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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Steuerventil. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Doppel-Fluidsteuerventil,
bei dem in einer anormalen Situation das Steuerventil sich in eine
Sperrstellung bewegt, die bei einem Ausführungsbeispiel einen Rückstellvorgang
erfordert, ehe das Steuerventil wieder funktioniert, während in
einem anderen Ausführungsbeispiel
das Steuerventil sich automatisch zurückstellt.
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Hintergrund
und Zusammenfassung der Erfindung
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Werkzeugmaschinen verschiedener Bauarten
arbeiten über
ein Ventilsystem, das mit einer pneumatisch gesteuerten Kupplungs-
und/oder Bremsanordnung zusammenwirkt. Aus Sicherheitsgründen verlangen
die Steuerventile, die zum Betätigen
dieser Werkzeugmaschinen verwendet werden, von der Bedienungsperson,
dass sie zwei getrennte Steuersignalkontakte gleichzeitig betätigt. Dieses
Erfordernis der gleichzeitigen Betätigung stellt sicher, dass
die Bedienungsperson keine Hand in der Nähe der sich bewegenden Teile
der Werkzeugmaschine hat, wenn ein Betriebszyklus eingeleitet wird.
Die beiden Steuersignale erzeugenden Kontakte können dann mit dem Ventilsystem
verbunden werden, so dass Druckluft der Werkzeugmaschine zum Durchführen ihres
Betriebszyklus zugeführt
werden kann.
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Sicherheitsbestimmungen verlangen,
dass das Ventilsystem so ausgelegt wird, dass im Falle einer Fehlfunktion
im Ventilsystem das Ventilsystem keine zusätzliche Bewegung der Werkzeugmaschine zulässt. Außerdem muss
das Ventilsystem sicherstellen, dass ein neuer Betriebszyklus der
Werkzeugmaschine nicht eingeleitet werden kann, wenn ein Teil des
Ventilsystems eine Fehlfunktion hat.
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Vorbekannte elektromagnetische Ventilsysteme,
die zum Betätigen
von Werkzeugmaschinen verwendet werden, erfüllen diese Sicherheitserfordernisse
durch Verwendung einer Doppel-Ventilanordnung. Die Doppel-Ventilanordnung
umfasst zwei elektromagnetische Einlassventile, die normalerweise
geschlossen sind. Jedes der Einlassventile wird in Abhängigkeit
von einem elektrischen Steuersignal in eine Öffnungsstellung bewegt. Die
beiden Einlassventile sind bezüglich
der Druckluftquelle in Reihe geschaltet. Die Doppel-Ventilanordnung
umfasst ferner zwei Auslassventile, die normalerweise geöffnet sind.
Jedes Auslassventil wird durch ein entsprechendes Einlassventil
geschlossen, wenn es geöffnet
wird. Es ist daher erforderlich, dass die Einlassventile gleichzeitig
geöffnet
werden; anderenfalls wird eingelassene Luft aus dem System durch
eines der Auslassventile abgelassen. Das Öffnen und Schließen der
Ventileinheiten wird durch Abfühlen der
Luftdrücke
in den entsprechenden Ventileinheiten und anschließendes Vergleichen
dieser Drücke überwacht.
Da das Überwachen
und Vergleichen dieser beiden Drücke
erfolgt durch Verwendung eines einzigen Luftzylinders, der von einem
Kolben in zwei Kammern unterteilt wird. Der Druck in jeder Ventileinheit
wird an eine der Kammern abgegeben. Ungleiche Drücke in den Ventileinheiten
verursachen somit eine Bewegung des normalerweise statischen Kolbens,
der dann das elektrische Signal zu einer der Ventileinheiten unterbricht.
Diese und andere externe elektronische Überwachungsanordnungen sind
teuer und erfordern die Auslegung und Verwendung einer elektrischen
Signalverarbeitungseinrichtung.
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US-A-5113907 offenbart eine Steuerventilanlage,
wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Die Steuerventilanlage
dieses Dokumentes ist eine dynamische selbstüberwachende Luftbetätigungsanlage
für eine
pneumatische Steueranlage mit einem Sicherheitsdoppelventil. Die
Dynamik umfasst konstant dynamische Überwachungsventile und ein
Dämpfermerkmal
zum Verhindern vorzeitiger, unerwünschter Abschaltungen der Steueranlage gemäß vorgegebenen
Systemparametern. Das in US-A-5113907 offenbarte dynamische selbstüberwachende
Luftbetätigungssystem
ist äußerst komplex beim
Erzielen ihres intendierten Einsatzzweckes und umfasst ein äußerst kompliziertes
Rückstellsystem.
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Die fortgesetzte Entwicklung von
Ventilanlagen für
Werkzeugmaschinen ist auf zuverlässigere, einfachere
und weniger kostspielige Ventilanlagen gerichtet, welche die heutzutage üblichen
und in Zukunft erforderlichen Sicherheitsbestimmungen sowohl erfüllen wie
auch übertreffen.
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Die vorliegende Erfindung sowie Abwandlungen
und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen definiert.
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Die vorliegende Erfindung bereichert
den Stand der Technik mit einer Steuerventilanlage, die vollständig pneumatisch
arbeitet und somit das Erfordernis einer elektrischen Überwachung
und zugehöriger
Steuermittel eliminiert. Die Steuerventilanlage umfasst mehrere
Ventile, die jeweils bei Aktivierung und Deaktivierung der Ventile öffnen oder
schließen. Die
Steuerventilanlage überwacht
die dynamische Bewegung der verschiedenen Ventile der Anlage, um eine
einwandfreie Funktionsweise der Steuerventilanlage sicherzustellen.
Die Steuerventilanlage bewegt sich bei Erfassen einer Fehlfunktion
in eine Sperrstellung und bleibt in dieser Sperrstellung, bis ein
Rückstellvorgang
durchgeführt
wird.
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Der Betrieb der Steueranlage ist
somit vollständig
dynamisch, und die Anlage erfordert nicht die Überwachung eines statischen
Teils, um ihre einwandfreie Betriebsfunktion sicherzustellen.
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Weitere Vorteile und Ziele der Erfindung
gehen für
den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen
hervor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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In den Zeichnungen, die das zur Zeit
für am besten
gehaltene Ausführungsbeispiel
zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung zeigen:
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1 ist
ein schematisches Schaltdiagramm der Steuerventilanlage der vorliegenden
Erfindung, dargestellt in einer unbetätigten Stellung;
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2 ist
eine schematische Darstellung des Steuerventils, dargestellt in
seiner unbetätigten
Stellung;
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3 ist
ein schematisches Schaltungsdiagramm der Steuerventilanlage der
vorliegenden Erfindung, dargestellt in einer unbetätigten Stellung;
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4 ist
eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten
Steuerventils in seiner betätigten Stellung;
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5 ist
ein schematisches Schaltungsdiagramm der Steuerventilanlage der
vorliegenden Erfindung, dargestellt in einer anormalen Stellung;
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6 ist
eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten
Steuerventils in seiner anormalen Stellung;
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7 ist
ein schematisches Schaltungsdiagramm der Steuerventilanlage der
vorliegenden Erfindung, dargestellt in einer Sperrstellung;
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8 ist
eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten
Steuerventils in seiner Sperrstellung;
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9 ist
eine schematische Darstellung der in den 1 bis 8 gezeigten
Ventilanlage gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug
genommen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende
Teile in sämtlichen
Ansichten bezeichnen. In den 1 und 2 ist eine Steuerventilanlage
gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist. Die Steuerventilanlage 10 ist als schematische Fluidschaltung
in 1 und als ein Fluidsteuerventil
in 2 dargestellt.
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Es wird nun auf 2 Bezug genommen. Die Steuerventilanlage 10 umfasst
ein Gehäuse 12 mit
einem Fluid-Einlasskanal 14, einem Fluid-Auslasskanal 16,
einem Fluid-Auslasskanal 18, einer ersten Ventilbohrung 20,
einer zweiten Ventilbohrung 22, einem ersten Fluid-Reservoir 24 und
einem zweiten Fluid-Reservoir 26. Innerhalb einer ersten
Ventilbohrung 20 befindet sich ein erstes Ventilglied 28, und
innerhalb der zweiten Ventilbohrung 22 befindet sich ein
zweites Ventilglied 30. Innerhalb des Einlasskanals 14 koaxial
zu dem ersten Ventilglied 28 befindet sich ein drittes
Ventilglied 32. Ebenfalls innerhalb des Einlasskanals 14 koaxial
zu dem zweiten Ventilglied 30 befindet sich ein viertes
Ventilglied 34. Zwei Magnetventile 36 und 38 sind
an dem Gehäuse 12 befestigt.
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Mehrere Strömungskanäle verbinden die Ventilbohrungen 20 und 22 mit
dem Einlasskanal 14, dem Auslasskanal 16, dem
Ablasskanal 18, dem Reservoir 24; dem Reservoir 26,
dem Ventil 36 und dem Ventil 38. Ein Strömungskanal 40 verläuft zwischen dem
Einlasskanal 14 und einer Zwischenkammer 42, die
von der Bohrung 20 gebildet wird. Eine Drosselstelle 44 ist
innerhalb des Kanals 40 angeordnet, um die Menge des Fluidstroms
durch den Kanal 40 zu begrenzen. Ein Strömungskanal 46 verläuft zwischen dem
Einlasskanal 14 und einer Zwischenkammer 48, die
von der Boh rung 22 gebildet wird. Eine Drosselstelle 50 ist
innerhalb des Kanals 46 angeordnet, um die Menge des Fluidstroms
durch den Kanal 46 zu begrenzen.
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Ein Strömungskanal 52 verläuft zwischen der
Kammer 42 und einer unteren Kammer 54, die von
der Bohrung 20 gebildet wird. eine Drosselstelle 56 ist
innerhalb des Kanals 52 angeordnet, um die Menge des Fluidstroms
durch den Kanal 52 zu begrenzen. Ein Strömungskanal 58 verläuft zwischen der
Kammer 48 und einer unteren Kammer 60, die von
der Bohrung 22 gebildet wird. Eine Drosselstelle 62 ist
innerhalb des Kanals 58 angeordnet, um die Menge des Fluidstroms
durch den Kanal 58 zu begrenzen. Ein Strömungskanal 64 verläuft zwischen dem
Kanal 52 und dem Reservoir 24, so dass die Drosselstelle 56 zwischen
der Kammer 42 und dem Reservoir 24 angeordnet
ist. Ein Strömungskanal 66 verläuft zwischen
dem Reservoir 24 und dem Einlass zu dem Magnetventil 38.
Ein Strömungskanal 68 verläuft zwischen
dem Kanal 58 und dem Reservoir 26, so dass die
Drosselstelle 62 zwischen der Kammer 48 und dem
Reservoir 24 angeordnet ist. Ein Strömungskanal 70 verläuft zwischen
dem Reservoir 26 und dem Einlass zu dem Magnetventil 36.
Ein Kanal 72 verläuft
zwischen dem Auslass des Magnetventils 36 und einer oberen
Kammer 74, die von der Bohrung 20 gebildet wird.
Ein Kanal 76 verläuft
zwischen dem Auslass des Magnetventils 38 und einer oberen Kammer 78,
die von der Bohrung 22 gebildet wird.
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Ein Querkanal 80 verläuft zwischen
dem unteren Abschnitt der Kammer 42 und dem oberen Abschnitt
der Kammer 48. Ein Querkanal 82 verläuft zwischen
dem unteren Abschnitt der Kammer 48 und dem oberen Abschnitt
der Kammer 42. Ein Strömungskanal 48 verläuft zwischen
dem Kanal 80 und dem Auslasskanal 16. Ein Strömungskanal 86 verläuft zwischen
dem Kanal 82 und dem Auslasskanal 16. Der Auslasskanal 16 steht
mit dem Ablasskanal 18 durch zwei Durchlässe 88 und 90 in
Strömungsverbindung.
Die oberen Abschnitte der Kammern 54 und 60 sind
mit Atmosphärendruck
durch Kanäle 92 bzw. 94 verbunden.
Ein Rückstellkanal 86 erstreckt sich
in das Gehäuse 12 und
steht mit dem unteren Abschnitt der Kammern 54 und 60 durch
eine Verbindung mit den Kanälen 52 bzw. 58 in
Verbindung. Zwei Rückschlagventile 98 und 100 sind
zwischen dem Rückstellkanal 86 und
den Kanälen 52 bzw. 58 angeordnet,
um eine Strömung
zwischen den Kanälen 52 oder 58 zu
dem Rückstellkanal 96 zu
verhindern, jedoch eine Strömung
aus dem Rückstellkanal 96 zu einem
oder beiden der Kanäle 52 und 58 zuzulassen.
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Innerhalb der Bohrung 20 ist
ein Ventilglied 102 angeordnet und innerhalb der Bohrung 22 ist
ein Ventilglied 104 angeordnet. Das Ventilglied 102 umfasst
einen oberen Kolben 106, einen Zwischenkolben 108 und
einen unteren Kolben 110, welche sämtlich als gemeinsame Einheit
zusammen bewegbar sind. Der obere Kolben 106 ist innerhalb
der Kammer 74 angeordnet und umfasst einen Ventilsitz 112,
der den Durchlass 88 zwischen dem Auslasskanal 16 und
dem Ablasskanal 18 öffnet
und schließt.
Der Zwischenkolben 108 ist innerhalb der Kammer 42 angeordnet
und umfasst einen Ringkanal 114, der den Kanal 40 mit
dem Kanal 42 verbindet, wenn der Kolben 108 am
Gehäuse 12 anliegt.
Der untere Kolben 110 ist innerhalb der Kammer 54 angeordnet
und umfasst zwei Dichtungen 116, die den Einlasskanal 14 gegenüber dem
Kanal 92 und die Kammer 54 gegenüber dem
Kanal 92 abdichten. Das Ventilglied 104 umfasst einen
oberen Kolben 118, einen Zwischenkolben 120 und
einen unteren Kolben 122, die sich sämtlich als Einheit gemeinsam
bewegen. Der obere Kolben 118 ist innerhalb der Kammer 78 angeordnet
und umfasst einen Ventilsitz 124, der den Durchlass 90 zwischen dem
Auslasskanal 16 und dem Ablasskanal 18 öffnet und
schließt.
Der Zwischenkolben 120 ist innerhalb der Kammer 48 angeordnet
und umfasst einen Ringkanal 126, der den Kanal 48 mit
dem Kanal 58 verbindet, wenn der Kolben 120 an
dem Gehäuse 12 anliegt.
Der untere Kolben 122 ist innerhalb der Kammer 60 angeordnet
und umfasst zwei Dichtungen 128, die den Einlasskanal 14 gegenüber dem
Kanal 94 und die Kammer 60 gegenüber dem
Kanal 94 abdichten.
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Das Ventilglied 32 ist um
den unteren Kolben 110 herum angeordnet und umfasst einen
Ventilsitz 130 und eine Ventilfeder 132. Die Ventilfeder 132 drückt den
Ventilsitz 130 gegen das Gehäuse 12 an, um eine
Strömung
zwischen dem Einlasskanal 14 und der Kammer 42 zu
unterbinden. Das Ventilglied 34 ist um den Kolben 122 herum
angeordnet und weist einen Ventilsitz 134 und eine Ventilfeder 136 auf.
Die Ventilfeder 136 drückt
den Ventilsitz 134 gegen das Gehäuse 12, um eine Strömung zwischen dem
Einlasskanal 14 und der Kammer 48 zu unterbinden.
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Die 1 und 2 zeigen die Steuerventilanlage 10 in
ihrer unbetätigten
Stellung. Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 drückt die
Ventilsitze 130 und 134 gegen das Gehäuse 12,
wodurch die Verbindung zwischen dem Einlasskanal 14 und
beiden Kammern 42 und 48 geschlossen wird. Druckmittel
wird dem Kanal 40 durch die Drosselstelle 44,
dem Kanal 52 durch den Ringkanal 114 sowie durch
die Drosselstelle
56 und in die Kammer 54 zugeführt, um
das Ventilglied 102 nach oben zu drücken, wie in 2 gezeigt, wodurch der Kolben 108 an
das Gehäuse 12 angelegt
wird. Druckmittel fließt
ferner durch den Kanal 52, durch den Kanal 64 zu
dem Reservoir 24 und aus dem Reservoir 24 zum
Einlass des Magnetventils 38 durch den Kanal 66.
In gleicher Weise wird Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 dem
Kanal 46 durch die Drosselstelle 50 zum Kanal 58,
durch den Ringkanal 126, durch die Drosselstelle 62 und
in die Kammer 60 zugeführt,
um das Ventilglied 104 nach oben zu drücken, wie in 2 gezeigt, wodurch der Kolben 120 an
das Gehäuse 12 angelegt
wird. Druckmittel fließt
ferner durch den Kanal 58, durch den Kanal 68 zum
Reservoir 26 und aus dem Reservoir 26 zum Einlass
des Magnetventils 36 durch den Kanal 70. Der Auslasskanal 16 steht
mit dem Ablasskanal 18 in Verbindung, da die Ventilsitze 112 und 124 nach oben
gedrückt
werden und hierbei die Durchlässe 88 und 90 öffnen. Die
Zwischenkammern 42 und 48 sind ebenfalls zum Ablasskanal 18 durch
die Querkanäle 80 bzw. 82 und
durch die Kanäle 84 bzw. 86 hin
offen. Der Strömungsmitteldruck
unter dem Kolben 110 und 122 der Ventilglied 102 bzw. 104 drücken die
Ventilglieder 102 und 104 nach oben, wodurch die
Steuerventilanlage 10 in ihrer unbetätigten Stellung gehalten wird.
Die Verbindung zwischen den Kanälen 42 und 52 durch
den Ringkanal 114 und die Verbindung zwischen den Kanälen 46 und 58 durch
den Ringkanal 126 halten den Strömungsmitteldruck innerhalb der
Kammern 54 und 60 und den Reservoirs 24 und 26 aufrecht.
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Die 3 und 4 zeigen die Steuerventilanlage 10 in
ihrer unbetätigten
Stellung. Beide Magnetventile 36 und 38 wurden
im wesentlichen gleichzeitig betätigt.
Die Betätigung
des Magnetventils 36 verbindet den Kanal 70 und
somit das Reservoir 26 mit dem Kanal 72. Druckmittel
wird in die Kammer 74 geleitet, um das Ventilglied 102 nach
unten zu bewegen, wie in 4 dargestellt
ist. Der Durchmesser des Kolbens 106 ist größer als
der Durchmesser des Kolbens 110, wodurch die Kraft erzeugt
wird, die das Ventilglied 102 nach unten bewegt. In gleicher
Weise wird durch die Betätigung
des Magnetventils 38 der Kanal 66 und somit das
Reservoir 24 mit dem Kanal 76 verbunden. Druckmittel
wird in die Kammer 78 geleitet, um das Ventilglied 104 nach
unten zu bewegen, wie in 4 dargestellt
ist. Der Durchmesser des Kolbens 118 ist größer als
der Durchmesser des Kolbens 122, was die Kraft erzeugt,
die das Ventilglied 104 nach unten bewegt. Wenn sich die
Ventilglied 102 und 104 nach unten bewegen, hebt
ein ringförmiger
Flansch 140 am Kolben 110 von dem Ventilsitz 130 ab,
und ein ringförmiger
Flansch 142 am Kolben 122 hebt sich vom Ventilsitz 134 ab. Druckmittel
strömt
aus dem Einlasskanal 14 in den unteren Abschnitt der Kammer 42 durch
den Kanal 80 zu dem oberen Abschnitt der Kammer 48 und durch
einen Spalt 144 zwischen dem Ventilglied 104 und
dem Gehäuse 12,
um Druckmittel dem Auslasskanal 16 zuzuführen. Druckmittel
strömt
auch durch den Kanal 84 zu dem Auslasskanal 16.
In gleicher Weise strömt
Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 in den unteren Abschnitt
der Kammer 48 durch den Kanal 82 zu dem oberen
Abschnitt der Kammer 42 und durch einen Spalt 146 zwischen
dem Ventilglied 102 und dem Gehäuse 12, um Druckmittel
dem Auslasskanal 16 zuzuführen. Druckmittel strömt ferner
durch den Kanal 86 zum Auslasskanal 16. Aufgrund
der Bewegung der Ventilglieder 102 und 104 nach
unten werden die Ventilsitze 112 und 124 gegen
das Gehäuse 12 gedrückt, um
die Durchlässe 88 und 90 zu schließen und
dadurch den Auslasskanal 16 gegenüber dem Ablasskanal 18 zu
isolieren. Der Strömungsmitteldruck
innerhalb der Reservoirs 24 und 26 wird zunächst verringert,
wenn die Ventile 36 und 38 betätigt werden; der Strömungsmitteldruck
kehrt jedoch zurück,
um Druck am Einlasskanal 14 zuzuführen, da die Reservoirs 24 und 26 zum
Einlasskanal 14 hin noch offen sind und der Auslasskanal 16 gegenüber dem
Ablasskanal 18 isoliert ist.
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Die 5 und 6 zeigen die Steuerventilanlage 10 in
einer anormalen Stellung. In den 5 und 6 befindet sich das Ventilglied 104 in
seiner oberen Stellung, während
sich das Ventilglied 102 in seiner unteren Stellung befindet.
Beide Magnetventile 36 und 38 sind in ihrer Schließstellung
angeordnet. Das Ventilglied 104 ist in seiner oberen Stellung
wie in 1 angeordnet.
Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 wird dem Kanal 46 durch
die Drosselstelle 50, dem Kanal 58 durch den Ringkanal 126 über die Drosselstelle 62 und
in die Kammer 60 zugeführt,
um das Ventilglied 104 nach oben zu drücken, wie in 6 gezeigt, wodurch der Kolben 120 gegen
das Gehäuse 12 gedrückt wird.
Druckmittel strömt
ferner durch den Kanal 68 zu dem Reservoir 26 und
aus dem Reservoir 26 zum Einlass des Magnetventils 36 durch
den Kanal 70. Der Auslasskanal 16 ist mit dem Ablasskanal 18 verbunden,
da der Ventilsitz 124 nach oben gedrückt wird, wodurch der Durchlass 90 geöffnet wird.
Das Ventilglied 102 ist in seiner unteren Stellung angeordnet,
welche verschiedene Kanäle
zum Auslasskanal 16 hin öffnet, der wegen der Stellung
des Ventilgliedes 104 zum Ablasskanal 18 hin offen
ist. Der obere Abschnitt der Kammer 42 ist zum Ablass hin
durch den Spalt 146 offen. Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 wird
zum Ablass durch den Kanal 40 und durch den oberen Abschnitt
der Kammer 42 durch den Spalt 146, durch den Auslasskanal 16,
durch den Durchlass 90 zum Ablasskanal 18 hin
abgelassen. Außerdem
wird Druckmittel aus dem Einlasskanal 14 zum Ablasskanal 18 hin
abgelassen, indem es in den unteren Abschnitt der Kammer 42 eintritt
und durch den Kanal 80, durch den Kanal 84, durch
den Auslasskanal 16, durch den Durchlass 90 und
in den Ablasskanal 18 strömt. Druckmittel im Kanal 52 und
somit in der Kammer 54 wird ebenfalls zum Ablass durch
die Drosselstelle 56 abgelassen, was die Vorspannung des
Ventilgliedes 102 aushebt. Außerdem wird Strömungsmitteldruck
im Reservoir 24 zum Ablass durch die Drosselstelle 56 abgelassen,
wodurch die Zufuhr von Druckmittel zum Magnetventil 38 durch
den Kanal 66 aufgehoben wird. Die Zeit, in der die Kammer 54 und
das Reservoir 24 zum Ablass hin entleert wird, hängt von
der Größe der Kammer 54,
des Reservoirs 24 und der Drosselstelle 56 ab.
Wenn Druckluft aus der Kammer 74 oberhalb des Kolbens 106 aufgehoben
wird und Druckluft innerhalb des Einlasskanals 14 vorhanden ist,
die gegen die Unterseite des Ventilsitzes 130 wirkt, bewegt
die Ventilfeder 132 das Ventilglied 102 in eine
Zwischenstellung, in der der Ventilsitz 130 am Gehäuse 12 anliegt,
wogegen der Kolben 108 nicht am Gehäuse 12 angreift. Dieser
Zustand ist in den 7 und 8 dargestellt.
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Die 7 und 8 zeigen die Steuerventilanlage 10 in
einer Sperrstellung. Wenn der Ventilsitz 130 das Ventilglied 102 aufgrund
der Vorspannung der Ventilfeder 132 nach oben drückt, drückt der
Ventilsitz 130 gegen den ringförmigen Flansch 140,
um das Ventilglied 102 zu verstellen. Wegen einer Totgangverbindung
zwischen dem Ventilsitz 130 und dem Kolben 110 hat
der Kolben 108, wenn der Ventilsitz 132 am Gehäuse 12 angreift,
das Gehäuse 12 noch
nicht erreicht. Eine zusätzliche
Bewegung des Ventilgliedes 102 ist erforderlich, um den
Kolben 108 am Gehäuse 12 angreifen
zu lassen und den Kanal 40 mit dem Kanal 52 zu
verbinden sowie die Kammer 54 und das Reservoir 24 mit
Druckmittel zu beaufschlagen. Ohne Anlage des Kolbens 108 am
Gehäuse 12 sind
der obere Abschnitt der Kammer 42 und somit die Kanäle 40 und 52 zu
dem Ablasskanal 8 durch den Spalt 146, den Auslasskanal 16 und
die Durchlässe 88 und 90 sowie
den Ablasskanal 18 offen. Das Reservoir 24 ist
somit zusammen mit dem Kanal 66 und dem Einlass zum Magnetventil 38 zum Ablass
hin offen. Die Kam mer 54 ist ebenfalls zum Ablass hin offen,
wodurch irgendwelche Vorspannkräfte
eliminiert werden, die das Ventilglied nach oben drücken würden, um
den Kolben 108 am Gehäuse 12 anliegen
zu lassen. Eine ringförmige
Schulter 150, die am Kolben 110 angeordnet und
zum Einlasskanal 14 hin offen ist, drückt das Ventilglied 102 nach
unten, wobei der ringförmige
Flansch 140 gegen den Ventilsitz 130 gedrückt wird,
um das Ventilglied 102 in seiner mittleren Stellung und
die Steuerventilanlage 10 in ihrer Sperrstellung zu halten.
Eine ähnliche
Schulter 152 ist am Kolben 122 angeordnet.
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Wenn es erwünscht ist, die Steuerventilanlage 10 aus
ihrer Sperrstellung in ihre unbetätigte Stellung in 1 zu bewegen, wird der Rückstellkanal 96 mit
Druckmittel beaufschlagt. Das Zuführen von Druckmittel zum Rückstellkanal 96 öffnet das
Rückschlagventil 98,
und Druckmittel füllt
das Reservoir 24 und die Kammer 54. Die Drosselstelle 56 begrenzt die
Fluidmenge, die während
des Rückstellvorganges
zum Ablass hin abgelassen wird. Wenn das Reservoir 24 und
die Kammer 54 mit Druckmittel gefüllt sind, wirkt das Fluid innerhalb
der Kammer 54 auf den Kolben 110, um das Ventilglied 102 nach
oben zu bewegen und den Kolben 108 am Gehäuse 12 anliegen
zu lassen. Der Strömungskanal 40 steht
wieder mit dem Kanal 52 in Verbindung, und die Steuerventilanlage 10 befindet
sich wieder in ihrer unbetätigten Stellung,
wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist.
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Wenngleich die obige Beschreibung
der 5 bis 8 davon ausgegangen ist,
dass sich das Ventilglied 102 in seiner mittleren Stellung
und Sperrstellung befindet und das Ventilglied 104 sich
in seiner unbetätigten
Stellung befindet, versteht es sich jedoch, dass sich eine entsprechende
Sperrstellung der Steuerventilanlage 10 einstellen würde, wenn sich
das Ventilglied 102 in seiner unbetätigten Stellung befinden würde und
das Ventilglied 104 in seiner mittleren Stellung und Sperrstellung
befinden würde. Der
Rückstellvorgang,
bei dem der Rückstellkanal 96 mit
Druckmittel beaufschlagt wird, hätte
zur Folge, dass das Druckmittel das Rückschlagventil 100 öffnet, um
das Reservoir 26 und die Kammer 60 zu füllen. Das
Druckmittel in der Kammer 60 würde das Ventilglied 104 anheben,
um den Kolben 120 gegen das Gehäuse 12 zu drücken, wodurch
der Kanal 46 wieder mit dem Kanal 58 verbunden
wird.
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Die Steuerventilanlage 10 ist
somit ein vollständig
fluidisch arbeitendes Ventilsystem, das in der Lage ist, einen anormalen
Zustand zu erfassen und auf diesen anormalen Zustand durch Umschalten
zu einer Sperrstellung zu reagieren, die dann erfor dert, dass eine
Bedienungsperson einen Rückstellvorgang
durchführt,
ehe die Steuerventilanlage 10 wieder arbeitet.
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Die 9 zeigt
ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bei dem in den 1 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispiel
umfasst der Kolben 108 einen Ringkanal 114, der
in einer Oberseite des Kolbens 108 angeordnet ist, um den
Kanal 40 mit dem Kanal 52 strömungsmäßig zu verbinden. Die 9 zeigt einen Kolben 108,
der einen Kanal 40 mit einem Kanal 52 durch einen
Kanal 114 verbindet, welcher an der Außenfläche des Kolbens 108 angeordnet
ist. In gleicher Weise könnte der
Kolben 120 des Ventilgliedes 104 durch den Kolben 108 ersetzt
werden. Der Strömungskanal 40 ist der
gleiche wie der Strömungskanal 40,
und der Strömungskanal 52 ist
der gleiche wie der Strömungskanal 52,
abgesehen davon, dass die Kanäle 40 und 52 in
die Kammer 42 durch eine vertikale Wand eintreten, wogegen
die Kanäle 40 und 52 in
die Kammer 42 durch eine horizontale Wand eintreten. Die
Funktionsweise des Ausführungsbeispieles 9 ist
identische mit der anhand der 1 bis 8 beschriebenen Funktionsweise.