EP0341530A1 - Steuervorrichtung für pneumatische Systeme, insbesondere Pneumatik-Zylinder an Arbeits- und Fertigungs-Maschinen oder -Anlagen - Google Patents

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EP0341530A1
EP0341530A1 EP89107856A EP89107856A EP0341530A1 EP 0341530 A1 EP0341530 A1 EP 0341530A1 EP 89107856 A EP89107856 A EP 89107856A EP 89107856 A EP89107856 A EP 89107856A EP 0341530 A1 EP0341530 A1 EP 0341530A1
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    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders

Definitions

  • the invention relates to a control device of the type according to the preamble of patent claim 1 and patent claim 15.
  • the object of the invention is to largely eliminate these error possibilities and to provide a control device which can be installed simply and reliably and can be easily retrofitted to existing systems.
  • the features of claim 4 include a preferred embodiment of the functional unit with three air control valves, their design and their mutual switching links, as well as line connections with a pressure source, ventilation openings and working valves of the pneumatic system, by which a particularly low construction and cost full guarantee of the required work safe functions is achieved.
  • claims 5 to 8 contain advantageous additional features for training according to claim 4 for additional work-safe functional processes, namely the blocking of the working connection lines of the systems by means of stop valves in the event of a system pressure drop according to claim 5, the securing of the filling / Vent Valves against incorrect operation depending on the on / or off position of the on / emergency stop valve according to claim 6, the design of the on / emergency stop valve with automatic off function according to claim 7 and the design of the filling / Vent valves as impulse control valve for actuation by means of pilot valves.
  • the features of claims 9 and 10 advantageously form the subject matter of claim 8 with regard to the control of the pulse control valves.
  • claims 11 to 13 see electrical limit switches for the function monitoring of the start-up and filling / venting valve according to claim 4 as well as advantageous developments and additions to the associated control circuits for an electrical / electronic overall control and monitoring of System.
  • the features of claim 14 provide, in a further development of claims 3 and 4, in the two line connections from a 5/3-way working valve to a pneumatic drive an automatic ventilation valve which, when filling or venting the system, in particular also during and after a pressure loss, ensure slow venting and filling with little or no self-movement of the actuated systems.
  • Independent claim 15 also provides the features of claim 14 for systems which are designed without the functional unit of the above-described claims.
  • the features of claim 16 contain a preferred switching combination of the air control valves according to claim 4, which ensures an operation without special actuation regulations and thus without sources of incorrect operation.
  • a control device for a pneumatic cylinder on work and production machines, systems and other pneumatic systems consists of a functional unit 10, to which a plurality of air control valves (YS, PA and YF / YE) are combined for safe operation of controlled systems.
  • the functional unit 10 forms a prefabricated structural unit which comprises a control housing 11 and a base plate 12 with incorporated line connections and connections from and to the air control valves (YS, PA and YF / YE). Their line connections and connections are intended for connection to a pressure source P, to vent openings E and to vent lines 3 and 5, control lines S and pressure lines 1 for the pneumatic systems and their working valves.
  • An air / emergency stop valve YS, start-up valve PA and fill / vent valve YF / YE are arranged in and on the control housing 11 as air control valves.
  • 7 are the on / emergency stop valve YS as a 7/2-way switch valve, the start-up valve PA as a simple switch valve, each with a throttle path and a passage path, and the filling / Bleed valve YF / YE designed as a 5/2-way pulse valve.
  • Their mutual connection and their actuation can be seen from the representation in FIG. 7 in connection with the standard representations of the control and switching elements there and are explained in detail in the following functional description.
  • the on / emergency stop valve YS has a permanently effective return spring 17 for the off-rest position of the valve.
  • the on position can only be set and held by means of an electromagnetic actuator 14 and a manual auxiliary button 15. In the event of a drop in power or relief of the manual auxiliary button, the YS valve always switches automatically to the emergency stop.
  • the start-up valve PA has a conventional control cylinder, not shown, with control pistons, which are symbolized by the triangular arrow 16 and automatically from the system pressure in the pressure line 1 against the action of a return spring 17 from the throttle travel position to the through-travel position switch.
  • the start-up valve PA has an end position switch SD designed as an electrical proximity switch, which at the same time indicates the presence of a predetermined system pressure in the pressure line 1 when the through-travel position is switched on.
  • the filling / venting impulse valve YF / YE is equipped with a pilot valve 18 and an associated solenoid control and manual auxiliary button for switching between its two filling and venting positions.
  • a limit switch SE designed as an electrical proximity switch interacts with the valve YE / YF in such a way that it indicates the final venting position by closing a control circuit.
  • the control housing 11 has on its flange connection surface 21 to the base plate 12 each a pressure source connection P, control connection S, pressure line connection 1 and vent line connection 3 and additionally on the outer surfaces a pressure gauge connection M, a further control connection S2 and a vent opening E.
  • a standard line connecting plate 24 and, on the other hand, a standard interlinking plate 25 are flanged to the base plate 12 on each side flange connecting surface 22 and 23. These form the pressure source connection P and the vent openings for the vent lines 3 and 5 or the connections of the outlet and vent lines 1 or 3 and 5, which continue as through-bores.
  • the base plate 12 has each directly on opposite side outer surfaces a control connection S on.
  • Each standard interlinking plate 25 is designed with the same connecting flanges 26 lying opposite one another to line it up several times.
  • connection flange surface 27 On their upper-side connection flange surface 27 are connected to the through holes of the outlet and ventilation lines 1, 3 and 5, connection openings 1, 3 and 5 and openings for the working connections 2 and 4, which are arranged on the outside of the standard manifold 25 Standard line connections 2 and 4 via a working valve 28, 40 or 41 flanged on the top 27 of each standard manifold 25 for a respectively assigned pneumatic system, such as a cylinder-piston unit 29, 30, 31, 32, 33, 34 or 35 are connected (Fig. 6 or 8 to 11).
  • both circuit examples each have a working valve 28, which are designed as 5/2-way pulse valves with a pilot valve 47 for each switching position, as well as respectively assigned electromagnet actuators and manual auxiliary buttons.
  • a stop valve 36 and a double-stop valve 37 are interposed, which actuate a piston as shown by the triangle arrows 38 as a function of pressure in the control line S.
  • a throttle path and a non-return valve that automatically locks in the venting direction are additionally arranged in control lines 2 and 4.
  • the stop and check valves and the throttle paths are alternatively attached directly to the cylinder-piston unit as an activation combination 39 or installed in the form of a separate structural unit between a standard manifold 25 and a working valve 28.
  • Fig. 9 again designed as 5/2-way valves working valves 28 and 40 are used, of which the latter only an electromagnetically and manually operated pilot valve 47 and a return spring 42 has.
  • a throttle-way valve and a check valve are installed on each of the cylinder-piston units 32 and 33.
  • the working valves 41 contained in FIG. 10 are designed as 5/3-way valves with a central blocking position for the control lines 2 and 4 determined by return springs 42.
  • an electromagnetically or manually operated pilot valve 47 is provided for their actuating cylinder-piston units.
  • an additional ventilation valve 45 is arranged for the control lines 2 and 4 throttle and non-return valves and in the embodiment shown on the right in FIG. 10. This valve 45 contains two parallel passages in each of the two switching positions.
  • both passageways are connected via a common throttled connection to the output connection 1, which in the control unit 10 is alternatively connected to the pressure source connection P or to the ventilation connection 3.
  • the operating position of the ventilation valve 45 is determined by a control piston of a control cylinder, which is represented by the triangular arrow 38 and acts against the force of the return spring 46 as a function of a predetermined minimum pressure at the outlet connection 1.
  • Fig. 11 is an overview of a functional unit 10 with control housing 11 and base plate 12 and on the latter flanged standard manifold plates 25 with attached work valves 28, 40, 41 and intermediate activation combinations 39 and modules 43 and 44 and a line connection diagram for and with those corresponding to FIGS. 8 to 10 controlled cylinder-piston units 29 to 35 shown.
  • This provides a particularly advantageous combination of numerous control elements on the functional unit 10. Construction, maintenance and repair of the components and lines are particularly clear, fail-safe and efficient.
  • the electrical / electronic switching arrangement according to FIGS. 12 to 14 for the safe operation and function of the pneumatic control devices and switching arrangements according to FIGS. 1 to 11 contains additional measures for ensuring the occupational safety of the entire system.
  • the circuits in FIGS. 12 to 14 follow one another in their sequence.
  • An additional safety measure is represented by the limit switches SD and SE (Fig. 13) of the start-up valve PA or the fill / bleed valve YF / YE.
  • their actuation positions which on the one hand ensure complete pneumatic pressure build-up in the system and on the other hand the bleeding
  • they connect the live line L + to an input E 0.1 and E 0.2 of an electrical program control device 57. This is also direct and via relay contacts K1, K2, K3, K4 and K11 connected to the mains L + and L-.
  • the further outputs A 1.0 to A 1.6 of the program control device 57 are connected to the electro-magnetic actuators 14. These control the work valves 28, 40 and 41 via the pilot valves 47 in accordance with the work programs of the overall system stored in the program control device 57 for normal working operation.
  • the fill / vent valve YF / YE is in the fill position (YF).
  • the start-up valve PA is controlled on its passage way, so that the compressed air via the pressure line 1 to the work valves 28, 40 and 41 and the cylinder-piston units 29 to 35 can flow.
  • the on / emergency stop valve YS is set from “emergency stop” to "on” and thereby the pressure source port P is connected to the control port S via its line path 1-4, whereby the stop valves 36 and double stop valves 37 provided in FIG.
  • the emergency stop position of the on / emergency stop valve YS is made by pressing an emergency button or another safety switch.
  • the process described above takes place and the control line for the setting of the venting position YE of the filling / venting valve YF / YE is released.
  • compressed air is applied to the pilot valve 18 of the filling / venting by means of the solenoid actuator 14 from the pressure source connection P via the route 1-2 of the on / emergency stop valve YS -Valves YF / YE switched and this valve switched to its venting position YE.
  • the pilot valve 18 for switching on the filling position YF of the filling / venting valve YF / YE is simultaneously applied to the pressure source connection P and thus pressurized.
  • the pilot valve 18 for the venting position YE of the valve YF / YE is applied to the venting opening E via the path 2-3 of the valve YS and vented.
  • the solenoid actuator 14 of the pilot valve 18 for the filling position YF of the valve YF / YE switches this valve into its filling position YF, which in FIGS. 7 to 10 each is shown.
  • the throttle travel of the start valve PA is also effective and prevents the cylinder-piston units from being actuated dangerously quickly until the pressure is fully built up and operational readiness is indicated by the HD display diode.
  • the ventilation valve 45 also comes into effect, as in the case of ventilation.
  • the control lines 2 and 4 connected to one another and connected to the pressure line 1 and thus both piston sides in the unit 35 fill up.
  • a filling pressure of about 60 to 80% of the normal operating pressure controls the valve 45 against the force of the return spring 46 in the normal working position, in which the working lines 2 and 4 have separate passages and are separated from the pressure connection 1.
  • the unit 35 can then be operated.
  • valve 45 has a hysteresis to reset it to the venting position by means of the return spring 46, so that this reset takes place only at an operating pressure of approximately 50% of the normal value. This ensures high operational reliability even with high operating pressure fluctuations and a relatively high filling pressure.
  • the system can also be operated without electrical control devices. This is particularly possible and useful if, for reasons of cost, small and manageable systems are to be operated or if the retrofitting of the functional unit 10 according to the invention does not have to be carried out on existing systems.
  • the provided manual auxiliary button 15 and in the Functional unit 10 contained pneumatic interlocks with the on / emergency stop valve YS a work and function-safe operation is also possible. Only when filling is it important to ensure that the filling is carried out without interruption, as otherwise the safety connections must be used to vent again. In systems with electrical control, test operation of individual functions with the electrical control switched off is possible by means of the manual auxiliary button 15.
  • the manual auxiliary buttons 15 and the pilot valves 18 are non-detenting and actuation is only possible with aids. Misuse of the manual actuation possibility of the filling / venting valve YF / YE in its venting position YE is precluded in that the associated pilot valve 18 is vented in the on position of the on / emergency stop valve YS and is therefore ineffective .
  • This fault condition is additionally signaled by a conspicuous or flashing "vent" indicator light.
  • venting time the system can be returned to the operational state by subsequent actuation of the operating switch 53 to its II position, filling, whereby - as described above - the cylinder-piston units 29 to 35 slowly return to their target position determined by the work valves without any unpleasant, harmful or dangerous switch-on effects.
  • FIG. 15 The pneumatic switching arrangement shown in FIG. 15 is only slightly changed compared to FIG. 7. Therefore, only the deviations and their functional effects are explained here.
  • the on / emergency stop valve YS is designed as a 5/2 instead of a 7/2 way switch valve and the start-up valve PA as a 5/2 way switch valve with a throttle path PA instead of a simple switch valve. Their operations are unchanged. However, their connection with the pressure source connection P and the vent opening E and the connection of the start-up valve PA with the fill-vent valve YF / YE have been changed. Further the further control connection S2 is omitted. These circuit changes ensure that a switch-on impact effect on the pneumatic cylinders is excluded, which could occur during manual operation if a previously required operating sequence was not adhered to.

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Abstract

Eine Steuervorrichtung für pneumatische Systeme, insbesondere Pneumatik-Zylinder an Arbeits- und Fertigungs-Maschinen oder -Anlagen, enthält Luft-Steuerventile zum Füllen und Entlüften, Anfahren sowie Ein- und Not-Aus-Schalten, die gegenseitig, mit einer Druckquelle und mit der Atmosphäre leitungsverbunden sind. Für eine arbeitssichere Installation und einen arbeitssicheren Betrieb der Systeme sind die Luft-Steuerventile zu einer vorgefertigten Funktionseinheit zusammengefaßt und zusammengeschaltet, die zwischen Druckquelle und Atmosphäre einerseits und den gesteuerten Systemen andererseits zwischengeschaltet ist. Die Luft-Steuer-Ventile sind manuell und/oder elektrisch/elektronisch ansteuerbar und gegen Fehlbedienung sowie Störeinflüsse funktionssicher und bedienungssicher verschaltet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung der Bauart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie des Patentanspruches 15.
  • Für einen Betrieb der durch die Steuervorrichtung gesteuerten Systeme, der vielfältigen Sicherheits-Vor­schriften und -maßnahmen entsprechen muß, ist eine komplexe Verschaltung der zahlreichen Leitungsverbin­dungen und Luft-Steuerventile erforderlich. Bei Aufbau, Wartung und Reparatur derartiger Systeme bestehen daher sehr hohe Fehlermöglichkeiten, die den Arbeitszeitauf­wand erhöhen und die Arbeitssicherheit zumindest beim Probebetrieb gefährden können.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Fehlermöglichkeiten weitestgehend auszuschalten und eine einfache und betriebssicher installierbare sowie an vorhandenen Systemen einfach nachrüstbare Steuervorrichtung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 und für einen wesent­lichen Teil des Gesamtumfanges unabhängig vom Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 15. Die Merkmale der Patentansprüche 2 bis 14 enthalten vorteilhafte Weiterbildungen des Patentanspruches 1.
  • Durch das Zusammenfassen der Luft-Steuerventile nach Anspruch 1 zu einer Funktionseinheit wird eine sehr einfache Installation der Steuervorrichtung ermöglicht, bei der im wesentlichen nur diese Funktionseinheit in den üblichen Leitungsverbindungen zwischengeschaltet wird. Die Merkmale des Patentanspruches 2 ermöglichen einen besonders funktionssicheren Aufbau auch der Funktionseinheit selbst ohne offenliegende Leitungs­verbindungen und somit ohne deren Alterungs- und Mon­tage-Fehlermöglichkeiten.
  • Die Merkmale des Anspruches 3 sehen die Anwendung von Normteilen aus Luft-Steueranlagen für eine günstige Einbindung der erfindungsgemäßen Funktionseinheit in derartige Anlagen vor.
  • Die Merkmale des Anspruches 4 umfassen eine bevorzugte Ausbildung der Funktionseinheit mit drei Luft-Steuer­ventilen, deren Ausbildung und deren gegenseitige Schaltverknüpfungen sowie Leitungsverbindungen mit einer Druckquelle, Entlüftungsöffnungen und Arbeits-Ventilen des pneumatischen Systems, durch die ein besonders niedriger Bau- und Kosten-Aufwand bei voller Gewähr­leistung der erforderlichen arbeitssicheren Funktionen erreicht wird.
  • Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 8 enthalten vorteil­hafte ergänzende Merkmale zur Ausbildung gemäß Anspruch 4 für zusätzliche arbeitssichere Funktions-Abläufe, nämlich das Versperren der Arbeits-Anschlußleitungen der Systeme mittels Stop-Ventilen bei Systemdruck-Abfall gemäß Anspruch 5, die Sicherung des Füllen-/Entlüften­ Ventiles gegen Fehlbedienung je nach Ein-/oder Aus-­Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles gemäß Anspruch 6, die Ausbildung des Ein-/Not-Aus-Ventiles mit selbsttätiger Aus-Funktion gemäß Anspruch 7 und die Ausbildung des Füllen-/Entlüften-Ventiles als Impuls-Steuerventil für ein Betätigen mittels Vorsteuerventilen.
    Die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 bilden den Gegen­stand des Anspruches 8 bezüglich der Ansteuerung der Impuls-Steuerventile vorteilhaft weiter.
    Die Merkmale der Ansprüche 11 bis 13 sehen elektrische Endlagen-Schalter für die Funktions-Überwachung des Anfahr- und des Füllen-/Entlüften-Ventiles nach Anspruch 4 sowie vorteilhafte Ausbildungen und Ergänzungen der zugehörigen Steuerstromkreise für eine elektrische/­elektronische Gesamt-Steuerung und Überwachung des Systemes vor.
    Die Merkmale des Anspruches 14 sehen in Weiterbildung der Ansprüche 3 und 4 in den beiden Leitungsverbindungen von einem 5/3-Wege-Arbeitsventil zu einem Pneumatikan­trieb ein selbsttätiges Lüftungsventil vor, das beim Befüllen oder Entlüften des Systemes, insbesondere auch bei und nach einem Druckausfall, ein langsames Entlüften und Befüllen mit nur geringen oder keinen Eigenbewe­gungen der betätigten Systeme gewährleisten.
    Der unabhängige Anspruch 15 sieht die Merkmale des Patentanspruches 14 auch für Systeme vor, die ohne die Funktionseinheit der vorbeschriebenen Ansprüche ausge­bildet sind.
    Die Merkmale des Anspruches 16 enthalten eine bevorzugte Schaltverknüpfung der Luftsteuerventile nach Anspruch 4, die eine Bedienung ohne besondere Betätigungs-Vor­schriften und damit ohne Fehlbedienungs-Quellen sicher­stellt.
  • In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig 1, eine Steuervorrichtung für ein pneuma­tisches System, bestehend aus einer Funktionseinheit mit Luft-Steuerventilen und einem Steuergehäuse sowie einer Grundplatte, einer Verschluß- und/oder Anschluß-Platte und einer Normverket­tungs-Platte für Normanschlüsse und Normventil-Anordnungen in Seitenansicht,
    • Fig 2, die Steuervorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,
    • Fig 3, die Steuervorrichtung nach Fig. 1 und 2 in Stirnansicht,
    • Fig 4, die Grundplatte der Steuervorrichtung nach den Fig. 1 bis 3 in Draufsicht mit deren Leitungsverbindungen und -anschlüs­sen,
    • Fig 5, die Stirnansicht zu Fig. 4,
    • Fig 6, die Steuervorrichtung nach Fig. 1 mit teilweise angebauten und teilweise über Leitungen angeschlossenen Arbeitsventilen auf Normverkettungsplatten in Draufsicht,
    • Fig 7, die pneumatische Schaltanordnung der Funktionseinheit nach Fig. 1,
    • Fig 8, die Schaltanordnung nach Fig. 7 erweitert durch die Leitungsverbindungen zu einer Druckquelle einerseits und zu Pneumatik-­Zylindern mit zugeordneten Arbeits-Ven­tilen andererseits,
    • Fig. 9, eine durch abweichende Arbeits-Ventile abgewandelte Schaltanordnung nach Fig. 8,
    • Fig. 10, eine durch nochmals abweichende Arbeits-Ventile abgewandelte Schaltan­ordnung nach den Fig. 8 und 9,
    • Fig. 11, eine Seitenansicht der Funktionseinheit nach Fig. 1 mit Darstellung mehrerer zugeordneter Schaltungsanordnungen nach den Fig. 8 bis 10 und die
    • Fig. 12 - 14 eine elektrische/elektronische Schalt­anordnung für die elektrische Bedienung und Absicherung der Steuervorrichtung und Schaltanordnungen nach den Fig. 1 - 11 sowie
    • Fig. 15 eine gegenüber Fig. 7 abgewandelte pneumatische Schaltanordnung der Funk­tionseinheit nach Fig. 1.
  • Eine Steuervorrichtung für einen Pneumatik-Zylinder an Arbeits- und Fertigungsmaschinen, -anlagen und anderen Pneumatik-Systemen besteht aus einer Funktionseinheit 10, zu der mehrere Luft-Steuerventile (YS, PA und YF/YE) für einen arbeitssicheren Betrieb angesteuerter Systeme zusammengefaßt sind. Die Funktionseinheit 10 bildet eine vorgefertigte Baueinheit, die ein Steuergehäuse 11 und eine Grundplatte 12 mit eingearbeiteten Leitungs-Ver­bindungen und -anschlüssen von und zu den Luft-Steuer­ventilen (YS, PA und YF/YE) umfaßt. Deren Leitungs-Ver­bindungen und -anschlüsse sind zum Anschluß an eine Druckquelle P, an Entlüftungs-Öffnungen E sowie an Entlüftungs-Leitungen 3 und 5, Steuerleitungen S und Druckleitungen 1 für die Pneumatik-Systeme und deren Arbeits-Ventile bestimmt.
  • Im und am Steuergehäuse 11 sind als Luft-Steuerventile je ein Ein-/Not-Aus-Ventil YS, Anfahr-Ventil PA und Füllen-/Entlüften-Ventil YF/YE angeordnet. Gemäß Fig. 7 sind das Ein-/Not-Aus-Ventil YS als 7/2-Wege-Umschalt­ventil, das Anfahr-Ventil PA als einfaches Umschalt-­Ventil mit je einem Drossel-Weg und einem Durchgangs-Weg und das Füllen-/Entlüften-Ventil YF/YE als 5/2-Wege-­Impulsventil ausgebildet. Deren gegenseitige Verschal­tung und deren Betätigung ist aus der Darstellung in Fig. 7 in Verbindung mit den dortigen Norm-Darstellungen der Steuer- und Schaltelemente ersichtlich und in der nachfolgenden Funktionsbeschreibung im einzelnen er­läutert.
  • Das Ein-/Not-Aus-Ventil YS weist eine ständig wirksame Rückstellfeder 17 für die Aus-Ruhelage des Ventiles auf. Die Ein-Stellung kann aus Sicherheitsgründen ausschließ­lich mittels eines Elektromagnet-Stellers 14 und eines Hand-Hilfstasters 15 in Funktion gesetzt und gehalten werden. Bei Stromabfall bzw. Entlastung des Hand-Hilfs­tasters schaltet das Ventil YS somit stets selbsttätig auf Not-Aus.
  • Das Anfahr-Ventil PA weist einen üblichen nicht darge­stellten Steuerzylinder mit Steuerkolben auf, die durch den Dreiecks-Pfeil 16 symbolisiert sind und vom System­druck in der Druckleitung 1 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 17 von der Drosselweg-Stellung in die Durchgangs-Weg-Stellung selbsttätig umschalten. Zusätz­lich weist das Anfahr-Ventil PA einen als elektrischen Näherungsschalter ausgebildeten Endlagen-Schalter SD auf, der bei eingeschalteter Durchgangs-Weg-Stellung zugleich das Vorhandensein eines vorbestimmten System­druckes in der Druckleitung 1 anzeigt.
  • Das Füllen-/Entlüften-Impulsventil YF/YE ist zum Um­schalten zwischen seinen beiden Füllen- und Entlüf­ten-Stellungen mit je einem Vorsteuerventil 18 sowie jeweils zugeordneten Elektromagnet-Steuer und Hand-­Hilfstaster ausgestattet. Ein als elektrischer Nähe­rungsschalter ausgebildeter Endlagen-Schalter SE wirkt mit dem Ventil YE/YF derart zusammen, daß er dessen Entlüften-Endlage durch Schließen eines Steuerstrom­kreises anzeigt.
  • Das Steuergehäuse 11 weist an seiner Flansch-Verbin­dungsfläche 21 zur Grundplatte 12 je einen Druckquel­len-Anschluß P, Steuer-Anschluß S, Druckleitungs-An­schluß 1 und Entlüftungsleitungs-Anschluß 3 sowie zusätzlich an Außenflächen einen Manometer-Anschluß M, einen weiteren Steuer-Anschluß S₂ und eine Entlüftungs-­Öffnung E auf.
  • An je einer Seitenflansch-Verbindungsfläche 22 und 23 sind an der Grundplatte 12 einerseits eine Norm-Lei­tungsanschlußplatte 24 und andererseits eine Norm-Ver­kettungsplatte 25 angeflanscht. Diese bilden den Druck­quellen-Anschluß P und die Entlüftungsmündungen für die Entlüftungs-Leitungen 3 und 5 bzw. die als Durchgangs­bohrungen weiterführenden Verbindungen der Ausgangs- und Entlüftungs-Leitungen 1 bzw. 3 und 5. Unmittelbar an gegenüberliegenden Seiten-Außenflächen weist die Grund­platte 12 je einen Steueranschluß S auf. Jede Norm-Ver­kettungsplatte 25 ist zu deren mehrfacher Aneinander­reihung mit gegenüberliegenden gleichen Verbindungs­flanschen 26 ausgebildet. An deren oberseitiger An­schluß-Flanschfläche 27 sind mit den Durchgangsbohrungen der Ausgangs- und Entlüftungs-Leitungen 1, 3 und 5 verbundene Anschlußöffnungen 1, 3 und 5 sowie Öffnungen für die Arbeitsanschlüsse 2 und 4 angeordnet, die mit an Außenseiten der Norm-Verkettungsplatten 25 angeordneten Norm-Leitungsanschlüssen 2 und 4 über ein jeweils auf der Oberseite 27 jeder Norm-Verkettungsplatte 25 ange­flanschtes Arbeitsventil 28, 40 oder 41 für ein jeweils zugeordnetes pneumatisches System, wie eine Zylinder-­Kolben-Einheit 29, 30, 31, 32, 33, 34 oder 35 verbunden sind (Fig. 6 bzw. 8 bis 11).
  • Bei den Ausbildungen nach den Fig. 8 bis 10 sind jeweils zwei Schaltungsbeispiele von Zylinder-Kolben-Einheiten 29 und 31, 32 und 33 bzw. 34 und 35 mit abweichenden Ausbildungen zusammen mit der stets gleichbleibenden Funktionseinheit 10 und dessen Anschlüssen dargestellt.
  • In Fig. 8 weisen beide Schaltungsbeispiele je ein Arbeitsventil 28 auf, die als 5/2-Wege-Impulsventile mit für beide Schaltstellungen je einem Vorsteuer-Ventil 47, sowie jeweils zugeordneten Elektromagnet-Steller und Hand-Hilfstaster ausgebildet sind. In deren Steuerlei­tungen 2 und 4 zu den Zylinder-Kolben-Einheiten 29 und 31 sind je ein Stop-Ventil 36 bzw. ein Doppel-Stop-­Ventil 37 zwischengeschaltet, die eine durch die Drei­ecks-Pfeile 38 dargestellte Kolben-Betätigung in Abhän­gigkeit vom Druck in der Steuerleitung S aufweist. Je ein Drossel-Weg und ein in Entlüftungsrichtung selbst­tätig sperrendes Rückschlag-Ventil sind in den Steuer­leitungen 2 und 4 zusätzlich angeordnet. Die Stop- und Rückschlag-Ventile sowie die Drossel-Wege sind als Freischalt-Kombination 39 alternativ unmittelbar an der Zylinder-Kolben-Einheit angebaut oder in Form einer gesonderten Baueinheit zwischen einer Norm-Verkettungs­platte 25 und einem Arbeitsventil 28 eingebaut.
  • In Fig. 9 sind wiederum als 5/2-Wege-Ventile ausge­bildete Arbeitsventile 28 und 40 verwendet, von denen letzteres nur ein elektromagnetisch und von Hand be­tätigbares Vorsteuerventil 47 sowie eine Rückstellfeder 42 aufweist. In den Steuerleitungen 2 und 4 sind an den Zylinder-Kolben-Einheiten 32 und 33 je ein Drossel-Weg- und ein Rückschlag-Ventil eingebaut.
  • Die in Fig. 10 enthaltenen Arbeitsventile 41 sind als 5/3-Wege-Ventile mit durch Rückstellfedern 42 bestimmter Mittel-Sperrstellung für die Steuerleitungen 2 und 4 ausgebildet. Für beide Arbeitsstellungen dieser Ventile 41 sind je ein elektromagnetisch bzw. von Hand betätig­bares Vor-Steuerventil 47 für deren Stell-Zylinder-­Kolben-Einheiten vorgesehen. In jeweils einem zwischen einer Norm-Verkettungsplatte 25 und dem Arbeitsventil 41 zwischengebauten Baustein 43 bzw. 44 sind für die Steuerleitungen 2 und 4 Drossel-Wege und Rückschlag-­Ventile sowie bei der in Fig. 10 rechts dargestellten Ausbildung ein zusätzliches Lüftungsventil 45 angeord­net. Dieses Ventil 45 enthält in beiden Schaltstellungen je zwei parallele Durchgangswege. In seiner durch eine Rückstellfeder 46 bestimmten Ruhelage sind beide Durch­gangswege über einen gemeinsamen gedrosselten Anschluß mit dem Ausgangs-Anschluß 1 verbunden, der in der Steuereinheit 10 alternativ mit dem Druckquellen-An­schluß P oder mit dem Entlüftungs-Anschluß 3 verbunden ist. Die Betriebslage des Lüftungsventiles 45 wird durch einen Steuerkolben eines Steuerzylinders bestimmt, der durch den Dreiecks-Pfeil 38 dargestellt ist und abhängig von einem vorbestimmten Mindestdruck am Ausgangs-An­schluß 1 gegen die Kraft der Rückstellfeder 46 wirkt.
  • In Fig. 11 ist eine Übersichtsdarstellung einer Funk­tionseinheit 10 mit Steuergehäuse 11 und Grundplatte 12 sowie an letzterer angeflanschten Norm-Verkettungs­platten 25 mit darauf befestigten Arbeitsventilen 28, 40, 41 und zwischengebauten Freischalt-Kombinationen 39 und Bausteinen 43 und 44 sowie ein Leitungs-Anschlußplan für und mit den entsprechend den Figuren 8 bis 10 angesteuerten Zylinder-Kolben-Einheiten 29 bis 35 dargestellt. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Zusammenfassung zahlreicher Steuerelemente an der Funktionseinheit 10 gegeben. Aufbau, Wartung und Repa­ratur an den Bauteilen und Leitungen sind besonders übersichtlich, fehlersicher und rationell möglich.
  • Die elektrische/elektronische Schaltanordnung nach den Fig. 12 bis 14 für die arbeitssichere Bedienung und Funktion der pneumatischen Steuervorrichtungen und Schaltanordnungen nach den Fig. 1 bis 11 enthält zu­sätzliche Maßnahmen für die Gewährleistung der Arbeits­sicherheit der Gesamtanlage. Die Schaltungen in den Fig. 12 bis 14 schließen in ihrer Reihenfolge aneinander an.
  • Darin sind die für derartige Anlagen üblichen Sicher­heits-Schalter und -Schaltvorrichtungen, wie Not-Aus-­Taster 48, Not-Aus-Schutzgitter 49, Not-Aus-Rückstellt­aster 50, Trittmatten-, Lichtvorhang- u. ä. -Schutz­schaltvorrichtungen 51 sowie ein Einhand-Start-Taster 52 für den Vor-Ort-Bedarf zusammen mit den zugehörigen Relais-Spulen und Relais-Kontakten K₁, K₂, K₃, K₁₁, K₁₂ und K₁₃ sowie ein Bedienungs-Schalter 53 für den Normal­betrieb mit "0"-Aus-, "I"-Entlüften- und "II"-Füllen-­Stellung, ein Einrichten-Doppelschalter 54 und je ein "Automatik"- und "Start"-Schalter 55 und 56 dargestellt. Diese Schalter und Relais' steuern den Elektromagnet-­Steller 14 des Ein-/Not-Aus-Ventiles YS und den Elek­tromagnet-Steller 14 für die Vorsteuerventile 18 des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE. Deren Schaltver­knüpfungen berücksichtigen alle denkbaren vorgesehenen und nicht vorgesehenen Bedienungsmöglichkeiten und Gefahrensituationen für einen arbeitssicheren Betrieb der gesamten Systeme.
  • Eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme stellen die End­lagenschalter SD und SE (Fig. 13) des Anfahrventiles PA bzw. des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE dar. In deren Betätigungslagen, die einerseits dem vollständigen Pneumatik-Druckaufbau in der Anlage und andererseits der Entlüften-Stellung des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE entsprechen, verbinden diese die spannungsführende Leitung L+ mit je einem Eingang E 0.1 und E 0.2 einer elektrischen Programm-Steuervorrichtung 57. Diese ist außerdem unmittelbar sowie über Relais-Kontakte K₁, K₂, K₃, K₄ und K₁₁ an das Stromnetz L+ und L- angeschlossen. Es weist Ausgänge A 0.0 bis A 0.3 auf für die Ansteue­rung einer weiteren Relaisspule K₄ und je einer Anzei­ge-Diode HE und HD bzw. -Leuchte H₁ für die Entlüften-­Stellung (entlüftet) des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE und die Durchgangsstellung (Druck aufgebaut) des Anfahr-Ventiles PA bzw. für den Entlüften-Befehl bei mangelnder Betriebsbereitschaft und zugleich in Füllen-­Stellung befindlichem Füllen-/Entlüften-Ventil YF/YE, die durch die Endlagen-Schalter SD in betätigter und SE in nicht betätigter Stellung bestimmt ist. Die weiteren Ausgänge A 1.0 bis A 1.6 der Programm-Steuervorrichtung 57 sind mit den Elektro-Magnetstellern 14 verbunden. Diese steuern über die Vorsteuerventile 47 die Arbeits­ventile 28, 40 und 41 entsprechend den in der Programm-­Steuervorrichtung 57 für den Normal-Arbeitsbetrieb gespeicherten Arbeitsprogramme der Gesamtanlage.
    • FUNKTIONSBESCHREIBUNG.
  • Im gezeichneten (Fig. 7) betriebsbereiten Normalzustand der Gesamt-Anlage steht das Füllen-/Entlüften-Ventil YF/YE in Füllen-Stellung (YF). Zugleich ist das Anfahr-­Ventil PA auf seinen Durchgangs-Weg gesteuert, so daß die Druckluft über die Druckleitung 1 zu den Arbeits­ ventilen 28, 40 und 41 und den Zylinder-Kolben-Einheiten 29 bis 35 strömen kann. Durch Bedienen der hierzu vorgesehenen Schalter, Not-Aus-Taster 48 sowie "Auto­matik"- und "Start"-Schalter 55 und 56 wird das Ein-/­Not-Aus-Ventil YS von "Not-Aus" auf "Ein" gestellt und dadurch über dessen Leitungsweg 1-4 der Druckquellen-­Anschluß P mit dem Steuer-Anschluß S verbunden, wodurch die in Fig. 8 vorgesehenen Stopventile 36 und Doppel-­Stopventile 37 angesteuert werden und die Verbindungen zwischen den jeweiligen Arbeits-Ventilen 28 und Zylin­der-Kolben-Einheiten 29 und 31 freigeben. Die als 5/2-Wege-Ventile und als 5/3-Wege-Ventile ausgebildeten Arbeitsventile 40 in Fig. 9 bzw. 41 in Fig. 10 nehmen aufgrund der über die Druckleitung 1 anliegenden Druck­luft gegen die Kraft der jeweiligen Rückstellfeder 42 ihre durch die Vor-Steuerventile 47 bestimmte Arbeits­stellung ein. Während des Betriebes der von den Zylin­der-Kolben-Einheiten 29 bis 35 betätigten Maschinen bleibt der vorbeschriebene Zustand der Steuervorrich­tungen beibehalten und zum Steuern dieser Arbeitsvor­gänge sind ausschließlich die jeweiligen Arbeits-Ventile in der durch die Programm-Steuervorrichtung 57 und Vorsteuerventile 47 bestimmten Funktion.
  • Wird durch irgendeinen Einfluß bzw. gezielt einer der Not-Aus-Schalter oder -Schutzschaltvorrichtungen aus­gelöst bzw. betätigt, dann fällt sofort das Ein-/Not-­Aus-Ventil YS ab, es entweicht die Steuerluft aus dem Steuer-Anschluß S über den 4-5-Weg des Ventiles YS und den 4-5-Weg des Ventiles YF-YE zur Entlüftungs-Öffnung E und die Stopventile 36 und Doppel-Stopventile 37 bewegen sich in ihre Sperrstellung. Gleichzeitig nehmen die 5/3-Wege-Arbeitsventile 41 ihre Sperr-Stellung ein und die Bewegungsfunktionen werden gestoppt. Ungefährliche Funktionen der Zylinder-Kolben-Einheit 32 (Fig. 9) führen einen begonnenen Arbeitshub noch zu Ende. Bewe­ gungsfunktionen der Zylinder-Kolben-Einheit 33 (Fig. 9) kehren sofort ihre Richtung um und nehmen die sichere Ausgangslage ein.
  • Zum Beheben einer Störung, z. B. auf halbem Hub blockierter Kolben einer Zylinder-Kolben-Einheit, wird durch Betätigen eines Not-Tasters oder eines anderen Sicherheits-Schalters die Not-Aus-Stellung des Ein-/­Not-Aus-Ventiles YS hergestellt. Dadurch läuft der vorstehend beschriebene Vorgang ab und die Steuerleitung für die Einstellung der Entlüften-Stellung YE des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE wird freigegeben. Durch Antippen des Bedienungsschalters 53 zu seiner Entlüf­ten-Stellung I hin wird mittels des Elektromagnet-Stel­lers 14 vom Druckquellen-Anschluß P über den Weg 1-2 des Ein-/Not-Aus-Ventiles YS Druckluft auf das Vorsteuer­ventil 18 des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE geschal­tet und dieses Ventil in seine Entlüften-Stellung YE umgesteuert. Damit wird der Leitungsweg vom Druckquel­len-Anschluß P, den Weg 1-4 des Füllen-/Entlüften-Ven­tiles YF/YE und den Weg 5-4 des Ein-/Not-Aus-Ventiles YS zum Steuer-Anschluß S frei, wodurch die in Fig. 8 vorgesehenen Stopventile 36 und Doppelstopventile 37 in den Steuer-Leitungen 2 und 4 der Zylinder-Kolben-Ein­heiten 29 und 31 auf Durchgang umgeschaltet werden. Damit kann die Druckluft aus den Zylinder-Kolben-Ein­heiten 29 und 31 wie auch 32 und 33 in Fig. 9 sowohl über den jeweiligen Entlüftungsweg der Arbeitsventile 28 bzw. 40 durch die Entlüftungs-Leitungen 3 und 5 als auch über die Druck-Leitung 1 und den Weg 2-3 der Entlüften-­Stellung YE des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE zur Entlüftungs-Leitung 3 entweichen. Zugleich fällt dabei auch der Druck in der Ansteuerung (Dreiecks-Pfeil 16) des Anfahr-Ventiles PA zusammen mit dem Druck in der Druck-Leitung 1 ab, wodurch die Wirkung der Rückstell­



    P verbunden und somit die Stopventile 36 und Doppel­stopventile 37 in Fig. 8 auf Durchgang geschaltet. Über den Weg 6-7 des Ventiles YS wird zugleich das Vorsteuer­ventil 18 für das Einschalten der Füllen-Stellung YF des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE an den Druckquellen-­Anschluß P angelegt und somit unter Druck gesetzt. Das Vorsteuerventil 18 für die Entlüften-Stellung YE des Ventiles YF/YE wird dagegen über den Weg 2-3 des Ven­tiles YS an die Entlüftungs-Öffnung E angelegt und entlüftet. Sobald der Bedienungsschalter 53 in Richtung Füllen II betätigt wird, schaltet der Elektromagnet-­Steller 14 des Vorsteuerventiles 18 für die Füllen-Stel­lung YF des Ventiles YF/YE dieses Ventil in seine Füllen-Stellung YF um, die in den Fig. 7 bis 10 jeweils dargestellt ist. Damit kann Druckluft vom Druckquellen-­Anschluß P über den Drosselweg des Anfahr-Ventiles PA und den Weg 1-2 des Ventiles YF/YE in die Druck-Leitung 1 einströmen und die Anlage füllen bzw. unter Druck setzen. Dies gilt auch für den durch den Dreiecks-Pfeil 16 symbolisierten Steuerzylinder mit Steuerkolben des Anfahr-Ventiles PA, das bei Erreichen eines vorbestimm­ten Druckes in der Druck-Leitung 1 gegen seine Rück­stellfeder 17 auf seinen Durchgangsweg umschaltet und dabei seinen Endlagen-Schalter SD als Element zum Druck-Überwachen betätigt und die zugehörige Anzeige-­Diode HD über die Programm-Steuervorrichtung 57 an­steuert. Mit der Druck-Leitung 1 ist schließlich auch noch ein Manometer-Anschluß M leitungsverbunden, an dem ein übliches Manometer-Instrument zum visuellen Über­wachen der Druckwerte angeschlossen werden kann. Über die Druck-Leitung 1 strömt während des Füllens Druckluft entsprechend der jeweiligen Stellung der Arbeitsventile 28 und 40 in die Zylinder-Kolben-Einheiten 29 bis 33, so daß diese ihre jeweils von der Stellung des zugehörigen Arbeitsventiles bestimmte Arbeits-Stellung wieder einnehmen. Dabei ist der Drosselweg des Anfahr-Ventiles PA gleichfalls wirksam und vermeidet ein gefährlich rasches Betätigen der Zylinder-Kolben-Einheiten bis zum vollständigen Druckaufbau und dem Anzeigen der Betriebs­bereitschaft durch die Anzeige-Diode HD.
  • Beim Füllen der Zylinder-Kolben-Einheit 35 des rechten Ausführungsbeispiels in Fig. 10 kommt wie beim Entlüften das Lüftungsventil 45 ebenfalls zur Wirkung. Dabei füllen sich in der Entlüftungsstellung des Ventiles 45 die miteinander verbundenen und an die Druck-Leitung 1 angeschlossenen Steuer-Leitungen 2 und 4 und somit beide Kolbenseiten in der Einheit 35. Bei Erreichen eines Füll-Druckes von etwa 60 bis 80 % des normalen Betriebs­druckes steuert das Ventil 45 gegen die Kraft der Rückstellfeder 46 in die normale Arbeitsstellung um, in der die Arbeits-Leitungen 2 und 4 getrennte Durchgänge aufweisen und vom Druckanschluß 1 getrennt werden. In Abhängigkeit von der Betätigung des Arbeitsventiles 41 kann dann die Einheit 35 betrieben werden. Für einen sicheren Betrieb der Einheit 35 ist es vorgesehen, daß das Ventil 45 zu seiner Rückstellung in die Entlüften-­Lage mittels der Rückstellfeder 46 eine derartige Hysterese aufweist, daß dieses Rückstellen erst bei einem Betriebsdruck von etwa 50 % des Normalwertes erfolgt. Dadurch wird eine hohe Betriebs-Zuverlässigkeit auch bei hohen Betriebsdruck-Schwankungen und relativ hohem Fülldruck erreicht.
  • Der Betrieb der Anlage kann grundsätzlich auch ohne elektrische Steuervorrichtungen erfolgen. Dies ist insbesondere dann möglich und sinnvoll, wenn aus Kosten­gründen kleine und überschaubare Anlagen betrieben werden sollen oder beim Nachrüsten der erfindungsgemäßen Funktioseinheit 10 an bestehenden Anlagen auf eine elektrische Ansteuerung verzichtet werden muß. Durch die jeweils vorgesehenen Hand-Hilfstaster 15 und die in der Funktionseinheit 10 enthaltenen pneumatischen Verrie­gelungen mit dem Ein-/Not-Aus-Ventil YS ist auch dabei ein arbeits- und funktions-sicherer Betrieb möglich. Lediglich beim Füllen ist darauf zu achten, daß das Füllen ohne Unterbrechung erfolgt, da ansonsten durch die Sicherheits-Verschaltungen jeweils wieder erneut entlüftet werden muß. Auch bei Anlagen mit elektrischer Steuerung ist mittels der Hand-Hilfstaster 15 ein Testbetrieb einzelner Funktionen bei abgeschalteter Elektrosteuerung möglich. Aus Sicherheitsgründen sind die Hand-Hilfstaster 15 und die Vorsteuerventile 18 nichtrastend ausgeführt und eine Betätigung ist nur mit Hilfsmitteln möglich. Ein Mißbrauch der manuellen Betätigungsmöglichkeit des Füllen-/Entlüften-Ventiles YF/YE in seine Entlüften-Stellung YE ist dadurch aus­geschlossen, daß das zugehörige Vorsteuerventil 18 in der Ein-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles YS entlüftet und somit unwirksam ist.
  • Der als Störfall in Betracht zu ziehende Ausfall des Betriebsdruckes am Druckquellen-Anschluß P führt gleich­zeitig zum Abfall des Druckes in der Druck-Leitung 1 und damit auch zur Rückstellung des Anfahr-Ventiles PA und damit zum Ausschalten des Endlagen-Schalters SD sowie zum Erlöschen der Anzeige-Diode HD für die Meldung dieses Störfalles.
  • Besonders lange Stillstandszeiten unter Betriebsdruck in Aus-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles YS und damit auch des Arbeitsventiles 41 der Zylinder-Kolben-Einheit 35 führen durch Leckage an den Zylinder-Kolben-Einheiten 29, 30 und 35 zum allmählichen Abbau des Betriebsdruckes in diesen Einheiten, da die Arbeits-Leitungen 2 und 4 gesperrt sind. Um beim Wieder-in-Betrieb-setzen gefähr­liche Einschalt-Stoßeffekte auszuschließen, sind in der elektrischen Programm-Steuervorrichtung 57 Vorkehrungen vorgesehen, die eine maximal zulässige Abschaltzeit auswerten und/oder durch einen vorgesehenen Einschalt-­Ablauf die Betriebssicherheit gewährleisten. Hierzu verarbeitet die Programm-Steuervorrichtung 57 die Signale der Drucküberwachung, die Abschaltzeit und den Einschalt-Ablauf zu einer Bedienungs-Verriegelung, z. B. durch Abschalten eines Relais K 4. Dieser Stör-Zustand wird zusätzlich durch einen auffälligen oder blinkenden Leuchtmelder "Entlüften" signalisiert. Durch Betätigen des Bedienungsschalters 53 in seine Stellung I, Entlüf­ten, wird das Entlüften der Anlage erreicht und durch Ansprechen des Näherungsschalters SE der Stör-Zustand in der Programm-Steuervorrichtung 57 aufgehoben. Nach Ablauf einer durch den Näherungsschalter SE aktivierten Zeit (Entlüftungszeit) kann durch nachfolgendes Betäti­gen des Bedienungsschalters 53 in seine Stellung II, Füllen, die Anlage wieder in den betriebsbereiten Zustand versetzt werden, wobei - wie vorstehend be­schrieben - die Zylinder-Kolben-Einheiten 29 bis 35 ohne unangenehme, schädliche oder gefährliche Ein­schalt-Stoßeffekte wieder langsam ihre durch die Ar­beitsventile bestimmte Soll-Lage einnehmen.
  • Die in Fig. 15 dargestellte pneumatische Schaltanordnung ist gegenüber Fig. 7 nur geringfügig verändert. Hier werden daher nur die Abweichungen und deren Funktions-­Auswirkungen erläutert.
  • Das Ein-/Not-Aus-Ventil YS ist als 5/2- statt als 7/2-Wege-Umschaltventil und das Anfahr-Ventil PA als 5/2-Wege-Umschaltventil mit einem Drosselweg P-A statt als einfaches Umschaltventil ausgebildet. Deren Betä­tigungen sind unverändert. Jedoch ist deren Verschaltung mit dem Druckquellen-Anschluß P und der Entlüftungs-­Öffnung E sowie die Verschaltung des Anfahr-Ventiles PA mit dem Füllen-Entlüften-Ventil YF/YE geändert. Ferner ist der weitere Steuer-Anschluß S₂ entfallen. Durch diese Schaltungsänderungen wird erreicht, daß ein Einschalt-Stoßeffekt an den Pneumatik-Zylindern ausge­schlossen wird, der beim Nicht-Einhalten eines bisher notwendigen Bedienungs-Ablaufes während der Handbetä­tigung auftreten konnte.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • YS Ein-/Not-Aus-Ventil
    • YE/YE Füllen-/Entlüften-Ventil
    • PA Anfahr-Ventil
    • SD Endlagen-Schalter (Druck)
    • SE Endlagen-Schalter (Entlüftet)
    • E Entlüftungs-Öffnung
    • M Manometer-Anschluß
    • P Druckquellen-Anschluß
    • S Steuer-Anschluß
    • S₂ weiterer Steuer-Anschluß
    • K₁₋₁₃ Relais-Spule/-Kontakt
    • E0.0-0.2 Eingänge
    • A0.0-1.6 Ausgänge
    • HE Anzeige-Diode (Entlüftet)
    • HD Anzeige-Diode (Druck)
    • H₁ Anzeige-Leuchte (Entlüften)
    • 1 Druck-Leitung-/Anschluß
    • 2 Steuer-Öffnung/-Leitung
    • 3 Entlüftungs-Leitung/-Anschluß
    • 4 Steuer-Öffnungs/-Leitung
    • 5 Entlüftungs-Leitung/-Anschluß
    • 10 Funktionseinheit
    • 11 Steuergehäuse
    • 12 Grundplatte
    • 13 Rückstellfeder
    • 14 Elektromagnet-Steller
    • 15 Hand-Hilfstaster
    • 16 Dreiecks-Pfeil
    • 17 Rückstellfeder
    • 18 Vorsteuerventil
    • 21 Flansch-Verbindungsfläche
    • 22 u. 23 Seitenflansch-Verbindungsfläche
    • 24 Norm-Leitungsanschlußplatte
    • 25 Norm-Verkettungsplatte
    • 26 Verbindungsflansch
    • 27 Anschluß-Flanschfläche
    • 28 Arbeitsventil
    • 29 - 35 Zylinder-Kolben-Einheit
    • 36 Stop-Ventil
    • 37 Doppel-Stop-Ventil
    • 38 Dreiecks-Pfeile
    • 39 Freischalt-Kombination
    • 40 u. 41 Arbeitsventil
    • 42 Rückstellfeder
    • 43 u. 44 Baustein
    • 45 Lüftungsventil
    • 46 Rückstellfeder
    • 47 Vorsteuerventil
    • 48 Not-Aus-Taster
    • 49 Not-Aus-Schutzgitter
    • 50 Not-Aus-Betätigungstaster
    • 51 Schutzschaltvorrichtung
    • 52 Einhand-Start-Taster
    • 53 Bedienungsschalter
    • 54 Einrichten-Doppelschalter
    • 55 Automatik-Schalter
    • 56 Start-Schalter
    • 57 Programm-Steuervorrichtung

Claims (16)

1. Steuervorrichtung für pneumatische Systeme, insbe­sondere Pneumatik-Zylinder an Arbeits- und Ferti­gungs-Maschinen oder -Anlagen,
mit Luft-Steuerventilen zum Füllen und Entlüften, Anfahren sowie Ein- und Not-Aus-Schalten, die sowohl gegenseitig leitungsverbunden sind als auch einerseits mit der Druckquelle und der Atmosphäre und andererseits mit wenigstens einer pneumatisch betätigten Maschine bzw. Anlage und/oder deren Arbeits-Ventilen Leitungsverbindungen aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luft-Steuerventile zu einer Funktionsein­heit für einen arbeitssicheren Betrieb des(r) pneumatischen Systeme(s) zusammengefaßt und mittels der Leitungsverbindungen zusammengeschaltet sind und
daß die Funktionseinheit einerseits einen Druck­quellen-Anschluß (P) sowie andererseits Druck-, Entlüftungs- und/oder Steuer-Anschlüsse (1, 3 und 5 bzw. S und S₂) und/oder Anbaueinheiten mit weiteren Steuer- und Arbeits-Ventilen für mindestens eine Maschine bzw. Anlage aufweist.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet,
daß die Luft-Steuerventile an einem Steuergehäuse (11) befestigt, deren Leitungsverbindungen im Steuergehäuse (11) als Gehäusebohrungen ausgebildet und deren Leitungsanschlüsse zur Druckquelle (P) und zu(m) gesteuerten System(en) (1, 3, 5, S, S₂) außen am Steuergehäuse (11) angeordnet sind.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Steuergehäuse (11) einen Anschluß-Flansche für eine Grundplatte (12) und die Grundplatte (12) wiederum Anschluß-Flansche für Norm-Verkettungs­platten und/oder Norm-Leitungsanschlußplatten aufweist,
wobei die Norm-Verkettungsplatte(n) die Arbeits­ventile für die Arbeits-Steuerung der(s) Systeme(s) aufweist bzw. aufweisen.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Luft-Steuerventile je ein Ein-/Not-Aus-­Ventil (YS), Anfahr-Ventil (PA) und Füllen-/Ent­lüften-Ventil (YF/YE) zu der Funktionseinheit zusammengefaßt bzw. am Steuergehäuse (11) ange­ordnet und leitungsverbunden sind,
daß das Ein-/Not-Aus-Ventil (YS) als Mehrwege-­Umschaltventil (7/2-Wegeventil) ausgebildet ist,
das gegen eine Rückstellfeder willkürlich ein­schaltbar und durch die Rückstellfeder selbsttätig ausschaltbar ist und
das in seiner Ein-Stellung (Weg 1-4 und Weg 6-7) einen Druckquellen-Anschluß (P) mit mindestens einem Steuer-Anschluß (S und S₂) für Betriebs-­Steuerleitungen sowie in seiner Aus-Stellung (Weg 4-5 und Weg 3-7) dagegen eine Entlüftungs-Öffnung (E) mit dem Steuer-Anschluß (S und S₂) verbindet,
daß das Anfahr-Ventil (PA) als Umschalt-Ventil mit einem Drossel-Weg und einem Durchgangs-Weg sowie einem Steuerzylinder mit Steuerkolben ausgebildet ist,
das den Druckquellen-Anschluß (P) mit einem Druck-­Anschluß (1) für Arbeits-Ventile und mit seinem Steuerzylinder verbindet, dessen Steuerkolben bei einem vorbestimmten Mindestdruck am Druck-Anschluß (1) das Anfahr-Ventil (PA) gegen die Kraft einer Rückstellfeder von seinem Drossel-Weg in den Durchgangs-Weg selbsttätig umschaltet, und
daß das Füllen-/Entlüften-Ventil (YF/YE) als weiteres Mehrwege-Umschaltventil (5/2-Wege-Ventil) ausgebildet ist, dessen Füllen- und Entlüften-Stellungen (YF bzw. YE) mittels Steuerzylinder mit Steuerkolben schalt­bar sind, die über das Ein-/Not-Aus-Ventil (YS) bzw. das Anfahr-Ventil (PA) je nach dessen Schalt­stellung (Wege 1-2 bzw. 6-7 und 2-3 bzw. 7-3) wechselweise am Druckquellen-Anschluß (P) oder an der Entlüftungs-Öffnung (E) angeschlossen und mittels eigener Vorsteuerventile (18) betätigbar sind,
in dessen Füllen-Stellung (YF) ein Ventilweg (1-2) in der Leitungsverbindung vom Druckquellen-Anschluß (P) über das Anfahr-Ventil (PA) zum Druck-Anschluß (1) und ein weiterer Ventilweg (4-5) in der Lei­tungsverbindung vom Ein-/Not-Aus-Ventil (YS) alternativ bei dessen Ein-Stellung (Weg 1-4) vom Druckquellen-Anschluß (P) und bei dessen Aus-Stel­lung (Weg 4-5) von der Entlüftungs-Öffnung (E) zum Steuer-Anschluß (S) liegen und
in dessen Entlüften-Stellung (YE) ein Ventilweg (1-4) in einer Leitungsverbindung vom Druckquellen-­Anschluß (P) über das Anfahr-Ventil (PA) sowie über einen Ventilweg (4-5) der Aus-Stellung des Ein-/­Not-Aus-Ventiles (YS) zum Steuer-Anschluß (S) und ein weiterer Ventilweg (2-3) in einer Leitungsver­bindung vom Druck-Anschluß (1) zu einem am Steuer­gehäuse (11) angeordneten Entlüftungs-Anschluß (3) für Arbeitsventile liegt.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß am Steuer-Anschluß (S) des Steuergehäuses (11) in den Arbeits-Anschlußleitungen (2 und 4) der(s) Systeme(s) zwischengeschaltete Stop-Ventile an­geschlossen sind, die beim Unterschreiten eines vorbestimmten Mindestdruckes am Steuer-Anschluß (S) mittels der Steuerkolben ihrer Steuerzylinder aus ihrer Durchgangsstellung in ihre durch eine Rück­stellfeder bestimmte Sperrstellung selbsttätig umschalten.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Vorsteuerventil (18) für die Füllen-­Stellung (YF) des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE) und/oder ein zweiter Steuer-Anschluß (S₂) in der Ein-Stellung (Weg 6-7) des Ein-/Not-Aus-­Ventiles (YS) mit dem Druckquellen-Anschluß (P) und in der Aus-Stellung (Weg 3-7) dagegen mit der Entlüftungs-Öffnung (E) des Steuergehäuses (11) leitungsverbunden sind.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Ein-/Not-Aus-Ventil (YS) als elektromag­netisch und/oder von Hand in Ein-Stellung - gegen eine ständig wirksame Rückstellfeder - betätigbares und festzuhaltendes Ventil ausgebildet ist.
8. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Füllen-/Entlüften-Ventil (YF/YE) elektro­magnetisch und/oder von Hand betätigbar ist und als Impuls-Ventil ausgebildet ist, dessen Steuerkolben seine jeweilige Lage auch nach Aufheben der Betä­tigung solange beibehält, bis die Gegenseite betätigt wird.
9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Füllen-/Entlüften-Ventil (YF/YE) Steuer­stromkreise mit je einem selbstrückstellenden Tipp-Schalter aufweist.
10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­kennzeichnet,
daß die Tipp-Schalter eine gemeinsame Betätigungs­vorrichtung mit einer mittleren Null-Ruhelage und je einer Betätigungs-Endlage aufweisen.
11. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Anfahr-Ventil (PA) und/oder das Füllen-/­Entlüften-Ventil (YF/YE) mindestens einen elek­trischen Endlagen-Schalter (SD bzw. SE) aufweisen,
der bzw. die die Ventilkolben-Endlage(n) in Durch­gangs-Stellung des Anfahr-Ventiles (PA) bzw. in Entlüften-Stellung (YE) des Entlüften-/Füllen-­Ventiles (YF/YE) mittels Signalleuchten anzeigen und/oder in mindestens einem Steuerstromkreis der Maschine sowie des Ein-/Not-Aus- und/oder des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YS bzw. YF/YE) liegen.
12. Steuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­kennzeichnet,
daß im (in den) Steuerstromkreis(en) ein (je ein) Sicherheitsschalter liegt, der in Abhängigkeit von einem Endlagen-Schalter (SD bzw. SE) diese(n) Stromkreis(e) im Schaltsinne für das Einschalten des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YS) und für die Füllen-­Stellung (YF) des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE) schließt.
13. Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­kennzeichnet,
daß dem (den) Sicherheits-Schalter(n) mindestens ein weiterer Betriebs-, Start-, Sicherheits-Aus-, Wartungs- oder dgl. -Schalter vor-, nach- bzw. parallel-geschaltet ist.
14. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein der Funktionseinheit (10) nachgeschaltetes Ventil, welches an einer Norm-Verkettungsplatte angeordnet ist, als 3-Stellungs-Umschaltventil (5/3-Wege-Ventil) ausgebildet ist,
in dessen durch Rückstellfedern bestimmter mitt­lerer Ruhelage beide Leitungsverbindungen gesperrt sind, und
daß an der Norm-Verkettungsplatte ein in beiden Leitungsverbindungen dem 3-Stellungs-Umschaltventil (5/3-Wege-Ventil) zum System hin nachgeschaltetes Lüftungs-Ventil (45) mit zwei parallelen Durch­gangswegen (2 und 4) angeordnet ist,
das in seiner - durch (eine) Rückstellfeder(n) be­stimmten - Ruhelage eine gemeinsame gedrosselte Verbindung beider Durchgangswege an den wechsel­weise mit dem Druckquellen- und dem Entlüftungs-­Anschluß (P bzw. 3) verbundenen Druck-Anschluß (1) des Steuergehäuses (11) aufweist und
das in seiner - abhängig von einem vorbestimmten Mindestdruck am Druck-Anschluß (1) durch den Steuerkolben eines Steuerzylinders eingeschalteten -Betriebslage beide immer offenen Durchgangswege vom Druck-Anschluß (1) trennt.
15. Steuervorrichtung für pneumatische Systeme, insbe­sondere Pneumatik-Zylinder an Arbeits- und Ferti­gungs-Maschinen oder -anlagen,
mit einem Arbeitsventil in den Leitungsverbindungen zwischen einer absperr- und entlüftbaren Druck­quelle und einem Pneumatik-Zylinder,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Arbeitsventil als 3-Stellungs-Umschalt­ventil (5/3-Wege-Ventil) ausgebildet ist,
in dessen - durch Rückstellfedern bestimmter mittlerer - Ruhelage beide Leitungsverbindungen (2 und 4) zum Pneumatik-Zylinder gesperrt sind, und daß in beiden Leitungsverbindungen dem 3-Stel­lungs-Umschaltventil zum Pneumatik-Zylinder hin ein. Lüftungsventil (45) mit zwei parallelen Durch­gangswegen nachgeschaltet ist,
das in seiner - durch (eine) Rückstellfeder(n) be­stimmten - Ruhelage eine gemeinsame gedrosselte Verbindung beider Durchgangswege an den wechsel­weise mit der Druckquelle und mit der Atmosphäre verbindbaren Druck-Anschluß (1) aufweist und
das in seiner - abhängig von einem vorbestimmten Mindestdruck am Druck-Anschluß (1) durch den Steuerkolben eines Steuerzylinders eingeschalteten - Betriebslage beide immer offenen Durchgangswege vom Druck-Anschluß (1) trennt.
16. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet,
daß das Ein-/Not-Aus-Ventil (YS), das Anfahr-Ventil (PA) und das Füllen-,/Entlüften-Ventil (YF/YE) als je ein 5/2-Wege-Umschaltventil ausgebildet sind,
daß der Druckquellen-Anschluß (P)
an einem Eingangs-Anschluß (1) des Ein-/Not-Aus-­Ventiles (YS) und an zwei Eingangs-Anschlüssen (P und 3) des Anfahr-Ventiles (PA) angeschlossen ist,
in der "Ein"-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YS) über einen Schaltweg (1-4) unmittelbar mit dem Steuer-Anschluß (S),
in der "Aus"-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YS) über einen weiteren Schaltweg (1-2) unmittel­bar mit dem Vorsteuerventil (18) für die "Entlüf­ten"-Stellung (YE) des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE),
in der Ruhelage bzw. in Anfahr-Stellung des An­fahr-Ventiles (PA) über einen gedrosselten Schalt­weg (P-A) sowie in der Betriebs-Stellung des Anfahr-Ventiles (PA) über einen ungedrosselten Schaltweg (P-A) sowie über einen in Reihe liegenden Schaltweg (1-2) des in "Füllen"-Stellung (YF) befindlichen Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE) sowohl mit dem Druck-Anschluß (1) als auch mit dem Steuerzylinder (Dreiecks-Pfeil 16) des Anfahr-­Ventiles (PA),
in der Ruhelage bzw. in Anfahr-Stellung des An­fahr-Ventiles (PA) ferner über einen weiteren Schaltweg (3-2) desselben Ventiles (PA) unmittelbar mit dem Vorsteuerventil (18) für die "Füllen"-­Stellung (YF) des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE) sowie in der "Füllen"-Stellung (YF) des­selben Ventiles (YF/YE) über einen Schaltweg (5-4) desselben Ventiles (YF/YE) und einen dazu in Reihe liegenden Schaltweg (5-4) in der Ruhelage des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YF) mit dem Steuer-Anschluß (S) und
in der "Entlüften"-Stellung (YE) des Füllen-/Ent­lüften-Ventiles (YF/YE) jedoch über einen Schaltweg (1-4) desselben Ventiles (YF/YE) aus den alternativ gedrosselten und ungedrosselten Schaltwegen (P-A) und über den gleichen Schaltweg (5-4) des Ein-/­Not-Aus-Ventiles (YS) ebenfalls mit dem Steuer-An­schluß (S) verbunden ist,
daß die Entlüftungs-Öffnung (E) des Steuer­häuses (11)
ausschließlich über einen Schaltweg (1-2) in der Betriebs-Stellung des Anfahr-Ventiles (PA) un­mittelbar mit dem Vorsteuerventil (18) für die "Füllen"-Stellung (YF) des Füllen-/Entlüften-Ven­tiles (YF/YE),
dazu parallelliegend über einen Schaltweg (5-4) desselben Ventiles (YF/YE) in Reihe über einen weiteren Schaltweg (5-4) in der "Aus"-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YS) mit dem Steuer-Anschluß (S) sowie ferner
über einen Schaltweg (3-2) in der "Ein"-Stellung des Ein-/Not-Aus-Ventiles (YS) unmittelbar mit dem Vorsteuerventil (18) für die "Entlüften"-Stellung (YE) des Füllen-/Entlüften-Ventiles (YF/YE) ver­bunden ist und
daß der Druck-Anschluß (1) und dazu parallel der Steuerzylinder (Dreiecks-Pfeil 16) des Anfahr-­Ventiles (PA) über einen Schaltweg (2-3) in der "Entlüften"-Stellung (YE) des Füllen-/Entlüften-­Ventiles (YF/YE) unmittelbar mit dem Entlüftungs-­Anschluß (3) verbunden sind.
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