DE1268976B

DE1268976B - Servosteuerung als Sicherheitssteuerung fuer mindestens einen Druckverbraucher

Info

Publication number: DE1268976B
Application number: DEP1268A
Authority: DE
Inventors: Erich Ruscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1964-02-14
Publication date: 1968-05-22
Also published as: US3243958A; GB1100253A; CH420867A; FR1423521A

Description

Servosteuerung als Sicherheitssteuerung für mindestens einen Druckverbraucher Die Erfindung bezieht sich auf eine Servosteuerung als Sicherheitssteuerung für mindestens einen Druckverbraucher, insbesondere der Kupplung oder der Bremse eines Pressenantriebes, dem das Servomittel über zwei getrennte, parallelgeschaltete und durch gleichzeitig elektromagnetisch auslösbare Hilfsventile zu betätigende, auf einer gemeinsamen Achse liegende, mit Umschaltkolben verbundene, federbelastete Dreiwegesteuerschieber mit mittlerem Zulaufraum zu- und abgeführt wird und dessen Servomittelzu- und -abführung bei Störungen oder Fehlschaltungen eines der Dreiwegesteuerschieber unterbrochen wird, deren Schieberkolbenenden einander spiegelbildlich so zugekehrt und gegenseitig kraftschlüssig geführt sind, daß sie über ihre normale Abschaltstellung hinaus dem jeweiligen Öffnungsweg des benachbarten Schieberkolbens bis in dessen Endstellung bei einer Fehlschaltung folgen.
Eine derartige Steuerung ist bereits vorgeschlagen worden. Diese ältere Ausführung weist jedoch die Eigenheit auf, daß die dort aus dem Gehäuse herausgeführten Schieberkolbenenden als überwachungsorgane mit zusätzlichen Abdichtungen versehen sind und daß der Druckmittelzulauf um jedes der Schieberkolbenenden herum in zwei getrennte Kammern geführt ist.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine solche Servosteuerung im Aufbau zu vereinfachen und die Abdichtung der Schieberkolbenenden zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schieberkolbenenden gemeinsam im Zulaufraum liegen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch vorteilhaft, daß bei gleichen Durchmessern der Schieberkolben und Umschaltkolben die für die Verschiebung bei Fehlschaltungen notwendige Differenzkraft durch gegenseitige dichte Berührung der Schieberkolbenendflächen erfolgt, die in bekannter Weise im Durchmesser reduziert sind. Auf diese Art wird erreicht, daß der Zulaufdruck eine kleinere freie Kolbenstirnfläche der Schieberkolben beaufschlagt, gegenüber der größeren Kolbenfläche an den Umschaltkolben. Dadurch wird die Sicherheitssteuerung sehr vereinfacht.
Schließlich ist es nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch von Vorteil, daß bei einer Servosteuerung mit einem über ein Rückschlagventil gespeisten Druckspeicher vor dem Zulaufanschluß der bei einer Fehlschaltung durch den kleineren offen gebliebenen Zulaufquerschnitt einsetzende Druckabbau im Druckspeicher einen an sich bekannten, in seiner Druckhöhe einstellbaren Druckschalter betätigt, der mechanisch den Servozulauf oder elektrisch den Stromkreis der Hilfsventile unterbricht oder eine Signalanlage auslöst.
Wird eines der Hilfsventile unvorschriftsmäßig geschaltet, oder fällt dieses in seinem elektrischen Teil aus oder ist sonst eine Störung in den Servokreis eingetreten, dann wirkt der noch über das geöffnete Hilfsventil angeschlossene Umschaltkolben mit seinem größeren Druck auf beide Dreiwegesteuerschieber ein und verschiebt diese in die betreffende Endstellung, die die Fehlschaltstellung ist. Damit ist dann die überschneidung vom Zulauf in den Rücklauf sichergestellt, und der noch verbleibende Druck über den Zulaufanschluß geht ohne Störungen in den Rücklauf zurück, während am Druckverbraucher in gleicher Weise insbesondere durch den größeren Federdruck der Kupplung bzw. der Bremse ein beschleunigter Druckablauf ebenfalls in den Rücklauf erfolgt, trotzdem noch der Zulauf teilweise geöffnet ist.
Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigen mit den für sie wesentlichen Teilen die Ausführungsbeispiele in der Zeichnung, und zwar F i g.1 ein Ausführungsbeispiel in der abgeschalteten Stellung im Schnitt, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel in der eingeschalteten Stellung im Schnitt und F i g. 3 eine Fehlschaltung.
In dem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung ist eine Servosteuerung in Form eines Dreiwegedoppelventils mit zwei Hilfsventilen zur Auslösung des Doppelventils gezeigt, welches beispielsweise eine Kupplung einer Pressensteuerung steuert. Das gleiche Ausführungsbeispiel wird dann auch für die Bremse einer Pressensteuerung verwendet, und beide Servosteuerungen sind untereinander in nicht dargestellter Weise mittels sogenannter doppelt auszulösender Kontakte gleichzeitig ein- und ausschaltbar. In dem Gehäuse 1 sind zwei Dreiwegesteuerschieber 2, 2' einzeln oder gemeinsam in axialer Richtung in ihrer Längsachse verschiebbar. Die freien Schieberkolbenenden 3 der Dreiwegeschieber tragen abgesetzte Ansätze, und diese stützen sich mit ihren kleineren Schieberkolbenendflächen 20 gegeneinander ab. Die Schieberkolbenenden 3 der Dreiwegesteuerschieber 2, 2' liegen in einem Servozulauf 4. Eine Servohilfsleitung 5 ist vom Servozulauf 4 abgezweigt und führt zu je einem durch Schaltmagnete auszulösendem Hilfsventil 6 und 7 und von dort zu den Arbeitsräumen 10 und 11 der Umschaltkolben 12 der Dreiwegesteuerschieber. Werden die Hilfsventile eingeschaltet, dann sind die Abgänge 8 und 9 in einen Rücklauf 21', 21 geöffnet, und der Druck in den Arbeitsräumen 10 und 11 wird abgebaut, wie dies die F i g. 2 erkennen läßt. Wird Druckluft als Servomittel für die Servosteuerung verwendet, dann sind gesonderte Rücklaufleitungen 21' und 21 nicht erforderlich.
Die Querschnitte der Dreiwegesteuerschieber 2, 2' sind gleich den Querschnitten der Umschaltkolben 12, und durch die eingeschalteten Hilfsventile 6 und 7 nach F i g. 2 erfolgt vor den Stirnflächen der Umschaltkolben 12 Druckabbau, und die beiden Dreiwegeschieber 2 und 2' trennen sich. Die Verbraucheranschlüsse 16 und 17 sind geöffnet und mit dem Servozulauf 4 verbunden. Die Federn 13 in den Arbeitsräumen 10 der Umschaltkolben 12 werden gespannt. Diese Federn haben die Aufgabe, beide Dreiwegesteuerschieber 2, 2' in die Mittelstellung nach F i g.1 überzuführen, wenn die Arbeitsräume 10, 11 bei Abschaltung der Hilfsventile 6, 7 beaufschlagt werden und auf die Schieberkolbenenden und die Umschaltkolben derselbe Druck wirkt. Sobald die Schieberkolbenendflächen aneinanderliegen, hält der dann wirkende Differenzdruck sie in dieser Stellung.
Damit ist nach F i g. 2 über eine Leitung 18 ein Druckverbraucher 19, z. B. die Kupplung einer Presse oder die Bremse einer Presse eingeschaltet, und deren Druckabbau erfolgt nach F i g.1 über Rücklaufanschlüsse 14 und 15 in die Rücklaufleitung 21', 21.
Bei einer Fehlschaltung eines der Hilfsventile 6, 7 wirkt der über das geöffnete Hilfsventil beaufschlagte Umschaltkolben auf beide Dreiwegesteuerschieber und verschiebt sie in die Fehlschaltstellung nach F i g. 3. Ortsfeste Steueröffnungen 22 und 23 des Gehäuses einerseits sowie die Verschiebewege von ; Steuerkanten 24 der Schieberkolben 2 und 2' andererseits sind dabei so angeordnet bzw. bemessen, daß in jeder der Fehlschaltstellungen nach F i g. 3 vom Servozulauf 4 aus gesehen zu den Rücklaufanschlüssen 15 oder 14 ein kleinerer Steuerquer- ; schnitt 25 offen ist, während in Richtung des Rücklaufes vom Druckverbraucher her immer ein größerer Steuerquerschnitt 26 frei bleibt. Damit bleibt ein geringerer Druckmittelzulauf erhalten, der aber gleich in den Rücklauf 21 abgebaut wird, während darüber hinaus zusätzlich der vor dem Druckverbraucher 19 vorhanden gewesene Druckmittelaufbau mit in den Rücklauf 21 abgebaut werden kann infolge des größeren Querschnittes 26, ohne daß vor dem Druckverbraucher 19 ein neuer Druckaufbau möglich ist.
Der Federrückdruck bei einer Pressensteuerung am Druckverbraucher bewirkt darüber hinaus, daß der Druckabbau am Druckverbraucher in den Rücklauf 21 beschleunigt erfolgt. Damit ist sichergestellt, daß sofort bei Eintreten einer Fehlschaltung und übergang der beiden Steuerschieber 2 und 2' in die Fehlschaltstellung nach F i g. 3 der jeweilige Druckverbraucher vom Zulauf 4 abgeschaltet wird, und zwar völlig selbsttätig.
Falls eine Servosteuerung verwendet wird, bei der ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel über eine Druckmittelzuführung 27 und ein Rückschlagventil 28 von einer Pumpe 29 dem Servozulauf 4 zugeführt wird unter Zwischenschaltung eines Druckspeichers 30 (vgl. F i g.1 und 3), dann würde bei Eintritt einer Fehlschaltung nach F i g. 3 zunächst, nach dem der Druckspeicher 30 auf den vorgeschriebenen Füllungsdruck aufgeladen ist, das Rückschlagventi128 gegebenenfalls schließen und der einsetzende Druckabbau über den Zulauf in den Rücklauf 21 eine Druckabsenkung in dem Druckspeicher 30 zur Folge haben. Diese Druckabsenkung kann durch Einschaltung eines Druckschalters 31 am Druckspeicher 30 oder in seiner Leitung zur Druckmittelzuführung 27 dadurch vermieden werden, daß dieser Druckschalter 31, bei einer bestimmten Druckabsenkung wirksam wird und beispielsweise eine Hauptstromzuführung unterbricht oder die Druckmittelzuführung sperrt oder eine Signaleinrichtung auslöst. Der Druckschalter 31 kann über eine Einstellvorrichtung 32 auf jede beliebige Druckabsenkung in dem Druckspeicher 30 einstellbar ausgebildet sein.
Die Schieberkolbenenden 3 mit den Schieberkolbenendflächen 20 an den Dreiwegesteuerschiebern 2 und 2' können ebenfalls in ihrer Länge einzeln einstellbar ausgebildet sein, um die Größe der überschneidung der Steuerquerschnitte 25 und 26 verändern zu können; dies ist erwünscht bei verschiedenen Druckhöhen oder Verwendung verschiedener Servomittel.

Claims

Patentansprüche: 1. Servosteuerung als Sicherheitssteuerung für mindestens einen Druckverbraucher, insbesondere der Kupplung oder der Bremse eines Pressen antriebes, dem das Servomittel über zwei getrennte, parallelgeschaltete und durch gleichzeitig elektromagnetisch auslösbare Hilfsventile zu betätigende, auf einer gemeinsamen Achse liegende, mit Umschaltkolben verbundene, federbelastete Dreiwegesteuerschieber mit mittlerem Zulaufraum zu- und abgeführt wird und dessen Servomittelzu- und -abführung bei Störungen oder Fehlschaltungen eines der Dreiwegesteuerschieber unterbrochen wird, deren Schieberkolbenenden einander spiegelbildlich so zugekehrt und gegenseitig kraftschlüssig geführt sind, daß sie über ihre normale Abschaltstellung hinaus dem jeweiligen COffnungsweg des benachbarten Schieberkolbens bis in dessen Endstellung bei einer Fehlschaltung folgen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Schieberkolbenenden (3) gemeinsam im Zulaufraum liegen.
2. Servosteuerung nach Anspruch 1. mit gleichen Durchmessern der Schieberkolben und Umschaltkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung bei Fehlschaltungen notwendige Differenzkraft durch gegenseitige dichte Berührung der Schieberkolbenendflächen (20) erfolgt, die in bekannter Weise im Durchmesser reduziert sind.
3. Servosteuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem über ein Rückschlagventil gespeisten Druckspeicher vor dem Zulaufanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der bei einer Fehlschaltung durch den kleineren offen gebliebenen Zulaufquerschnitt (25) einsetzende Druckabbau im Druckspeicher (30) einen an sich bekannten, in seiner Druckhöhe einstellbaren Druckschalter (31) betätigt, der mechanisch den Servozulauf (4) oder elektrisch den Stromkreis der Hilfsventile unterbricht oder eine Signalanlage auslöst. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1168 256.