-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitssteuerung für druckmittelbetriebene,
z.B. druckluftbetriebene Verbraucher, z.B. Kupplung und Bremse von Exzenterpressen.
-
Sicherheitssteuerungen der vorgenannten Art dienen dem Zweck, z.B.
Exzenterpressen bei auftretenden Störungen sicher abzuschalten, vor allem um eine
Gefährdung oder Verletzung der Bedienungspersonen solcher Pressen, aber auch Schäden
an der Presse selbst zu vermeiden.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitssteuerung,
insbesondere für Kupplung und Bremse von Exzenterpressen zu schaffen, die es ermöglicht,
die Presse bei praktisch allen im Sicherheitssystem möglichen Störungsfällen abzuschalten.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der Druckluftversorgung
und jedem der beiden Verbraucher (z.B. Kupplung und Bremse einer Exzenterpresse)
je ein sich selbst überwachendes Pressensicherheitsventil geschaltet ist, durch
das beim Auftreten einer Störung in einem Ventil einerseits die Druckluftzufuhr
zum betreffenden Verbraucher gesperrt und andererseits die von diesem Ventil zu
diesem Verbraucher führende Leitung entlüftet wird; daß ferner an die vom jeweiligen
Ventil zum zugehörigen Verbraucher führende Leitung jeweils ein Druckschalter angeschlossen
ist, durch den der Steuerdruck in der jeweiligen Verbraucherleitung überwacht wird;
und daß die beiden Druckschalter an ein elektrisches oder elektronisches Oberwachungsgerät
angeschlossen sind, das die von den Druckschaltern kommenden Signale zyklisch überwacht
und das beim Auftreten einer Störung die Elektrik für den Betrieb des Verbrauchers
abschaltet.
-
Das Oberwachungsgerät ist hierbei zweckmäßigerweise mit einem insbesondere
manuell betätigbaren Schalter versehen, durch den nach Beseitigung der Störung die
Sicherheitssteuerung wieder einschaltbar ist.
-
Werden, wie z.B. bei kleineren Anlagen, Kupplung und Bremse der Exzenterpresse
über eine gemeinsame Leitung mit Druckluft versorgt, so wird bei einer Störung im
Pressensicherheitsventil die Zufuhr abgeschaltet und die zum Verbraucher führende
Leitung entlüftet, wodurch die Kupplung durch Federn geöffnet und die Bremse durch
Federn geschlossen wird. Die Presse wird damit automatisch stillgesetzt. An die
vom Pressensicherheitsventil zum Verbraucher führende Leitung ist zweckmäßigerweise
ein Druckschalter angeschlossen, der jedoch in diesem Fall nur anzuzeigen hat, ob
Druck in der Leitung ist oder nicht, da die Presse bereits durch die Entlüftung
der Verbraucherleitung abgeschaltet wird. Der Druckschalter kann aber ggf. auch
zum Abschalten der Elektrik der Pressensteuerung verwendet werden.
-
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der Fig. 1 schematisch eine Sicherheitssteuerung
mit zwei Pressensicherheitsventilen, zwei Druckschaltern und einem Oberwachungsgerät
in Null-Stellung zeigt.
-
Fig. 2 zeigt die Sicherheitssteuerung nach Fig. 1 in Schaltstellung.
-
Fig. 3 zeigt die Sicherheitssteuerung nach den Fig. 1 und 2 bei einer
Fehl schaltung in einem der beiden Pressensicherheitsventile.
-
Fig. 4 zeigt eine Sicherheitssteuerung bestehend aus einem Pressensicherheitsventil
und einem Druckschalter, wobei hier Kupplung und Bremse der Exzenterpresse über
eine gemeinsame Leitung mit Druckluft versorgt werden.
-
Fig. 1 zeigt zwei Pressensicherheitsventile 10 und 12, die beide an
eine gemeinsame Druckluftversorgung 42 angeschlossen sind, wobei von der Druckluftversorgung
42 eine Zweigleitung 64 zum Zulaufanschluß P des Pressensicherheitsventiles 10 und
eine Zweigleitung 62 zum Zulaufanschluß P des Pressensicherheitsventiles 12 führt.
Jedes der beiden Pressensicherheitsventile hat ferner einen Verbraucheranschluß
A und einen Rücklauf- oder Entiüftungsanschluß R. Der Anschluß A des Pressensicherheitsventiles
10 ist über eine Leitung 46 mit einer Bremse 22 verbunden und der Anschluß A des
Pressensicherheitsventiles 12 ist über eine Leitung 44 mit einer Kupplung-20 verbunden.
Kupplung und Bremse bilden Bauteile einer im übrigen nicht dargestellten Exzenterpresse.
-
An die Leitung 44 ist ein Druckschalter 16 und an die Leitung 46 ist
ein Druckschalter 14 angeschlossen. Die beiden Druckschalter können in die Leitungen
44, 46 eingebaut, sie können an die Ventile angeflanscht oder direkt in die Ventilgehäuse
integriert eingebaut werden.
-
Die beiden Druckschalter sind, wie die Figur zeigt, an ein elektrisches
oder elektronisches Oberwachungsgerät 18 über entsprechende elektrische, aber nicht
näher bezeichnete Leitungen angeschlossen.
-
Jedes der beiden Pressensicherheitsventile 10 und 12 hat zwei elektromagnetisch
betätigbare Vorsteuerventile 24, deren Elektromagnete über nicht näher bezeichnete
elektrische Leitungen an eine Pressensteuerung 52 angeschlossen sind. Jedes Pressensicherheitsventil
10 und 12 hat ferner je zwei Arbeitskolben 26, sowie zwei mit den Arbeitskolben
verbundene Ventilkolben 28, die mit entsprechenden Ventilsitzen 40 zusammenwirken
und die in Schließrichtung durch nicht näher bezeichnete Druckfedern beaufschlagt
sind.
-
Die Bohrungen, in denen die Ventilkolben 28 verschiebbar angeordnet
und geführt sind, sind, wie dargestellt, über Kreuz durch Kreuzkanäle 30, 32 miteinander
verbunden. In jedem der beiden Pressensicherheitsventile
zweigen
von den beiden Kreuzkanälen 30, 32 Steuerkanäle 34, 36 ab, die zu den Ventilsitzen
der Vorsteuerventile 24 führen. Diese sind ihrerseits über Verbindungskanäle 38
mit den nicht näher bezeichneten Arbeitskammern der Arbeitskolben 26 verbunden.
-
Die Oberwachungseinrichtung 18 ist mit Leuchtdioden LED1, LED2 und
LED3 versehen, die z.B. die Farben gelb, rot und grün haben, wobei LED1 Netzspannung,
LED2 eine Störung und LED3 die Betriebsbereitschaft anzeigen. Das Oberwachungsgerät
18 ist ferner mit zwei Signal lampen 48 versehen, von denen eine dem Druckschalter
16 und die andere dem Druckschalter 14 zugeordnet ist, um beim Auftreten einer Störung
anzuzeigen, in welchem Zweig der Sicherheitssteuerung der Fehler liegt bzw. welcher
der beiden Druckschalter 14 oder 16 die Störung gemeldet hat. Das überwachungsgerät
ist ferner mit einem externen und vorzugsweise manuell betätigbaren Schalter 50
versehen, der eine Wiedereinschaltung der Sicherheitssteuerung nur dann ermöglicht,
wenn zuvor die aufgetretene Störung beseitigt worden ist. Die Sicherheitssteuerung
18,bzw. der Schalter 50, ist über elektrische Leitungen 66, 68 an die Pressensteuerung
52 angeschlossen.
-
Fig. 4 zeigt eine Sicherheitssteuerung mit nur einem Pressensicherheitsventil
60, das jedoch identisch ist mit den Pressensicherheitsventilen 10 bzw. 12.
-
Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 1-3 ist,
daß der Verbraucher 58, d.h. z.B. Kupplung und Bremse einer Exzenterpresse über
eine gemeinsame Leitung 54 vom Pressensicherheitsventil 60 mit Druckluft versorgt
wird. An die Leitung 54 ist ein Druckschalter 56 angeschlossen, der über nicht näher
bezeichnete elektrische Leitungen direkt an die Pressensteuerung 52 angeschlossen
ist.
-
Die erfindungsgemäße Sicherheitssteuerung arbeitet folgendermaßen.
-
In Fig. 1 befinden sich die Pressensicherheitsventile 10 und 12 in
Null-Stellung, d.h. die Vorsteuerventile 24 sind geschlossen, ebenso die Ventilsitze
40, d.h. der Zulauf ist gesperrt. Die Verbraucher 20, 22 sind über die Leitungen
44, 46 und die Anschlüsse A der Pressensicherheitsventile zu den Entiüftungsanschlüssen
R entlüftet.
-
Werden nun die Vorsteuerventile 24 umgeschaltet, wie Fig. 2 zeigt,
so werden die Ventilsitze 40 geöffnet und die Entlüftungsanschlüsse R geschlossen.
Das Volumen der Steuerkanäle 34, 36 ist ausreichend groß, daß die in den Steuerkanälen
befindliche Druckluft ausreicht, um die Arbeitskolben 26 aus der Null-Stellung nach
Fig. 1 in die Arbeitsstellung nach Fig. 2 umzuschalten.
-
Die Druckluft strömt in der Schaltstellung nach Fig. 2 vom Anschluß
P in die hohl gebohrten Ventilkolben 28 ein, von dort durch nicht näher bezeichnete
Querbohrungen und einen Ringkanal im Mantel der Ventilkolben 28 in die Kreuzkanäle
30, 32 und von diesen durch die offenen Ventilsitze 40 zum Anschluß A der Pressensicherheitsventile
und von dort über die Leitungen 44 bzw. 46 zur Kupplung 20 und zur Bremse 22 der
Exzenterpresse. Wie bereits erwähnt, wird die Kupplung durch die Druckluft geschlossen
und durch Federn geöffnet, während die Bremse durch Federn geschlossen und durch
die Druckluft geöffnet wird.
-
Werden nun die Vorsteuerventile 24 erneut umgeschaltet und damit ihre
Ventilsitze geschlossen, so werden die Arbeitskammern der Arbeitskolben 26 über
die Vorsteuerventile 24 entlüftet und die beiden Ventilkolben 28 durch die nicht
näher bezeichneten Druckfedern wieder in ihre Null-Stellung nach Fig. 1 umgeschaltet.
-
Fig. 3 zeigt eine angenommene Fehl schaltung, bei der das in der Figur
rechte Vorsteuerventil 24 des Pressensicherheitsventiles 10 geschlossen und das
linke Vorsteuerventil 24 geöffnet ist. Als Folge dieser Fehlschaltung wurde der
linke Arbeitskolben 26 mit Druck beaufschlagt, der
rechte dagegen
nicht, was dazu führt, daß der linke Ventilsitz 40 geöffnet und der rechte Ventilsitz
40 des Pressensicherheitsventils 10 geschlossen ist. In dieser Stellung ist, wie
Fig. 3 zeigt, die Bremse 22 vom Anschluß A zum Entlüftungsanschluß R entlüftet.
Die Zufuhr des Druckmittels vom Anschluß P her ist dagegen unterbrochen, da beide
Kreuzkanäle 30 und 32 durch den sich in geschlossener Stellung befindlichen rechten
Ventilkolben 28 gesperrt sind.
-
Das Pressensicherheitsventil 10 ist damit voll entlüftet und da die
Zufuhr gesperrt ist, ist die Leitung 46 und damit die Bremse 22 voll restdruckfrei.
-
Diese Restdruckfreiheit wird bei den hier beschriebenen Pressensicherheitsventilen
ausschließlich durch die Ventilse selbst, also ohne zusätzliche externe Mittel erreicht.
-
Die Druckschalter 14 und 16 überwachen den Druck in den zu Kupplung
und Bremse führenden Leitungen 44 und 46. Die Druckschalter werden bei jedem Pressenhub
umgeschaltet und melden den Druck in den Leitungen 44, 46 an das überwachungsgerät
18. In der Schaltstellung steht hierbei an Kupplung und Bremse Druck an, während
in der Null-Stellung die beiden Leitungen 44, 46 drucklos sind.
-
Im Oberwachungsgerät 18 werden die von den Druckschaltern 14, 16 kommenden
Signale zyklisch überwacht. Werden von den beiden Druckschaltern nicht die erforderlichen
Signale gemeldet, z.B. gleiche Signale für beide Leitungen 44, 46, oder gehen die
Signale nacheinander ein und wird eine vorgegebene zulässige Zeitspanne der nacheinander
eingehenden Signale überschritten, z.B. 100 ms, so schaltet das überwachungsgerät
18 über die Leitungen 66 , 68 und die Pressensteuerung 52 z.B. die gesamte Elektrik
ab, wonach auch die beiden Pressensicherheitsventile 10 und 12 nicht mehr schaltbar
sind. Die nicht dargestellte Presse wird damit sofort stillgesetzt.
-
Die Störung wird am Oberwachungsgerät durch die Leuchtdiode LED2 angezeigt.
Mittels der Signal lampen 48 kann ferner angezeigt werden, in welchem Zweig der
Sicherheitssteuerung der Fehler liegt bzw. von welchem Druckschalter 14 oder 16
die Störung gemeldet worden ist.
-
Die Sicherheitssteuerung 18 kann dann über einen externen Schalter
50 wieder eingeschaltet werden, aber nur nachdem die aufgetretene Störung behoben
ist.
-
Die Ausführungsform nach Fig. 4, die sich insbesondere für kleinere
Anlagen eignet, hat nur ein Pressensicherheitsventil 60 und sie kommt ohne Oberwachungsgerät
aus. Kupplung und Bremse 58 werden hier über eine gemeinsame Leitung 54 vom Pressensicherheitsventil
60 versorgt. Tritt im Pressensicherheitsventil eine Störung auf, so wird, wie anhand
der Fig. 1-3 beschrieben worden ist, die Leitung 54 und damit der Verbraucher 58
entlüftet, derart, daß die Leitung 54 und der Verbraucher 58 völlig restdruckfrei
sind, was bedeutet, daß die Kupplung durch Federkraft geöffnet und die Bremse durch
Federkraft geschlossen wird, womit die Presse stillgesetzt wird.
-
Der Druckschalter 56 hat hier vorzugsweise nur die Funktion, die Störung
zu melden, z.B. über eine Kontroll-Lampe, wobei angezeigt wird, ob in der Leitung
54 Druck vorhanden ist oder nicht, die Abschaltung der Presse erfolgt aber direkt
durch Einrücken der Bremse und Ausrücken der Kupplung infolge der Restdruckfreiheit.
-
Wenn gewünscht, kann aber auch das Signal des Druckschalters 56 über
die Pressensteuerung 52 zur Abschaltung der Anlage benutzt werden.
-
Die Druckschalter überwachen z.B. folgende Störungen: Störungen in
den Pressensicherheitsventilen, wie Vorsteuerventilspule durchgebrannt, Kabel bruch
zum Magnet, Federbruch in der Vorsteuerung, Bruch der Magnetschlußhülse, Hängenbleiben
des Ankers der Vorsteuerung, Hängenbleiben der Hauptventilspindel, Fremdkörper in
der Vorsteuerung
oder den Ventilsitzen; Störungen vor den Pressensicherheitsventilen,
wie Ausfall der Druckversorgung, Bruch in der Druckluftzufiihrungsleitung, d.h.
sowohl in der Hauptleitung, wie auch in den Zweigleitungen zu den jeweiligen Pressensicherheitsventi
len; und Störungen nach den letzteren, d.h. Bruch der Verbindungsleitungen zwischen
den Pressensicherheitsventilen und der Kupplung bzw. der Bremse.
-
Darüber hinaus zeigt das überwachungsgerät folgende Störungen an und
schaltet die Steuerung ab bei Störungen in einem der Druckschalter, z.B. Kleben
der Kontakte oder Klemmen der Druckaufnehmer und bei Bruch oder Beschädigung eines
Kabels.
-
Die erfindungsgemäße Sicherheitssteuerung bietet eine hohe Sicherheit
durch die Kombination von sich selbst überwachenden Pressensicherheitsventilen mit
Druckschaltern, die alle denkbaren Unregelmäßigkeiten oder Störungen hinsichtlich
Druckverhältnissen, Mechanik und Elektrik feststellen und eine Abschaltung auslösen.
-
Leerseite