DE3421492A1

DE3421492A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE3421492A1
Application number: DE19843421492
Authority: DE
Inventors: Erich 7053 Kernen Ruchser
Original assignee: Herion Werke KG
Current assignee: Herion Werke KG
Priority date: 1984-06-08
Filing date: 1984-06-08
Publication date: 1985-12-12

Description

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Unser Zeichen: A 14 767 Lh/fi

Herion-Werke KG
Stuttgarter Str. 120
7012 Fell bach

Steuerventil

- 1 - Herion-Werke KG

- H A 14 767

3A2H92

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch vorgesteuertes Steuerventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Pressen, mit zwei parallel geschalteten, gleichzeitig betätigbaren Drei-Wege-Ventilen, deren in einer Achse liegende Ventilspindeln an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit koaxialen, ineinandergreifenden, Dichtmittel bildenden Rohrstutzen versehen sind.

Ein Ventil der vorgenannten Art ist bekannt. Es schaltet bei einer Fehlschaltung den Verbraucher ab, entlüftet ihn und verhindert, daß er durch einen Restdruck beaufschlagt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Ventil dieser Art so weiterzubilden, daß es selbst, insbesondere einschließlich der Vorsteuerventile, bei einer Fehlschaltung entlüftet und drucklos ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der erste Rohrstutzen im Gehäuse des Steuerventils und der zweite Rohrstutzen im ersten Rohrstutzen gelagert und geführt ist, und daß die Rohrstutzen mit Querbohrungen versehen sind, die den Zulauf des Steuerventiles abhängig von dessen Schaltstellung öffnen oder sperren.

Vorzugsweise sind die Räume, in denen die Ventilteller der beiden Drei-Wege-Ventile liegen, mittels Kanälen mit je einem der Vorsteuerventile verbunden.

In jeden dieser Kanäle kann eine Drossel eingebaut sein.

Ferner ist in jedem der Kanäle ein Druckspeicher (Speicher-

kammer) angeordnet.

Vorzugsweise zweigt von jedem dieser Kanäle ein Kanal parallel zu der jeweiligen Drossel ab, der in den Ventilsitz der Ventilteller der Drei-Wege-Ventile mündet.

Die Arbeitskolben der Drei-Wege-Ventile sind vorteilhafterweise mit einem Element zur Anzeige ihrer Schaltstellung versehen, z.B. in Form eines Stiftes, der durch das Gehäuse des Steuerventiles hindurchgeführt ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 im Schnitt das Steuerventil in Null-Stellung zeigt.

Fig. 2 zeigt im Schnitt das Steuerventil nach Fig. 1 in Schaltstellung.

Fig. 3 zeigt im Schnitt das Steuerventil nach den Fig. 1 und 2 bei einer Fehl schaltung.

Fig. 4 zeigt im Schnitt das Steuerventil ebenfalls bei einer Fehl schaltung, wobei Mittel vorgesehen sind, welche die Schaltstellung des Steuerventils anzeigen.

Fig. 1 zeigt ein Steuerventil 10 mit einem Gehäuse 12, das einen Zulaufanschluß 14, einen Verbraucheranschluß 16 und zwei Rücklaufanschlüsse 18 besitzt. Im Gehäuse 12 sind zwei parallel arbeitende Drei-Wege-Ventile 20 angeordnet, die in einer Achse liegen. Jedes der Drei - Wege-Ventile 20 hat einen Arbeitskolben 22 und einen Ventilteller 24, die z.B. mit Preßsitz auf einer Ventilspindel 34 angeordnet sind. Der Arbeitskolben 22 ist mit einer Dichtung 26 und der Ventilteller 24 ist mit einer Dichtung 30 versehen. Die Dichtung 26 wirkt mit einem Ventilsitz 28 und die Dichtung wirkt mit einem Ventilsitz 32 zusammen.

Jeder der beiden Ventilteller 24 ist an seiner Stirnseite mit einem axialen Rohrstutzen 36 bzw. 38 versehen, von denen der Rohrstutzen 38 im Gehäuse und der Rohrstutzen 36 im Rohrstutzen 38 axial geführt ist. Die beiden Rohrstutzen 36, 38 bilden Dichtmittel, die den Zulaufanschluß 14 öffnen oder schließen.

Der Rohrstutzen 38 ist mit Querbohrungen 42 und der Rohrstutzen 36 ist mit

Querbohrungen 40 versehen, außerdem haben beide Rohrstutzen Querbohrungen 44, „die von einer zentralen Venti!kammer 46, welche von den Rohrstutzen und den Ventiltellern 24 umschlossen ist, zu Ventil teilerräumen 48, 50 führen.

Das Steuerventil 10 ist elektromagnetisch vorgesteuert mittels zweier Vorsteuerventile 52, 54. Das Vorsteuerventil 52 ist hierzu über einen Kanal 56 mit einer Arbeitskammer 60 verbunden, in welcher der Arbeitskolben 22 des in der Zeichnung linken Drei-Wege-Ventiles 20 verschiebbar angeordnet ist. Das Vorsteuerventil 52 ist ferner über einen Kanal 64 mit dem Ventiltellerraum 50 verbunden.

Das Vorsteuerventil 54 ist über einen Kanal 58 mit einer Arbeitskammer 62 verbunden, in welcher der Arbeitskolben 22 des in der Zeichnung rechten Drei-Wege-Ventils 22 verschiebbar angeordnet ist, sowie über einen Kanal 66 mit dem Ventiltellerraum^S. Die Ventil teil erräume 48 und 50 sind somit

an die Vorsteuerventile 52, 54 angeschlossen. Im Kanal 64 liegt eine Speicherkammer 72 und eine Drossel 70, und im Kanal 66 liegt eine Speicherkammer 74 und eine Drossel 68. Die Drosseln liegen jeweils zwischen dem zugehörigen Ventiltellerraum und der zugehörigen Speicherkammer.

Von dem Kanal 66 zweigt ein Zweigkanal 76 ab, der in den Ventilsitz 32 des in der Figur linken Ventilteller 24 mündet,und vom Kanal 64 zweigt eine Zweigleitung 78 ab, die in den Ventilsitz 32 des in der Figur rechten Ventiltellers 24 mündet.

Das beschriebene Steuerventil arbeitet wie folgt: Fig. 1 zeigt die Null-Stellung des Steuerventiles 10, in welcher der Zulauf durch die Rohrstutzen 36, 38 gesperrt und der Verbraucheranschluß 16 über die offenen Ventilsitze 28 zu dem Rücklaufanschlüssen 18 entlüftet ist. Die Ventilsitze 32 sind durch die Tellerventil 24 geschlossen. Die Vorsteuerventile 52, 54 sind geschlossen und die Arbeitskolben 22 der beiden Drei-Wege-Ventile 20 sind nicht mit Druck beaufschlagt, da die Arbeitskammern 60, 62 über die Vorsteuerventile 52, 54 ebenfalls entlüftet sind.

Werden nun die Vorsteuerventile 52, 54 in ihre andere Stellung umgeschaltet, wie Fig. 2 zeigt, so nimmt das Steuerventil 10 die Schaltstellung ein. Nach dem Umschalten der Vorsteuerventile aus der Stellung nach Fig. 1 in die Stellung nach Fig. 2 strömt Druckluft aus den Speicherkammern 72, 74 über die geöffneten Vorsteuerventile und die Leitungen 56, 58 in die Arbeitskammern 60, 62 ein, wodurch die Arbeitskolben 22 mit Druck beaufschlagt werden und die Drei-Wegeventile 20 in die in Fig. 2 gezeigte Schaltstellung umgeschaltet werden, in welcher die Ventilsitze 28 geschlossen und die Ventilsitze 32 geöffnet sind.

In dieser, in Fig. 2 gezeigten Stellung der Drei-Wege-Ventile 20 liegen die Querbohrungen 42, 44 der Rohrstutzen 36, 38 in Flucht radial übereinander, so daß das Druckmittel vom Zulaufanschluß 14 her durch diese Querbohrungen 40, 42 hindurch in die zentrale Ventil kammer 46 einströmen kann. Von dort strömt es weiter über die Querbohrungen 44 und durch die geöffneten Ventilsitze 32 zum Verbraucheranschluß 16.

Das Druckmittel, d.h. in diesem Fall die Druckluft, strömt außerdem über die Kanäle 64, 66 entsprechend in die Speicherkammern 72, 74 und füllt diese auf, so daß sie wieder unter dem vollen Zulaufdruck stehen , ebenso wie die Arbeitskammern 60, 62.

Werden nun die Vorsteuerventile 52, 54 wieder umgeschaltet, von der offenen Stellung nach Fig. 2 in die geschlossene Stellung nach Fig. 1, dann werden die Arbeitskammern 60, 62 über die Vorsteuerventile entlüftet und die Drei-Wege-Ventile 20 werden wieder in die Null-Stellung umgeschaltet, da die Ventilteller 24 weiterhin durch den Zulaufdruck beaufschlagt sind.

In der Null-Stellung gemäß Fig. 1 ist der Zulaufanschluß 14 durch die Rohrstutzen 36, 38, die dichtend ineinander und im Gehäuse geführt sind, gesperrt, da, wie dargestellt, die Querbohrungen 40 und 42 nicht mehr in Flucht liegen, sondern soweit gegeneinander versetzt sind, daß der Zulaufanschluß 14 durch die beiden Rohrstutzen 36, 38 gesperrt wird.

Werden die Vorsteuerventile 52, 54 erneut umgeschaltet, so werden die Arbeitskolben 22 wieder mit Druck beaufschlagt und da ihre wirksame druckbeaufschlagte

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Fläche größer ist als die wirksame druckbeaufschlagte Fläche der Ventilteller 24, werden die Drei-Wege-Ventile 22 wieder in die Schaustellung nach Fig. 2 umgeschaltet.

Fig. 3 zeigt eine Fehlschaltung. Beispielsweise ist beim Umschalten von der Schaustellung nach Fig. 2 in die Null-Stellung nach Fig. 1 das Vorsteuerventil 54 in der Schaltstellung hängengeblieben, etwa verursacht durch einen Fremdkörper.

Das in der Figur linke Drei-Wege-Ventil 20 schaltet ordnungsgemäß in die Null-Stellung, während das rechte Drei-Wege-Ventil 20 in der Schaltstellung verbleibt.

Wie Fig. 3 zeigt, liegen auch bei einer Fehlschaltung die Querbohrungen 40, 42 der Rohrstutzen 36, 38 nicht in Flucht, sondern die Querbohrungen 42 werden durcn^eRohrstutzen 36 und die Querbohrungen 40 werden durch den Rohrstutzen 38 überdeckt, womit der Zulaufanschluß 14 gesperrt ist.

Beim, in der Figur linken Drei-Wege-Ventil 20 ist der Ventilsitz 28 geöffnet und damit ist der Verbraucheranschluß 16 über diesen offenen Ventilsitz 28 zum in der Zeichnung linken Rücklaufanschluß 18 entlüftet. Darüber hinaus ist aber auch das gesamte Steuerventil einschließlich der beiden Vorsteuerventile und sämtlicher Kanäle, sowie der Speicherkammern entlüftet und damit drucklos. So ist die Arbeitskammer 60 über das Vorsteuerventil 52 entlüftet, die Arbeitskammer 62 ist über das Vorsteuerventil 54, den Kanal 66, den Ventiltellerraum 48, die zentrale Ventil kammer 46 und den Ventil teilerraum 50 zum Verbraucheranschluß 16 und damit zum linken Rücklaufanschluß 18 entlüftet. Ebenso ist beispielsweise die Speicherkammer 72 über den Kanal und den VentiUellerraum 50 zum Verbraucheranschluß 16 und damit über den offenen Ventilsitz 28 zum in der Figur linken Rücklaufanschluß 18 entlüftet.

Auch wenn das gestörte Vorsteuerventil 54 nachträglich noch in die Null-Stellung schalten sollte, bleibt die gesamte Anlage drucklos.

Eine FehlschaUung kann aber z.B. auch dadurch eintreten, daß beim Abschalten,

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d.h. beim Umschalten von der Schaltstellung nach Fig. 2 in die Null-Stellung nach Fig. 1, ein Fremdkörper z.B. zwischen den Ventilsitz 32 des rechten Drei-Wege-Ventils 20 und die zugehörige Dichtung 30 des Ventilteller 24 gelangt.

Dieser Ventilsitz wird nun durch den Kanal 78 überwacht, der direkt in den Ventilsitz 32 mündet. Da nun in diesem Fall der rechte Ventilteller 24 nicht voll geschlossen hat, strömt aus der Speicherkammer 72 Druckluft über die Kanäle 64 und 78 in diesen Spalt zwischen der Dichtung 30 und den Ventilsitz 32 des rechten Drei-Wege-Ventiles 20 und von dort aus über die Verbraucherleitung 16 ab zum in der Zeichnung linken Rücklaufanschluß 18.

Ist dieser Abfluß größer als über die Drossel 70 nachströmen kann, so entleert sich die Speicherkammer 72, weshalb beim nächsten Schaltvorgang im Vorsteuerventil 52 keine Druckluft zur Beaufschlagung des linken Arbeitskolbens 22 vorhanden ist. Als Folge hiervon kommt es zu einer Fehlschaltung, wie sie oben bereits beschrieben wurde.

Fig. 4 zeigt dieselbe Schaltstellung, wie Fig. 3, d.h. eine Fehlschaltung. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform des Steuerventiles 10, ist jeder Arbeitskolben 22 mit einem Anzeigeelement für seine Schaltstellung versehen. Bei dem in der Zeichnung linken Arbeitskolben 22 ist dies ein Stift 80, der fest mit dem Arbeitskolben 22 verbunden ist und durch das Gehäuse 12 hindurch nach außen in eine Büchse 32 ragt, die aus einem durchsichtigen Material besteht und die dicht in das Gehäuse 12 eingeschraubt ist. Die Büchse 82 hat an ihrem Außenumfang Markierungen 84 zur schnellen und sofortigen Feststellung der Schaltstellung des zugehörigen Arbeitskolbens 22. Der Stift 80 ist an seinem äußeren Ende mit einem Kopf 86 versehen, über welchen, wie noch beschrieben wird, der Arbeitskolben 22 nach einer Fehlschaltung manuell in die Null-Stellung gebracht werden kann.

Bei dem in Fig. 4 rechten Arbeitskolben ist ebenfalls ein Stift 80 vorgesehen, der fest mit dem Arbeitskolben 22 verbunden ist und durch eine Bohrung im Gehäuse 12 nach außen geführt ist. Der Stift trägt an seinem freien Ende einen Kopf 86 und er ist gegen das Gehäuse 12 durch eine Dichtung 88, z.B. einen O-Ring, abgedichtet.

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Befindet sich das Steuerventil 10 in einer Fehl schaltungs-Steiiung, wie in Fig. 4 dargestellt, so kann der in Fig. 4 rechte Arbeitskolben 22 und damit das gesamte rechte Drei-Wege-Ventil 20 durch Ziehen am Kopf 86 des Stiftes in die Null-Stellung zurückgebracht werden.

Bei der in Fig. 4 links gezeigten Ausführungsform muß zu diesem Zweck zuvor die Büchse 82 abgeschraubt werden.

Das gesamte Steuerventil 10 einschließlich der Vorsteuerventile und sämtlicher Kanäle ist somit nach einer Fehlschaltung drucklos. Es kann erst wieder in Betrieb genommen werden, wenn nach Beseitigung der Störung die Hauptkolben, d.h. die Drei-Wege-Ventile wieder in die Null-Stellung gebracht worden sind, was z.B. manuell geschehen kann, wie vorstehend beschrieben wurde. In der Null-Stellung wird die Ventil kammer 46 über das Kolbenspiel (ca. 0,1 mm) zwischen den Rohrstutzen 36 und 38 belüftet und damit werden auch die Speicherkammern 72 und 74 von der Ventil kammer 46 her über die Ventiltellerräume 48 und 50 und die Drosseln 68 und 70 wieder mit Druckluft gefüllt. Erst danach kann der nächste Schaltvorgang ausgelöst werden.

Statt Speicherkammern 72 und 74 zu verwenden, kann auch das Volumen der Kanäle 64 und 66 entsprechend groß gewählt werden, um eine ausreichende Menge an Druckluft zur Umschaltung der Drei-Wege-Ventile bereitzustellen.

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Claims

Herion-Werke KG - A 14 767 - 3A2H92 Patentansprüche

1. Elektromagnetisch vorgesteuertes Steuerventil für druckmittelbetriebene Verbraucher, insbesondere Pressen, mit zwei parallel geschalteten Drei-Wege-Ventilen, deren in einer Achse liegende Ventilspindeln an ihren einander zugewandten Stirnseiten mit koaxialen, ineinandergreifenden, Dichtmittel bildenden Rohrstutzen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rohrstutzen (38) im Gehäuse (12) des Steuerventils und der zweite Rohrstutzen (36) im ersten Rohrstutzen (38) gelagert und geführt ist, und daß die Rohrstutzen (36, 38) mit Querbohrungen (42, 44) versehen sind, die den Zulaufanschluß (14) des Steuerventils (10) abhängig von seiner Schaltstellung öffnen oder sperren.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerventile (52, 54) über Kanäle (64, 66), Ventil teilerräume (50, 48) und Querbohrungen (44) ständig an·eine "zentrale Ventilkammer (46) angeschlossen sind, welche von .den Ventil te! ler/v_:i£4) der Drei-Wege-Ventile (20) und den Rohrstutzen (36, 38) gebildet ist'.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Kanäle (64, 66) eine Drossel (68, /0) eingebaut ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Kanäle (64, 66) eine Spei eherkammer (72 bzw. 74) eingebaut ist.

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkammer (72 bzw. 74) zwischen der jeweiligen Drossel (70 bzw. 68) und dem zugeordneten Vorsteuerventil (52 bzw. 54) liegt.

6. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der Kanäle (64, 66) ein Zweigkanal (78 76) parallel zur zugehörigen Drossel (70 bzw. 68) abzweigt, der in den Ventilsitz (32) der Ventilteller (24) der Drei-Wege-Ventile (20) mündet.

7. Steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Drei-Wege-Ventil mit einem Arbeitskolben versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arbeitskolben (20) mit einem Element zur Anzeige seiner Schaltstellung versehen ist.

8. Steuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeelement in Form eines Stiftes (80) ausgebildet ist, der durch das Gehäuse (12) hindurch nach außen geführt ist.

9. Steuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (80) mit einem Kopf (86) versehen ist, mittels welchem bei einer Fehlschaltung die Arbeitskolben (22) manuell in die Null-Stellung schaltbar sind.

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