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Die Erfindung betrifft ein. Mehrwegesteuerventil mit Druckmittelantrieb
über zwei elektromagnetische Hilfsventile, die wechselweise nach einem Einschaltimpuls
Druckmittelauf- und -abbau vor je einem Antriebskolben eines Steuerschiebers mit
dazwischenliegenden Hauptverschlußstücken bewirken, insbesondere für ein Steuerventil
mit mittlerem Zulauf, außenliegenden Rückläufen und dazwischen angeordneten Verbraucheranschlüssen.
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Bei einem solchen Mehrwegesteuerventil, welches je nachdem, in welcher
Richtung der Arbeitskolben des Druckverbrauchers sich bewegen soll, durch impulsartige
Druckmittelfreigabe zu einer der Stirnflächen der Umschaltkolben die Umschaltung
der Hauptverschlußstücke durchführt, ist es erwünscht, daß bei irgendwelchen Gefahrenmomenten
oder aus Gründen der Verhinderung der unbefugten Benutzung einer solchen Steuerung
eine Sicherheitseinrichtung zusätzlich vorgesehen wird, die einmal dafür sorgt,
daß das Steuerventil nicht unbefugt in Betrieb genommen werden kann und die darüber
hinaus die weitere Aufgabe zu erfüllen hat, daß bei betätigter Sicherheitseinrichtung,
beispielsweise bei Nothalt od. dgl., der Arbeitskolben es Druckverbrauchers, sofern
er noch in seinem mittleren Bereich sich befindet, sofort zum Stillstand kommt und
daß diese Sicherheitseinrichtung dann dafür sorgt, daß das Druckmittel vom und zum
Arbeitskolben praktisch gegenüber den Rückläufen abgesperrt ist, und daß diese Sicherheitseinrichtung
aber weiterhin dafür sorgt, daß in den Kolbenendstellungen bei Abschaltung das Druckmittel
gegenüber dem Rücklauf auch abgesperrt bleibt, so daß der volle Zulaufdruck auf
den Arbeitskolben in der gerade vorgegebenen Arbeitsrichtung in der Endstellung
stehenbleibt. Dies ist dann wichtig, wenn z. B. bei Aufspannvorrichtungen od. dgl.
bei Abschaltung der Druck für diese Aufspannvorrichtung nicht nachlassen darf, um
Unfälle oder Beschädigungen der Werkzeuge zu verhindern.
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Die Einrichtung nach der Erfindung hat also einmal zur Aufgabe, die
Ingangsetzung eines derartigen Mehrwegesteuerventils so lange zu verhindern, wie
diese Sicherheitseinrichtung nicht von Hand vorher zur Einschaltung gekommen ist.
Darüber hinaus hat die Erfindung zur Aufgabe, dafür zu sorgen, daß eine Unterbrechung
der Druckmittelzufuhr zu dem Arbeitskolben des Druckverbrauchers während des Bewegungsablaufesdieses
Arbeitskolbens bei irgendwelchen Unfallgefahren sofort erfolgt und daß diese ; Unterbrechung
gleichzeitig zur Folge hat, daß das Druckmittel zu dem Druckverbraucher auf beiden
Verbraucherseiten gegenüber den Rückläufen abgesperrt bleibt, so daß der Druckverbraucher
keiner- . lei zusätzliche Eigenbewegungen mehr ausführen kann, während in den Endstellungen
des Arbeitskolbens des Druckverbrauchers das Servomittel mit vollem Druck dessen
einseitige Belastung durchführen soll.
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Durch die deutsche Patentschrift 1077 016 ist bereits ein Ventil bekannt,
das mit -einer Sicherheitseinrichtung ausgerüstet ist, die durch Druckmitteleinwirkung
oder durch Federkraft betätigt wird, wenn ein Handventil geschlossen wird. Nach
einem Absinken oder Ausbleiben des Druckes kann die Sicherheitsvorrichtung nicht
geöffnet werden, solange das Handventil in der Offenstellung verbleibt. Erst wenn
dieses geschlossen wird, öffnet sich bei wieder vorhandenem Druck das Verschlußstück
der Sicherheitseinrichtung wieder, und das Druckmittel kann dem geschlossenen Handventil
zuströmen. Um die Arbeitsmaschine wieder anlaufen zu lassen, bedarf es dann noch
der öffnung des Handventils.
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Bei diesem bekannten Ventil wird mit dem Handventil nur eine einzige
Sicherheitseinrichtung betätigt. Wie mit einem derartigen Handventil gleich zwei
Sicherheitseinrichtungen betätigt werden können und wie ein in einem Arbeitszylinder
beweglicher Arbeitskolben dann in jeder beliebigen Stellung verriagelbar ist, dazu
gibt die bekannte Ausführung aber keine Hinweise.
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Ein ähnliches Ventil ist durch die deutsche Patentschrift 676 340
bekannt, die ebenfalls ein einzelnes Ventil behandelt, das bei Ausfall des Druckmittels
schließt und dessen öffnen nur möglich ist, wenn die Leitung unter Druck steht.
Es gilt also hier das gleiche wie das zu der vorgenannten Patentschrift Gesagte.
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Des weiteren ist durch die deutsche Patentschrift 1198122 ein Ventil
bekannt, das auf einen Druckstoß an einer dritten Anschlußstelle als Steuerimpuls
anspricht, das die Verbindung zwischen der Eintritts-und der Austrittskammer schließt
und das unabhängig von dem Aufhören- des Druckstoßes als Steuerimpuls so lange geschlossen
bleibt, bis der der Eintrittskammer vorgeschaltete Leitungsabschnitt der Druckleitung
durch ein. Dreiwege-Handventil drucklos gemacht worden ist. Demgegenüber ist die
Einrichtung nach der Erfindung andersartig, denn sie spricht nicht auf einen Druckstoß
an, sondern. sie ist elektromagnetisch oder von Hand betätigbar.
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Bei einem Ventil der eingangs genannten Art wird die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß als Sicherheitssteuerung zwischen
den Verbraucheranschlüssen und den Hauptverschlußstücken je ein weiteres, an sich
bekanntes Hilfsverschlußstück angeordnet ist, daß jedes dieser Hilfsverschlußstücke
in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Verbraucher liegt und- einen druckmittelbeaufschlagten
Hilfskolben besitzt, durch den es gegenüber feststehenden Ventilsitzen betätigbar
ist, und daß die Druckmittelzufuhr zu den Hilfskolben mittels eines Mehrwegezusatzhilfsventils
steuerbar ist, das vor einer Betätigung der Hauptverschlußstücke erst die Druckräume
der Hilfskolben im Sinne einer Öffnung beider Hilfsventile entlüftet.
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Gemäß einem weiteren Merkmal des Ventils wird eine vorteilhafte Weiterbildung
des Erfindungsgegenstandes dadurch erreichi, daß das Mehrwegezusatzhilfsventil als
Magnetventil ausgebildet und mit einer in der Schließstellung der Druckmittelzuführung
verriegelbaren Handauslösung versehen ist. Dadurch ist es nur Befugten möglich,
die Steuereinrichtung zu benutzen.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist es ebenfalls vorteilhaft,
bei einem erfindungsgemäßen Steuerventil mit einer Aufflanschfläche .gegenüber einem
nur die Leitungsanschlüsse tragenden, ortsfest verlegten Gehäuse, mit einem in der
entsprechenden Aufflanschfläche liegenden, mittleren Zulauf, außenliegenden Rückläufen
und dazwischenliegenden Verbraucheranschlüssen die Sicherheitseinrichtung, die aus
den Hilfsverschlußstücken, dem Hilfsschaltkolben und dem Mehrwegeventil besteht,
in einem als Zwischenplatte mit zwei gegenüberliegenden, gleichen Aufflanschflächen
ausgebildeten Gehäuse so
unterzubringen, daß durch Lösen bzw. Einfügen
dieser Zwischenplatte das Steuerventil entweder als normales Impulsventil oder als
Impuls-Sicherheitsventil arbeitet.
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Dadurch wird der Anwendungsbereich des Ventils wesentlich erweitert.
Die Umstellung normaler Impulsventile mit Aufflanschplatten gegenüber ortsfesten
Aufflanschflächen von weiteren Gehäuseteilen ist auf diese Weise schnell und übersichtlich
durchführbar, da sämtliche Steuerteile, die für die Sicherungssteuerung erforderlich
sind, gemäß der Erfindung in dieser Zwischenaufspannplatte untergebracht werden
können, wobei die Zwischenplatte dafür zwei gleiche, außenliegende Aufflanschflächen
aufweist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
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Wie im einzelnen die Erfindung ausführbar ist, zeigt mit den für sie
wesentlichen Teilen das Ausführungsbeispiel in der Zeichnung, und zwar in F i g.
1 ein Steuerventil mit mittlerem Zulauf im Schnitt in der normalen Betriebsstellung
und F i g. 2 das gleiche Steuerventil im Schnitt in der Abschaltstellung der Sicherheitseinrichtung.
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In dem Gehäuse 1 befinden sich die beiden Antriebskolben 2, 2', welche
mittels der Stange 3 verbunden sind, die die Hauptverschlußstücke 4, 4' trägt, die
die Rücklaufanschlüsse 6 und 6' steuern, wobei zwischen dem Zulauf 5 und den Rücklaufanschlüssen
6, 6' die Verbraucheranschlüsse 7, 7' liegen.
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Das Gehäuse 1 ist mit einer Aufflanschfläche 8 auf das als
Zwischenplatte ausgebildete Gehäuse 9 mit gleichen Anschlüssen aufgesetzt. Diese
Zwischenplatte 9 wird gegenüber dem ortsfest verlegten Gehäuseteil 10 festgelegt,
wobei ebenfalls Aufflanschflächen mit gleichen Anschlüssen vorgesehen sind.
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Auf diese Weise ist es möglich, das als Zwischenplatte ausgebildete
Gehäuse 9 jederzeit auszuwechseln, und auch ganz zu entfernen, da die gleichen Anschlüsse
des Gehäuses l auch gegenüber den Anschlüssen des ortsfest verlegten Gehäuses 10
vorgesehen sind, so daß bei Entfernung der Zwischenplatte 9 das Ventil mit seinen
Verschlußstücken 4 und 4' jederzeit auch als normales Steuerventil arbeitet.
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Die Verstellung der Verschlußstücke 4, 4' erfolgt mittels der Antriebskolben
2 und 2' durch vom Zulauf 5 abgezweigte Hilfsleitungen 11, 11', welche durch die
Mehrwegehilfsventile 12 und 12' gesteuert werden. In dem Ausführungsbeispiel sind
die Hilfsventile 12 und 12' ,gegenüber ihren Abläufen 13 und 13' geschlossen. Wird
eines der Hilfsventile, beispielsweise das Hilfsventil 12' durch einen kurzzeitigen
elektrischen Impuls in der Wicklung 14 erregt, dann. öffnet sich der Rücklauf 13
und es erfolgt Druckabbau vor dem Antriebskolben 2. Der vor dem Antriebskolben 2'
stehengebliebene Druck führt jetzt dazu, daß die Verschlußstücke 4 und 4' in die
andere Endstellung übergehen.
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In der gezeichneten Stellung ist gerade eine Umschaltung in der umgekehrten
Richtung, d. h. durch vorher impulsartig durchgeführte Freigabe des Hilfsventils
12', erfolgt. Das Hilfsventil 12' kehrt dann nach Aufhebung des Steuerimpulses sofort
wieder in seine Schließstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel zurück. Die Stellung
der Verschlußstücke bleibt auf diese Weise bestehen, da die Querschnitte beider
Antriebskolben 2, 2' gleich sind. In den Anschlüssen 7, 7' zum Druckverbraucher
15 in Form eines Arbeitskolbens ist nun zwischen dem Verbraucheranschluß 7 bzw.
7' und den Verschlußstücken 4, 4' in dem Zusatzgehäuse 9 je ein weiteres Verschlußstück
in Form eines Hilfsverschlußstückes 16, 16' vorgesehen. Dieses Verschlußstück öffnet
gegenüber einem Ventilsitz 28, 28' nur in Richtung des Verbraucheranschlusses. Jedes
dieser Verschlußstücke wird mittels eines Hilfskolbens 17, 17' betätigt, der mit
einer abgedichteten Stange 18, 18' mit dem Verschlußstück 16, 16' verbunden ist.
Dieser Hilfskolben einschließlich des Verschlußstückes 16 ist in einem lösbaren
topfförmigen Einsatz 25 von außen in das Gehäuse 9 einsetzbar ausgebildet. Die Stirnseiten
der Hilfskolben 17, 17' sind über die Hilfsleitungen 19 miteinander verbunden, und
die weitere Hilfsleitung 19' ist unter Zwischenschaltung des Mehrwegezusatzhilfsventils
20, welches von Hand mittels der Handbetätigung 21 oder mittels einer Magnetwicklung
22 magnetisch ausgelöst wird, mit dem Zulauf 5 verbunden.
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Dieses Zusatzhilfsventil ist dabei so ausgebildet, daß es eingeschaltet
werden muß, entweder durch Einschaltung eines Dauerstromes bzw. durch Betätigung
der Handeinschaltung 21, die in ihrer unteren Einschaltstellung dann mittels der
Verriegelungseinrichtung 23 verriegelbar ist. Erst in dieser Stellung werden die
Druckräume 27, 27' vor den Hilfskolben 17, 17' über den Abgang 24 entlüftet, und
zwar ständig, so lange das Zusatzhilfsventil20 eingeschaltet ist. Unter dem Einfluß
des Zulaufdruckes bzw. des Rücklaufdruckes vom Verbraucher öffnen sich die Hilfsverschlußstüeke
16, 16', wie dies das Ausführungsbeispiel in F i g. 1 erkennen läßt.
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Die Hilfsventile 12, 12' können jetzt erst von Hand bzw. durch ihren
jeweiligen Anschluß an die Stromquelle den Druckverbraucher 15 steuern. Ist das
Zusatzhilfsventi120 nicht vorher eingeschaltet, d. h. befindet es sich in seiner
oberen Abschlußstellung, dann erfolgt Druckaufbau vor den Hilfskolben 17, 17', und
diese schließen zunächst im Sinne einer Sicherheitseinrichtung die Verschlußstücke
16, 16' und dies hat zur Folge, daß zunächst auch bei unbefugter Einschaltung der
Hilfsventile 12 oder 12' der Druckverbraucher 15 nicht ungewollt in Gang gesetzt
werden kann. Erst wenn das Zusatzhilfsventil20 durch Entriegelung oder durch Freigabe
eines zunächst abgesicherten Schalters umgeschaltet ist, kann der Druckverbraucher
15 in Gang gesetzt werden.
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Bei Nothalt oder bei Unfällen wird durch Betätigung von Schaltern
das Hilfsventil 20 abgeschaltet, und auf diese Weise werden sofort durch Belastung
der Kolben 17,17' mit dem Druck vom Zulauf 5 aus die Verschlußstücke 16, 16' in
die Schließstellung übergeführt, und auch dann ist der Druckverbraucher 15 stillgesetzt,
und zwar auch in irgendeiner Mittelstellung, da beide Druckmittelrückläufe gegenüber
den Verbraucheranschlüssen abgesperrt sind. Das Druckmittel ist am Druckverbraucher
in sich abgeschlossen, und dieser kann auch unter willkürlicher Belastung von außen
keinerlei Eigenbewegungen mehr ausführen.
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Eine solche Umschaltung ist in F i g. 2 gezeigt, und zwar in einer
Mittelstellung des Druckverbrauchers, wobei der Druckverbraucher zunächst gegenüber
dem Rücklauf 6' entlüftet war, um in die Endstellung überzugehen, aber in dieser
gezeichneten Mittelstellung
durch Umschaltung der Verschlußstücke
16 und 16' angehalten wurde. Der Druckverbraucher 15 führt noch eine geringfügige
Eigenbewegung aus, bis ein. Druckausgleich auf beiden Kolbenseiten durchgeführt
ist. Beispielsweise, falls der Druckverbraucher mit einem Druck von 8 atü in seine
Endstellung übergeführt werden sollte, dann gleicht sich auf beiden Kolbenseiten
der Druck auf 4 atü aus, und der Kolben 15 des Druckverbrauchers ist dann in dieser
Stellung endgültig verriegelt. Auch wiederholte Einschaltungen an :einem oder beiden
der Hilfsventile 12,12' sind nicht in der Lage, den Druckverbraucher 15 wieder in
Gang zu setzen, wie dies das Ausführungsbeispiel in F i g. 2 deutlich erkennen läßt.
Die Verschlußstücke 16,16' stehen nach wie vor unter dem Zulaufdruck am Zulaufanschluß
5, und das Steuerventil mit seinen Verschlußstücken im Gehäuse 1 kann erst wieder
seine normale Funktion übernehmen, wenn die Störung beseitigt bzw. wenn das Zusatzhilfsventil
20 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig.1 in seine untere Einschaltstellung
übergeführt wird.
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Durch die Ausbildung nachdem Ausführungsbeispiel in F i g. 1, und
zwar in der Form, daß die Sicherheitseinrichtung in einem Zusatzgehäuse mit gegenüberliegenden
gleichen Aufflanschflächen wie die Aufflanschfläche des Gehäuses 10 und die
Aufflanschfläche im Ventilgehäuse 8 ausgebildet ist, ist es möglich, durch Entfernen
des als Zwischenplatte ausgebildeten Gehäuses 9 die Ventilteile indem Gehäuse 1
mit ihren beiden Hilfsventilen 12, 12' unmittelbar auf das Gehäuse 10 aufzuflansehen
und dieses Ventil dann als normales ungesichertes Impulsventil einzusetzen. Gleichzeitig
können bereits vorhandene Impulsventile durch Zwischenfügen des Gehäuses 9 mit den
Sicherheitseinrichtungen in einfacher Weise als Sicherheitsimpulsventile umgebaut
werden.