SE505037C2 - Styranordning för tvåhandsreglage vid exempelvis en press - Google Patents

Description

505 037 båda ovan omnämnda elementen kan då utgöras av eller vara kopp- lade till ventilenheter som vid aktivering genomsläpper tryck- luft till excenterpressen. Därvid innehåller tvillingsventilen vanligen även evakueringsventiler som styrs av de båda ventil- enheterna på sådant sätt att de båda ventilenheterna måste öpp- na snabbt och väsentligen samtidigt för att stänga evakuerings- ventilerna så att pressens arbetscylindrar kan trycksättas av den tryckluft som passerar genom ventilanordningen.

Fackmannen inser emellertid att den uppfinningsenliga styr- anordningen är användbar även vid andra typer av element som förskjutes av magneterna.

Uppfinningen kommer i det följande att för förstàelsens skull beskrivas i anslutning till en s k tvillingventil som genom- släpper en tryckfluid till en arbetsmaskin där risk för person- skada finns, varvid tvillingventilen styrs av två styrsignaler som exempelvis kan etableras med två elektriska strömbrytare som samtidigt skall påverkas av var sin operatörshand för att medge öppnande av tryckluftflödet till arbetsmaskinen.

Regler, föreskrifter och lagstiftning kräver därvid att ventil- anordningen utformas på sådant sätt att en felfunktion i en komponent i ventilanordningen inte medför ytterligare rörelse i arbetsmaskinen. Vidare krävs att styrsystemet är sådant att någon ny arbetscykel för maskinen (pressen) inte kan startas efter det att en defekt har uppträtt i en komponent i ventil- anordningen. Vidare får stopptiden för maskinen, under en arbetscykel(arbetsslag)då ventilfelfunktion uppträder, inte öka så mycket att någon risk för en olycka kan uppkomma.

Det är väl känt att man kan uppfylla dessa krav genom att man matar tryckfluiden/tryckluften till exempelvis en excenterpress genom en s k dubbelventil. Sådana dubbelventiler är i sig väl kända.Ett exempel på en sådan förut känd dubbelventil saluföres av Ross Europa GmbH, D-6070 Langen, under beteckningen Serpar® cross flow double valve. 505 037 Sådana förut kända dubbelventiler/tvillingventiler kan anses inbegripa två ventilenheter vilka är normalt stängda och vilka förskjutes mot öppet läge under inverkan av var sin elektro- magnet då elektromagneterna tillföres styrsignaler. Ventil- enheterna är utformade och anordnade så att de t ex ligger i serie med avseende på tryckluftmatning i riktning mot förbruka- ren. Vidare innehåller tvillingventilen vanligen två evakue- ringsventiler som normalt är öppna, och som stängs av ventil- enheterna när dessa öppnar.Evakueringsventilerna är t ex parallellkopplade mot avlopp. Detta innebär att ventilenenhe- terna måste öppnas samtidigt för att förhindra att den genom- släppta tryckluften inte skall evakueras till avlopp. För att övervaka att de båda ventilenheterna öppnar och stänger sam- tidigt, avkännes lufttrycken i ventilenheterna när deras tillhörande ventilelement har börjat öppna resp stänga. Därvid kan de båda lufttrycken jämföras med varandra varvid ventil- anordningen medger genomledning av tryckluft genom ventilenhe- terna, om de avkända trycken är väsentligen lika och ansättes samtidigt. För sådan övervakning är det känt att utnyttja en enkel cylinder med en kolv som uppdelar cylindern i två kamrar vilka matas med trycket från var sitt tillhörande ventilele- ment. En förskjutning av kolven medför då att den elektriska signalen till åtminstone den ena elektromagneten bryts, var- igenom tryckluft inte längre kan matas till arbetsmaskinen. En annan känd övervakningsanordning inbegriper två cylindrar vilka är fjäderförspända mot sitt ena ändläge och som är kopplade till trycket i respektive ventilenhet, så att kolvläget utgör en indikation på trycksättningen i ventilenheten, dvs att ven- tilenheten har börjat öppna. En elektronisk monitorerings- anordning/logik är då anordnad att med ledning av de båda avkända tryckstyrda kolvrörelserna säkerställa att elektro- magneterna hindras från att hålla ventilenheterna öppna om tidsskillnaden mellan trycksättningen av ventilenheterna över- stiger ett i förväg bestämt värde. 505 037 Ett likartat arrangemang är förut känt, vilket innefattar elek- triska tryckstyrda omkopplare som omkastas då trycket i respek- tive ventilenhet motsvarar matningstrycket, varvid omkopplarna styr den externa elektromagnetiska monitoreringsanordningen. En sådan extern elektronisk monitoreringsanordning är kostsam och kräver signalbearbetning samt kan introducera ytterligare fel- källor, vilka är svåra att bemästra.

Ett ändamål med uppfinningen är därför att anvisa en styranord- ning som på enkelt sätt kan uppbyggas exempelvis på en kopp- lingsplint, utan behov av signalbearbetande övervakningslogik, varvid själva styranordningen/kopplingsplinten med fördel kan monteras på exempelvis en dubbelventil som skall styras därav, så att enbart styrsignalledningar behöver anslutas till det aggregat som inbegriper den uppfinningsenliga styranordningen.

Detta ändamål uppnås med den i kravet l angivna styranord- ningen.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempelform med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig l visar ett schematiskt kopplingsschema för en upp- finningsenlig styranordning såsom applicerad vid en schematiskt förenklad dubbelventil, för styrning av exempelvis en pneumatiskt styrd koppling och broms i en mekanisk excenterpress.

Fig 2 visar ett kretsschema för en från praktiken känd dubbelventil.

Fig 3 visar den uppfinningsenliga styranordningen såsom applicerad vid dubbelventilen enligt fig 2.

Fig 4 visar en uppfinningsenlig styranordning av pneuma- tisk typ. 505 037 Med hänvisning till fig 1 kan man se inloppsänden 10 av en tryckluftledning vars utloppsände 16 matar en arbetsmaskin så- som en excenterpress. Mellan ändarna 10,16 finns två parallella ledningsgrenar 11,12 som innehåller var sin ventil 71,72 av lika utförande. Ventilerna 71,72 är normalt stängda men kan förskjutas mot verkan av en fjäder för att medge fluidgenom- strömning till en "och"-funktion 15, vilken medger tryckluft- matning till den till utloppet 16 anslutna arbetsmaskinen, om båda ventilerna 71,72 öppnar väsentligen samtidigt. Den visade och-funktionen är en förenkling som tjänar till att underlätta förståelsen för anordningens arbetssätt. I praktiken kan och- funktionen 15 utformas med det ventilarrangemang och den flö- deskoppling som visas i fig 2.

Ventilerna 71,72 är förskjutbara till öppetläge av en tillhö- rande elektromagnet 61 (V1) respektive 62 (V2).

En fluidtryckstyrd elektrisk omkopplare 20 (P1) avkänner via en ledning 13 trycket mellan ventilen 71 och ventilen 15. Omkopp- laren 20 har en interminal 1 som via en ledning 41 är kopplad till en styrsignalkälla S1. Omkopplaren 20 har två utterminaler 2,4; då trycket i ledningen 13 övervinner fjäderkraften i om- kopplaren 20 kopplas terminalen 1 till utterminalen 4. Annars är terminalen 1 kopplad till utterminalen 2. Omkopplarens terminal 4 är med en ledning 51 kopplad till magneten 61 och via magnetens solenoid till ledningen 44 vilken är kopplad ledningen 43 och minuspotential (signalkällan S1 antas vara pluspotential). Om trycket i ledningen 13 ställer omkopplaren 20 till utterminalen 4 kommer sålunda styrsignalen S1 att dra elektromagneten 61 sà att tryckluft kan strömma genom ledningen 11 till "och"-ventilfunktionen 15.

Det bör härvid stå klart att det i grunden rör sig om att trycket i ledningen 13, dà det överskrider en viss vald tryck- gräns, direkt eller indirekt framkallar en omställning av om- kopplaren från dess normalläge till dess aktiverade läge. Om- kopplaren är oftast belastad av en fjäder mot normalläget. 505 037' i 6 En fluidstyrd omkopplare 21 (P2) avkänner via en ledning 14 trycket mellan ventilen 72 och "och"-ventilen 15. Omkopplaren 21 har en interminal 1 som via en ledning 42 är kopplad till en styrsignalkälla S2. Omkopplaren 21 har två utterminaler 2,4; då trycket i ledningen 14 övervinner fjäderkraften i omkopplaren 20, kopplas interminalen 1 till utterminalen 4. Annars är in- terminalen 1 kopplad till utterminalen 2. Omkopplarens 21 ter- minal 4 är via en ledning 52 kopplad till ventilens 72 enhet 62 (V2) och via magnetens 62 solenoid till ledningen 45 som är kopplad till ledningen 43 och minuspotential eller O-ledare. Om trycket i ledningen 14 omställer omkopplaren 21 till terminal 4, kommer sålunda styr-signalen S2 att dra magneten 62 så att tryckluft kan strömma genom ledningen 12 till "och"-ventilen 15.

Omkopplarens 20 terminal 2 är via ledningen 53 kopplad till ledningen 52. Vidare är omkopplarens 21 utterminal 2 kopplad via en ledare 54 till ledningen 51. De båda omkopplarnas 20, 21 utterminaler 2,4 är sålunda korsvis permanent kopplade till varandra.

I båda omkopplarna 20,21 gäller att interminalen 1 hålles kopp- lad till sin utterminal 2 så länge magneterna 61,62 inte har förskjutits från sitt normala ändläge, dvs så länge ventilerna 71 och 72 inte har förskjutits till sitt öppnande ändläge. Då magneterna 61,62 resp ventilerna 71,72 vid aktivering förskjutits till sitt andra ändläge, påverkas omkopplarna 20,21 så att in- terminalerna 1 kopplas till utterminalerna 4.

Styranordningen 7 som visas inom det streckade området arbetar alltså så att styrsignalerna S1, S2 måste ansättas väsentligen samtidigt för att magneterna 62 respektive 61 skall dras till aktivt ändläge. Och när magneterna 61,62 går till aktiverat ändläge, påverkas omkopplarna 20, 21 så att dessa växlar och strömförsörjer magneterna 61 respektive 62. Förutsättningen för växlingen är emellertid att magneterna 61,62 (ventilerna 71,72) 505 057 är så tröga att de inte hinner lämna sitt aktiverade ändläge under den tidsperiod när magnetens strömförsörjning växlar från den ena styrsignalen till den andra. Återföringsanordningen (exempelvis fjädrarna) som förspänner ventilerna mot normal- läget får alltså inte hinna driva bort ventilerna från det aktiverade ändläget under omkopplarens växlingstid.

I fig 1 har vidare magneterna 61, 62 för enkelhets skull visats driva ventilerna 71, 72 direkt, men det bör stà klart att man i praktiska utföringsformer på konventionellt vis låter driva pilotventiler, som i sin tur driver ventilerna 71, 72.

En viktig fördel med styranordningen 7 är att man inte behöver tillhandahålla en monitoreringslogik för att avkänna av venti- lernas 71,72 (magneternas 61,62) samtidighet. Det räcker med att inbördes koppla omkopplarna 20, 21 på det illustrerade viset.

Härvid bör det stå klart att omkopplarna 20,21 inte nödvändigt- vis måste styras av tryck via fluidledningar 13,14; man kan naturligtvis làta magneterna 61,62 (eller ventilernas 71,72) rörelser pá mekanisk väg styra omkopplarna 20,21, och såsom ett ytterligare annat alternativ kan dessa rörelser avkännas på elektrisk väg för att styra omkopplarnas 20,21 omkoppling.

Vidare bör det stå klart att magneterna 61,62 inte behöver sty- ra fluidventiler utan naturligtvis även kan styra andra typer av reglerorgan, för vilka det är viktigt att magneternas 61,62 rörelse till aktivt läge sker väsentligen samtidigt till följd av väsentligen samtidig ansättning av styrsignalerna S1 och S2 för respektive magnet.

Med hänvisning till fig 2 kan man där se ett pneumatikschema över en tvillingventil som saluföres av Ross Europa GmbH, D- 6070 Langen, Tyskland. Detta schema avser "Serpar® cross flow double valve with pressure switches", (broschyr blad RESK 256.1EO4/90). sus 057 1 8 Därvid har schemat kompletterats med signalledningar 51,52 för styrsignalerna till magneterna 61,62 som manövrerar ventilerna 71,72. I fig 2 är ventilerna 71,72 av den typ som är serie- kopplade i framledningsriktning och är parallellkopplade i riktning mot avlopp 30.

"Och"-funktionen 18 i fig 2 motsvarar allmänt "och"-funktionen 15 i fig 1, och innefattar två ventilelement som i utförings- exemplet är burna av ventilerna71,72 och stänger fluidbanan mot avloppet 30 när ventilerna 71,72 vid aktivering går till aktivt ändläge. Om ventilen 18 samtidigt stänger sin respektive av- loppsport, hinner inte trycket sjunka så långt att omkopplarna 20,21 slår om och framkallar en stängning av dubbelventilen.

Omkopplarna 20,21 avger utsignal från sina terminaler 4 då trycket från ledningen 10 avkännes i respektive ventil 71,72, dvs matningstrycket 10 avkännes i ventilenheterna 71,72 efter det att de har börjat öppna och då avloppskanalen till avloppet 30 har blockerats av avloppsventilerna 18.

Enligt uppfinningen kanxuiden uppfinningsenliga styranordningen 7 (jfr fig 1) etableras vid en förut känd "tvillingventil" genom att elmagneterna V1,V2 och omkopplarna P1,P2 kopplas till sig- nalkällorna S1, S2 och kopplas till varandra på plint 9 såsom illustreras i fig 3 (där sifferserien 1-17 avser en numering av portens kopplingsställen). Därvid kan även indikatorlampor L1, L2 vara kopplade till plinten 9 för att tändas då omkopplarna P1 respektive P2 omkopplar till terminal 4.

På plinten 9 kan lämpligen skyddsdioder D1 respektive D2 place- ras parallella med magneterna V1 respektive V2.

Fördelen med att bygga upp styranordningen 7 på en enkel kopp- lingsplint 9 är att en sådan kopplingsplint lätt kan monteras vid en tvillingventil motsvarande fig 3. Styranordningen, dvs plinten 9, betingar då en relativt låg kostnad och kan därför vara monterad pà tvillingventilen och utbytas tillsammans med denna. 505 037 I en uppfinningsenlig dubbelventil kommer sålunda styranord- ningen att övervaka och eliminera ytterligare ventilfunktion samt förhindra omstart (och eventuellt även påvisa ett fel med lamporna L1, L2), dà: - ett av de båda ventilelementen 71,72 kvarstår i öppen eller stängd position, - en av de båda omkopplarna kvarstår i aktiverat eller icke aktiverat läge, - en av styrsignalerna kvarligger eller uteblir, - styrsignalernas assynkronitet är större än ett inställt värde (exempelvis omkring 50 ms) - omkopplarens asynkronitet är större än det nyss nämnda Avärdet, - ventilelementens 71,72 asynkronitet är större än det nyss nämnda värdet.

Som ett alternativ till den elektriska styranordningen enligt fig 1-3 kan man givetvis tillhandahålla pneumatiska (eller hydrauliska) utföringsformer av den uppfinningsenliga styran- ordningen.

I fig 4 utnyttjas samma hänvisningsbetecknar som i fig 1-3 för att beteckna ekvivalenta detaljer.

I fig 4 kan man se att styrsignalerna initialt leds genom sin respektive icke-aktiverade omkopplare 20, 21 via ledningarna 53, 54 till drivdonet 62, 61 för ventilen 72, 71 så att venti- len 72 omställes av signalen S1 och ventilen 71 omställes av signalen S2 och medger luftgenomsläpp, varvid den genomsläppta luften genom den ena ventilen omställer den andra omkopplaren 21, 20 så att tryckluften i stället matas ut via ledningarna 51, 52 till ledningarna 53 resp 54, och så att signalen S1 och S2 nu i stället påverkar drivdonen 61 resp 62. Man ser att om- kopplarna måste omställas väsentligen samtidigt för att venti- lerna 71, 72 skall kunna ligga kvar i öppet tillstånd. Om någon av ventilerna 72, 71 hinner stänga medan omkopplaren 20 eller 21 växlar läge, krävs att styranordningen återgår till normal- 10 505 037 läge och att sedan båda signalerna S1 och S2 ånya ansättes väsentligen samtidigt.

Liksom i utföringsformen enligt fig 1-3 är det viktigt att styranordningen enligt fig 4 är utformad på sådant sätt att omkopplarna direkt påverkar styrsignalerna, att omkopplarna är anordnade att då båda omkopplarna befinner sig i sitt första läge, medge ansättning av styrsignalerna till drivdonen för att aktivera dessa, och att omkopplarna vidare är anordnade att, då båda befinner sig i sitt andra läge, medge styrsignalerna att kvarstå ansatta till drivdonen, och vidare att omkopplarna är anordnade att då de intar inbördes olika omkopplingslägen, inom en i förväg bestämd tidsperiod eliminerar den ansatta styrsig- nalen så att den därav styrda ventilen återgår till inaktivt läge.

I utföringsformen enligt fig 4 kan ventilerna 71, 72 i princip anses utgöra de båda ventildelarna i en konventionell s k tvillingventil. Det är uppenbart för fackmannen att en sådan tvillingventil då kan vara av konventionell uppbyggnad och så- lunda innehålla ytterligare detaljer utöver de som illustreras i fig 4.

Ytterligare andra utföringsformer är naturligvis möjliga inom ramen för uppfinningen.

Det väsentliga är att omkopplarna är anordnade att direkt på- verka styrsignalbanorna för att kunna hindra en styrsignal från att öppna den tillhörande ventilen om styrsignalen ansättes för lång tid efter den första av de båda signalerna som måste an- sättas, så att, ifall av bristande samtidighet mellan styrsig- nalerna, styranordningen måste återställas till utgångsläge innan ett nytt försök göres med att ansatta de båda styrsigna- len inom den i förväg bestämda tidsperioden. 11 505 037 I en alternativ utföringsform kan de båda omkopplarna vara kopplade så att när den ena har bringats till sitt andra läge genom att den andra ventilen har aktiverats, så kan den elimi- nera ansättning av en styrsignal till den första ventilen som vid aktivering omställer den andra omkopplaren till dess andra läge.

Den ena omkopplaren är alltså anordnad att initialt leda en första styrsignal till den ena ventilen, vilken vid aktivering omställer en andra omkopplare till ett andra läge. En andra omkopplare är anordnad att initialt i sitt första läge leda en andra styrsignal till den första ventilen, vilken därigenom omställes till ett andra läge och därvid omställer den första omkopplaren till dess andra läge. De båda omkopplarna är därvid kopplade till att medge de båda styrsignalerna att fortsatt hålla ventilerna i deras aktiva andra ändläge endast under för- utsättning av att tidsskillnaden mellan omkopplarnas omställ- ning till deras andra läge är mindre än ett i förväg bestämt värde som med fördel kan definieras av omställningstiden för den ena ventilen från dess andra läge till dess första läge.

Claims (10)

595 037 12 P a t e n t k r a v
1. l. Styranordning för att styra och övervaka två fluid- ventiler, varvid vardera fluidventilen innefattar ett drivdon som är anordnat att aktiveras av en tillhörande styrsignal, och ett rörligt ventilelement som är förspänt till ett första läge vari fluidflöde genom ventilen hindras, och som är av drivdonet drivbart till ett andra läge, vari fluidflöde genom ventilen medges, en första omkopplare som är anordnad att kunna påverkas av den första ventilens förskjutbara element, en andra omkopp- lare, som är anordnad att påverkas av den andra ventilens för- skjutbara element, varvid vardera omkopplaren är förspänd mot ett första läge och varvid vardera omkopplaren är anordnad att drivas till ett andra läge då den tillhörande ventilens för- skjutbara element intar sitt andra läge, kânnetecknad av att båda omkopplarna (20, 21) är anordnade att i sina båda lägen direkt påverka styrsignalvägarna, att omkopplarna (20, 21) är kopplade till att hindra den första styrsignalen S1 från att ansättas till den första ventilen (20) vilken befinner i sitt första läge, om denna första styrningssignal (S1) ansättes en i förväg bestämd tidsperiod efter aktivering av den andra venti- len, och till att hindra den andra styrsignalen (S2) att ansät- tas till den andra ventilen, då denna befinner sig i sitt förs- ta läge, om denna andra styrsignal (S2) ansättes en i förväg bestämd tidsperiod efter aktiveringen av den första ventilen, och att de bàda omkopplarna (20, 21) är kopplade till att medge vardera styrsignalen att ansättas till ett respektive drivdon då båda omkopplarna samtidigt befinner sig i sitt första läge eller samtidigt befinner sig i sitt andra läge.
2. 2. Styranordning enligt krav 1, kännetecknad av att tids- perioden bestämmes av växlingstiden för ventilen mellan dess båda lägen. 1 _ *3 sas osv
3. 3. Styranordning enligt krav 1, kännetecknad av att den första omkopplaren är anordnad att i sitt första läge framleda den första styrsignalen till den andra ventilen för att medge denna att inta sitt andra läge och omställa den andra omkopp- laren till dess andra läge, att den andra omkopplaren är anord- nad att i sitt första läge framleda den andra styrsignalen till den första ventilen, för att medge denna att inta sitt andra läge och omställa den första omkopplaren till dess andra läge, att den första omkopplaren i sitt andra läge är anordnad att framleda den första styrsignalen till den första ventilen och att den andra omkopplaren är anordnad att i sitt andra läge framleda den andra styrsignalen till den andra ventilen.
4. 4. Styranordning enligt krav 3,kännetecknad av att tids- perioden i huvudsak definieras av ventilens àterföringstid från sitt andra läge till sitt första läge.
5. 5. Styranordning enligt något av kraven 1 - 4, känne- tecknad av att omkopplarna är anordnade att omställas av fluid- trycket pà utgången av respektive ventil.
6. 6. Styranordning enligt något av kraven 1 - 5, känne- tecknad av att ventilerna tillsammans bildar en tvillingventil.
7. 7. Styranordning enligt något av kraven l - 6, känne- tecknad av att styranordningen väsentligen är en hydraulisk eller pneumatisk styranordning.
8. 8. Styranordning enligt något av kraven 1 - 6, känne- tecknad av att styranordningen i huvudsak är en elektrisk styranordning.
9. 9. Styranordning enligt krav l, kännetecknad av att den ena omkopplaren är anordnad att initialt leda en första styr- signal till den ena ventilen, vilken vid aktivering omställer den andra omkopplaren till ett andra läge, att den andra om- 14 505 037 kopplaren är anordnad att initialt i sitt första läge leda den andra styrsignalen till den första ventilen som därvid omstäl- les till sitt andra läge och därvid omställer den första om- kopplaren till dess andra läge, och att de bàda omkopplarna är kopplade till att medge de båda styrsignalerna att fortsatt hålla de båda ventilerna i deras aktiva andra läge enbart under förutsättning av att tidsskillnaden mellan omkopplarnas om- ställning till deras andra läge är mindre än ett i förväg bestämt värde.
10. 10. Styranordning enligt något krav 9, kännetecknad av att tidsperioden är definierad som omställningstiden för den ena ventilen från dess andra aktiva läge till dess första läge.