DE9014789U1 - Sicherheitsventil - Google Patents

Description

A 15 781

eschrei bung:

Die Neuerung betrifft ein Sicherheitsventil für druckluftbetriebe Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei parallel geschalteten, je einen Steuerkolben und einen mit diesem verbundenen Ventilkolben aufweisenden Wegeventilen, welche die Verbindungen zwischen einem Zulauf, einem Rücklauf und dem Verbraucher steuern und von denen jedes durch ein ihm zugeordnetes Vorsteuerventil vorgesteuert ist, wobei die beiden Ventilkolben jeweils in je einer Bohrung des Ventilgehäuses geführt sind und diese beiden Bohrungen mittels Kreuzkanälen über Kreuz miteinander verbunden sind, wobei ferner eine Steuerbohrung des ersten Vorsteuerventiles über einen Vorsteuerkanal mit dem einen Kreuzkanal verbunden ist, der von der Bohrung des einen Ventilkolbens ausgeht und eine Steuerbohrung des zweiten Vorsteuerventils über einen weiteren Vorsteuerkanal mit dem anderen Kreuzkanal verbunden ist, der von der Bohrung des anderen Ventilkolbens ausgeht.

Mit einem Sicherheitsventil der vorgenannten Art wird erreicht, daß bei einer Fehlschaltung praktisch kein Restdruck mehr in der zum Verbraucher führenden Leitung vorhanden ist.

Aufgabe der Neuerung ist es, ein solches Sicherheitsventil so weiterzubilden, daß beim Auftreten einer Fehlschaltung der Fehler mittels einfacher Mittel gemeldet und der Verbraucher abgeschaltet wird.

Neuerungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die eine Steuerbohrung über eine Leitung an eine Seite eines Fehlermeldebausteines und die andere Steuerbohrung über eine weitere Leitung an die andere Seite des Fehlermeldebausteines angeschlossen ist, durch welchen der Verbraucher bei einer Fehlschaltung des Sicherheitsventiles abschaltbar ist.

Vorzugsweise ist der Fehlermeldebaustein mit zwei Ventilsitzen versehen, denen als Ventilelement je eine Manschette zugeordnet ist und die an eine gemeinsame Entlüftung angeschlossen sind. Vorteilhafterweise ist die eine Manschette über die eine Leitung in Schließrichtung und über die andere Leitung in Öffnungsrichtung des einen Ventilsitzes beaufschlagt, während die andere Manschette über die andere Leitung in Schließrichtung und über die eine Leitung in Öffnungsrichtung des anderen Ventilsitzes beaufschlagbar ist. Zweckmäßigerweise ist der Fehlermeldebaustein mit einer mit einem Druckschalter gekoppelten Membran ausgerüstet, die in der Ruhe- und in der Schaltstellung des Sicherheitsventiles über die vorgenannten Leitungen druckbeaufschlagt ist, während sie bei einer Fehlschaltung über einen der Ventilsitze des Fehlermeldebausteines zum Entlüftungsanschluß entlüftet ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Neuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der

FIGUR 1 im Schnitt schematisch ein Sicherheitsventil

mit einem Fehlermeldebaustein in Ruhestellung zeigt.

FIGUR 2 zeigt im Schnitt das Ventil nach Figur 1 in Schaltstellung.

FIGUR 3 zeigt im Schnitt das Ventil nach den Figuren 1 und 2 bei einer Fehlschaltung.

Figur 1 zeigt im Schnitt ein Sicherheitsventil 50 mit einem Gehäuse 11, in welchem zwei Vorsteuerventile 1 und 2 eingebaut sind, die entsprechend mit je einem Magnetanker 3 bzw. 4 versehen sind, die durch je eine Druckfeder 5 bzw. 6 in Schließrichtung der Steuerbohrungen 7, 8 ständig beaufschlagt sind. Im Gehäuse 11 sind zwei Ventilkolben 12, 13 parallel zueinander eingebaut und beide an einen Zulaufanschluß P angeschlossen. Der Ventil kolben 12 ist fest mit einem Steuerkolben 14 verbunden und der Ventilkolben 13 ist fest mit einem Steuerkolben 15 verbunden.

Die beiden Ventil kolben 12, 13 sind durch je eine Druckfeder (nicht näher bezeichnet) ständig in Schließrichtung ihres jeweiligen Ventilsitzes beaufschlagt.

Die Bohrung im Gehäuse 11, in der der Ventilkolben 12 geführt ist, ist über einen Kreuzkanal 21 mit einem Ringkanal 10 verbunden, der den Ventil kolben 13 umgibt während die Bohrung im Gehäuse 11, in welcher der Ventil kolben 13 geführt ist, über einen Kreuzkanal 23 mit einem Ringkanal 9 verbunden ist, welcher den Ventilkolben 12 umgibt.

Vom Ringkanal 9 zweigt ein Vorsteuerkanal 40 ab, der sich verzweigt in die bereits genannte Steuerbohrung 8, die zum Ventilsitz des Vorsteuerventiles 2 führt und in eine Leitung 44, die zu einer Seite eines Fehlermeldebausteins 48 führt. Vom Ringkanal 10 zweigt ein Vorsteuerkanal 42 ab, der sich verzweigt in die bereits genannte Steuerbohrung 7, die zum Ventilsitz des Vorsteuerventiles 1 führt sowie in eine Leitung 46, die zur anderen Seite des Fehlermeldebausteins 48 führt.

Die Vorsteuerventile 1 und 2 sind ferner mit je einem Entlüftungskanal 17 bzw. 19 versehen.

Ein Kanal 16 verbindet das Vorsteuerventil 1 mit dem Steuerkolben 14 und ein Kanal 18 verbindet das Vorsteuerventil 2 mit dem Steuerkolben 15.

Das Sicherheitsventil 50 ist, wie bereits ausgeführt, über die Leitungen 44, 46 mit dem Fehlermeldebaustein 48 gekoppelt.

Im Gehäuse des Letzteren sind zwei Ventilsitze 26, 27 ausgebildet, denen als Dichtelement je eine Manschette 24 bzw. 25 zugeordnet ist. Beide Ventilsitze 26, 27 sind an einen gemeinsamen Entlüftungsanschluß 28 angeschlossen. Im Gehäuse des Fehlermeldebausteines 48 ist ferner eine mit einem Druckschalter 30 gekoppelte Membran 29 eingebaut, welche durch das Druckmittel z.B. Druckluft beaufschlagt werden kann, wie nachstehend beschrieben wird.

Das neuerungsgemäße Sicherheitsventil arbeitet folgendermaßen. In Figur 1 befindet sich das Ventil in Ruhestellung, das heißt die beiden Ventilsitze 20, 22 sind durch die Kolben 12, 13 geschlossen, das heißt die Verbindung vom Druckanschluß P zum Verbraucher A ist gesperrt.

Der Verbraucher ist vielmehr über die offenen Ventilsitze 32, 34 der Steuerkolben 14, 15 zum Rückanschluß R entlüftet. Die Vorsteuerventile 1 und 2 sind stromlos; ihre Magnetanker 3 und 4 schließen die Steuerbohrungen 7 und 8, gegen welche sie ständig durch die Druckfedern 5, 6 angedrückt werden. Die Steuerbohrung 7 ist über den Vorsteuerkanal 42 mit dem Ringkanal 10 verbunden und die Steuerbohrung 8 ist über den Vorsteuerkanal 40 mit dem Ringkanal 9 verbunden. Durch das Kolbenspiel zwischen dem Gehäuse 11 und den Kolben 12 und 13 sind die Steuerbohrungen 7 und 8 mit Druck beaufschlagt. Der Steuerkolben 14 ist über die Kanäle 16, 17 entlüftet und der Steuerkolben 15 ist über die Kanäle 18, 19 entlüftet.

Die Leitungen 44 und 46 sind ebenso wie die zugehörigen Steuerbohrungen 8 und 7 mit Druck beaufschlagt, so daß die Manschetten 24, 25 gegen ihren jeweiligen Ventilsitz 26 bzw. 27 gedrückt werden und diesen schließen. Die Verbindung von den Leitungen 44, zum Entlüftungsanschluß 28 im Fehlermeldebaustein 48 ist somit gesperrt.

In der Kammer 36 des Fehlermeldebausteins 48 herrscht somit der Zulaufdruck vom Anschluß P des Sicherheitsventiles 50. Durch diesen Druck wird die Membran 29 beaufschlagt und der mit ihr gekoppelte Druckschalter 30 in der dargestellten Position gegen die Kraft seiner Feder gehalten.

Figur 2 zeigt die Schaltstellung des Sicherheitsventiles 50. Die Magnete der Vorsteuerventile 1 und 2 sind erregt und die Magnetanker 3 und 4 werden dadurch gegen die Kraft ihrer Federn 5 und in die in Figur 2 gezeigte Position geschaltet, in welcher die Entlüftungskanäle 17 und 19 gesperrt sind, während die Steuerbohrungen

7 und 8 freigegeben sind.

Die Oberseite der Steuerkolben 14, 15 werden daher durch das Druckmittel in den Vorsteuerkanälen 40 und 42 über die Steuerbohrungen 7, 8 und die Kanäle 16, 18 mit Druck beaufschlagt und dadurch in die in Figur 2 gezeigte Schaltstellung geschaltet, in welcher ihre Ventelsitze 32, 34 geschlossen, die Ventilsitze 20, 22 der Ventilkolben 12, 13 jedoch geöffnet sind.

Die Verbindung von A nach R, das heißt vom Verbraucher zum Rücklaufanschluß ist somit gesperrt, die Verbindung von P nach A, das heißt vom Druckanschluß zum Verbraucher dagegen über die Ventilkolben 12, 13, die Kreuzkanäle 21, 23, die Ringkanäle 19 und die geöffneten Ventilsitze 20, 22 geöffnet.

(Die hohlen Ventilkolben 12, 13 sind zu diesem Zweck mit Querkanälen versehen, die in einen Ringkanal am Außenumfang jedes Ventilkolbens münden; diese Ringkanäle stehen in Verbindung mit den Kreuzkanälen 21, 23).

Die beiden Leitungen 44, 46 sind über die Vorsteuerkanäle 40, 42 an die druckführenden Ringkanäle 9, 10 angeschlossen, so daß durch das Druckmittel in den Leitungen 44, 46 die Manschetten 24, 25 des Fehlermeldebausteins 48 weiterhin gegen ihre Ventilsitze 26, 27 angedrückt werden. Der Fehlermeldebaustein 48 verbleibt daher in derselben Stellung wie in Figur 1, das heißt die Membran 29 ist weiterhin durch das Druckmittel beaufschlagt und der Druckschalter 30 bleibt betätigt.

Figur 3 zeigt eine Fehlschaltung des Sicherheitsventiles 50, wobei angenommen wird, daß das Vorsteuerventil 1 erregt und das Vorsteuerventil 2 entregt ist.

Der Magnetanker 3 des Steuerventiles 1 wird somit gegen die Kraft seiner Feder 5 in die dargestellte Position geschaltet, in welcher der Entlüftungskanal 17 geschlossen und die Steuerbohrung 7 freigegeben ist. Bei dem Vorsteuerventil 2 ist hingegen der Entlüftungskanal 19 weiterhin geöffnet und die Steuerbohrung 8 geschlossen.

über die offene Steuerbohrung 7 und den Kanal 16 wird die Oberseite des Steuerkolbens 14 mit Druck beaufschlagt wodurch er in die in Figur 3 dargestellte Position geschaltet wird, in welcher sein Ventilsitz 32

geschlossen, der Ventilsitz 20 des mit ihm verbundenen Ventilkolbens 12 dagegen geöffnet ist.

Das Druckmittel kann nun vom Anschluß P her durch den hohlen Ventil kolben 12 hindurch und über dessen Querbohrung und Ringkanal in den Kreuzkanal 21 und von dort in den Ringkanal 10 strömen. Da der Ventilsitz 22 jedoch durch den Ventil kolben 13 geschlossen ist, kann das Druckmittel nicht zum Verbraucheranschluß A strömen, und es kann sich am Verbraucher kein Druck aufbauen, der Verbraucher ist vielmehr über den offenen Ventilsitz 34 des Steuerkolbens 15 zum Rückanschluß R entlüftet. Der Kreuzkanal 23 ist durch den Ventilkolben 13 geschlossen und darüber hinaus über den Ringkanal 9 und den offenen Ventilsitz 20 des Ventilkolbens 12 sowie den offenen Ventilsitz 34 des Steuerkolbens 15 zum Rück!aufanschluß R entlüftet.

Da die Steuerbohrung 8 über den Vorsteuerkanal 40, den Ringkanal 9, den Ventilsitz 20 und den Ventilsitz 34 ebenfalls zum Rücklaufanschluß R entlüftet ist, besteht keine Möglichkeit, den Steuerkolben 15 mit Druck zu beaufschlagen selbst dann, wenn das Vorsteuerventil nachträglich noch schalten sollte und die Steuerbohrung 8 geöffnet wird. Die Ventile überwachen sich somit selbständig bei jedem Schaltvorgang.

Die zum Fehlermeldebaustein 48 führende Leitung 44 ist über den Vorsteuerkanal 40 ebenso entlüftet wie die Steuerbohrung 8, während die Leitung 46 über den Vorsteuerkanal 42, den Ringkanal 10 und den Kreuzkanal 21 vom Anschluß P mit Druck beaufschlagt ist. Durch diesen Druck wird die Manschette 25 gegen ihren Ventilsitz 27 gedrückt, wie in Figur 3 gezeigt ist, die Lippen der Manschette 25 werden jedoch vom Druckmittel überströmt und die Manschette 24 in Öffnungsrichtung ihres Ventilsitzes 26 vom Druck beaufschlagt, derart, daß die Manschette 24 von ihrem Ventilsitz 26 abgehoben und der Letztere geöffnet wird. Die Kammer 36 im Fehlermeldebaustein 48 wird somit über den offenen Ventilsitz 26 zum Entlüftungsanschluß 28 hin entlüftet und damit die Membran 29 nicht mehr mit Druck beaufschlagt, was zur Folge hat, daß der Druckschalter 30 durch Federkraft in die in Figur 3

gezeigte Position umgeschaltet wird.

Diese Umschaltung des Druckschalters 30 wird oder kann dazu benutzt werden, den Verbraucher abzuschalten bzw. die gesamte Anlage stillzusetzen.

Die Menge der über die Leitung 46 nachströmenden Druckluft kann durch eine in die Leitung eingebaute Drossel gering gehalten werden (was entsprechend auch für die Leitung 44 gilt),so daß der Druck in der Kammer 36 und unter der Membran 29 nahezu dem Atmosphärendruck entspricht.

Das dargestellte Sicherheitsventil erlaubt es auch, die Dichtheit an den Ventilsitzen 20 und 22 zu überwachen.

Ist beispielsweise (bei geschlossenen Ventilsitzen 20, 22) die Undichtheit am Ventilsitz 20 größer als über das Kolbenspiel zwischen den Ventilkolben 12, 13 und dem Gehäuse 11 nachströmen kann, so wird die Steuerbohrung 8 über den Vorsteuerkanal 40 und den Ringkanal 9 entlüftet, was zu derselben Folge führt wie bei der Fehlschaltung nach Figur 3, das heißt, wenn das Vorsteuerventil 2 betätigt wird kann trotzdem der Steuerkolben 15 nicht mit Druck beaufschlagt werden, da in der Steuerbohrung 8 und im Vorsteuerkanal 40 wegen dieser Entlüftung kein ausreichender Druck mehr zur Verfügung steht. Das Sicherheitsventil 50 überwacht sich somit selbst, darüber hinaus kann der Fehlermeldebaustein 48 zur Meldung einer Störung und/oder zur Abschaltung der Anlage z.B. einer Pressensteuerung benutzt werden.

Claims (4)

1. A 15 781

   SCHUTZANSPRÜCHE:

   Sicherheitsventil für druckluftbetriebene Verbraucher, insbesondere Kupplung und Bremse von Pressen, mit zwei parallel geschalteten, je einen Steuerkolben und einen mit diesem verbundenen Ventilkolben aufweisenden Wegeventilen, welche die Verbindungen zwischen einem Zulauf, einem Rücklauf und dem Verbraucher steuern und von denen jedes durch ein ihm zugeordnetes, z.B. elektromagnetisch schaltbares Vorsteuerventil vorgesteuert ist, wobei die beiden Ventilkolben jeweils in je einer Bohrung des Ventil gehäuses geführt sind und diese beiden Bohrungen mittels zweier Kreuzkanä'le über Kreuz miteinander verbunden sind, wobei ferner eine Steuerbohrung des ersten Vorsteuerventiles über einen Vorsteuerkanal mit dem einen Kreuzkanal verbunden ist, der von der Bohrung des einen Ventilkolbens ausgeht und eine Steuerbohrung des zweiten Vorsteuerventils über einen anderen Vorsteuerkanal mit dem anderen Kreuzkanal verbunden ist, der von der Bohrung des anderen Ventilkolbens ausgeht, dadurch gekennzei chn e t, daß die eine Steuerbohrung (8) über eine Leitung (44) an eine Seite eines Fehlermeldebausteins (48) und die andere Steuerbohrung (7) über eine Leitung (46) an die andere Seite des Fehlermeldebausteins (48) angeschlossen ist, durch welchen der Verbraucher bei einer Fehlschaltung des Sicherheitsventils (50) abschaltbar ist.
2. 2. Sicherheitsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlermeldebaustein (48) zwei Ventilsitze (26, 27) aufweist, denen als Ventilelement je eine Manschette (24, 25) zugeordnet ist und die an einen gemeinsamen Entlüftungsanschluß (28) angeschlossen sind.
3. 3. Sicherheitsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (24) über die Leitung (44) in Schließrichtung hingegen über die Leitung (46) in Öffnungsrichtung des Ventilsitzes (26) beaufschlagbar ist; und daß die Manschette (25) über die Leitung (46) in Schließrichtung hingegen über die Leitung (44) in Öffnungsrichtung des Ventilsitzes (27) beaufschlagbar ist.
4. 4. Sicherheitsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß der Fehlermeldebaustein (48) mit einer mit einem Druckschalter (30) gekoppelten Membran (29) ausgerüstet ist, die in der Ruhe- und in der Schaltstellung des Sicherheitsventiles (50) über die Leitungen (44, 46) druckbeaufschlagt ist, während sie bei einer Fehlschaltung über einen der Ventilsitze (26 oder 27) zum Entlüftungsanschluß (28) entlüftet ist.