-
Sicherheitsvorrichtung
-
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung zur
Rückstellung bzw. Umschaltung eines in einer Schaltstellung hängengebliebenen oder
haftenden Kolbens eines Ventiles, insbesondere eines hydraulischen Wegeventiles,
dessen Kolben z.E durch einen Elektromagneten schaltbar und z.B. durch eine Feder
rückstellbar ist.
-
Bei Ventilen, z.B. Wegeventilen mit Schieber- oder Sitzkolben, die
längere Zeit unter hydraulischem Druck stehen, neigen die Kolben zum Haften oder
Verklemmen. Dies hat zur Folge, daß ein solcher Kolben nicht mehr umgeschaltet werden
kann da die Schaltkräfte nicht ausreichen, die Haftkräfte oder Klemmkräfte zwischen
Kolben und Ventilgehäuse zu überwinden.
-
Besonders kritisch ist dies dann, wenn der Kolben durch eine Feder
oder durch einen hydraulischen Druck geschaltet wird, da hier eine statische Kraft
auf den Kolben wirkt.
-
Dies gilt vor allem auch für hydraulische Sicherheitssteuerungen,
bei denen das Sicherheitswegeventil bei Stromausfall durch eine Feder rückgestellt
wird, der Kolben aber auf einen Fall haften oder hängenbleiben darf.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der haftende oder verklemmte Kolben
beim Umschalten sicher und zuverlässig in die andere Schaltstellung unter Obe-rwindung
der Haftung oder Verklemmung umgeschaltet wird.
-
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Sicherheitsvorrichtung
mit einem vorgespannten arretierten Element versehen ist, durch das bei Lösung der
Arretierung eine stoßförmige Kraft auf den
Kolben des Wegeventiles,
insbesondere in dessen Acbsrichtung,ausübbar ist.
-
Durch einen solchen, auf den Kolben des Wegeventils ausgeübten Stoß
wird die Verklemmung oder das Anhaften des Kolbens gelöst und die Rückstellfeder
kann den Kolben in seine andere Schaltstellung umschalten.
-
Vorzugsweise ist dieses Element der Magnet eines Elektromagneten,
wobei ferner eine Druckfeder vorgesehen ist, die, wenn der Elektromagnet erregt
wird, durch den Magnetanker vorgespannt wird.
-
Wird nun der Elektromagnet entregt, oder fällt z.B. der Strom aus,
so wird der Magnetanker durch die vorgespannte Feder gegen den Kolben des Wegeventiles
gestoßen.
-
Vorteilhafterweise ist hierbei zwischen dem magnetankerseitigen Ende
des Kolbens und dem kolbenseitigen Ende des Magnetankers ein axialer Abstand vorhanden,
den der Magnetanker frei durchläuft, ehe er auf den Kolben aufschlägt.
-
Der Magnetanker kann direkt auf den Kolben aufschlagen, nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich, daß der Stoß auf
den Kolben des Wegeventiles durch den Magnetanker indirekt erfolgt, insbesondere
über einen drehbar gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen einer Arm durch den Magnetanker
beaufschlagt wird und dessen anderer Arm gegen den Kolben anschlägt.
-
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend
anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die im Schnitt ein Wegeventil
mit angebauter Sicherheitsvorrichtung zeigt.
-
Die Zeichnung zeigt die Sicherheitsvorrichtung 10, die beim dargestellten
Beispiel über eine Zwischenplatte 42 mit dem Gehäuse 14 eines Wegeventiles 12, z.B.
durch nicht-gezeigte Schrauben verbunden ist. Im Gehäuse 14 des
Wegeventiles
ist ein Schieberkolben 16 axial verschiebbar angeordnet, der in bekannter Weise
die nicht näher bezeichneten Zulaufkanäle und Ablaufkanäle des Wegeventiles steuert.
-
Der Kolben t6 wird in ebenfalls bekannter Weise durch einen Elektromagneten
18 in die eine Schaltstellung geschaltet, während er bei entregtem- Elektromagneten
18 durch eine RUckstellfeder 20 in die andere Schaltstellung (insbesondere die Null-Ste-llung)
rückgestellt wird.
-
Wie eingangs bereits erläutert, kann es nun vorkommen, daß der Kolben
16 in der Schaltstellung haftet, si-ch verklemmt oder hängenbleibt, insbesondere
wenn er längere Zeit unter hydraulischem Druck steht. Wird dann der Elektromagnet
18 entregt, so reicht die statische Kraft der Rückstellfeder 20 oft nicht aus, den
Kolben 16 in die andere Schaltstellung, z.B. die Null-Stellung-, rückzustelXlen.
Dies ist bei Sicherheitsventilen besonders- kritisch, da z.Bi bei einem StromausfaLll
der Kolben nicht hängenbleiben darf, sondern unbedingt in seine Null-Stellung rückgestellt
werden muß.
-
In Versuchen hat sich nun geze-igt, daß in solchen Fällen durch eine
stoßartige Bela-stung des Kolbens die V-erklemmung oder das Anhaften gelöst werden
kann. Die Sicherheitsvorrichtun-g 10 dient daher dazu, auf den Kolben 16 im Bedarfsfal-l
eine stoßförmige Kraft auszuüben, um eine etwaige Verklemmung oder ein Anhaften
zu lösen, so daß der Kolben 16 durch die Rückstellfeder 20 sicher umgeschaltet werden
kann.
-
Die Sicherheitsvorrichtung 10 besteht aus einem Elektromagneten 22,
der eine Magnetspule 24 und einen Magnetanker 26 aufweist. Der letztere ist in bekannter
Weise in einer MagnetschlußhU-l-se 38 geführt und an seinem Umfang, wie ebenfalls
bekannt, mit Längsnuten versehen, um beim Umschalten die Entstehung von Druckpolstern
zu verhindern.
-
An seiner dem Wegeventil zugewandten Stirnseite ist der Magnetanker
26 mit einem z.B. zylindrischen Stößel 30 versehen, durch den, wie noch beschrieben
wird, ein Stoß auf den Kolben 16 ausgeübt werden kann.
-
An seiner rückwärtigen Stirnseite ist der Magnetkolben 26 mit einem
Verlängerungsstift versehen, der an seinem Ende eine Scheibe 32 trägt, über welche
eine Druckfeder 28 vorgespannt werden kann, die in einem mit dem Elektromagneten
22 verbundenen Gehäuse 44 untergebracht ist.
-
Der axiale Weg des Magnetankers 26 ist durch zwei Schultern 40 bzw.
-
46 begrenzt.
-
In der dargestellten Position, in der der Magnetanker 26 an der Schulter
40 anliegt, d.h. bei erregtem Elektromagneten 22, haben die Stirnfläche oder Endfläche
34 des Kolbens 36 und die Stirnfläche oder Endfläche 36 des Stößels 30 einen axialen
Abstand A voneinander, der z.B. 6-10 mm betragen kann, wobei die Erfindung selbstverständlich
nicht auf diesen Bereich beschränkt ist.
-
Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung arbeitet wie folgt: Der
Elektromagnet 18 des Wegeventiles 12 hat den Kolben 16 in Schaltstellung geschaltet.
Der Elektromagnet 22 der Sicherheitsvorrichtung 10 ist ebenfalls erregt, wodurch
sein Magnetanker 26 in der Figur nach rechts bewegt wird, bis er, wie dargestellt,
an der Schulter 40 anschlägt. Bei dieser axialen Bewegung des Magnetankers 26 wird
über die Scheibe 32, die fest mit dem Magnetanker 26 verbunden ist, die Druckfeder
28 vorgespannt.
-
Wird nun der Elektromagnet 22 entregt, so wird der Magnetanker 26
durch die Druckfeder 28 in der Figur nach links in Richtung zum Kolben 16 getrieben,
bis der Stößel 30 auf das Ende 34 des Kolbens 16 aufschlägt. Dabei wird der Weg
A vom Magnetanker 26 frei durchlaufen, ehe der Stößel 30 auf dem Kolben 16 auftrifft.
-
Während dieses Leerhubes wird der Magnetanker 26 durch die in der
Druckfeder 28 gespeicherte Kraft beschleunigt, so daß beim Auftreffen auf den Kolben
16 ein Stoß auf den letzteren ausgeübt wird, wodurch eine Verklemmung oder ein sonstiges
Anhaften gelöst wird.
-
Durch die Rückstellfeder 20 wird dann der Kolben 16 in seine andere
Schaltstellung umgeschaltet.
-
In der Praxis werden die Elektromagneten 18 und 22 gemeinsam elektrisch
angesteuert, d.h. sie werden beide gemeinsam erregt und entregt.
-
Dies bedeutet, daß bei ungestörter Funktion des Wegeventiles 12 und
seines Kolbens 16 der letztere durch die Rückstellfeder 20 ohne Behinderung umgeschaltet
wird, wenn der Elektromagnet 18 entregt wird.
-
Da gleichzeitig der Elektromagnet 22 entregt wird, wird zwar der Magnetanker
26, wie beschrieben, durch die Druckfeder 28 nach links bewegt, sein Stößel 30 trifft
aber auf den Kolben 16 nicht auf, da dieser bereits durch die Rückstellfeder 20
umgeschaltet worden ist.
-
Der Magnetanker 26 schlägt in diesem Fall an der Schulter 46 des Gehäuses
an.
-
Werden dann die beiden Elektromagneten wieder erregt, so wird der
Kolben 16 wieder in seine vorherige Schaltposition gebracht und der Magnetanker
26 wird wieder unter Vorspannung der Feder 28 nach rechts bewegt, bis er, wie dargestellt,
an der Schulter 40 anschlägt.
-
Der Stößel 30 des Magnetankers 16 schlägt also nur in dem Fall stoßartig
auf den Kolben 16 des Wegeventiles 12 auf, wenn der letztere in seiner Schaltstellung
hängen- oder haftengeblieben oder verklemmt ist. Durch den stoßförmigen Aufprall
des Magnetankers 26 auf den Kolben 16 wird die Verklemmung gelöst, d.h. der Magnetanker
26 hat keine Schaltfunktion, sondern nur die Funktion, den hängengebliebenen -Kolben
26 so zu lockern oder zu lösen, daß er durch die Rückstellfeder 20 normal umgeschaltet
werden kann.
-
Die Rückstellung des Kolbens 16 erfolgt im dargestellten Beispiel
mittels der Rückstellfeder 20, anstelle einer solchen Feder kann aber auch eine
hydraulische Rückstellung vorgesehen sein, wobei auch in einem solchen Fall die
Lösung einer Verklemmung in derselben Weise erfolgt, wie hier beschrieben.
-
Ferner schlägt in der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform
der Magnetanker 26 direkt auf den Kolben 16 auf, es ist aber auch möglich, was nicht
dargestellt ist, den Stoß auf den Kolben 16 indirekt auszuüben, beispielsweise über
einen schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen einer Arm durch) den Magnetanker
26 beaufschlagt wird und dessen anderer Arm direkt, oder unter Zwischenschaltung
eines geeigneten Stößels auf den Kolben 16 aufschlägt.
-
Leerseite