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Sicherungsanordnung bei Pressen, Stanzen u. dgl., die durch Elektroventile
nach dem Servokolbenprinzip gesteuert werden Bei pneumatisch oder h.ydraul:isch
gesteuerten Stanzen, Pressen u. dgl. werden zum Öffnen oder Schließen der Leitungen
für das Druckmedium Elektroventile verwendet, die man gern als Servokolbenventile
ausbildet; das sind Ventile, bei denen das Druckmedium infolge eines gesteuerten
Zutritts zu einem Servokolben mit diesem den Ventildurchgang öffnet bzw. schließt.
Zwei solcher allgemein bekannter Dreiwegventile sind in Fig. i iin Schnitt dargestellt.
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Im Ventilkörper 35 sind zwei Hauptventilsitze 14 und 16 sowie ein
Hilifsven@tilsitz 36. Sie trennen im Ventil die Räume 37, 38, 39 und 40 vOneinander.
Raum 37 steht durch den Anschluß io mit der pneumatischen oder hydraulischen Hochdruck-Seite
in Verbindung, Raum 38 ist durch den Stutzen 29 mit der entspannten Abflußleitung,
beispielsweise Ölsumpf, verbunden. Raum 39 ist durch den Stutzen 42 mit der Leitung
2o verbunden, die einen zu betätigenden Kolben 22 eines Arbeitszylinders 24 beaufschlagen
kann. Raum 4o steht durch den Stutzen 18 wieder mit der Hochdruckleitung 47 in Verbindung.
Ventilsitz 36 wird durch einen. Ventilkegel .43 verschlossen, der durch die Stromspule
5 elektromagnetisch angehoben werden kann. Im Raum 38 läuft ein Servokolben 12,
der durch die Stange 44 mit den Ventiltellern 45 und 46 fest verbunden ist. Der
Kolben 12- hat eine enge Beipaßbohrung 49, die auch durch ein entsprechendes Koll)enspiel
ersetzt werden kann.
Die Wirkungsweise des Ventils ist nun folgende:
Solange die Magnetspule 5 stromlos ist, bleibt das Hilfsventil 43, 36 geschlossen
und damit der Zugang des hochgespannten Mediums von Raum 37 zu Raum 38 gesperrt.
Durch die Rückholfeder 48 wird 'hierbei Stange 44 und Kolben 12 nach oben gedrückt,
so daß der Hochdruckraum 40 gegen Raum 39 abgesperrt wird. Raum 39 ist durch den
offenen Ventilsitz. 14 mit dein Abflußraum 38 unter dein Servokolben verbunden.
Bekommt die Spule 5 Strom, s0 wird das Hilfsventil 43 angehoben und der Kolben 12
durch die Hochdruckseite 37 mit dem hochgespannten Medium beaufschlagt, so daß er
nach unten geht. Ventilsitz 14 wird hierbei geschlossen und Ventilsitz 16 geöffnet.
Raum 39 wird dadurch von dem Ablauf abgesperrt und mit dem Hochdruckraum 4o verbunden,
so daß der Stutzen 42 'hochgespanlites Medium führt. Der Zulauf durch 36 ist dabei
größer als der Ablauf durch den Beipaß 49. Wird die Magnetspule 5 abgeschaltet,
so schließt das Hilfsventil-43 den Sitz 36 und damit die Verbindung zwischen, dem
[email protected] 31 und dem das Hochdruckmedium führenden Raum 37. Die Feder
48 drückt nun wieder die Ventilstange 44 mit den Tellern 45 und 46 sowie Kolben
12 nach oben, wobei das gespannte Druckmedium oberhalb des Kolbens 12 durch den
Beipaß 49 in den Ablaufstwtzen 29 ablaufen kann. Ventilsitz 16 wird wieder geschlossen
und 14 :geöffnet, so daß sich der Druck im Raum 39 durch den Ablaufstutzen 29 verliert
und der geschilderte Anfangszus-tand wiederhergestellt ist.
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Solange das Druckmedium nur zur Steuerung des Arbeitskollbens der
Presse dient, kann bei dem Versagen eines Ventils schon ein Unfall geschehen. Wenn
das Druckmedium zur Steuerung von mechanisch (Kraftwelle) angetriebenen Pressen
oder Stanzen dient, i,s.t die UnfalIgefah:r noch größer. Beispielsweise soll das
Druckmedium einerseits die mechanische Kupplung des Pressenstößels, mit der Kraftwelle
und andererseits seine Abbrem.sung bewirken. Bei Versagen eines Ventils in der Steuerleitung
wurde dann der Stößel noch eine Bewegung i..n;folge seiner Trägheit ausführen, die
die Sicherheit der Bedienung gefährdet. Daher ist es aus Sicherheitsgründen erwünscht,
daß zwei oder mehr Vorgänge miteinander gekuppelt werden, so daß sie zwangsläufig
auftreten. Die Fi.g. 2 zeigt schematisch ein solches Beispiel. Das Rad i wird durch
das mit der Kraftwelle gekuppelte Reibrad 2 angetrieben. Durch ein Kurbelgestänge
3 wird dabei die Last 4 gehoben. Ist sie in der höchsten Lage angelangt, so werden
durch einen nicht gezeichneten Endschalter die hlagnetspu.len 5 und 6 der Steuerventile
(evtl. zeitl@icli verzögert) eingeschailtet. Dadurch wird das Hilfsventil 8 bzw.
9 von seinem Sitz angehoben und gibt dem in der Druckleitung 7, to und i i stehenden
Druckmedium den Weg zur Oberseite der Servokolben 12 und 13 frei. D.ie Kolben gehen
nach unten, schließen die Ventilsitze 14 und 15 und geben gleichzeitig die Ventilsitze
r6 und 17 frei. Das Druckmedium aus Leitung 7 geht durch die Leitungen 18 und i9
und durch die nun offenen Ventilöffnungen 16 und 17 in die Steuerleitungen 20,21
und gelangt hinter die Arbeitskolben 22, 23, die es gegen die Federn 24, 25 vortreibt
und dadurch einerseits mit Hilfe des Gestänges 26 cLie Bremsbacke 27 gegen das Rad
t drückt und es damit festhält und andererseits Tiber das Gestänge 28 das Reibrad
2 außer Eingriff mit dem Rad i bringt. Es kann nun unter der Last 4. gearbeitet
werden, bis durch Öffnen des Strom-Kreises der Magnetspulen 5 und 6 die Federft
24 und 25 die Kolben 22, 23 zurückdrücken; dadurch schließen die Hilfsventile 8
und 9. Da das Druckmedium nicht mehr auf die Kolben 12 und 13
drückt, haben
sich diese nach oben bewegt. Damit sind die Ventilsitze 16 und 17 geschlossen, die
Ventilsitze 14 und 15 geöffnet, so daß das Druckniedium hinter den Kolben 22 und
23 durch die Leitungen 20, 21 und 29, 3o abfließen kann.
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Es besteht nun die Gefahr, d.aß wohl dias Rad t bei Erreichung der
Höchststellung des Kurbelgestänges 3 vom Antriebt 2 gelöst wird, daß aber durch
einen Kontaktfehler oder ähnliches der Strom@krei;s. .der Magnetspule 5 nicht gleichzeitig
geschlossen wird. Damit entfäliIt die Wirkung der Bremsbacke 27, und chic
Last 4 "vird freigegeben. Erfindungsgemäß wird diese Gefahr dadurch beseitigt, daß
der Druckraum über dem Servokolben mit zwei oder mehr Elektroventdlen über ein Rücksch,lagventil
verbunden wird. Damit ist die zwangs,liäufige Betätigung von zwei oder mehr Ventilen
gewährleistet, und die wahlweise elektrisc'he Betätigung der Ventile bleibt trotzdem
er-,halten.
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Erreicht wird diese in der der Zeichnung zugrundegelegten Anordnung
dadurch, daß die Räume 31 und 32 über den Servokolben 12 und 13 durch die Leitung33
verbunden werden, in welcher das Rüokschlagven.til34 eingebaut i.st. Wird nun das
Hilifsventi@l9 betätigt, so wird nicht nur der Kolben 13 vom Druckmedium beaufschlagt,
soildern, auch der Kolben 12 über die Leitung 33, 01)-wohl das Hilfsventil 8 beispielsweise
ausgefallen ist. Andererseits kann jederzeit die Bremsbacke 27
durch Betätigung
des Hilfsventils 8 im Eingrif gebracht werden, ohne die Kupplung zu lösen, da durch
das Rücksch.lagventil 34 die Leitung 33 gesperrt ist.
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Es ist nun möglich, daß noch ein drittes Servoventil beispielsweise
das Öffnen und Schließen eines Schutzgittesis bewerkstelligen soll, und es auch
liier erwünscht i,st, die Steuervorgänge so miteinander durch entsprechende Fith.ru.ng
des Druckmediums zu verbinden, daß das Schutzgitter nur bei obenstehendem Stößel
geöffnet werden kann.
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Das VVesenthehe der Erfindung besteht also darin, daß man mit zwei
oder mehr ServokolbenventHen gewisse Steuervorgänge unabhängig voneinander durchführen
kann, aber andererseits durch zweckmäßige Verbindung der Räume Tiber den Servakolben
der Steuerventile deren Betätigung
in zwangsläufiger Abhängkeit
voneinander durch das Druckmedium steuert, so daß auch beim Versagen der Hilfsventilsteuerwig
eines Servokoll)enventitsi der Ablauf des gesamten Steuervorgangs mit Sicherheit
gewährleistet wird.
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In Fig. z ist diese Verbindung von zwei Ventilen mit Servokolben gesondert
herausgezeichnet. Die Bezeichnung der Einzelteile wurde bereits. bei Erklärung des
Servokolbenventils vorweggenommen. Die erfindungsgemäße zusätzl,ic'he Verbindung
33 der beiden Ventile ist durch starke Schummerung besonders hervorgehoben. Bekommt
der Raum 32 des rechten Ventils durch magnetische Betätigung den vollen Hochdruck,
so pflanzt sich dieser über die Leitung 33 und das keinen Widerstand bildende Rückschlagventil34
in den Raum 31 des linken Ventils fort und betätigt es, ohne daß das magnetische
Hilfsventil 8 angesprochen hat. Andererseits kann man durch alleinige Betätigung
des Hilfsventils 8 das linke Servoventil zum Ansprechen bringen, ohne daß das rechte
Servoventil sich bewegt, da durch das Rücksehlagventil34 der Hochdruck des Raumes
31 vom Raum 32 abgesperrt wird..