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Magnetventil in Mehrfachanordnung mit Sicherheitsschaltung Die Erfindung
betrifft ein Magnetventil in Mehrfachanordnung, insbesondere mit Hilfsventilauslösung
in Durchgangs- oder Mehrwegeausführung.
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Bei solchen Ventilen hat die Erfindung zur Aufgabe, diese Zusammenschaltung
in Form einer Sicherheitseinrichtung in der Weise durchzuführen, daß bei Ausfall
eines der Ventile in elektrischer oder mechanischer Hinsicht dieses vom Verbraucher
abgeschaltet wird, -so daß der Verbraucher nach wie vor von dem verbleibenden Ventil
weiter versorgt wird.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für eine Sicherheitsschaltung
die Zu- und Abgänge der Ventile vereinigt sind und in der Vereinigung der Abgänge
zweier Ventile mindestens ein Rückschlagventil angeordnet ist, wodurch bei Ausfall
eines der Ventile dieses vom Verbraucher abgeschaltet wird.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausführbar ist, zeigt mit den für sie
wesentlichen Teilen das Ausführungsbeispiel in der Zeichnung, und zwar F i g. 1
die Gesamtanordnung in einem Schaltschema und F i g. 2 je' ein Dreiwegeventil in
Mehrfachanordnung im Schnitt.
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Nach F i g. 1 führt der Zugang 10 zu der als Dreiwegeventil wirkenden
Ventilanordnung 11. Von dort aus wird bei entsprechender Schalterbetätigung über
die Leitung 12 der Druck zum Verbraucher, z. B. einen Arbeitskolben 13, freigegeben,
vor dem sich dann der Druck aufbauen und z. B. eine nicht dargestellte Bremse anziehen
kann. Beim Umschalten des Ventils 11 wird der Zugang 10 abgesperrt und der Druck
vor dem Arbeitskolben in den Ablauf 14 abgebaut, so daß der Arbeitskolben unter
Federwirkung zurückgeht und die Bremse löst.
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Den inneren Aufbau des Ventils 11 zeigt die F i g. 2. Danach sind
in einem gemeinsamen Gehäuse 15 als Hauptventile für die Steuerung des Mediums zwei
gleiche Dreiwegeventile 16 parallel zueinander angeordnet, von denen im folgenden
nur eines. beschrieben wird. In einer Gehäusebohrung 17 sind über laternenartige
Abstandshalter 18 der Zulaufventilsitz 19 und der Ablaufventilsitz 20 eingeschoben
und durch einen Verschlußstopfen 21 festgelegt. Zwischen beiden Ventilsitzen 19
und 20 ist ein Verschlußstück 22 auf einer Stange 23 angeordnet.
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Der unterhalb des Zulaufventilsitzes 19 liegende Ventilraum 24 ist
mit dem entsprechenden Raum des anderen Ventils und mit dem Zugang 10 verbunden,
während die oberhalb der Ablaufventilsitze 20 liegenden Ventilräume 25 mit den Ablaufbohrungen
26 oder einem gemeinsamen Ablauf in Verbindung stehen. Die mittleren, zwischen den
Ventilsitzen 19, 20 liegenden Ventilräume 27 der beiden Hauptventile sind zum Anschluß
für den Arbeitskolben bestimmt und durch eine Querbohrung 28 miteinander verbunden.
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In dieser Ausführung ergibt sich die Wirkung, daß beim Hängenbleiben
eines der Ventile - und zwar gleich, in welcher Stellung - der Druck vor dem Arbeitskolben
in den Ablauf des anderen Ventils abgebaut wird. Es wird also in jedem Fall erreicht,
daß der Antrieb sofort stehenbleibt. Diese Ausführung würde sich daher z. B. für
Pressenantriebe bzw. andere Antriebe von Werkzeugmaschinen oder Spannvorrichtungen
eignen.
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Im vorliegenden Fall handelt es sich jedoch um eine Bremse, d. h.,
es muß im Gegenteil sichergestellt werden, daß der Arbeitskolben unter allen Umständen
mit Druck beaufschlagt werden kann. Dafür sind nun besondere selbsttätig wirkende
Abschaltmittel für das jeweils defekte Ventil vorgesehen. Zu diesem Zweck kann in
der beschriebenen Querbohrung ein weiteres Ventil, wie z. B. ein Kugelventil mit
einer Kugel 29, zwischen zwei Ventilsitzen 30 und 31 angeordnet sein. Eine Bohrung
32 führt von der Querbohrung 28 nach oben und mündet in den Anschluß 33, an welchen
dann die Leitung 12 zum Arbeitskolben angeschlossen ist. Auch die Verwendung von
Rückschlagventilen ist denkbar, z. B. derart, daß jedem Ventilraum 27 eine Bohrung
zugeordnet ist, in welcher ein Rückschlagventil angeordnet ist. Diese Bohrungen
münden dann in einen gemeinsamen Kanal zum Arbeitskolben.
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In der dargestellten Stellung sind beide Zulaufventile geschlossen,
und der Arbeitskolben ist über die Ablaufventile 20 entlastet. Bei normaler
Betätigung bewegen sich beide Verschlußstücke 22 gleichzeitig
und
in gleicher Richtung. In ihrer oberen Stellung werden die Ablaufventile 20 geschlossen
und der Zugang zum Arbeitskolben über die Zulaufventile 19 und die gemeinsame
Querbohrung 28 freigegeben. Die Kugel 29 verbleibt hierbei in der
gezeichneten Mittelstellung, da sie von beiden Seiten vom Druck beaufschlagt wird.
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Wenn jetzt trotz des gegebenen Schaltimpulses beispielsweise das rechte
Hauptventil aus irgendeinem Grund in seiner unteren Stellung hängenbleibt, dann
öffnet nur das linke Ventil. Das Medium tritt durch das Zulaufventi119 des linken
Hauptventils in den mittleren Raum 27 und von dort aus von links in die gemeinsame
Querbohrung 28 ein. Da von rechts infolge des hängengebliebenen rechten Hauptventils
kein Gegendruck auf die Kugel 29 wirkt, wird diese vom Druck auf den rechten
Ventilsitz 31 gedrückt. Damit wird verhindert, daß das Medium über die Querbohrung
28 in den mittleren Ventilraum 27 des rechten Hauptventils eintritt und von dort
aus in den rechten Ablauf 26 abströmt. Das rechte Hauptventil ist dadurch abgeschaltet,
und seine Funktion wird allein von dem linken Hauptventil übernommen. Über die Bohrungen
32, 33 gelangt das Druckmedium zum Arbeitskolben, der in der gewünschten Weise die
Bremse anzieht.
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Für Feuerlösch- oder ähnliche Sicherheitszwecke, z. B. auf Schiffen,
Flugzeugen od. dgl., eignet sich eine prinzipiell gleichwirkende Anordnung. Dabei
sind zwei oder gegebenenfalls auch mehr gleiche Durchgangsventile parallel zueinander
in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen. Sie können durch je einen Auslösemagneten
direkt oder mittelbar über eine Hilfssteuerung betätigt werden. Für alle Ventile
ist ein gemeinsamer Zu- und Abgang angeordnet. Auch bei dieser Anordnung kann der
Ausfall eines Ventils die Wirksamkeit der gesamten Anordnung nicht beeinträchtigen.
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Die Betätigung der Dreiwegeventile 16 nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel
kann über Auslösemagnete direkt oder auch unter Verwendung einer Hilfssteuerung
erfolgen. Zu diesem Zweck sind jedem Hauptventil 16 eine Hilfssteuerung und
ein Magnet 34 zugeordnet. Letztere können durch einen gemeinsamen oder durch zwei
voneinander getrennte Schalter, z. B. Druckknopfschalter, betätigt werden. Auf der
Kolbenstange 23 ist oben ein Antriebskolben 35 befestigt, z. B. über ein Gewinde
36.
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Diesem ist ein Druckraum 37 zugeordnet, währender auf der Rückseite
in den Ablauf 26 druckentlastet ist. Vom Zulauf 10 aus gelangt der Druck über Gehäusebohrungen
38 in Ringkanäle 39, die unten an lösbaren Gehäuseeinsätzen 40 vorgesehen sind.
Von dort aus wirkt der Druck durch eine weitere Bohrung 41 auf das Hilfsventil und
hebt den Magnetanker 43 an. Dadurch wird das über dem Anker befindliche Entlüftungsventil44
geschlossen, und der Druck kann sich vom Hilfssteuerraum 45 aus über Bohrungen 46
und 47 im Druckraum 37 über dem Antriebskolben 35 aufbauen. Dadurch wird das Verschlußstück
22 nach unten bewegt und das Zulaufventil 19 geschlossen.
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Der Hilfsventilsitz 42 ist einschließlich der Bohrungen 41
und 46 an einem lösbaren Einsatz 48 vorgesehen, der mit einem Flansch 49 zwischen
dem Überwurfteil 50 des Magneten 34 und dem Gehäusesinsatz 40 bzw. dem Gehäuse selbst
festgelegt ist. Durch Auswechseln dieses Einsatzes 48 kann der Druckaufbau vor dem
Antriebskolben beeinflüßt und das Ventil auch für andere Drücke verwendbar gemacht
werden.
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Bei Stromdurchgang durch die Erregerwicklung wird der Anker 43 entgegen
dem Druck nach unten gezogen und dadurch das Hilfsventil bei 42 geschlossen und
das Entlüftungsventil 44 geöffnet. Der Druck im Druckraum 37 über dem Antriebskolben
35 wird über die Bohrungen 47, 46, den Ringschlitz 51 bzw. entsprechende Nuten sowie
das Entlüftungsventil 44 abgebaut. Dadurch kann der von unten auf die Verschlußstücke
22 wirkende Druck diese anheben und nach oben bewegen, in welcher Stellung sie die
Ablaufventile-20 schließen und den Zulauf 10 über die Querbohrung 28 mit dem Anschluß
33 zum Arbeitskolben verbinden.
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Beim Ausschalten des Stromes wird durch den Druck der Anker 43 wieder
in seine obere Stellung gehoben und das Entlüftungsventil 44 geschlossen. Über das
nunmehr geöffnete Hilfsventil baut sich im Druckraum 37 über den Antriebskolben
35 wieder Druck auf, so daß die Verschlußstücke 22 nach unten bewegt und die Zulaufventile
19 geschlossen werden.
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Für die Handbetätigung des Ventils ist über dem Magnetanker 43 eine
gegebenenfalls federnde Druckstange 52 angeordnet und am oberen Ende mit einer topfartigen
Kappe 53 als Druckknopf versehen. Am unteren Ende ist an ihr ein gegebenenfalls
auswechselbarer Zapfen 54 angeordnet, der in die Bohrung des Entlüftungsventils
44 mit Spiel hineinpaßt, aber in der oberen Stellung der Druckstange 52 nicht bis
in diese Bohrung hineinragt. Durch einen Druck auf die Kappe 53 kann mit der Druckstange
52 der Anker 43 nach unten gedrückt und vom Sitz des Entlüftungsventils 44 abgehoben
werden. Dadurch tritt dieselbe Wirkung ein wie beim Einschalten des Stromes. Damit
durch diese Handbetätigung die elastische Dichtung 55 des Entlüftungsventils nicht
beschädigt wird, ist dieser mit einem zentralen Stift 56 axial durchsetzt. Dadurch
kann der Zapfen 54 ohne Berührung der Dichtung 55 direkt über den starren Stift
56 den Magnetanker 43 nach unten bewegen.
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Im Zulauf ist eine einstellbare Drossel vorgesehen und hierfür in
den Verschlußstopfen 21 eine von außen durch den Handgriff 57 verstellbare Stellspindei
58 eingesetzt, welche mit einem Kegelstumpf 59 unmittelbar in den Querschnitt des
Zulaufventils 19 hineinragt. Sie bildet gleichzeitig die Führung für die Kolbenstange
23. Die Stellspindel 58 ist durch eine Gegenmutter 60 in jeder beliebigen Stellung
festlegbar. Durch entsprechende Drosselung kann man den Druckaufbau vor dem Arbeitskolben
beeinflussen und auch überhaupt verschiedene Drücke berücksichtigen.