JPH09220698A - プレス等の両手操作形制御手段用制御装置 - Google Patents

プレス等の両手操作形制御手段用制御装置

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JPH09220698A
JPH09220698A JP8354988A JP35498896A JPH09220698A JP H09220698 A JPH09220698 A JP H09220698A JP 8354988 A JP8354988 A JP 8354988A JP 35498896 A JP35498896 A JP 35498896A JP H09220698 A JPH09220698 A JP H09220698A
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JP
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switch
electromagnet
control device
valve
terminal
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JP8354988A
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Uwe Wetzel
ウヴェ ワットゼル
Nils Svensson
ニルス スヴェンソン
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Ross Operating Valve Co
Original Assignee
Ross Operating Valve Co
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B9/00Safety arrangements
    • G05B9/02Safety arrangements electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • F15B20/001Double valve requiring the use of both hands simultaneously
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16PSAFETY DEVICES IN GENERAL; SAFETY DEVICES FOR PRESSES
    • F16P3/00Safety devices acting in conjunction with the control or operation of a machine; Control arrangements requiring the simultaneous use of two or more parts of the body
    • F16P3/18Control arrangements requiring the use of both hands
    • F16P3/20Control arrangements requiring the use of both hands for electric control systems

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  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】信号処理モニタリングロジックを要せずしてタ
ーミナルブロック上で容易に組み立てることができる制
御装置を提供することにある。 【解決手段】第1および第2出力ターミナル(2、4)
を備えた押圧形スイッチ(20、21)を有するそれぞ
れの給電回路(41、44;42、44)に2つの電磁
石(61、62)を備えた制御装置であって、前記スイ
ッチが第1出力ターミナル(2)の方向に押圧されてい
る制御装置。磁石が押圧力に抗して付勢状態に移動され
ると、一方の回路のスイッチがその第1ターミナル
(2)から、磁石が接続されている第2ターミナル
(4)に切り換わる。2つのスイッチ(20、21)の
第1および第2ターミナル(2、4)が交差接続されて
いるため、第1回路への制御信号(S1、S2)が第2
回路の磁石を最初に付勢し、これと逆の作動も行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同時に受けるそれ
ぞれの電気信号に応答して2つの電磁石のほぼ同時の付
勢を制御しかつモニタリングする制御装置であって、各
電磁石が要素を有し、該要素は、その関連する電磁石の
非付勢状態において第1非付勢通常位置を占め、電磁石
が付勢されると第2付勢端位置に移動され、電磁石の変
位可能要素は、ほぼ同時にそれぞれの付勢端位置に移動
され、かつ、両信号がほぼ同時に供給されかつ供給が維
持されると前記付勢端位置に留まるように構成された制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の制御装置は、例えば、エキセン
プレスのような工作機械のクラッチまたはブレーキへの
圧縮空気の供給を制御するのに使用されるいわゆるツイ
ンバルブに使用される。制御装置は、例えば、圧縮空気
の供給を制御すべく機能する両手操作形装置に連結され
る。この場合、作業者は、2つの別々の制御信号発生接
点をほぼ同時に操作する必要がある。この場合、上記2
つの要素は、付勢されたときにエキセンプレスに圧縮空
気を供給できるバルブユニットで構成するか、該バルブ
ユニットに連結される。また、ツインバルブは、通常、
2つのバルブユニットにより制御される真空引き弁(ev
acuation valves)を有している。真空引き弁を閉じて、
圧縮空気が弁構造を通ってプレスの作動シリンダに導か
れるようにするには、2つのバルブユニットを迅速にか
つほぼ同時に開く必要がある。
【0003】しかしながら、当業者ならば、本発明の制
御装置は他の磁気作動形要素にも使用できることが理解
されよう。
【0004】本発明の制御装置が容易に理解されるよう
にかつその特徴が明らかになるようにするため、制御装
置を、作業者に怪我を与える危険性のある工作機械への
圧力流体の流れを制御するいわゆるツインバルブに関連
して以下に説明する。制御装置では、ツインバルブは、
例えば、工作機械への圧縮空気の流路を開くのに作業者
が両手で同時に操作しなければならない2つの電気スイ
ッチの補助により得られる2つの制御信号により制御さ
れる。
【0005】規則、法規および規定によれば、弁構造
は、該弁構造の構成部品が故障しても工作機械がこれ以
上移動しないように設計することが必要である。また、
制御装置は、弁構成部品の故障後は、新たな作動サイク
ル(プレスサイクル)が開始されないようにしなければ
ならない。弁が故障したときに、作動サイクル(作動ス
トローク)中の工作機械を停止させるのに要する時間
は、機械の作業者を危険にさらすほど長くてはならな
い。
【0006】これらの条件は、例えば、圧力流体/圧縮
空気を、いわゆる二重弁を介してエキセンプレスに供給
することにより満たすことができる。このような二重弁
は当業界において良く知られている。既知の二重弁の一
例として、Ross Europa GmbH社(D-6070 Langen 、ドイ
ツ) から、Serpar(登録商標)交差流二重弁として市販
されているものがある。
【0007】このような既知の二重弁/ツインバルブは
常閉形の2つの弁ユニットを有し、各弁ユニットは、そ
れぞれの電磁石に供給される制御信号に応答して、電磁
石により開位置に移動される。弁ユニットは、例えば機
械への圧縮空気供給路に対して直列に配置されるように
構成されている。また、ツインバルブは、通常、常開形
でかつ弁ユニットが開くと該弁ユニットにより閉じられ
る2つの真空引き弁を有している。真空引き弁は、ドレ
ンまたは放出手段に対して並列に連結される。従って、
供給される圧縮空気がドレンに真空引きされないように
するには、弁ユニットを同時に開く必要がある。2つの
弁ユニットの同時開閉は、これらの関連弁要素がそれぞ
れ開閉し始めるときに、それぞれの弁ユニット内の空気
圧力を検出することによりモニタリングされる。これ
は、2つの空気圧力を相互に比較できるようにし、これ
により、弁構造は、検出された圧力が互いにほぼ等しく
かつ同時に供給されるときに、圧縮空気が弁ユニットを
通ることを可能にする。このモニタリングプロセスに単
一シリンダ(該シリンダは、ピストンにより2つのチャ
ンバに分割され、該チャンバには関連弁要素から圧力が
供給される)を使用することは知られている。ピストン
の移動により、遮断されている少なくとも1つの電磁石
に電気信号が供給され、これにより圧縮空気が工作機械
に供給されることが防止される。他の既知のモニタリン
グ装置は、一方の端位置に向かってばね押圧された2つ
のシリンダを有し、該シリンダはそれぞれの弁ユニット
内の圧力に連結され、ピストンの位置が弁ユニット内の
圧力の表示、すなわち弁ユニットが開き始めた旨の表示
を与える。電子モニタリング装置/ロジックは、この端
部への検出された2つの圧力制御形ピストン運動の案内
により、弁ユニットを加圧する間の時間差が所定の値を
超えるときに弁ユニットを開位置に保持することを防止
するようになっている。
【0008】それぞれの弁ユニット内の圧力が供給圧力
に等しいとき、1つの状態から他の状態に切り換えられ
る圧力制御形電気スイッチ(該スイッチは、外部電磁モ
ニタリング構造を制御する)を備えた同様な構造も当業
者に知られている。このような外部電気モニタリング構
造は高価でありかつ信号処理装置を必要とし、更に、容
易に解消できない故障原因を包含している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、制御
装置を提供することにある。
【0010】従って、本発明の目的は、信号処理モニタ
リングロジックを必要とすることなくターミナルブロッ
ク上で容易に組み立てることができる制御装置であっ
て、実際の制御装置/ターミナルブロックが、例えば、
前記装置により制御すべき二重弁に都合良く取り付けら
れ、これにより、独創的な制御装置を備えた制御信号ラ
インのみをユニットに接続すればよい制御装置を提供す
ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的は、特許請求の
範囲の請求項1に記載の制御装置により達成される。
【0012】本発明の他の特徴は、実施態様項に記載さ
れている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態および添
付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【0014】図1には、圧縮空気ラインの入口端10が
示されており、圧縮空気ラインの出口端16は、圧縮空
気をエキセンプレスのような工作機械に供給する。両端
部10、16の間には、2つの並列分岐ライン11、1
2が延びており、各分岐ライン11、12は、互いに同
じ設計のそれぞれの弁71、72を有している。両弁7
1、72は常閉弁であるが、両弁71、72がほぼ同時
に開かれる場合には、ばねの作用に抗して変位され、流
体を「アンド」ファンクション15(「アンド」ファン
クション15は、圧縮空気を、出口端16に連結された
工作機械に供給できるようにする)に流れることができ
るようにする。図示のアンドファンクション15は、本
発明の装置の操作方法の理解を容易にするため簡単化さ
れている。実際には、アンドファンクション15は、図
2に示す弁構造およびフローカップリングで構成でき
る。
【0015】各弁71、72は、それぞれの電磁石61
(V1)、62(V2)によりその開位置に変位され
る。
【0016】流体圧力制御形電気スイッチ20(P1)
は、弁71と弁15との間を支配する圧力を、ライン1
3を介して検出する。スイッチ20は入力ターミナル1
を有し、該入力ターミナル1はライン41を介して制御
信号源S1に接続されている。スイッチ20は2つの出
力ターミナル2、4を有する。ライン13内の圧力がス
イッチ20のばね力に打ち勝つと、ターミナル1が出力
ターミナル4に接続される。ライン13内の圧力がスイ
ッチ20のばね力より小さい場合には、ターミナル1は
出力ターミナル2に接続される。前記スイッチのターミ
ナル4は、ライン51を介して磁石61に接続され、か
つ該磁石61のソレノイドを介してライン44に接続さ
れ、該ライン44はライン43および負の電位に接続さ
れている(信号源S1は、正の電位であると仮定す
る)。ライン13内の圧力がスイッチ20を出力ターミ
ナル4に切り換えると、制御信号源S1は電磁石61を
付勢し、圧縮空気がライン11を介してアンド弁ファン
クション15に流れ得るようにする。
【0017】以上から、基本的に、ライン13内の圧力
が選択された或る圧力限度を超えると、スイッチが、直
接的または間接的に、その通常位置から付勢位置に切り
換えられる。スイッチには、しばしば、該スイッチをそ
の通常位置に押圧するばねが負荷している。
【0018】流体制御スイッチ21(P2)は、ライン
14を介して、弁72と「アンド」弁15との間を支配
する圧力を検出する。スイッチ21は入力ターミナル1
を有し、該入力ターミナル1はライン42を介して制御
信号源S2に接続されている。スイッチ21は2つの出
力ターミナル2、4を有する。ライン14内の圧力がス
イッチ21のばね力に打ち勝つと、ターミナル1が出力
ターミナル4に接続される。ライン14内の圧力がスイ
ッチのばね力より小さい場合には、ターミナル1は出力
ターミナル2に接続される。スイッチ21のターミナル
4は、ライン52を介して弁72のユニット62(V
2)に接続され、かつ磁石のソレノイドを介して、ライ
ン43および負の電位すなわちゼロコンダクタ(0-cond
uctor)に接続されたライン45に接続されている。かく
して、ライン14内の圧力がスイッチ21をターミナル
4に切り換えると、制御信号源S2は磁石62を付勢
し、圧縮空気がライン12を介して「アンド」弁15に
流れ得るようにする。
【0019】スイッチ20のターミナル2は、ライン5
3を介してライン52に接続されている。スイッチ21
の出力ターミナル2は、ライン54を介してライン51
に接続されている。かくして、両スイッチ20、21の
出力ターミナル2、4は、互いに交差して永久的に接続
されている。
【0020】両スイッチ20、21の場合、磁石61、
62がこれらの通常の端位置から移動されていない場
合、すなわち両弁71、72がそれぞれの開端位置に移
動されていない場合には、入力ターミナル1はその出力
ターミナル2に接続された状態に保持される。磁石6
1、62および弁71、72が付勢されてそれぞれの他
端位置に移動されると、それぞれのスイッチ20、21
の入力ターミナル1は出力ターミナル4に接続される。
【0021】図1の破線で囲まれた部分に示すように、
制御装置7は、両磁石62、61をそれぞれの付勢端位
置に作動させるためには、制御信号源S1、S2をほぼ
同時に加えなくてはならないように機能する。磁石6
1、62がそれぞれの付勢端位置にあるとき、スイッチ
20、21は、電流をそれぞれ磁石61、62に切り換
えかつ供給するように作動される。しかしながら、この
切換えは、磁石61、62(弁71、72)の慣性が非
常に大きいため、磁石は、磁石への電流の供給が一方の
制御信号を他方の制御信号に切り換える時間内だけこれ
らの付勢端位置に維持しておく時間を有しないと仮定し
たものである。従って、弁をこれらの通常位置に押圧す
るリセット手段すなわち復帰手段(例えば、ばね)は、
スイッチが切り換わる時間内で弁をこれらの付勢端位置
から離れる方向に駆動させる時間を有しない。
【0022】図1において、磁石61、62は、簡単化
のため、弁71、72を直接駆動するものと仮定する。
しかしながら、実際の実施形態では、弁71、72はパ
イロット弁により慣用的に駆動されるものと理解すべき
である。
【0023】本発明の制御装置7により得られる重要な
利点は、弁71、72(磁石61、62)の瞬間応答性
(instantaneousness)を検出するのにいかなるモニタリ
ングロジックも不要なことであり、スイッチ20、21
を図示のように接続すれば充分である。
【0024】スイッチ20、21は、必ずしも流体ライ
ン13、14を通る圧力により制御する必要がないこと
は明白である。例えば、両スイッチ20、21は、磁石
61、62(すなわち弁71、72)の運動により機械
的に制御できる。或いは、これらの装置の運動を電気的
に検出して、両スイッチ20、21の切換えを制御でき
る。
【0025】また、磁石61、62は流体弁を制御する
必要はなく、他の形式の制御手段を制御してもよい。こ
の場合に重要なことは、付勢位置への磁石61、62の
移動が、これらのそれぞれの磁石への制御信号S1、S
2のほぼ同時の伝達に応答してほぼ同時に生じるように
することである。
【0026】図2は、Ross Europa GmbH社(D-6070 Lan
gen 、ドイツ)により市販されている二重弁すなわちツ
インバルブの概略図である。図示の弁は、パンフレット
RESK 256.1EO-4/90に示された「圧力スイッチを備えた
Serpar(登録商標)交差流二重弁」である。
【0027】図示の回路には、弁71、72を操縦する
磁石61、62に供給される制御信号用の信号ライン5
1、52が補足されている。図2の実施形態の弁71、
72は、前方向には直列に連結されかつドレン30方向
には並列に連結された形式のものである。
【0028】図2の「アンド」ファンクション18は、
全体として図1の「アンド」ファンクション15と同じ
であり、2つの弁要素を有している。該弁要素は、図2
の実施形態では、弁71、72により支持されており、
両弁71、72がこれらの付勢端位置に付勢されるとド
レン30への流路を閉じるようになっている。弁18が
それぞれのドレンポートを同時に閉じると、両スイッチ
20、21により二重弁を切り換えさせかつ閉じさせる
ことができる低レベルまで圧力が低下する時間が不充分
になる。
【0029】ライン10からの圧力がそれぞれの弁7
1、72内で検出されると、すなわち、弁ユニット7
1、72が開き始めかつドレン30への通路がドレン弁
18により閉じられた後に、供給圧力10が弁ユニット
71、72内で検出されると、スイッチ20、21は、
それぞれのターミナル4から出力信号を供給する。
【0030】本発明によれば、電磁石V1、V2および
スイッチP1、P2をそれぞれの信号源S1、S2に接
続しかつ磁石およびスイッチを図3に示すようなターミ
ナルブロック9(該ブロックにおいて、一連の番号1〜
17は、ポートカップリング位置を示す番号である)上
で一緒に接続することにより、独創的な制御装置7(図
1参照)が得られる。ターミナルブロック9には表示ラ
ンプL1、L2を接続し、両スイッチP1、P2がター
ミナル4に切り換わると点灯するように構成できる。
【0031】ターミナルブロック9には、それぞれ、磁
石V1、V2と並列に保護ダイオードD1、D2を取り
付けると好都合であろう。簡単なターミナルブロック9
に制御装置7を取り付けることにより得られる長所は、
図3に示すツインバルブに容易に取り付けられることに
ある。制御装置すなわちターミナルブロック9は比較的
安価に製造でき、従ってツインバルブに容易に取り付け
られかつ前記弁と一緒に交換することができる。
【0032】かくして、独創的な二重弁では、制御装置
が他の弁機能をモニタリングしかつ省略し、更に、
【0033】2つの弁要素71、72のうちの一方の弁
要素が開位置または閉位置に維持されているとき、
【0034】2つのスイッチのうちの一方のスイッチが
付勢状態または非付勢状態に維持されているとき、一方
の制御信号が維持または排除されているとき、制御信号
の非同期性が設定値(例えば、約50ms)より大きいと
き、スイッチの非同期性が上記値より大きいとき、弁要
素71、72の非同期性が上記値より大きいとき、に再
始動を防止する(また、ランプL1、L2の補助によ
り、故障が生じたことを表示できる)。
【図面の簡単な説明】
【図1】例えば機械式エキセンプレスの空気圧制御形ク
ラッチおよびブレーキを制御するための概略的に簡単化
した二重弁に適用された本発明の制御装置の概略回路図
である。
【図2】既知の二重弁を示す概略図である。
【図3】図2に示す二重弁に適用した場合の本発明の制
御装置を示す図面である。
【符号の説明】
1・・・・・入力ターミナル 2、4・・・出力ターミナル 7・・・・・制御装置 9・・・・・ターミナルブロック 10・・・・圧縮空気ラインの入口端 15、18・「アンド」ファンクション 16・・・・圧縮空気ラインの出口端 20、21・電気スイッチ 30・・・・ドレン 61、62・電磁石 71、72・弁 D1、D2・保護ダイオード L1、L2・ランプ S1、S2・信号源
【手続補正書】
【提出日】平成9年2月17日
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2つの電磁石(61、62)にほぼ同時に
    供給されるそれぞれの電気信号(S1、S2)に応答し
    て電磁石(61、62)のほぼ同時の付勢を制御しかつ
    モニタリングする制御装置であって、各電磁石が要素
    (71、72)を有し、該要素(71、72)は、電磁
    石の非付勢状態において第1非付勢通常位置を占め、電
    磁石が付勢されると第2付勢ターミナル位置に変位で
    き、両電磁石(61、62)の変位可能要素(71、7
    2)は、ほぼ同時にそれぞれの付勢端位置に移動され、
    次に、両信号(S1、S2)がほぼ同時に供給されかつ
    維持されると前記端位置に留まるように構成された制御
    装置において、第1電磁石(61)に通じる第1制御信
    号ライン(41、42)が、第1磁石(61)の変位可
    能要素(71)により制御される第1電気スイッチ(2
    0)を備え、第1スイッチが、信号源(S1)に接続さ
    れた入力ターミナル(1)と、第1および第2出力ター
    ミナル(2、4)とを備え、その付勢位置に移動される
    と、第1電磁石(61)の変位可能要素(71)は、第
    1スイッチを、入力ターミナル(1)が第1出力ターミ
    ナル(2)に接続されるその通常位置から、入力ターミ
    ナル(1)が他方の出力ターミナル(4)に接続される
    前記スイッチの付勢位置へと切り換えるべく機能し、他
    方の電磁石(62)に通じる第2制御信号ライン(4
    2、52)が、第2電磁石(62)の変位可能要素(7
    2)により制御される第2電気スイッチ(21)を備
    え、第2スイッチ(21)が、その関連する信号源(S
    2)に接続された入力ターミナル(1)と、第1および
    第2出力ターミナル(2、4)とを備え、第2電磁石
    (61、62)の変位可能要素(72)がその付勢位置
    に移動されると、変位可能要素(72)は、第2スイッ
    チ(21)を、入力ターミナル(1)が第1出力ターミ
    ナル(2)に接続されるその通常位置から、入力ターミ
    ナル(1)が他方の出力ターミナル(4)に接続される
    その付勢位置へと切り換えるべく機能し、第1スイッチ
    (20)の第1出力ターミナル(2)が第2スイッチの
    第2出力ターミナル(4)に接続され、第2スイッチ
    (21)の第1出力ターミナル(2)が第1スイッチの
    第2出力ターミナル(4)に接続され、前記電磁石の変
    位可能要素(71、72)の慣性の大きさは、変位可能
    要素が、2つの電磁石(61、62)の付勢のための制
    御信号(S1、S2)の間のほぼ最大許容時間に定めら
    れた時間内だけ、前記要素をこれらの通常位置に復帰さ
    せるべく作用する手段の影響を受けて前記要素の付勢位
    置に留まるには不充分な時間を有する程度であることを
    特徴とする制御装置。
  2. 【請求項2】電磁石(61、62)の変位可能要素(7
    1)が、常閉弁ユニットからなり、該常閉弁ユニットに
    は圧力流体が供給され、前記常閉弁ユニットは、前記変
    位可能要素がこれらのそれぞれの付勢位置に同時に移動
    されると、圧力流体が常閉弁ユニットを通って流れるこ
    とができるように弁構造を開く機能を有することを特徴
    とする請求項1に記載の制御装置。
  3. 【請求項3】各弁ユニットは、弁構造の出口側をドレン
    に連結する真空引き弁を制御し、真空引き弁は並列に連
    結されかつ弁ユニット(71、72)が付勢端位置にあ
    るときに前記ドレンへの流路を閉じることを特徴とする
    請求項2に記載の制御装置。
  4. 【請求項4】弁ユニット(71、72)は、圧力流体の
    流路に対して直列に連結されていることを特徴とする請
    求項2または3に記載の制御装置。
  5. 【請求項5】スイッチ(20、21)は、圧力流体がそ
    れぞれの弁ユニット(71、72)に流入すると、前記
    スイッチの第2出力ターミナルに切り換わるように制御
    されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に
    記載の制御装置。
  6. 【請求項6】スイッチターミナル、電磁石の信号を伝達
    する給電ライン(41、51;42、52)および任意
    のインジケータラインが、前記制御装置により制御され
    るように、弁構造の制御装置に隣接して取り付けること
    ができるターミナルブロック(9)上で相互に接続され
    ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載
    の制御装置。
  7. 【請求項7】電磁石(61、62)は、圧力流体により
    駆動されるパイロット弁を介して、間接的に関連弁ユニ
    ット(71、72)を駆動すべく機能することを特徴と
    する請求項2〜6のいずれか1項に記載の制御装置。
  8. 【請求項8】圧力流体が圧縮空気であることを特徴とす
    る請求項2〜7のいずれか1項に記載の制御装置。
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