EP2438310A1 - Pneumatische sicherheitsventileinrichtung - Google Patents

Pneumatische sicherheitsventileinrichtung

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EP2438310A1
EP2438310A1 EP10739518A EP10739518A EP2438310A1 EP 2438310 A1 EP2438310 A1 EP 2438310A1 EP 10739518 A EP10739518 A EP 10739518A EP 10739518 A EP10739518 A EP 10739518A EP 2438310 A1 EP2438310 A1 EP 2438310A1
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EP
European Patent Office
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valve
main
control
hvl
input
Prior art date
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Application number
EP10739518A
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English (en)
French (fr)
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EP2438310B1 (de
Inventor
Mathias Schneider
Bodo Neef
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Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP2438310A1 publication Critical patent/EP2438310A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2438310B1 publication Critical patent/EP2438310B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/001—Double valve requiring the use of both hands simultaneously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/8643—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a human failure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/875—Control measures for coping with failures

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic safety valve device.
  • a safety valve device which is designed to prevent any further action of a connected system, for example a machine tool, when internal malfunctions occur.
  • the known safety valve device should moreover ensure that no new working cycle of the connected system can be initiated after a part of the safety valve device has become defective.
  • Applicants are also known from practice non-assignable safety valve devices which are used in conjunction with mechanical presses and which are designed such that a connected system i5 performs an action only if two actuation commands are issued simultaneously, for example by means of an electronic control or by means of manually operated buttons. Occurring malfunctions are usually performed here in an associated electronic control device.
  • a safety valve known from EP 1 220 993 B1 has two integrated 3/2-way valves with different effective diameters and measures for the storage of occurring malfunctions.
  • the disadvantage here, however, is that the fault memory is deleted at a pressure loss of the safety valve and thus the error occurred can not be subsequently verified.
  • a safety valve device which is equipped with two pilot operated monostable 5/2 way valves.
  • One of these valves has two main outputs to which a consumer can be connected.
  • second shuttle valves By means of second shuttle valves, the two main valves are connected so that the consumer only with simultaneous actuation of the main valves
  • Each main valve is actuated by means of a pilot valve, wherein a staggered actuation of the pilot valves has the consequence that the first activated main valve shuts off the other main valve required for activation pilot air. If a previously actuated pilot control valve is switched off, the associated main valve returns to the basic position due to an associated return spring.
  • a safety valve device known from US Pat. No. 5,113,907 A contains a valve unit equipped with two monostable main valves, wherein the main valves are biased by a respective return spring into a basic position, from which they are deflected into a working position by means of an associated pilot valve. Due to an intersecting channel connection of the two main valves, a connected consumer is only supplied with compressed air if both main valves are activated.
  • An integrated monitoring system prevents malfunction one of the main valves then an unobstructed renewed operation is possible and thus signals the malfunction occurred.
  • the monitoring system includes two monitoring valves each switching to a pre-purge shut-off position of the pilot valves when one of the main valves has not been operated due to a malfunction. By means of a return valve, the monitoring valves can be moved back to the basic position, but only after the malfunction of the Hauptventi- Ie fixed and they were positioned in another way in the normal position.
  • a first pneumatic functional group which is designed as a bistable 5/2 -way pulse valve first main valve, one to a first working output of the first
  • a first control force can switch the first main valve from one of its first operating output to a basic input connecting to a compressed air source or connectable to a main input into a working position
  • a second pneumatic functional group which is designed as a bistable 5/2 -way pulse valve second main valve, one to a first working output of the second Main output of the second main output and a 3/2 functionality exhibiting second pilot valve, wherein the working output of the second pilot valve is connected to a first control input of the second main 5 valve and there with activated second pilot valve, a second main valve from one of its first working output with a basic input connected to a main source connected to a source of compressed air can cause a first control force to be switched to a working position,
  • both main valves switch from their basic position to a working position and both main outputs are supplied with compressed air. If the pilot valves are then deactivated again at the same time, both main valves return to their basic position due to the second control force acting on them. Becomes
  • the main valves are designed as impulse valves, they remain in the current position even if, after a temporary pneumatic pressure failure, the pressure supply is switched back on. Even then, the error situation persists.
  • the reset valve device In order to return the safety valve device to the initial operating state in which both main valves assume the basic position, the reset valve device must be actively actuated, which can apply a pneumatic return pressure to the second control inputs of the main valves. In order for this reset operation to be possible only by authorized personnel, the return valve device can be locked, if necessary, by a lock or other safety mechanism or otherwise secured against actuation.
  • the return valve device is in particular designed such that, when activated, the pneumatic reset pressure is always supplied to both second control inputs. Thus, with a single operation, a restoring action on both main valves can be effected.
  • the return valve device may include a plurality of valves.
  • Particularly simple is a design in which the return valve device consists of a single return valve, which is in particular a monostable 3/2-way valve and which can be designed for manual operation. Deviating from this, however, a supported by external energy actuation would be conceivable, for example by means of electrical and / or fluidic actuation energy.
  • a check valve which opens in the direction of the respective control input and blocks in the opposite direction is expediently switched on. In this way, a mutual influence of the pending at the second control inputs control signals is advantageously avoided.
  • every second control input receives the second control force via a control channel diverted from the first operating output of the associated main valve, these two control channels being able to be connected together to one and the same operating output of the return valve device.
  • the pneumatic reset pressure is imposed on each aforementioned control input by connecting an operating output of the return valve device to one of the aforementioned control channels, which in turn establishes a connection between the second control input and the working output of the associated main valve, in order to switch back during normal operation to deliver to the basic position required second control force.
  • a throttle device is suitably switched on in the course of the respective control channel. It ensures that the pneumatic reset pressure can be easily established at the assigned second control input.
  • the type of actuation of the pilot valves can be based on the application. In particular, you can manually
  • pilot valves receive electrical and / or pneumatic actuation commands from a main stage of the control valve device to which the two main outputs are connected and which can in particular be part of a control device which is used to actuate a clutch Brake combination of a mechanical press is used.
  • such measures may consist of inserting into the connection between the first outlet at least one and appropriately each main valve and the inlet
  • a buffer volume defining buffer chamber is turned on. Even with a pressure drop on the input side, the buffer volume thus still provides a sufficiently high fluid pressure for a certain, short period of time
  • an exhaust throttle device may be present, which is either turned on in a channel section connecting a second vent outlet of the main valve with the atmosphere or upstream of this channel section.
  • Fig. 1 shows the circuit diagram of a preferred design of the safety valve device according to the invention and Fig. 2-6 different operating states of the safety valve device shown in Fig. L, wherein acted upon with a pneumatic overpressure channel sections are drawn in thicker lines.
  • the pneumatic safety valve device 1 has a first main valve HV1 and a second main valve HV2. Both main valves HV1, HV2 are designed as 5/2 -way valves, which have a bistable functionality, so that they are so-called impulse valves.
  • Main valve HV1, HV2 can optionally assume a first switching position shown in FIG. 1 - referred to as “basic position” - and a second switching position designated as “working position". Both switching positions are stable switching positions, so are maintained until a pneumatic switching control signal is actively applied.
  • friction means, magnetic means or locking means can be used for releasably fixing the respective switching position. Since such a valve assembly is known as such is Here, no further detailed explanations are given.
  • Each main valve HV1, HV2 has a total of five connections. These are each a supply input VE, a first working output AA1, a second working output AA2, a first venting output EA1 and a second venting output EA2.
  • the supply input VE communicates with the second working output AA2 and the first working output AA1 is connected to the first vent output EA1, wherein at the same time the second vent output EA2 is disconnected from all other connections ,
  • Each main valve HV1, HV2 also has a first control input SEI and a second control input SE2.
  • the first control input SEI leads to a first control surface 2 motion-coupled to the valve member of the main valve HV1, HV2, while the second control input SE2 leads to a second control surface 3 also coupled to the valve member of the main valve HV1, HV2.
  • the two Control surfaces 2, 3 are oriented opposite to each other.
  • a pneumatic pressurization of the first control input SEI causes a corresponding loading of the first control surface 2 and accordingly causes a first control force FS1 acting in the direction of the working position.
  • a fluid supplied to the second control input SE2 effects fluid pressurization of the second control surface 3 and causes a second control force FS2 effective in the direction of the home position.
  • the first control surface 2 is larger than the second control surface 3, so that at the same high pressure application, the first control force FSL is greater than the second control force FS2.
  • FIG. 1 Further valve components of the safety valve device 1 are a first pilot valve Wl responsible for switching the first main valve HV1 from the basic position to the working position and a second pilot valve W2 responsible for switching the second main valve HV2 from the basic position to the working position.
  • the two pilot valves Wl, W2 are designed as 3/2 way valves and preferably of monostable design.
  • Spring means 4 normally hold a respective pilot valve W1, W2 in the deactivated position shown in FIG.
  • the activated position-this is shown, for example, in FIG. 3-each pilot valve W1, W2 can be acted on by an actuating command 5.
  • the actuation command 5 may be, for example, a purely manually generated actuating force, but may also be applied as an electrical and / or pneumatic actuation signal.
  • the end- Guidance example allows both electrical and manual operation.
  • Each pilot valve has three different connections depending on the switch position. 5 of these connections are an input EV, an output AAV and a vent output EAV. In the deactivated position, the working outlet AAV is in fluid communication with the vent outlet EAV, while the inlet EV is disconnected from these ports. In the lo activated position is the work exit AAV with the
  • the first main valve HV1, the first pilot valve Wl drivingly cooperating with the first main valve HV1 and the first main outlet 17 can be referred to as components of a first pneumatic functional group and the second main valve HV2 can likewise be used in the same way which cooperates with the second main valve HV2
  • 2o second secondary pilot valve W2 and the second main outlet 18 are referred to as components of a second pneumatic functional group.
  • the safety valve device 1 includes a return valve device RV.
  • This 25 may in principle be composed of several individual valves, but preferably consists of a single, markable as a return valve.
  • the return valve device RV has a 3/2 -Wege functionality and is formed monostable.
  • the structure of the return valve device RV corresponds to that of each pilot valve W1, W2.
  • Spring means 6 normally hold the return valve means RV in the deactivated 5 position shown in FIG.
  • the return valve means RV can be switched by overcoming the spring force in the apparent from Fig. 6 activated position.
  • the switching command 7 can be caused in particular manually, electrically and / or fluidically.
  • the Swiss- lo play is designed especially for a purely manual operation.
  • a removal of the switching command 7 leads, as in the case of the pilot valves Wl, W2, the removal of the actuating command 5, to a caused by the spring means 6 switching back to the deactivated position.
  • the return valve device RV has three differently linked connections depending on the switching position. This is an input ER, an output AAR and a vent output EAR.
  • the working output AAR communicates with the venting output EAR and the input ER is disconnected from these connections.
  • the activated position there is a fluid connection between the working outlet AAR and the inlet ER, while the venting outlet EAR is disconnected.
  • Each vent outlet EA2, EAV, EAR is directly connected to the atmosphere, in particular with the interposition of a muffler 9.
  • the vent output EAl can at the same basic position of both main valves HVl, HV2 via the second main valve HV2 and its vent outlet
  • the safety valve device 1 has expediently only a single main input 8, which is designed to be fluidly connected to a compressed air source P.
  • the compressed air source P applies compressed air to the main inlet 8 under an operating pressure.
  • the main fluidic inlet 8 is in fluid communication with the supply input VE of the first main valve HV1, with the supply input VE of the second main valve HV2 and with the input ER of the return valve device RV.
  • each supply channel 12, 13, 14 with its own main input 8 for the fluid supply, but the joint assignment of a single main input 8 has constructive advantages. Especially since it is particularly easy to ensure that all supply inputs are supplied with the same operating pressure.
  • a first control channel 15 connects the first working outlet AA1 of the first main valve HV1 to the first control input SE1 of the second main valve HV2.
  • the second pilot valve W2 is switched on, which divides the first control channel 15 into an input section 15a and an output section 15b.
  • the inlet section 15a extends between the first working outlet AA1 of the first main valve HV1 and the inlet EV of the second pilot valve W2.
  • the output section 15b connects the working output AAV of the second pilot valve W2 to the first control input SEI of the second main valve HV2.
  • a second control channel 16 extends between the first working port AAl of the second main valve HV2 and the first control input SEI of the first main valve HVl.
  • the first pilot control valve Wl is turned on. This divides the second control channel 16 into an input section 16a and an output section 16b.
  • the input section 16a connects the first working output AAl of the first main valve HVl to the input EV of the first pilot valve Wl, while the output section 16b connects the working output AAV of the first pilot valve Wl to the first control input SEI of the first main valve HVl.
  • the safety valve device 1 has two fluidic outlets, which are designated as the first main outlet 17 and as the second main outlet 18. Both main outputs 17, 18 are expediently connected to an only schematically indicated main stage 22, which in the embodiment belongs to a not further shown control device with which the clutch-brake combination of a mechanical press can be controlled. For the proper operation of the main stage 22, it is necessary for safety reasons that a main control signal is simultaneously output to it via both main outputs 17, 18. The output of only one main control signal or a significant time offset output of both main control signals prevented for safety reasons, the intended function of the main stage 22 and the downstream of this device.
  • the first main outlet 17 is in fluid communication with the inlet portion 15a of the first control passage 15.
  • the second main outlet 18 is in fluid communication with the inlet portion 16a of the second control passage 16.
  • a third control channel 23 connects the input section 15a of the first control channel 15 with the second control input SE2 of the first main valve HVl.
  • a fourth control channel 24 provides fluid communication between the input portion 16a of the second control channel 16 and the second control input SE2 of the second main valve HV2.
  • a first connection channel 25 continuously connects the first venting outlet EA1 of the first main valve HV1 to the second operating output AA2 of the second main valve HV2.
  • a second connecting channel 26 constantly connects the second working outlet AA2 of the first main valve HV1 to the first venting outlet EA1 of the second main valve HV2.
  • the working outlet AAR of the return valve device RV is connected via a reset channel 27 to the second control input SE2 of each main valve HV1, HV2.
  • the connection is preferably made indirectly, with the interposition of the respective associated third or fourth control channel 23, 24.
  • the first Kanalast 27a is connected at a first channel connection point 28 to the third control channel 23 and the second
  • Kanalast 27b is connected at a second channel connection point 29 to the fourth control channel 24.
  • the two channel branches 27a, 27b are always flowed through only in the direction of the respectively connected lo third or fourth control channel 23, 24.
  • the channel connection point 28, 29 subdivides the respectively assigned third or fourth control channel 23, 24 into a first channel section 23a, 24a and a second channel section 23b, 24b.
  • first or second i5 channel connection 28, 29 and the associated input section 15a, 16a of the first and second control channel 15, 16 extending first channel portion 23a, 24a is preferably adjustable with respect to their throttling intensity throttle device 32, 33 is turned on.
  • the flow rate in the first channel section 23a, 24a is limited.
  • buffer chamber 34 which is a certain
  • compressed air stored here can briefly compensate for a pressure drop occurring on the input side 15a, 16a on the input side in order to ensure the switching function to be mentioned, even if the activation of the
  • the first control force FS1 is greater than the second control force FS2 acting in the opposite direction because the second control force FS1 is applied to the second control channel 23, 24 via the third or fourth control channel
  • the check valves 31 prevent a pressure reduction of the pressure prevailing in the third control channel 23 and the fourth control channel 24 via the deactivated return valve
  • the second control channel 16 is thereby supplied with compressed air, that it is connected via the first working output AAl and the first vent outlet EAl of the second main valve HV2 to the second connection channel 26, which in turn via the second working outlet AA2 and the supply input VE of the first main valve HVl and the subsequent first supply channel 12 is also connected to the main input under operating pressure 8. In this way, the operating pressure is applied to the second main outlet 18. If, starting from the regular operating state, the actuation of the two pilot valves is canceled at the same time, the system returns to the ready-to-use starting state according to FIG.
  • FIG. 4 shows a first error state that is possible based on the operational initial state of FIG. 2. This results from the fact that only the first pilot valve Wl has been switched to its activated position, while the second pilot valve W2 has remained in the deactivated position.
  • the reason for such a switching state can be, for example, that no actuation command 5 has reached the second pilot control valve W2 or that an internal malfunction of the second pilot control valve W2 itself is present.
  • 3o second pilot valve W2 can not lead to a subsequent switching of the second main valve HV2 due to lack of compressed air in the input section 15a of the first control channel 15.
  • the third control channel 23, which is connected via the input section 15a to the first working outlet AA1 of the first main valve HV1 is likewise vented.
  • Main valve HVl is alsschaltbar. In this way, although the operating pressure is applied to the second main output 18, this does not cause a regular operation in the main stage 22, because the first main output connected in parallel
  • FIG. 5 shows a possible second fault condition, as it can occur starting from the regular operating condition of FIG. 2. It differs from the first fault state in that now only the second pilot valve W2 has been activated 2s, while the first pilot valve Wl remains in the deactivated state. Thus, only the second main valve HV2 has been switched to its working position, the first main valve HVl has remained in the basic position.
  • the compressed air introduced into the first connection channel 25 from the main inlet 8 via the second supply channel 30 13 and the second main valve HV 2 is thus replaced by the compressed air. blocked the first vent outlet EAl of the first main valve HVl prevented from continuing to flow.
  • the input section 16a of the second control channel 16 and thus also the second main outlet 18 connected thereto are vented and thus pressure relieved. This happens because said input section 16a is connected to the atmosphere via the first working output AA1 and the venting output EA1 of the second main valve HV2, the second connecting channel 26 as well as the second working output AA2 and the second venting output EA2 of the first main valve HV1 optionally can be done over the already mentioned silencer 9 away.
  • the input section 15a of the first control channel 15 is in the second fault state via the first working output AAl 3o and the supply input VE of the first main valve HVl and supplied to the subsequent first supply channel 12 from the main entrance 8 with compressed air.
  • a pneumatic output signal is also present at the first main output 17.
  • 5 since the second main output 18 is depressurized, 5 lacks its output signal, which can be used to refrain in the main stage 22 from performing the regular control function.
  • control valve device can only be activated again by activating the return valve device RV
  • FIG. Fig. 6 shows this reset state, which - in terms of the switching positions of the main valves HVl, HV2 and the pilot valves Wl, W2 - corresponds to the ready output state, however
  • the return valve device RV is actuated in the manner already mentioned above by means of a switching command 7.
  • the return valve device RV can be secured by means not shown further be, for example, a mechanical lock or secured with a secret code to be entered electronic circuit.
  • the return channel 27 is connected via the working outlet AAR and the input ER lo of the return valve device RV to the third supply channel 14 and thus to the main input 8 providing the pneumatic actuating pressure.
  • the third and fourth control channels i5, 23, 24 are pressurized via the non-return valves 31, which in this case open automatically.
  • the feed into the third or fourth control channel 23, 24 takes place at the first or second channel connection point 28, 29, so that the respective associated throttle device 32, 33 due to the flow resistance caused by them
  • the provision in the operational initial state is only possible after previously both Vorêtventile Wl, W2 have been disabled.
  • the pilot valve activated in accordance with the first or second fault state remains activated, the main valve associated with it is subject to the first control force FS1, which prevents its return to the home position due to its dominating effect, even if the second control input SE2 initiates the reset by the reset device RV second control force FS2 is applied.
  • the return valve device RV is also connected to the main input 8 on the input side, it is supplied with the same operating pressure as the other components of the control valve device 1, so that the pneumatic back pressure which can be imposed on the two second control inputs SE2.
  • 2o actuating pressure is equal to the operating pressure responsible for the generation of the second control force FS2 in normal operation.
  • the return valve device RV is in particular designed such that
  • actuating pressure is expediently always at the same time. It is advantageous if the safety valve device 1 is equipped with means which allow a certain fault tolerance in the activation of the two pilot valves W1, W2. This fault tolerance ensures that the two pilot valves Wl, W2 can still be actuated even if their actuation takes place with a certain time offset, which lies within a time window defining a tolerance range.
  • such tolerance measures can consist in the fact that a buffer chamber 34 indicated by dot-dash lines is connected to the input sections 15a, 16a of the first and second control channels 15, 16 in the sense already mentioned above.
  • the buffer chambers 34 are filled with compressed air, if at the corresponding switching position of the two main valves HVL, HV2 input side of the first and second control channel 15, 16 compressed air. If the first or second fault state then occurs, the first or second control channel 15, 16 affected by the fault is vented via the associated main valve HV1, HV2.
  • 16 adjacent buffer volume ensures that the pressure drop takes place delayed and the prevailing pressure within the mentioned time window is still large enough to allow a subsequent switching of the previously unactuated first or second main valve HVL, HV2 ,
  • the maximum time offset permitting regular actuation of the safety valve device 1 for the actuation of the two pilot valves W1, W2 can be set variably.
  • the time offset can also be adjustable via the volume of the buffer chambers 34.
  • At least one throttle device 36 could be switched on in the course of the first or second connection channel 25, 26.
  • a duct section containing a second vent outlet EA2 of the relevant main valve HV1, HV2 in the basic position of a main valve HV1, HV2 is provided with an exhaust air throttling device 36 which, upon the occurrence of a fault condition, provides a delayed venting of the associated first or second vent second control channel 15, 16 guaranteed.
  • the buffer chambers 34 and exhaust throttles 36 may be present both alternatively and cumulatively.
  • the safety valve device 1 remains in the currently occurring error state.

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Abstract

Es wird eine Steuerventileinrichtung (1) vorgeschlagen, die zwei Hauptventile (HV1, HV2) beinhaltet, die jeweils durch ein Vorsteuerventil (VV1, VV2) betätigbar sind, um in eine Arbeitsstellung umgeschaltet werden zu können, in der sie bewirken, dass an zwei Hauptausgängen (17, 18) ein pneumatischer Druck anliegt. Der strukturelle Aufbau der Sicherheitsventileinrichtung (1) bewirkt ein Umschalten der Hauptventile (HV1, HV2) in die Arbeitsstellung nur dann, wenn die beiden Vorsteuerventile (VV1, VV2) im Wesentlichen synchron betätigt werden. Wird aufgrund asynchroner Betätigung nur eines der Hauptventile in die Arbeitsstellung umgeschaltet, bleibt dieser Fehlerzustand gespeichert, bis eine Rücksetzung mittels einer Rückstellventileinrichtung (RV) stattfindet.

Description

Pneumatische Sicherheitsventileinrichtung
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Sicherheitsventileinrichtung.
Aus der DE 600 27 352 T2 ist eine Sicherheitsventileinrichtung bekannt, die dafür ausgelegt ist, beim Auftreten inter- s ner Fehlfunktionen jegliche weitere Aktion eines angeschlossenen Systems, beispielsweise einer Werkzeugmaschine, zu verhindern. Die bekannte Sicherheitsventileinrichtung soll außerdem sicherstellen, dass kein neuer Arbeitszyklus des angeschlossenen Systems eingeleitet werden kann, nachdem ein Bau- lo teil der Sicherheitsventileinrichtung defekt wurde.
Der Anmelderin sind außerdem aus der Praxis druckschriftlich nicht belegbare Sicherheitsventileinrichtungen bekannt, die in Verbindung mit mechanischen Pressen eingesetzt werden und die derart ausgebildet sind, dass ein angeschlossenes System i5 nur dann eine Aktion ausführt, wenn zwei Betätigungsbefehle gleichzeitig erteilt werden, beispielsweise mittels einer elektronischen Steuerung oder mittels manuell zu bedienenden Tastern. Auftretende Fehlfunktionen werden hier in der Regel in einer zugeordneten elektronischen Steuereinrichtung ge-
20 speichert, was sehr aufwendig ist. Ein aus der EP 1 220 993 Bl bekanntes Sicherheitsventil verfügt über zwei integrierte 3/2 -Wegeventile mit unterschiedlichen Wirkdurchmessern und Maßnahmen zur Speicherung auftretender Fehlfunktionen. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Fehlerspeicher bei einem Druckverlust des Sicherheitsventils gelöscht wird und sich somit der aufgetretene Fehler nachträglich nicht mehr verifizieren lässt.
Aus der DE 10 2007 041 583 Al ist eine Sicherheitsventileinrichtung bekannt, die mit zwei vorgesteuerten monostabilen 5/2 -Wegeventilen ausgestattet ist. Eines dieser Wegeventile verfügt über zwei Hauptausgänge, an die ein Verbraucher angeschlossen werden kann. Mittels zweiter Wechselventile sind die beiden Hauptventile so verschaltet, dass der Verbraucher nur bei gleichzeitiger Betätigung der Hauptventile
aktivierbar ist. Jedes Hauptventil wird mittels eines Vorsteuerventils betätigt, wobei eine zeitlich versetzte Betätigung der Vorsteuerventile zur Folge hat, dass das zuerst aktivierte Hauptventil dem anderen Hauptventil die zur Aktivierung erforderliche Vorsteuerluft absperrt. Wird ein zuvor be- tätigtes Vorsteuerventil abgeschaltet, kehrt das zugeordnete Hauptventil aufgrund einer zugeordneten Rückstellfeder in die Grundstellung zurück.
Eine aus der US 5,113,907 A bekannte Sicherheitsventileinrichtung enthält eine mit zwei monostabilen Hauptventilen ausgestattete Ventileinheit, wobei die Hauptventile durch je eine Rückstellfeder in eine Grundstellung vorgespannt sind, aus der sie mittels je eines zugeordneten Vorsteuerventils in eine Arbeitsstellung auslenkbar sind. Aufgrund einer sich kreuzenden KanalVerbindung der beiden Hauptventile wird ein angeschlossener Verbraucher nur dann mit Druckluft versorgt, wenn beide Hauptventile aktiviert sind. Ein integriertes Überwachungssystem verhindert, dass bei einer Fehlfunktion eines der Hauptventile anschließend eine unbehinderte neuerliche Betätigung möglich ist und signalisiert somit die aufgetretene Fehlfunktion. Das Überwachungssystem enthält zwei Überwachungsventile, die jeweils in eine den Vorsteuerventi- s len die Vorsteuerluft absperrende Stellung umschalten, wenn eines der Hauptventile aufgrund einer Fehlfunktion nicht betätigt wurde. Mittels eines Rückstellventils können die Überwachungsventile wieder in die Grundstellung zurückbewegt werden, allerdings erst nachdem die Fehlfunktion der Hauptventi- lo Ie behoben und diese auf andere Weise erneut in der Grundstellung positioniert wurden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsventileinrichtung zu schaffen, die über eine integrierte Selbstüberwachung mit Fehlerspeicherung verfügt . i5 Gelöst wird diese Aufgabe durch eine pneumatische Sicherheitsventileinrichtung,
- mit einer ersten pneumatischen Funktionsgruppe, die ein als bistabiles 5/2 -Wege-Impulsventil ausgebildetes erstes Hauptventil, einen an einen ersten Arbeitsausgang des ersten
20 Hauptventils angeschlossenen ersten Hauptausgang und ein eine 3/2-Funktionalität aufweisendes erstes Vorsteuerventil aufweist, wobei der Arbeitsausgang des ersten Vorsteuerventils an einen ersten Steuereingang des ersten Hauptventils angeschlossen ist und dort bei aktiviertem erstem VorSteuerventil
25 eine das erste Hauptventil aus einer dessen ersten Arbeits- ausgang mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen oder anschließbaren Haupteingang verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende erste Steuerkraft hervorrufen kann,
30 - mit einer zweiten pneumatischen Funktionsgruppe, die ein als bistabiles 5/2 -Wege-Impulsventil ausgebildetes zweites Hauptventil, einen an einen ersten Arbeitsausgang des zweiten Hauptventils angeschlossenen zweiten Hauptausgang und ein eine 3/2 -Funktionalität aufweisendes zweites Vorsteuerventil aufweist, wobei der Arbeitsausgang des zweiten Vorsteuerventils an einen ersten Steuereingang des zweiten Haupt- 5 ventils angeschlossen ist und dort bei aktiviertem zweitem Vorsteuerventil eine das zweite Hauptventil aus einer dessen ersten Arbeitsausgang mit einem an eine Druckluftquelle angeschlossenen Haupteingang verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende erste Steuerkraft hervorrufen lo kann,
- wobei der Eingang des ersten Vorsteuerventils an den zweiten Hauptausgang und an den ersten Arbeitsausgang des zweiten Hauptventils angeschlossen ist und ferner der Eingang des zweiten Vorsteuerventils an den ersten Hauptausgang und an i5 den ersten Arbeitsausgang des ersten Hauptventils angeschlossen ist,
- wobei ferner der erste Arbeitsausgang des ersten Haupt- ventils auch an einem im Falle seiner Druckluftbeaufschlagung das zugeordnete erste Hauptventil mit einer zweiten Steuer-
2o kraft in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang des ersten Hauptventils angeschlossen ist und der erste Arbeitsausgang des zweiten Hauptventils auch an einem im Falle seiner Druckluftbeaufschlagung das zugeordnete zweite Hauptventil mit einer zweiten Steuerkraft in Richtung
25 der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang des zweiten Hauptventils angeschlossen ist, wobei im aktivierten Zustand eines Vorsteuerventils die von diesem Vorsteuerventil am angeschlossenen ersten Steuereingang hervorrufbare erste Steuerkraft größer ist als die bei in Grundstellung befindli-
3o chem Hauptventil an dessen zweitem Steuereingang hervorruf- bare zweite Steuerkraft,
- wobei außerdem ein erster Entlüftungsausgang des jeweils einen der beiden Hauptventile an einen zweiten Arbeitsausgang des jeweils anderen Hauptventils angeschlossen ist und außerdem ein zweiter Entlüftungsausgang jedes Hauptventils mit der Atmosphäre verbunden ist,
- und wobei eine an die beiden zweiten Steuereingänge ange- s schlossene Rückstellventileinrichtung vorhanden ist, die bei ihrer Aktivierung beiden zweiten Steuereingängen einen das jeweils zugeordnete Hauptventil in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden pneumatischen Rückstelldruck auferlegen kann, wobei die daraus resultierende Rückstellkraft geringer lo ist als die über eines der Vorsteuerventile am ersten Steuereingang desselben Hauptventils hervorrufbare erste Steuerkraft.
Wenn bei dieser Sicherheitsventileinrichtung die beiden Vorsteuerventile synchron betätigt werden, schalten beide Haupt- i5 ventile aus ihrer Grundstellung in eine Arbeitsstellung um und beide Hauptausgänge werden mit Druckluft versorgt . Werden anschließend die Vorsteuerventile gleichzeitig wieder deaktiviert, kehren beide Hauptventile aufgrund der sie beaufschlagenden zweiten Steuerkraft in ihre Grundstellung zurück. Wird
2o aufgrund eines fehlenden Betätigungsbefehls nur eines der
Vorsteuerventile aktiviert, bleibt das dem anderen, nicht betätigten Vorsteuerventil zugeordnete Hauptventil in der
Grundstellung und entlüftet zugleich den Eingang des ihm zugeordneten Vorsteuerventils, so dass es selbst bei einer
25 nachträglichen Betätigung dieses ihm zugeordneten Vorsteuerventils nicht in die Arbeitsstellung umgeschaltet werden kann. Da durch das in der Grundstellung verbleibende Haupt- ventil auch der zweite Steuereingang des in die Arbeitsstellung geschalteten Hauptventils entlüftet wird, verfügt selbi-
3o ges auch bei einer Deaktivierung des ihm zugeordneten Vorsteuerventils nicht mehr über die Möglichkeit, in seine
Grundstellung zurückzuschalten. Der aufgetretene Fehler wird somit "gespeichert". Da die Hauptventile als Impulsventile ausgebildet sind, verharren sie selbst dann in der aktuellen Stellung, falls nach einem vorübergehenden pneumatischen Druckausfall die Druckversorgung wieder zugeschaltet wird. Auch dann bleibt also die Fehlersituation bestehen. Um die Sicherheitsventileinrichtung wieder in den betriebsbereiten Ausgangszustand zu versetzen, in der beide Hauptventile die Grundstellung einnehmen, muss aktiv die Rückstellventil- einrichtung betätigt werden, die einen pneumatischen Rück- stelldruck an die zweiten Steuereingänge der Hauptventile anlegen kann. Damit dieser Rückstellvorgang nur durch autorisiertes Personal möglich ist, kann die Rückstellventilein- richtung bei Bedarf durch ein Schloss oder einen sonstigen Sicherheitsmechanismus verriegelt oder auf sonstige Weise vor einer Betätigung gesichert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Rückstellventileinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass bei ihrer Aktivierung stets beiden zweiten Steuer- eingängen der pneumatische Rückstelldruck zugeführt wird. Somit kann mit einem einzigen Betätigungsvorgang eine rückstellende Beaufschlagung beider Hauptventile bewirkt werden.
Prinzipiell kann die Rückstellventileinrichtung mehrere Ventile beinhalten. Besonders einfach ist eine Bauform, bei der die Rückstellventileinrichtung aus einem einzigen Rückstell- ventil besteht, das insbesondere ein monostabiles 3/2- Wegeventil ist und das für eine manuelle Betätigung ausgelegt sein kann. Abweichend hiervon wäre allerdings auch eine durch Fremdenergie unterstützte Betätigung denkbar, beispielsweise mittels elektrischer und/oder fluidischer Betätigungsenergie. In die Verbindung zwischen der Rückstellventileinrichtung und jedem zweiten Steuereingang ist zweckmäßigerweise ein in Richtung zum jeweiligen Steuereingang öffnendes und in der Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil eingeschaltet. Auf diese Weise wird eine gegenseitige Beeinflussung der an den zweiten Steuereingängen anstehenden Steuersignale in vorteilhafter Weise vermieden.
Es ist ferner zweckmäßig, wenn jeder zweite Steuereingang die zweite Steuerkraft über einen vom ersten Arbeitsausgang des zugeordneten Hauptventils abgezweigten Steuerkanal auferlegt bekommt, wobei diese beiden Steuerkanäle gemeinsam an ein und denselben Arbeitsausgang der Rückstellventileinrichtung angeschlossen sein können.
Bevorzugt wird der pneumatische Rückstelldruck jedem vorge- nannten Steuereingang dadurch auferlegt, dass ein Arbeitsausgang der Rückstellventileinrichtung mit einem der vorgenannten Steuerkanäle verbunden ist, der seinerseits eine Verbindung zwischen dem zweiten Steuereingang und dem Arbeitsausgang des zugeordneten Hauptventils herstellt, um während des Normalbetriebes die für das Zurückschalten in die Grundstellung erforderliche zweite Steuerkraft zu liefern. Damit nun ausgehend von einer Fehlersituation bei einer Aktivierung der Rückstellventileinrichtung die für die Rückstellung erforderliche Druckluft nicht in einen mit der Atmosphäre verbundenen Kanalast abströmen kann, ist zweckmäßigerweise in den Verlauf des betreffenden Steuerkanals eine Drosseleinrichtung eingeschaltet. Sie sorgt dafür, dass sich der pneumatische Rückstelldruck problemlos am zugeordneten zweiten Steuereingang aufbauen kann. Vorzugsweise werden die beiden Hauptventile und zweckmäßigerweise auch die Rückstellventileinrichtung über einen gemein- samen Haupteingang der Steuerventileinrichtung mit unter dem Betriebsdruck stehender Druckluft versorgt.
Die Betätigungsart der Vorsteuerventile kann sich am Anwendungsfall orientieren. Sie können insbesondere manuell
5 betätigbar ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ sind auch Mittel möglich, die eine elektrische und/oder pneumatische Betätigung ermöglichen. Insbesondere ist ein Aufbau möglich, bei dem die Vorsteuerventile elektrische und/oder pneumatische Betätigungsbefehle von einer Hauptstufe der Steuer- lo ventileinrichtung erhalten, an die die beiden Hauptausgänge angeschlossen sind und die insbesondere Bestandteil einer Steuervorrichtung sein kann, die zur Ansteuerung einer Kupp- lungs-Brems-Kombination einer mechanischen Presse dient.
Es können Betriebszustände auftreten, die zur Folge haben, i5 dass eine exakt synchrone Betätigung der beiden Vorsteuerventile nicht stattfindet. Aufgrund von Fertigungs- und Montagetoleranzen ist es meist nicht möglich, gleichschnell umschaltende Ventile zur Verfügung zu stellen. Somit ist es von Vorteil, wenn vorbeugend Mittel vorhanden sind, um ein Zeit-
20 fenster vorzusehen, das einen gewissen Zeitversatz bei der Betätigung zwischen den beiden Vorsteuerventilen toleriert. Solche Maßnahmen können insbesondere darin bestehen, dass in die Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsausgang mindestens eines und zweckmäßigerweise jedes Hauptventils und dem Ein-
25 gang des mit diesem ersten Arbeitsausgang verbundenen Ventils eine ein Puffervolumen definierende Pufferkammer eingeschaltet ist. Selbst bei einem eingangsseitig abfallenden Druck stellt somit das Puffervolumen für einen gewissen, kurzen Zeitraum hinweg noch einen ausreichend hohen Fluiddruck zur
3o Verfügung, um das angeschlossene Vorsteuerventil aktivieren zu können. Zusätzlich oder alternativ kann für den gleichen Zweck eine Abluft-Drosseleinrichtung vorhanden sein, die entweder in einen Kanalabschnitt eingeschaltet ist, der einen zweiten Entlüftungsausgang des Hauptventils mit der Atmosphäre verbindet oder der diesem Kanalabschnitt vorgeschaltet ist .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 das Schaltbild einer bevorzugten Bauform der erfindungsgemäßen Sicherheitsventileinrichtung und Fig. 2-6 verschiedene Betriebszustände der in Fig. l gezeigten Sicherheitsventileinrichtung, wobei mit einem pneumatischen Überdruck beaufschlagte Kanalabschnitte in dickeren Linien gezeichnet sind.
Zunächst sei der grundsätzliche Schaltungsaufbau anhand der Fig. 1 näher erläutert.
Die pneumatische Sicherheitsventileinrichtung 1 verfügt über ein erstes Hauptventil HVl und ein zweites Hauptventil HV2. Beide Hauptventile HVl, HV2 sind als 5/2 -Wegeventile ausgebildet, die eine bistabile Funktionalität haben, so dass es sich bei ihnen um sogenannte Impulsventile handelt. Jedes
Hauptventil HVl, HV2 kann wahlweise eine aus Fig. 1 ersichtliche erste Schaltstellung - als "Grundstellung" bezeichnet - und eine als "Arbeitsstellung" bezeichnete zweite Schaltstellung einnehmen. Beide Schaltstellungen sind stabile Schalt- Stellungen, werden also beibehalten, bis aktiv ein pneumatisches Umschalt-Steuersignal aufgebracht wird. Zur lösbaren Fixierung der jeweiligen SchaltStellung können beispielsweise Reibmittel, Magnetmittel oder Rastmittel eingesetzt werden. Da ein derartiger Ventilaufbau als solches bekannt ist, wird an dieser Stelle auf weitere detaillierte Erläuterungen verzichtet.
Jedes Hauptventil HVl, HV2 verfügt über insgesamt fünf Anschlüsse. Hierbei handelt es sich jeweils um einen Ver- s sorgungseingang VE, um einen ersten Arbeitsausgang AAl, um einen zweiten Arbeitsausgang AA2, um einen ersten Entlüftungsausgang EAl und um einen zweiten Entlüftungsausgang EA2.
Diese vorgenannten Anschlüsse werden in den beiden möglichen lo Schaltstellungen jedes Hauptventils HVl, HV2 in unterschiedlichem Muster miteinander verbunden beziehungsweise voneinander abgetrennt. In der Grundstellung liegt eine Fluidverbin- dung zwischen dem Versorgungseingang VE und dem ersten Arbeitsausgang AAl vor und außerdem eine Fluidverbindung zwi- i5 sehen dem zweiten Arbeitsausgang AA2 und dem zweiten Entlüftungsausgang EA2. Der erste Entlüftungsausgang EAl ist dabei von allen anderen Anschlüssen abgetrennt .
In ihrer Arbeitsstellung, die im Übrigen aus Fig. 3 ersichtlich ist, kommuniziert der Versorgungseingang VE mit dem 20 zweiten Arbeitsausgang AA2 und es ist der erste Arbeitsausgang AAl mit dem ersten Entlüftungsausgang EAl verbunden, wobei gleichzeitig der zweite Entlüftungsausgang EA2 von allen anderen Anschlüssen abgetrennt ist.
Jedes Hauptventil HVl, HV2 verfügt außerdem über einen ersten 25 Steuereingang SEI und einen zweiten Steuereingang SE2. Der erste Steuereingang SEI führt zu einer mit dem Ventilglied des Hauptventils HVl, HV2 bewegungsgekoppelten ersten Steuerfläche 2, während der zweite Steuereingang SE2 zu einer ebenfalls mit dem Ventilglied des Hauptventils HVl, HV2 bewe- 30 gungsgekoppelten zweiten Steuerfläche 3 führt . Die beiden Steuerflächen 2, 3 sind einander entgegengesetzt orientiert. Eine pneumatische Druckbeaufschlagung des ersten Steuereingangs SEI bewirkt eine entsprechende Beaufschlagung der ersten Steuerfläche 2 und ruft dementsprechend eine in der Rich- tung der Arbeitsstellung wirkende erste Steuerkraft FSl hervor. In vergleichbarer Weise bewirkt ein an dem zweiten Steuereingang SE2 eingespeistes Fluid eine Fluidbeaufschlagung der zweiten Steuerfläche 3 und ruft eine in der Richtung der Grundstellung wirksame zweite Steuerkraft FS2 hervor. Die erste Steuerfläche 2 ist größer als die zweite Steuerfläche 3, so dass bei gleich hoher Druckbeaufschlagung die erste Steuerkraft FSl größer ist als die zweite Steuerkraft FS2.
Weitere Ventilbestandteile der Sicherheitsventileinrichtüng 1 sind ein für das Umschalten des ersten Hauptventils HVl aus der Grundstellung in die Arbeitsstellung verantwortliches erstes Vorsteuerventil Wl sowie ein für das Umschalten des zweiten Hauptventils HV2 aus der Grundstellung in die Arbeitsstellung verantwortliches zweites Vorsteuerventil W2. Die beiden Vorsteuerventile Wl, W2 sind als 3/2 -Wegeventile ausgebildet und bevorzugt von monostabiler Bauart . Federmittel 4 halten ein jeweiliges Vorsteuerventil Wl, W2 normalerweise in der aus Fig. 1 ersichtlichen deaktivierten Stellung. Zum Umschalten in die als aktivierte Stellung be- zeichnete zweite Schaltstellung - selbige ist beispielsweise in Fig. 3 gezeigt - kann jedes Vorsteuerventil Wl, W2 mit einem Betätigungsbefehl 5 beaufschlagt werden. Der Betätigungsbefehl 5 kann beispielsweise eine rein manuell erzeugte Stellkraft sein, kann aber auch als elektrisches und/oder pneumatisches Betätigungssignal aufgebracht werden. Das Aus- führungsbeispiel ermöglicht eine sowohl elektrische als auch manuelle Betätigung.
Jedes Vorsteuerventil hat drei abhängig von der SchaltStellung unterschiedlich miteinander verknüpfte Anschlüsse. Bei 5 diesen Anschlüssen handelt es sich um einen Eingang EV, um einen Arbeitsausgang AAV und um einen Entlüftungsausgang EAV. In der deaktivierten Stellung steht der Arbeitsausgang AAV mit dem Entlüftungsausgang EAV in Fluidverbindung, während der Eingang EV von diesen Anschlüssen abgetrennt ist . In der lo aktivierten Stellung steht der Arbeitsausgang AAV mit dem
Eingang EV in Fluidverbindung und der Entlüftungsausgang EAV ist abgetrennt .
Aufgrund ihres weiter unten näher erläuterten Zusammenwirkens können das erste Hauptventil HVl, das mit dem ersten Haupt- i5 ventil HVl ansteuerungsmäßig kooperierende erste Vorsteuerventil Wl und der erste Hauptausgang 17 als Bestandteile einer ersten pneumatischen Funktionsgruppe bezeichnet werden und es können in gleicher Weise das zweite Hauptventil HV2, das mit dem zweiten Hauptventil HV2 ansteuerungsmäßig koope-
2o rierende zweite Vorsteuerventil W2 und der zweiten Hauptausgang 18 als Bestandteile einer zweiter pneumatischen Funktionsgruppe bezeichnet werden.
Als weitere Ventilkomponente beinhaltet die Sicherheits- ventileinrichtung 1 eine Rückstellventileinrichtung RV. Diese 25 kann sich prinzipiell aus mehreren Einzelventilen zusammensetzen, besteht jedoch vorzugsweise aus einem einzigen, als Rückstellventil bezeichenbaren Ventil. Vorzugsweise verfügt die Rückstellventileinrichtung RV über eine 3/2 -Wege- Funktionalität und ist monostabil ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel entspricht der Aufbau der Rückstell- ventileinrichtung RV derjenigen jedes Vorsteuerventils Wl, W2. Federmittel 6 halten die Rückstellventileinrichtung RV normalerweise in der aus Fig. 1 ersichtlichen deaktivierten 5 Stellung. Durch einen Schaltbefehl 7 kann die Rückstellventileinrichtung RV unter Überwindung der Federkraft in die aus Fig. 6 ersichtliche aktivierte Stellung umgeschaltet werden. Der Schaltbefehl 7 kann insbesondere manuell, elektrisch und/oder fluidisch hervorgerufen werden. Das Ausführungsbei- lo spiel ist insbesondere für eine rein manuelle Betätigung ausgelegt. Eine Wegnahme des Schaltbefehls 7 führt, wie im Falle der Vorsteuerventile Wl, W2 die Wegnahme des Betätigungsbefehls 5, zu einem durch die Federmittel 6 hervorgerufenen Zurückschalten in die deaktivierte Stellung. i5 Die Rückstellventileinrichtung RV hat drei je nach Schalt- Stellung unterschiedlich miteinander verknüpfte Anschlüsse. Hierbei handelt es sich um einen Eingang ER, um einen Arbeitsausgang AAR und um einen Entlüftungsausgang EAR.
In der deaktivierten Stellung der Rückstellventileinrichtung 20 RV kommuniziert der Arbeitsausgang AAR mit dem Entlüftungsausgang EAR und der Eingang ER ist von diesen Anschlüssen abgetrennt. In der aktivierten Stellung liegt eine Fluidverbin- dung zwischen dem Arbeitsausgang AAR und dem Eingang ER vor, während der Entlüftungsausgang EAR abgetrennt ist .
25 Jeder Entlüftungsausgang EA2, EAV, EAR steht direkt mit der Atmosphäre in Verbindung, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Schalldämpfers 9. Der Entlüftungsausgang EAl kann bei gleichzeitiger Grundstellung beider Hauptventile HVl, HV2 über das zweite Hauptventil HV2 und dessen Entlüftungsausgang
3o EA2 ebenfalls mit der Atmosphäre kommunizieren. Die Sicherheitsventileinrichtung 1 verfügt über zweckmäßigerweise nur einen einzigen Haupteingang 8, der ausgebildet ist, um mit einer Druckluftquelle P fluidisch verbunden zu werden. Die Druckluftquelle P legt an den Haupteingang 8 unter einem Betriebsdruck stehende Druckluft an.
Über einen ersten, zweiten und dritten Versorgungskanal 12, 13, 14 steht der fluidische Haupteingang 8 ständig mit dem Versorgungseingang VE des ersten Hauptventils HVl, mit dem Versorgungseingang VE des zweiten Hauptventils HV2 und mit dem Eingang ER der Rückstellventileinrichtung RV in Fluid- verbindung .
Prinzipiell wäre es möglich, jedem Versorgungskanal 12, 13, 14 einen eigenen Haupteingang 8 für die Fluidversorgung zuzuordnen, jedoch hat die gemeinsame Zuordnung eines einzigen Haupteinganges 8 konstruktive Vorteile. Zumal auf diese Weise besonders einfach gewährleistet werden kann, dass alle Versorgungseingänge mit dem gleichen Betriebsdruck versorgt werden.
Ein erster Steuerkanal 15 verbindet den ersten Arbeitsausgang AAl des ersten Hauptventils HVl mit dem ersten Steuereingang SEI des zweiten Hauptventils HV2. Allerdings ist in den Verlauf des ersten Steuerkanals 15 das zweite Vorsteuerventil W2 eingeschaltet, das den ersten Steuerkanal 15 in einen Eingangsabschnitt 15a und einen Ausgangsabschnitt 15b unter- teilt. Der Eingangsabschnitt 15a erstreckt sich zwischen dem ersten Arbeitsausgang AAl des ersten Hauptventils HVl und dem Eingang EV des zweiten Vorsteuerventils W2. Der Ausgangsabschnitt 15b verbindet den Arbeitsausgang AAV des zweiten Vorsteuerventils W2 mit dem ersten Steuereingang SEI des zweiten Hauptventils HV2. Ein zweiter Steuerkanal 16 verläuft zwischen dem ersten Arbeitsanschluss AAl des zweiten Hauptventils HV2 und dem ersten Steuereingang SEI des ersten Hauptventils HVl. In den Verlauf dieses zweiten Steuerkanals 16 ist das erste Vor- Steuerventil Wl eingeschaltet. Dieses unterteilt den zweiten Steuerkanal 16 in einen Eingangsabschnitt 16a und einen Ausgangsabschnitt 16b. Der Eingangsabschnitt 16a verbindet den ersten Arbeitsausgang AAl des ersten Hauptventils HVl mit dem Eingang EV des ersten Vorsteuerventils Wl, während der Aus- gangsabschnitt 16b den Arbeitsausgang AAV des ersten Vorsteuerventils Wl mit dem ersten Steuereingang SEI des ersten Hauptventils HVl verbindet.
Die Sicherheitsventileinrichtung 1 hat zwei fluidische Ausgänge, die als erster Hauptausgang 17 und als zweiter Haupt- ausgang 18 bezeichnet seien. Beide Hauptausgänge 17, 18 sind zweckmäßigerweise an eine nur schematisch angedeutete Haupt- stufe 22 angeschlossen, die beim Ausführungsbeispiel zu einer nicht weiter abgebildeten Steuervorrichtung gehört, mit der die Kupplungs-Brems-Kombination einer mechanischen Presse ansteuerbar ist. Für die ordnungsgemäße Betriebsweise der Hauptstufe 22 ist es aus Sicherheitsgründen erforderlich, dass an sie gleichzeitig über beide Hauptausgänge 17, 18 je ein HauptSteuersignal ausgegeben wird. Die Ausgabe nur eines Hauptsteuersignals oder eine signifikant zeitlich versetzte Ausgabe beider HauptSteuersignale verhindert aus Sicherheitsgründen die bestimmungsgemäße Funktion der Hauptstufe 22 beziehungsweise der dieser nachgeschalteten Einrichtung.
Durch die Sicherheitsventileinrichtung l ist gewährleistet, dass der eine derartige Fehlfunktion hervorrufende Schalt- zustand eingefroren, das heißt gespeichert wird, bis die
Sicherheitsventileinrichtung durch Aktivierung der Rückstell- ventileinrichtung RV wieder in den betriebsbereiten Ausgangs- zustand zurückversetzt wird.
Der erste Hauptausgang 17 steht mit dem Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 in Fluidverbindung . Der zweite Hauptausgang 18 steht mit dem Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 in Fluidverbindung.
Ein dritter Steuerkanal 23 verbindet den Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 mit dem zweiten Steuereingang SE2 des ersten Hauptventils HVl. In vergleichbarer Weise stellt ein vierter Steuerkanal 24 eine Fluidverbindung zwischen dem Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 und dem zweiten Steuereingang SE2 des zweiten Hauptventils HV2 her.
Ein erster Verbindungskanal 25 verbindet den ersten Ent- lüftungsausgang EAl des ersten Hauptventils HVl ständig mit dem zweiten Arbeitsausgang AA2 des zweiten Hauptventils HV2. Ein zweiter Verbindungskanal 26 verbindet ständig den zweiten Arbeitsausgang AA2 des ersten Hauptventils HVl mit dem ersten Entlüftungsausgang EAl des zweiten Hauptventils HV2. Der Arbeitsausgang AAR der Rückstellventileinrichtung RV ist über einen Rückstellkanal 27 an den zweiten Steuereingang SE2 jedes Hauptventils HVl, HV2 angeschlossen. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise mittelbar, unter Zwischenschaltung des jeweils zugeordneten dritten oder vierten Steuerkanals 23, 24. Genauer gesagt, teilt sich der Rückstellkanal 27, insbesondere im Anschluss an einen vom Arbeitsausgang AAR der Rückstellventileinrichtung RV ausgehenden Kanalanfangsabschnitt 27c, zweckmäßigerweise in einen ersten Kanalast 27a und einen zweiten Kanalast 27b auf (Aufteilungsstelle 30) . Der erste Kanalast 27a ist an einer ersten Kanalverbindungsstelle 28 an den dritten Steuerkanal 23 angeschlossen und der zweite
Kanalast 27b ist an einer zweiten Kanalverbindungsstelle 29 an den vierten Steuerkanal 24 angeschlossen.
5 In jeden der beiden Kanaläste 27a, 27b des Rückstellkanals 27 ist ein in Richtung zum zugeordneten zweiten Steuereingang SE2 öffnendes und in der Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil 31 eingeschaltet. Somit können die beiden Kanaläste 27a, 27b stets nur in Richtung zum jeweils angeschlossenen lo dritten oder vierten Steuerkanal 23, 24 durchströmt werden.
Die Kanalverbindungsstelle 28, 29 unterteilt den jeweils zugeordneten dritten oder vierten Steuerkanal 23, 24 in einen ersten Kanalabschnitt 23a, 24a und einen zweiten Kanal- abschnitt 23b, 24b. In den zwischen der ersten oder zweiten i5 Kanalverbindungsstelle 28, 29 und dem zugeordneten Eingangsabschnitt 15a, 16a des ersten beziehungsweise zweiten Steuerkanals 15, 16 verlaufenden ersten Kanalabschnitt 23a, 24a ist eine vorzugsweise hinsichtlich ihrer Drosselungsintensität einstellbare Drosseleinrichtung 32, 33 eingeschaltet. Sie be-
2o grenzt die Strömungsrate in dem ersten Kanalabschnitt 23a, 24a.
Optional kann an jeden der beiden Eingangsabschnitte 15a, 16a der Steuerkanäle 15, 16 eine in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Pufferkammer 34 angeschlossen sein, die ein gewisses
25 Puffervolumen zur Speicherung von Druckluft aufweist. Die
hier gespeicherte Druckluft kann einen eingangsseitig an dem Eingangsabschnitt 15a, 16a auftretenden Druckabfall kurzzeitig kompensieren, um die noch zu erwähnende Umschalt- funktion auch dann zu gewährleisten, wenn die Aktivierung der
3o beiden Vorsteuerventile Wl, W2 innerhalb eines tolerierbaren Zeitversatzes liegt. Schließlich ist in Fig. 1 in den gestrichelt umrahmten Bereichen 35 angedeutet, dass in die Verbindung zwischen dem zweiten Entlüftungsanschluss EA2 jedes Hauptventils HVl, HV2 und die Atmosphäre eine Abluftdrosseleinrichtung 36 eingeschaltet s sein kann. Alternativ kann diese Abluftdrosseleinrichtung 36 auch im Verlauf des ersten Verbindungskanals 25 und/oder zweiten Verbindungskanals 26 platziert sein. Sie kann hinsichtlich der vorgebbaren Drosselungsintensität einstellbar ausgebildet sein. lo Es folgt nun anhand Fig. 2-6 eine Funktionsbeschreibung der Sicherheitsventileinrichtung l. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in diesen Abbildungen stets nur einige der in Fig. 1 eingetragenen Bezugszeichen aufgeführt. In dünnen Linien gezeichnete Kanäle sind drucklos und liegen an der At- i5 mosphäre. Die in dicken Linien gezeichneten Kanäle sind mit atmosphärischem Überdruck beaufschlagt.
Die Fig. 2 zeigt den betriebsbereiten Ausgangszustand der Sicherheitsventileinrichtung 1 im unbetätigten Zustand beider Vorsteuerventile Wl, W2. Da Letztere den ihnen jeweils zu-
20 geordneten ersten beziehungsweise zweiten Steuerkanal 15, 16 unterbrechen, sind deren Ausgangsabschnitte 15b, 16b drucklos und an den beiden ersten Steuereingängen SEI liegt kein Steuerdruck an. Beide Hauptventile HVl, HV2 nehmen die Grundstellung ein, da sie an ihrem zweiten Steuereingang SE2 über den
25 zugeordneten dritten beziehungsweise vierten Steuerkanal 23, 24 mit einem Steuerdruck beaufschlagt werden. Ausgehend vom Haupteingang 8 steht über den zweiten Versorgungskanal 13 , den Versorgungseingang VE und den ersten Arbeitsausgang AAl des zweiten Hauptventils HV2 und den Eingangsabschnitt 16a
30 des zweiten Steuerkanals 16 sowohl am zweiten Hauptausgang 18 als auch am Eingang EV des ersten Vorsteuerventils Wl der Betriebsdruck an. Außerdem steht ausgehend von dem Hauptein- gang 8 über den ersten Versorgungskanal 12, den Versorgungs- eingang VE und den ersten Arbeitsausgang AAl des ersten
Hauptventils HVl und schließlich den Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 sowohl an dem ersten Hauptausgang s 17 als auch am Eingang EV des zweiten Vorsteuerventils W2 der Betriebsdruck an.
Die Fig. 3 zeigt einen regulären Arbeitszustand der Sicherheitsventileinrichtung 1, der dadurch erreicht wird, dass durch simultane Betätigungsbefehle 5 beide Vorsteuerventile lo Wl, W2 gleichzeitig in die aktivierte Stellung umgeschaltet worden sind. Hier liegt dann weiterhin, wie im betriebsbereiten Ausgangszustand der Fig. 2, an beiden Hauptausgängen 17, 18 der Betriebsdruck zur Versorgung der Hauptstufe 22 an.
Durch das Aktivieren der beiden Vorsteuerventile Wl, W2 ist i5 innerhalb des ersten und zweiten Steuerkanals 15, 16 die
Fluidverbindung zwischen dem jeweiligen Eingangsabschnitt 15a, 16a und dem zugeordneten Ausgangsabschnitt 15b, 16b freigeschaltet. Dadurch werden die beiden Hauptventile HVl, HV2 an ihren ersten Steuereingängen SEI mit der ersten Steu-
20 erkraft FSl beaufschlagt und haben in die Arbeitsstellung umgeschaltet. Die erste Steuerkraft FSl ist aufgrund der größeren ersten Steuerfläche 2 größer als die in entgegengesetzter Richtung wirkende zweite Steuerkraft FS2, weil die über den dritten beziehungsweise vierten Steuerkanal 23, 24 am zweiten
25 Steuereingang SE2 anstehende Druckluft eine bezüglich der
ersten Steuerfläche 2 kleinere zweite Steuerfläche 3 beaufschlagt. Die Rückschlagventile 31 verhindern einen Druckabbau des im dritten Steuerkanal 23 und vierten Steuerkanal 24 herrschenden Druckes über die deaktivierte Rückstellventil-
30 einrichtung RV hinweg. Die Druckbeaufschlagung des ersten Steuerkanals 15 erfolgt über den ersten Arbeitsausgang AAl und den ersten Entlüftungsausgang EAl des ersten Hauptventils HVl, den ersten Verbindungskanal 25, den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den Versorgungseingang VE des zweiten Hauptventils HV2 und schließlich den mit dem Haupteingang 8 verbundenen zweiten Versorgungskanal 13. Auf diesem Weg ist auch der an den ersten Steuerkanal 15 angeschlossene erste Hauptausgang 17 mit Betätigungsdruck versorgt. Der zweite Steuerkanal 16 wird dadurch mit Druckluft gespeist, dass er über den ersten Arbeitsausgang AAl und den ersten Entlüftungsausgang EAl des zweiten Hauptventils HV2 mit dem zweiten Verbindungskanal 26 verbunden ist, der seinerseits über den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den Ver- sorgungseingang VE des ersten Hauptventils HVl sowie den darauf folgenden ersten Versorgungskanal 12 ebenfalls mit dem unter Betätigungsdruck stehenden Haupteingang 8 verbunden ist. Auf diese Weise liegt auch am zweiten Hauptausgang 18 der Betätigungsdruck an. Wird ausgehend von dem regulären Arbeitszustand die Betätigung der beiden Vorsteuerventile zeitgleich wieder aufgehoben, kehrt das System in den betriebsbereiten Ausgangszustand gemäß Fig. 2 zurück. Die beiden Ausgangsabschnitte 15b, 16b des ersten und zweiten Steuerkanals 15, 16 sind dann über den Entlüftungsausgang EAV des zugeordneten Vorsteuerventils Wl, W2 entlüftet, so dass die erste Steuerkraft FSl entfällt und an den Hauptventilen HVl, HV2 nur noch die zweite Steuerkraft FS2 anliegt, die als pneumatische Feder wirkt und das zugeordnete Hauptventil HVl, HV2 in die Grundstellung zu- rückschaltet. Die Fig. 4 zeigt einen ausgehend vom betriebsbereiten Ausgangszustand der Fig. 2 möglichen ersten Fehlerzustand. Dieser resultiert daraus, dass nur das erste Vorsteuerventil Wl in seine aktivierte Stellung geschaltet wurde, während das 5 zweite Vorsteuerventil W2 in der deaktivierten Stellung verblieben ist. Grund für einen solchen Schaltzustand kann beispielsweise sein, dass an das zweite Vorsteuerventil W2 kein Betätigungsbefehl 5 gelangt ist oder dass eine interne Funktionsstörung des zweiten Vorsteuerventils W2 selbst vor- lo liegt .
In diesem ersten Fehlerzustand strömt die ausgehend vom
Haupteingang 8 über den ersten Versorgungskanal 12 am Versorgungseingang VE des ersten Hauptventils HVl anliegende Druckluft über den zweiten Arbeitsausgang AA2 des ersten Haupt- i5 ventils HVl und den zweiten Verbindungskanal 26 zum ersten Entlüftungsausgang EAl des zweiten Hauptventils HV2, wo der Fluidfluss unterbrochen ist, weil der erste Entlüftungs- ausgang EAl abgesperrt ist. Außerdem wird der Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 und somit auch der da-
20 ran angeschlossene erste Hauptausgang 17 zur Atmosphäre entlüftet und somit druckentlastet, indem der vorgenannte Eingangsabschnitt 15a über den ersten Arbeitsausgang AAl und den Entlüftungsausgang EA2 des ersten Hauptventils HVl mit dem ersten Verbindungskanal 25 verbunden ist, der seinerseits
25 über den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den zweiten Entlüftungsausgang EA2 sowie den gegebenenfalls nachgeschalteten Schalldämpfer 9 mit der Atmosphäre in Verbindung steht . Diese Funktionalität entspricht einer Selbstüberwachung beziehungsweise Selbstsicherung, da anschließend ein Aktivieren des
3o zweiten Vorsteuerventils W2 wegen im Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 fehlender Druckluft nicht mehr zu einem Nachschalten des zweiten Hauptventils HV2 führen kann. Zeitgleich wird der über den Eingangsabschnitt 15a an den ersten Arbeitsausgang AAl des ersten Hauptventils HVl angeschlossene dritte Steuerkanal 23 ebenfalls mit entlüftet. Somit entfällt am zweiten Steuereingang SE2 des ersten Haupt- 5 ventils HVl die zweite Steuerkraft FS2 , mit der Folge, dass das erste Hauptventil HVl selbst dann nicht mehr in die
Grundstellung zurückschaltet, falls das erste Vorsteuerventil Wl wieder deaktiviert werden sollte. Dies bildet die Grundlage für die Speicherung des Fehlers. lo Gleichzeitig wird ausgehend vom Haupteingang 8 über den Versorgungseingang VE und den damit verbundenen ersten Arbeits- ausgang AAl des zweiten Hauptventils HV2 der Betätigungsdruck im Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 zur Verfügung gestellt, der als Steuerdruck zur Lieferung der ersten i5 Steuerkraft FSl dem ersten Steuereingang SEI des ersten
Hauptventils HVl aufschaltbar ist. Auf diesem Wege liegt nun zwar am zweiten Hauptausgang 18 auch der Betriebsdruck an, was jedoch in der Hauptstufe 22 keine reguläre Operation hervorruft, weil der parallel angeschlossene erste Hauptausgang
20 17 drucklos ist .
Die Fig. 5 zeigt einen möglichen zweiten Fehlerzustand, wie er ausgehend vom regulären Arbeitszustand der Fig. 2 eintreten kann. Er unterscheidet sich vom ersten Fehlerzustand dadurch, dass nun nur das zweite VorSteuerventil W2 aktiviert 2s wurde, während das erste Vorsteuerventil Wl im deaktivierten Zustand verharrt. Somit wurde lediglich das zweite Hauptventil HV2 in seine Arbeitsstellung geschaltet, das erste Haupt- ventil HVl ist in der Grundstellung verblieben.
Die aus dem Haupteingang 8 über den zweiten Versorgungskanal 30 13 und das zweite Hauptventil HV2 in den ersten Verbindungs- kanal 25 eingeleitete Druckluft wird somit durch den abge- sperrten ersten Entlüftungsausgang EAl des ersten Haupt- ventils HVl an einem Weiterströmen gehindert.
Außerdem wird der Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 und somit auch der daran angeschlossene zweite 5 Hauptausgang 18 entlüftet und somit druckentlastet. Dies geschieht dadurch, dass besagter Eingangsabschnitt 16a über den ersten Arbeitsausgang AAl und den Entlüftungsausgang EAl des zweiten Hauptventils HV2 , den zweiten Verbindungskanal 26 sowie den zweiten Arbeitsausgang AA2 und den zweiten Ent- lo lüftungsausgang EA2 des ersten Hauptventils HVl mit der Atmosphäre verbunden ist, was optional über den schon erwähnten Schalldämpfer 9 hinweg erfolgen kann.
Selbst wenn nun das erste VorSteuerventil Wl aktiviert werden sollte, könnte dies wegen im Eingangsabschnitt 16a des i5 zweiten Steuerkanals 16 fehlendem Druck nicht mehr zu einem Machschalten des ersten Hauptventils HVl führen.
Da der vierte Steuerkanal 24 an den Eingangsabschnitt 16a des zweiten Steuerkanals 16 und mithin auch an den ersten Arbeitsausgang AAl des zweiten Hauptventils HV2 angeschlossen
2o ist, wird er ebenfalls entlüftet, so dass die auf das zweite Hauptventil HV2 einwirkende zweite Steuerkraft FS2 wegfällt. Somit verfügt das zweite Hauptventil HV2 auch bei einer Deaktivierung des zweiten Vorsteuerventils W2 und dem daraus resultierenden Entfall der ersten Steuerkraft FSl nicht mehr
25 über die Möglichkeit, in seine Grundstellung zurückzuschalten. Der aufgetretene Fehler ist auf diese Weise fixiert und quasi gespeichert.
Der Eingangsabschnitt 15a des ersten Steuerkanals 15 wird in dem zweiten Fehlerzustand über den ersten Arbeitsausgang AAl 3o und den Versorgungseingang VE des ersten Hauptventils HVl und den sich anschließenden ersten Versorgungskanal 12 aus dem Haupteingang 8 mit Druckluft versorgt. Somit liegt auch an dem ersten Hauptausgang 17 ein pneumatisches Ausgangssignal an. Da jedoch der zweite Hauptausgang 18 drucklos ist, fehlt 5 dessen Ausgangssignal, was dazu genutzt werden kann, in der Hauptstufe 22 von einer Durchführung der regulären Steuerfunktion abzusehen.
Bei beiden Fehlerzuständen kann selbst ein Abfall der Druckversorgung P am Haupteingang 8 ein Aufheben der Speicherung lo des aufgetretenen Fehlers nicht hervorrufen. Dieser Erhalt der Fehlerspeicherung erstreckt sich auch auf den sich anschließenden Zustand einer neuerlichen Rückkehr der Druckversorgung. Aufgrund ihrer Ausgestaltung als Impulsventile verharren die beiden Hauptventile HVl, HV2 in der momentanen i5 Stellung, wenn sie nicht von einer Steuerkraft beaufschlagt werden.
Ausgehend von einem der beiden geschilderten Fehlerzustände kann die Steuerventileinrichtung nur durch aktiven Eingriff mittels Aktivierung der Rückstellventileinrichtung RV wieder
20 in den betriebsbereiten Ausgangszustand der Fig. 2 zurückgesetzt werden. Die Fig. 6 zeigt diesen zurückgesetzten Zustand, der - was die Schaltstellungen der Hauptventile HVl, HV2 und der Vorsteuerventile Wl, W2 betrifft - dem betriebsbereiten Ausgangszustand entspricht, wobei allerdings
25 die Rückstellventileinrichtung RV die aktivierte Stellung
einnimmt.
Zu ihrer Aktivierung wird die Rückstellventileinrichtung RV in der oben schon erwähnten Weise mittels eines Schaltbefehls 7 betätigt. Aus Sicherheitsgründen, um unautorisierte Rück- 3o Setzungen auszuschließen, kann die Rückstellventileinrichtung RV durch nicht weiter abgebildete Sicherungsmittel gesichert werden, beispielsweise ein mechanisches Schloss oder eine mit einem einzugebenden Geheimcode abgesicherte elektronische Schaltung.
In der deaktivierten Stellung der Rückstellventileinrichtung s RV ist der Rückstellkanal 27 drucklos, da er über den Arbeitsausgang AAR und den Entlüftungsausgang EAR der Rückstellventileinrichtung RV mit der Atmosphäre verbunden ist .
Bei aktivierter Rückstellventileinrichtung RV wird der Rückstellkanal 27 über den Arbeitsausgang AAR und den Eingang ER lo der Rückstellventileinrichtung RV mit dem dritten Versorgungskanal 14 und somit mit dem den pneumatischen Betätigungsdruck bereitstellenden Haupteingang 8 verbunden. Als Folge davon werden über die hierbei selbsttätig öffnenden Rückschlagventile 31 hinweg der dritte und vierte Steuerkanal i5 23, 24 mit Druck beaufschlagt. Die Einspeisung in den dritten beziehungsweise vierten Steuerkanal 23, 24 erfolgt an der ersten beziehungsweise zweiten Kanalverbindungsstelle 28, 29, so dass die jeweils zugeordnete Drosseleinrichtung 32, 33 aufgrund des durch sie hervorgerufenen Strömungswiderstandes
2o für einen raschen Druckaufbau innerhalb des jeweiligen zweiten Kanalabschnittes 23b, 24b sorgt. Ohne eine Drosseleinrichtung 32, 33 könnte sich in dem aufgrund eines vorausgegangenen Fehlerzustandes drucklosen dritten oder vierten Steuerkanal 23, 24 der die zweite Steuerkraft FS2 hervorru-
25 fende Umschaltdruck nicht oder nur stark zeitverzögert aufbauen, weil der besagte drucklose dritte oder vierte Steuerkanal 23, 24 über den zweiten Entlüftungsausgang EA2 des jeweils anderen Hauptventils entlüftet ist, wie dies anhand Fig. 4 und 5 erläutert wurde.
3o Allerdings besteht prinzipiell die Möglichkeit, die pneumatische Rückstellkraft unabhängig von den dritten und vierten Steuerkanälen 23, 24 auf die Hauptventile HVl, HV2 aufzubringen, indem man den Rückstellkanal 27 zur Beaufschlagung von Steuerflächen der Hauptventile HVl, HV2 heranzieht, die von den zweiten Steuerflächen 3 unabhängig sind.
5 Zweckmäßigerweise ist die Rückstellung in den betriebsbereiten Ausgangszustand nur möglich, nachdem zuvor beide VorSteuerventile Wl, W2 deaktiviert worden sind. Solange das gemäß dem ersten oder zweiten Fehlerzustand aktivierte Vorsteuerventil aktiviert bleibt, unterliegt das ihm zugeord- lo nete Hauptventil der ersten Steuerkraft FSl, die aufgrund ihrer dominierenden Wirkung ein Zurückschalten in die Grundstellung verhindert, auch wenn am zweiten Steuereingang SE2 die durch die Rückstellvorrichtung RV hervorgerufene zweite Steuerkraft FS2 angelegt wird. i5 Da die Rückstellventileinrichtung RV eingangsseitig auch an den Haupteingang 8 angeschlossen ist, wird sie mit dem gleichen Betriebsdruck versorgt wie die anderen Komponenten der Steuerventileinrichtung 1, so dass der durch sie den beiden zweiten Steuereingängen SE2 auferlegbare pneumatische Rück-
2o stelldruck gleichhoch ist wie der im Normalbetrieb für die Erzeugung der zweiten Steuerkraft FS2 verantwortliche Betriebsdruck.
Wie die vorstehende Beschreibung gezeigt hat, ist die Rückstellventileinrichtung RV insbesondere so ausgebildet, dass
25 bei ihrer Aktivierung stets beiden zweiten Steuereingängen SE2 der pneumatische Rückstelldruck zugeführt wird. Eine selektive Betätigung der Rückstellventileinrichtung RV in Abhängigkeit vom Fehlertyp ist somit nicht erforderlich. Die beiderseitige Beaufschlagung mit einem pneumatischen Rück-
30 stelldruck erfolgt überdies zweckmäßigerweise stets gleichzeitig. Es ist vorteilhaft, wenn die Sicherheitsventileinrichtung 1 mit Mitteln ausgestattet ist, die eine gewisse Fehlertoleranz bei der Aktivierung der beiden Vorsteuerventile Wl, W2 ermöglichen. Diese Fehlertoleranz sorgt dafür, dass die beiden Vorsteuerventile Wl, W2 auch dann noch betätigbar sind, wenn ihre Betätigung mit einem gewissen zeitlichen Versatz erfolgt, der innerhalb eines einen Toleranzbereich definierenden Zeitfensters liegt.
Derartige Toleranzmaßnahmen können gemäß Fig. 1 darin be- stehen, dass an die Eingangsabschnitte 15a, 16a des ersten und zweiten Steuerkanals 15, 16 im oben schon erwähnten Sinne je eine strichpunktiert angedeutete Pufferkammer 34 angeschlossen ist. Die Pufferkammern 34 werden mit Druckluft gefüllt, wenn bei entsprechender Schaltstellung der beiden Hauptventile HVl, HV2 eingangsseitig am ersten und zweiten Steuerkanal 15, 16 Druckluft anliegt. Tritt anschließend der erste oder zweite Fehlerzustand auf, wird der vom Fehler betroffene erste oder zweite Steuerkanal 15, 16 über das zugeordnete Hauptventil HVl, HV2 entlüftet. Aufgrund des am be- troffenen Steuerkanal 15, 16 anliegenden Puffervolumens wird jedoch gewährleistet, dass der Druckabfall zeitverzögert stattfindet und der herrschende Druck innerhalb des erwähnten Zeitfensters noch ausreichend groß ist, um ein Nachschalten des bis dahin unbetätigten ersten oder zweiten Hauptventils HVl, HV2 zu ermöglichen.
Der gleiche Effekt lässt sich mit der an den jeweiligen zweiten Entlüftungsausgang EA2 der Hauptventile HVl, HV2 angeschlossenen Abluftdrosseleinrichtung 36 erzielen. Selbige sorgt dafür, dass in einem Fehlerfall die Druckluft aus dem betroffenen ersten beziehungsweise zweiten Steuerkanal 15, 16 nicht schlagartig abströmt, sondern eine langsame Entlüftung stattfindet, so dass für einen gewissen Zeitraum noch ein ausreichend hoher Umschaltdruck zur Verfügung steht.
Ist die Abluftdrosseleinrichtung 36 hinsichtlich ihrer Drosselungsintensität einstellbar, kann der ein reguläres Betäti- gen der Sicherheitsventileinrichtung l zulassende maximale Zeitversatz für die Betätigung der beiden Vorsteuerventile Wl, W2 variabel vorgegeben werden. Auch über das Volumen der Pufferkammern 34 kann der Zeitversatz einstellbar sein.
Alternativ könnte mindestens eine Drosseleinrichtung 36 auch in den Verlauf des ersten oder zweiten Verbindungskanals 25, 26 eingeschaltet werden. Auch in diesem Fall ist gewährleistet, dass ein in der Grundstellung eines Hauptventils HVl, HV2 einen zweiten Entlüftungsausgang EA2 des betreffenden Hauptventils HVl, HV2 enthaltender Kanalabschnitt mit ei- ner Abluftdrosseleinrichtung 36 versehen ist, die beim Auftreten eines Fehlerzustandes eine verzögerte Entlüftung des zugeordneten ersten oder zweiten Steuerkanals 15, 16 gewährleistet.
Die Pufferkammern 34 und Abluftdrosseleinrichtungen 36 können sowohl alternativ als auch kumulativ vorhanden sein.
Ist das durch eine Pufferkammer 34 und/oder eine Abluft- drosseleinrichtung 36 definierte Zeitfenster abgelaufen, verbleibt die Sicherheitsventileinrichtung l im momentan aufgetretenen Fehlerzustand.

Claims

Ansprüche
1. Pneumatische Sicherheitsventileinrichtung,
- mit einem ersten pneumatischen Schaltkreis, der ein als bistabiles 5/2 -Wege-Impulsventil ausgebildetes erstes Haupt- ventil (HVl) , einen an einen ersten Arbeitsausgang (AAl) des 5 ersten Hauptventils (HVl) angeschlossenen ersten Hauptausgang (17) und ein eine 3/2 -Funktionalität aufweisendes erstes Vorsteuerventil (Wl) aufweist, wobei der Arbeitsausgang (AAV) des ersten Vorsteuerventils (Wl) an einen ersten Steuereingang (SEI) des ersten Hauptventils (HVl) angeschlossen ist lo und dort bei aktiviertem erstem Vorsteuerventil (Wl) eine das erste Hauptventil (HVl) aus einer dessen ersten Arbeits- ausgang (AAl) mit einem an eine Druckluftquelle (P) angeschlossenen oder anschließbaren Haupteingang (8) verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende erste i5 Steuerkraft (FSl) hervorrufen kann,
- mit einem zweiten pneumatischen Schaltkreis, der ein als bistabiles 5/2 -Wege-Impulsventil ausgebildetes zweites Hauptventil (HV2) , einen an einen ersten Arbeitsausgang (AAl) des zweiten Hauptventils (HV2) angeschlossenen zweiten Haupt-
20 ausgang (18) und ein eine 3/2 -Funktionalität aufweisendes
zweites Vorsteuerventil (W2) aufweist, wobei der Arbeitsausgang (AAV) des zweiten Vorsteuerventils (W2) an einen ersten Steuereingang (SEI) des zweiten Hauptventils (HV2) angeschlossen ist und dort bei aktiviertem zweitem Vorsteuer-
25 ventil (W2) eine das zweite Hauptventil (HV2) aus einer dessen ersten Arbeitsausgang (AAl) mit einem an eine Druckluft- quelle (P) angeschlossenen Haupteingang (8) verbindenden Grundstellung in eine Arbeitsstellung umschaltende erste Steuerkraft (FSl) hervorrufen kann, - wobei der Eingang (EV) des ersten Vorsteuerventils (Wl) an den zweiten Hauptausgang (18) und an den ersten Arbeits- ausgang (AAl) des zweiten Hauptventils (HV2) angeschlossen ist und ferner der Eingang (EV) des zweiten Vorsteuerventils
5 (W2) an den ersten Hauptausgang (17) und an den ersten Arbeitsausgang (AAl) des ersten Hauptventils (HVl) angeschlossen ist,
- wobei ferner der erste Arbeitsausgang (AAl) des ersten Hauptventils (HVl) auch an einem im Falle seiner Druckluft- xo beaufschlagung das zugeordnete erste Hauptventil (HVl) mit einer zweiten Steuerkraft (FS2) in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang (SE2) des ersten
Hauptventils (HVl) angeschlossen ist und der erste Arbeits- ausgang (AAl) des zweiten Hauptventils (HV2) auch an einem im i5 Falle seiner Druckluftbeaufschlagung das zugeordnete zweite Hauptventil (HV2) mit einer zweiten Steuerkraft (FS2) in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden zweiten Steuereingang (SE2) des zweiten Hauptventils (HV2) angeschlossen ist, wobei im aktivierten Zustand eines Vorsteuerventils
20 (Wl, W2) die von diesem Vorsteuerventil (Wl, W2) am angeschlossenen ersten Steuereingang (SEI) hervorrufbare erste Steuerkraft (FSl) größer ist als die bei in Grundstellung befindlichem Hauptventil (HVl, HV2) an dessen zweitem Steuereingang (SE2) hervorrufbare zweite Steuerkraft (FS2) ,
25 - wobei außerdem ein erster Entlüftungsausgang (EAl) des jeweils einen der beiden Hauptventile (HVl, HV2) an einen zweiten Arbeitsausgang (AA2) des jeweils anderen Hauptventils (HV2, HVl) angeschlossen ist und außerdem ein zweiter Entlüftungsausgang (EA2) jedes Hauptventils (HVl, HV2) mit der
3o Atmosphäre verbunden ist,
- und wobei eine an die beiden zweiten Steuereingänge (SE2) angeschlossene Rückstellventileinrichtung (RV) vorhanden ist, die bei ihrer Aktivierung beiden zweiten Steuereingängen (SEI, SE2) einen das jeweils zugeordnete Hauptventil (HVl, HV2) in Richtung der Grundstellung beaufschlagenden pneumatischen Rückstelldruck auferlegen kann, wobei die daraus resultierende Rückstellkraft geringer ist als die über eines 5 der Vorsteuerventile (Wl, W2) am ersten Steuereingang (SEI) desselben Hauptventils (HVl, HV2) hervorrufbare erste Steuerkraft .
2. Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellventileinrichtung (RV) soo ausgebildet ist, dass bei ihrer Aktivierung stets beiden
zweiten Steuereingängen (SE2) der pneumatische Rückstelldruck zugeführt wird.
3. Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellventileinrichtungs (RV) aus einem einzigen, insbesondere manuell betätigbaren
Rückstellventil besteht, bei dem es sich zweckmäßigerweise um ein monostabiles 3/2 -Wegeventil handelt.
4. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellventilein-0 richtung (RV) einen mit dem Haupteingang (8) verbundenen, im aktivierten Zustand mit den beiden zweiten Steuereingängen (SE2) der Hauptventile (HVl, HV2) verbundenen Ventileingang (ER) aufweist.
5. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen der Rückstellventileinrichtung (RV) und dem zweiten Steuereingang (SE2) jedes Hauptventils (HVl, HV2) ein in Richtung zum jeweiligen zweiten Steuereingang (SE2) öffnendes und in der Gegenrichtung sperrendes Rückschlagventil (31)o eingeschaltet ist.
6. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Steuereingang über jeweils einen Steuerkanal (23, 24) an den ersten Arbeitsausgang (AAl) des zugeordneten Hauptventils (HVl, HV2)
5 angeschlossen ist und die Rückstellventileinrichtung (RV) zweckmäßigerweise einen in ihrem aktivierten Zustand den Rückstelldruck ausgebenden Arbeitsausgang (AAR) aufweist, der mit jedem solchen Steuerkanal (23, 24) verbunden ist.
7. Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- lo kennzeichnet, dass in den sich zwischen dem ersten Arbeits- ausgang (AAl) jedes Hauptventils (HVl, HV2) und der zwischen diesem ersten Arbeitsausgang (AAl) und dem zweiten Steuereingang (SE2) liegenden, mit dem Arbeitsausgang (AAR) der Rückstellventileinrichtung (RV) verbundenen Kanalverbindungs- i5 stelle (28, 29) erstreckenden Kanalabschnitt (23a, 24a) des betreffenden Steuerkanals (23, 24) eine bevorzugt einstellbare Drosseleinrichtung (33) eingeschaltet ist.
8. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptventile
2o (HVl, HV2) jeweils einen bei Einnahme der Grundstellung mit dem zugeordneten ersten Arbeitsausgang (AAl) kommunizierenden Versorgungseingang (VE) aufweisen, der mit dem Haupteingang (8) verbunden ist, wobei zweckmäßigerweise der Versorgungs- eingang (VE) beider Hauptventile (HVl, HV2) mit ein und dem-
25 selben Haupteingang (8) in Verbindung steht, an dem insbesondere auch der Ventileingang (ER) der Rückstellventileinrichtung (RV) angeschlossen ist.
9. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerventile
30 (Wl, W2) manuell betätigbar ausgebildet sind.
10. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerventile (Wl, W2) elektrisch und/oder pneumatisch betätigbar ausgebildet sind.
5 11. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Hauptventil (HVl, HV2) zum Erzeugen der ersten und zweiten Steuerkraft (FSl, FS2) eine dem ersten Steuereingang (SEI) zugeordnete erste Steuerfläche (2) und eine dem zweiten Steuereingang (SE2) zu- lo geordnete zweite Steuerfläche (3) aufweist, wobei die erste Steuerfläche (2) größer ist als die zweite Steuerfläche (3) .
12. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Grundstellung eines Hauptventils (HVl, HV2) einen zweiten Entlüftungsaus- i5 gang (EA2) des Hauptventils (HVl, HV2) enthaltender Kanalabschnitt mit einer Abluftdrosseleinrichtung (36) versehen ist.
13. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwi-
20 sehen dem ersten Arbeitsausgang (AAl) mindestens eines Haupt- ventils (HVl, HV2) und dem Ventileingang (EV) des mit diesem ersten Arbeitsausgang (AAl) verbundenen Vorsteuerventils (Wl, W2) eine ein Puffervolumen definierende Pufferkammer (34) eingeschaltet ist.
25 14. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hauptausgänge (17, 18) an eine die an den Hauptausgängen (17, 18) anstehenden pneumatischen Signale verarbeitende Hauptstufe (22) angeschlossen sind, die insbesondere Bestandteil einer zur Ansteuerung einer Kupplungs-Brems-Kombination einer mechanischen Presse dienenden Steuervorrichtung ist.
15. Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuerventile (Wl, W2) im deaktivierten Zustand eine Verbindung des ersten Steuereinganges (SEI) des zugeordneten Hauptventils (HVl, HV2) mit der Atmosphäre herstellen.
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