite Schaltstellung 21 bewegt. In dieser Schaltstellung gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 zum Zeitglied 22. Kurze Zeit später muß der Bedienungsiaann durch Betätigung des zweiten Handtasters \h ein Steuersignal erzeugen, welches schließlich das zweite 5/2-Wegeventil 18 in seine zweite Schaltstellung 21 bringt, in der der mit dem Zeitglied 22 verbundene erste Eingang ILg des zweiten 5/2-Wegeventils 18 abgeschlossen ist. Das vom zweiten Handtaster m erzeugte Steuersignal muß dabei so schnell kornnen,- daß am ersten Eingang FLn des zweiten 5/2-Wegeventils 18 noch kein über das Verzögerungsglied 22 gekommenes Drucksignal ansteht. Befindet sich nun das zweite 5/2-Wegeventil 18 in seiner zweiten Schaltstellung, so wird aus der Druckluftversorgungsleitung l6 über den dritten Eingang S.. η und den ersten Ausgang A.g Druckluft zum Arbeitskolben 11 geleitet, welcher dadurch in Bewegung gesetzt wird. Am Verbraucheranschluß 23 steht somit nur ein Signal an, wenn der zeitliche Abstand t^ zwischen den Signalen der Handtaster 13, I1J kleiner ist als eine mit dem Zeitglied 22 vorgegebene Zeitspanne t.the manual buttons 13, I ^ have been generated at least approximately simultaneously control signals. When the manual switch 13 is actuated, the first 5/2-way valve 17 is moved into its second switching position 21. In this switching position, compressed air from the supply line 16 reaches the timing element 22. A short time later, the operator must generate a control signal by actuating the second manual button \ h , which finally brings the second 5/2-way valve 18 into its second switching position 21, in which the connected to the timing element 22 first input ILg of the second 5/2-way valve 18 is completed. The control signal generated by the second manual button m must be able to do so so quickly that there is still no pressure signal that has come via the delay element 22 at the first input FLn of the second 5/2-way valve 18. If the second 5/2-way valve 18 is now in its second switching position, compressed air is passed from the compressed air supply line l6 via the third input S .. η and the first output Ag to the working piston 11, which is thereby set in motion. A signal is therefore only present at the consumer connection 23 if the time interval t ^ between the signals of the manual buttons 13, I 1 J is less than a time interval t predetermined by the timer 22.
Wird nun im Anschluß an Fall 3 wie durch Fall h veranschaulicht die Betätigung des Handtasters 13 nur kurzzeitig unterbrochen, so geht das erste Wegeventil 17 in Nullstellung 19» ebenso das zweite Wegeventil 18 und der Verbraucheranschluß 23 wird entlüftet. Eine Betätigung des Arbeitskolbens 11 ist erst wieder möglich, vienn beide Handtaster 13, lh in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sind, in der die zu den Anschlüssen Z17 und P17 führenden Leitungen entlüftet worden sind und erneut zumindest gleichzeitig belüftet worden sind.If, in connection with case 3, as illustrated by case h , the actuation of the manual button 13 is only briefly interrupted, the first directional control valve 17 goes to zero position 19 ', as does the second directional control valve 18 and the consumer connection 23 is vented. Actuation of the working piston 11 is only possible again when both hand buttons 13, lh have returned to their starting position in which the lines leading to connections Z 17 and P 17 have been vented and vented again at least simultaneously.
Kommt das am zweiten Handtaster 1*1 erzeugte Steuersignal wie in Fall 5 gezeigt - erst nach einer Zeit t, an, dieIf the control signal generated at the second hand switch 1 * 1 comes like shown in case 5 - only after a time t, at that
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χ-fχ-f
größer ist als die vom Zeitglied 22 bestimmte Zeitspanne t, so gelangt Druckluft aus der Zuführungsleitung 16 über das in seiner zweiten Schaltstellung 21 befindliche., erste Wege-.ventil 17, das Zeitglied 22 und das in Nullstellung 19 befindliche, zweite Wegeventil 18 zum Betätigungsanschluß Y,. n, wodurch das zweite Wegeventil 18 in dieser Stellung verharrt, auch wenn danach am Betätigungsanschluß Z^oein Drucksignal ansteht. Somit gelangt keine Druckluft zum Arbeitskolben 11.is greater than the time interval t determined by the timing element 22, compressed air from the supply line 16 passes through the in its second switching position 21., First directional valve 17, the timing element 22 and the second directional control valve 18, which is in the zero position 19, to the actuating connection Y,. n, whereby the second directional control valve 18 remains in this position, even if there is then a pressure signal at the actuation connection Z ^ o pending. Thus, no compressed air reaches the working piston 11.
Bei Ausfall eines Bauteils (z.B. bei einem Federbruch) läßt sich die Steuereinrichtung 10 nicht mehr bzw. nur noch einmal, aber dann nur bei richtiger Bedienung der Handtaster 13, lh auslösen.If a component fails (for example, if a spring breaks), the control device 10 can no longer be triggered or can only be triggered once, but then only if the manual buttons 13, 1h are operated correctly.
Figur 3 zeigt eine zweite Steuervorrichtung 30, bei der der Verbraucheranschluß 23 des Steuerblocks 12 nicht wie in Figur 1 direkt mit dem Arbeitskolben 11 verbunden ist, sondern mit dem Betätigungsanschluß Z-,^ eines dritten 5/2-Wegeventils 31, das mit dem ersten Wegeventil 17 baugleich ist. Vom dritten Wegeventil 31 ist der erste Eingang R^ entlüftet, der zweite Eingang P,^ mit der Druckluft zuführungsleitung 16 verbunden und der dritte Eingang S-?. ebenfalls entlüftet. Die beiden Ausgänge A-, ^ und B^1 sind mit den Kammern eines doppeltwirkenden Arbeitskolbens 32 verbunden. Für die übrigen Teile3 die denen in der Steuereinrichtung 10 nach Figur 1 entsprechen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.FIG. 3 shows a second control device 30, in which the consumer connection 23 of the control block 12 is not connected directly to the working piston 11 as in FIG Directional valve 17 is identical. From the third directional valve 31, the first input R ^ is vented, the second input P, ^ connected to the compressed air supply line 16 and the third input S- ?. also vented. The two outputs A-, ^ and B ^ 1 are connected to the chambers of a double-acting working piston 32. The same reference numerals are used for the remaining parts 3, which correspond to those in the control device 10 according to FIG. 1.
Die Wirkungsweise des Steuerblocks 12 ist dieselbe wie in Figur 1; im Unterschied zu Figur 1 steuert der Steuerblock 12 in Figur 3 lediglich ein 5/2-Wegeventil 31 an, das seinerseits die Verbindungen zum Arbeitskolben 32, der hier doppeltwirkend ausgeführt ists steuert.The operation of the control block 12 is the same as in Figure 1; in contrast to Figure 1, the control block 12 controls in Figure 3, only a 5/2-way valve 31 to, in turn, s controls the connections to the power piston 32, which is designed here double-acting.
Claims (1)
Priority Applications (4)
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Family Applications (1)
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