DE2923467A1

DE2923467A1 - Ueberwachungs-schiebereinrichtung

Info

Publication number: DE2923467A1
Application number: DE19792923467
Authority: DE
Inventors: Edward Benson Porter
Original assignee: Ross Operating Valve Co
Current assignee: Ross Operating Valve Co
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-06-09
Publication date: 1980-09-04
Also published as: FR2449815A1; IT1121937B; JPS6014923B2; IT7923869A0; GB2043302A; JPS55112407A; FR2449815B1; GB2043302B; DE2923467C2; SU976860A3; US4291613A

Description

Überwachungs-Schiebereinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Überwachungs-Schiebereinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Derartige überwachungseinrichtungen werden für Doppelsicherheitsventile verwendet, die durch solenoid-betätigte Pilotventile gesteuert werden. Doppelsicherheitsventile dieser Art wiederum werden bei Maschinen, beispielsweise Pressen, benutzt, wo die
Maschine ausgeschaltet werden soll, wenn das pneumatische Steuersystem einen Fehler aufweist. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Bauweise einer überwachungseinrichtung, welche unterschiedliche Drucke zwischen zwei Seiten des Doppelsicherheitsventiles erfaßt und bei Vorliegen eines derartigen Zustandes
den Versorgungskreis der Spulen, welche die Pilotventile steuern, unterbricht.

Bekannte elektropneumatische überwachungseinrichtungen, mit denen DoppeIsicherheitsventile versehen werden, weisen einen mittigen
Schieber auf, der bei seiner Verschiebung einen elektrischen Verriegelungsschalter betätigt. Dies geschieht, wenn unterschiedliche Drucke an den beiden Ventilen auftreten. Ein Beispiel für eine
derartige überwachungseinrichtung ist in der vorveröffentlichten
Zeichnung 968C93 der Anmelderin beschrieben. Diese überwachungseinrichtung weist einen verhältnismäßig großen Schieber auf, _₅_

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der auf gegenüberliegenden Seiten von Zentrierfedern berührt wird. Drosselstellen in den Gehäusekanälen, die von den Sensoröffnungen zu den Endkammern der überwachungseinrichtung führen, trugen zur Verringerung der Empfindlichkeit des Schiebers bei kleineren Druckfluktuationen bei. Diese bekannte Bauweise leistete zwar zufriedenstellenden und verläßlichen Dienst, solange die Doppelsicherheitsventile in dem gebräuchlichsten Versorgungsdruckbereich bei etwa 6Opsi arbeiteten. Es trat jedoch eine unangenehme Empfindlichkeit auf, wenn verhältnismäßig hohe Betriebsdruckeverwendet wurden. Dies konnte dazu führen, daß die Überwachungseinrichtung bereits bei kleineren Hauptventil-Unregelmäßigkeiten verriegelte, die unter anderen Umständen als normal angesehen werden könnten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile der bekannten Überwachungs-Schiebereinrichtungen eine gattungsgemäße überwachungs-Schiebereinrichtung zu schaffen, die bei kleinen Druckfluktuationen nicht überreagiert und somit unerwünschte Verriegelungszustände vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; dabei ist es an und für sich für Überwachungsschieber eines solchen Types, welche die Versorgung mit Strömungsmitteldruck anstelle die elektrische Versorgung der Spulen steuern, bekannt, festgehaltene Federn an gegenüberliegenden Enden des Schiebers vorzusehen. Ein Beispiel hierfür ist in der Zeichnung 3O9C9O der Anmelderin beschrieben.

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Die erfindungsgemäße Überwachungs-Schiebereinrichtung läßt sich preiswert herstellen; sie arbeitet verläßlich und kann benutzt werden, ohne daß existierende Gehäuse, in denen bisher bekannte Überwachungsschieber verwendet wurden, ersetzt oda: umgebaut werden müßten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Doppelsicherheitsventil, an welches die erfindungsgemäße Überwachungs-Schiebereinrichtung angeschlossen ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Abschnitt eines Endstopfens mit der Drosselöffnung;

Fig. 3 die Ansicht der überwachungs-Schiebereinrichtung in der verschobenen Position.

Ein herkömmliches Doppelsicherheitsventil ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 in Fig. 1 gekennzeichnet. Dieses Sicherheitsventil, wie es beispielsweise in der üS-Patentschrift 2 906 246 beschrieben ist, besitzt zwei Hauptventile 12 und 13, welche den Fluß von Unter Druck stehendem Strömungsmittel zwischen einer Einlaßöffnung 14 und einem Auslaß bzw. einer Arbeitsöffnung 15 steuern. Der Fluß erfolgt parallel durch die beiden Ventile;auch die Aus laß strömung von der öffnung 15 zur Auslaßöffnung 16 ist parallel. -7-

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Die beiden Hauptventile werden von doppelten Pilotventilen gesteuert, die insgesamt mit 17 bezeichnet und von Spulen 18 und 19 gesteuert sind. Die elektrische Stromversorgung der Spulen erfolgt über die Leitungen 21 und 22, die von einer Stromquelle gespeist werden.

Die Überwachungs-Schiebereinrichtung ist insgesamt mit 24 gekennzeichnet; ihre Funktion besteht darin, die elektrische Stromversorgung zu den Spulen 18 und 19 zu steuern und die Pilotventile außer Funktion zu setzen, wenn die Hauptventilpositionen eine Diskrepanz aufweisen. Wenn die Spulen entregt sind, befinden sich die mit 17 gekennzeichneten Pilotventile in ihren Auslaßstellungen, in welcher die Kammern 25 der beidenHauptventile entleert werden und deren Federn 26 diese Ventile in ihre Schließ- bzw. Auslaßpositionen bewegen können.

Ein Verriegelungsschalter LS ist in der Leitung 21 vorgesehen und zwischen einer normalen Betriebsstellung, die in Fig.1 gezeigt ist, und einer in Fig. 3 gezeigten Verriegelungsstellung verschiebbar. Die Verschiebung wird durch die überwachungs-Schiebereinrichtung 24 gesteuert, welche den Schalterbetätiger freigibt, wenn sie sich in ihrer normalen mittleren Position befindet. An den Ventilen 12 und 13 sind Sensoröffnungen 28 und 29 vorgesehen. Kanäle 31 und 32 führen von diesen Sensoröffnungen zum Gehäuse 34 der Überwachungs-Schiebereinrichtung 24. Eine Drossel 33 ist zweckmäßigerweise in den Sensor-Einlaßöffnungen an beiden Enden dieses Gehäuses eingebracht, so daß die

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Empfindlichkeit der Überwachungs-Schiebereinrichtung herabgesetzt und deren Verschiebung in die Verriegelungsstellung bei kleineren Druckfluktuationen unterbunden wird.

Die erfindungsgemäße überwachungs-Schiebereinrichtung umfaßt eine Bohrung 35 in dem Gehäuse, in welcher eine Welle 36 getragen wird. Diese Welle erstreckt sich von einem Ende der Bohrung zum anderen und ist an zwei Endstopfen 37 und 38 befestigt. Die Endstopfen besitzen Dichtungen 39 für die Gehäuse-bohrungen, die von den Enden 20 der Bohrung einen Abstand nach innen auf v/eisen. Ringräume 42 werden so zwischen der Wand der Gehäusebohrung und den äußeren Enden der Endstopfen geschaffen. Diese Räume sind mit den gedrosselten Sensor-Einlaßöffnungen 33 im Gehäuse 34 verbunden.

Die Mitte der Welle 36 trägt Dichtungen 40. Ein Schieber 41 ist auf der Welle verschiebbar angebracht und berührt diese Dichtung. Dieser Schieber ist, verglichen mit der Bohrung 35, verhältnismäßig kurz und trägt zwei Enddichtungen. Der Kolben bildet so zwei Sensorkammern 44 und 54 in der Gehäusebohrung. Ein mittlerer Rücksprung 46 am Schieber befindet sich dem Betätiger 27 gegenüber, wenn sich der Schieber in seiner normalen, mittleren Position befindet, die in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn jedoch der Schieber sich in die Position von Fig. 3 verschiebt, bewegt er den Betätiger 27 und verschiebt auf diese Weise den Schalter LS in die Offen- bzw. Verriegelungsstellung und entregt die Solenoide 18 und 19. Hierdurch können sich die Pilotventile und damit auch

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die Hauptventile in ihre Schließ- bzw. Auslaßposition bewegen. Der Schalter LS bleibt in seiner Verriegelungsstellung, bis der Betätiger 27 von Hand zurückgestellt wird, auch wenn der Schieber 41 in die mittlere Stellung zurückkehrt, wenn die Drucke in den Kammern 44 und 45 wieder gleich sind.

Der mittlere Teil der Welle 36 ist vergrößert und bildet so in entgegengesetzte Richtung zeigende Schultern 47 und 48. Zwei spiralige Kompressionsfedern 49 sind auf dem Schaft 36 auf gegenüberliegenden Seiten des Schiebers angeordnet. Diese Federn berühren Kragen 51, die ihrerseits die Schultern 47 und 48 berühren. Die Schultern besitzen dieselbe Entfernung voneinander wie die Endflächen des Schiebers. Es ist somit zu erkennen, daß der Schieber 41 in der normalen Position von den beiden Federn zentriert gehalten wird. Wenn sich jedoch der Schieber in einer Richtung verschiebt und eine Feder komprimiert, so folgt ihm die andere Feder nicht, die von der entsprechenden Wellenschulter festgehalten wird. Innerhalb der Federn 49 sind Hülsen 52 vorgesehen, welche die Welle 36 auf gegenüberliegenden Seiten des Schiebers umgeben. Diese Hülsen dienen als Anschläge und begrenzen die Verschiebung des Schiebers in beiden Richtungen, wenn eine dieser Hülsen von dem entsprechenden Kragen 51 berührt wird.

Fig. 2 zeigt einen Kanal 53 im Endstopfen 37 (der Stopfen 38 besitzt einen ähnlichen Kanal). Dieser führt von der Kammer zunächst radial und dann axial zur Kammer 44 bzw. 45. Dieser

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Kanal besitzt eine Drosselstelle 54, die vorzugsweise enger als die Drosselstelle 33 ist. Wenn beispielsweise die Drosselstelle 33 0,040 Zoll beträgt, kanndie Drosselstelle 54 0,0020 Zoll haben. Hierdurch wird weiter die überwachungs-Schiebereinrichtung in der Empfindlichkeit herabgesetzt, wobei weiterhin keinerlei Veränderung in der Gehäusekonstruktion selbst erforderlich ist. Somit können Gehäuse, die bereits bei bekannten Überwachungs-Schiebern in Verwendung sind, durch Austausch des Sciiebers gegen den neuen Typ weiter benutzt werden.

In Funktion wird der Schieber 41 normalerweise in der mittleren Stellung durch die Federn 49 gehalten. Wenn zwischen den Sensoröffnungen 28 und 29 eine momentane Druckdiekrepanz vorliegt, wird der Einfluß dieser Fluktuationen auf den Schieber 41 durch die Konstruktionsmerkmale sehr klein gehalten, die oben erörtert sind. Genauer gesprochen dämpfen bzw. verzögern die Drosselstellen 54 die ünterdrucksetzung von Kammer 44 oder 45. Zweitens benötigen diese Kammern, die aufgrund der Kleinheit des Schiebers verhältnismäßig groß sind, mehr Zeit, bis sie vollständig unter Druck gesetzt sind. Da drittens die Federn festgehalten sind, wird der Schieber bei der Verschiebung nicht in nachteiliger Weise durch eine nachfolgende Feder beeinflußt, wie dies bei bekannten Bauweisen der Fall war. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser bekannten Konstruktion die Verlängung von einer Feder leicht zu einer übermäßigen Empfindlichkeit des Schiebers führte.

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Wenn eine erhebliche Diskrepanz zwischen den Sensoröffnungen 28 und 29 auftritt, führt die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 44 und 45 zu einer Verschiebung des Schiebers aus der Stellung von Fig. 1 in die Stellung von Fig. 3. Dies führt zu einem Ausschalten bzw. Verriegeln des Systems in der oben beschriebenen Weise. Die Welle 36 hält dabei die Endstopfen 37 und 38 gegen eine axiale Bewegung fest, trotz der Druckmittelströmung durch die gedrosselten Kanäle 53.

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Claims

Patentanwälte

DIpI--ing." H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schnutz

Dipl. !"θ- ^Ε· Gra-'lfs

Dipl. Ing- W. Wer.r.ert

Dipl. Phys. V/. Carstens

Dr.-lng. W. Döring

Mozsrtetraße 23

Ross Operating Valve βοοο München 2 Company

East Golden Gate Avenue München, 6. Juni 1979

Detroit, Mich. 48203,USA Anwaltsakte: M-497

Überwachungs-Schiebereinrichtung

Patentansprüche

( 1. Überwachungs-Schiebereinrichtung mit einem länglichen Gehäuse, welches Sensor-Einlaßöffnungen aufweist, mit einem doppelendenden Schieber, der verschiebbar in dem Gehäuse angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (41) verhältnismäßig kurz ist und einander gegenüberliegende Sensorkammern (44,45) bildet, daß eine Welle (36) zentral durch das Gehäuse von einem Ende bis zum anderen verläuft und den Schieber (41) durchsetzt, daß Endstopfen (37,38) in dem Gehäuse die gegenüberliegenden Enden der Welle (36) tragen, daß drosselnde Kanäle (53,54) in den Endstopfen (37,38) von den Sensoröffnungen (28,29) im Gehäuse zu den Sensorkammern (44,45) führen, daß zwei spiralige Kompressionsfedern (49) zwischen den Endzapfen (37,38) und dem Schieber (41) angeordnet sind,

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daß die Innenenden der Federn (49) festgehalten sind, wodurch dem Schieber die eine Feder (49) nicht folgt, wenn er sich unter Kompression der anderen Feder (49) in einer der beiden Richtungen bewegt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenenden der Federn (49) durch einen Schulterabschnitt (47, 48) an der Welle (36) festgehalten sind, der mittig gegenüber den Federn (49) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (41) einen mit Rücksprung versehenen Mittelabschnitt (46) aufweist, der in Berührung mit einem Schalter-Betätiger (27) gebracht werden kann.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (36) an den Endstopfen (37,38) befestigt ist.
5. Elektropneumatiseher Doppelventilmonitor mit einem länglichen Gehäuse, welches an gegenüberliegenden Enden gedrosselte Sensoröffnungen aufweist, mit einem doppelendenden Schieber, der verschiebbar in dem Gehäuse montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (41) verhältnismäßig kurz ist und einander gegenüberliegende Sensorkammern (44,45) bildet, daß eine Welle (36) zentral durch das Gehäuse vom einen bis zum anderen Ende verläuft und den Schieber (41) durchsetzt, daß Endstopfen (37,38) in dem Gehäuse die gegenüberliegenden Enden der Welle (36) tragen, daß gedrosselte Kanäle (53,54)

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in den Endstopfen (37,38) von den Sensor-Einlaßöffnungen (28, 29) in dem Gehäuse zu den Sensorkammern (44,45) führen, wobei die Drosselstellen (54) in den Stopfen (37,38) erheblich schmäler als die Drosselstellen in den Sensoröffnungen (28,29) sind, daß zwei spiralige Kompressionsfedern (49) zwischen den Endstopfen (37,38) und dem Schieber (41) angeordnet sind, und daß die Innenenden der Federn (49) festgehalten sind, wodurch dem Schieber die eine Feder (49) nicht folgt, wenn sich der Schieber (41) unter Kompression der anderen Feder (49) in einer der beiden Richtungen bewegt.

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