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Sicherheitseinrichtung mit mindestens zwei Steuerventilen Die Erfindung
betrifft eine Sicherheitseinrichtung mit mindestens zwei Steuerventilen, die elektromagnetisch
aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung überführbar sind und deren Steuerbewegungen
stets gleichzeitig und gleichmäßig erfolgen sollen, und mit einer Vorrichtung, um
die Ventile in ihrer Ruhestellung zu belassen bzw. in diese zurückzuführen, wenn
infolge einer Störung nicht beide Ventile gleichzeitig von der Ruhestellung in die
Arbeitsstellung überführt werden, indem die Ventile mit elektrischen Schaltmitteln
in Verbindung stehen, die wenigstens bei unterschiedlichen Endlagen der Ventile
die Stromzufuhr zu den Magnetspulen unterbrechen.
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Derartige Sicherheitseinrichtungen werden häufig dann verwendet, wenn
zwei verschiedene Maschinenteile über getrennte Leitungen gleichzeitig betätigt
werden sollen, wie es z. B. bei Pressen der Fall ist, bei denen die Kupplung und
die Bremse über je
ein Dreiwegeventil betätigt werden. Aus Sicherheitsgründen
wird in solchen Fällen verlangt, daß die gleichzeitig zu betätigenden Steuerventile
so miteinander verbunden sind, daß bei Ausfall eines der beiden Ventile durch irgendeine
Störquelle, wie z. B. durch Schmutzteilchen od. dgl., das ungestörte Ventil sofort
in seine Ruhelage zurückgeht und die davon gesteuerte Anlage nicht mehr eingeschaltet
werden kann, bevor die Störung behoben ist.
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Es sind bereits viele Einrichtungen für den vorstehend genannten Zweck
bekannt. Bei einer Gruppe dieser Sicherheitsventile sind die beweglichen Ventile
pneumatisch oder hydraulisch gekuppelt. Bei anderen sind zusätzliche Sicherheitsschieber
eingebaut, die bei einer ungleichen Bewegung der Ventile ansprechen und eine Abschaltung
der gesteuerten Anlage bewirken. Alle diese bekannten Systeme-sind jedoch
in ihrem Aufbau kompliziert und infolgedessen nicht nur teuer, sondern auch nicht
ausreichend sicher.
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Bei anderen bekannten Konstruktionen wird nur eine Endlage der Steuerventile
abgetastet, so daß die Gefahr besteht, daß die Steuerventile in Zwischenlagen hängenbleiben
und ein ungleiches Schalten ermöglichen, welches zu unterschiedlichen Betätigungen
der angeschlossenen Geräte und damit zu erheblichen Gefahren führen kann. Darüber
hinaus besteht bei diesen Ausführungsformen auch noch die Gefahr, daß die Kontakte
der Schalter selbst hängenbleiben und so ein Schaltzustand der Steuerventile angezeigt
wird, der tatsächlich nicht gegeben sein muß. Aus diesen Gründen weisen auch diese
bekannten Einrichtungen für manche Zwecke keine genügend große Betriebssicherheit
auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Sicherheitseinrichtungen
zu
vermeiden und ein Ventil zu schaffen, das sich durch eine hohe Betriebssicherheit
und durch einen einfachen und billigen Aufbau auszeichnet. Die Erfindung besteht
darin, daß die elektrischen Schaltmittel nur bei ungleichmäßiger Verschiebung der
Ventile die Stromzufuhr selbsttätig unterbrechen und so ausgebildet bzw. angeordnet
sind, daß nach einer Unterbrechung der die Magnetspule(n) enthaltende Stromkreis
erst wieder durch einen äußeren Eingriff schließbar ist.
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Dein Fachmann stehen etwa folgende Möglichkeiten zur Verfügung, um
die Stellung der Ventile in elektrische Größen zu übertragen, deren Werte dann miteinander
elektrisch verglichen werden können, um bei bestimmten Abweichungen eine Unterbrechung
des Stromkreises für die Magnetspule(n) auszulösen. Es kann sich dabei um stetig
veränderliche elektrische Größen, wie Widerstände, Kapazitäten oder Induktivitäten
handeln, die beispielsweise in Brückenschaltung verglichen werden, aber auch um
einfache Schalter, die dann etwa gleichzeitig ihre Zustände ändern müssen. Um zu
bewirken, daß nach einer Unterbrechung der die Magnetspule(n) enthaltende Stromkreis
nur durch einen äußeren Eingriff wieder schließbar ist, kann der Stromkreis z. B.
ein Relais mit Selbsthaltekontakt enthalten, der zum Wiedereinschalten des Stromkreises
durch einen Handschalter überbrückbar ist.
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Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung die Ventile Fortsätze aufweisen, die aus den das zu steuernde Druckmittel
führenden Räumen herausragen und an ihren Enden mit diesen fest verbundene Kontakte
aufweisen, deren leitende Verbindung bei ungleicher Stellung der Ventile dauernd
unterbrochen ist. Hier könnte es sich um einfache Gleitkontakte handeln, wobei dann
wieder besondere Mittel vorgesehen
werden müßten, um ein ungewolltes
Schließen des unterbrochenen Stromkreises zu verhindern. Besonders vorteilhaft ist
es jedoch, wenn an den Fortsätzen ein im Stromkreis der Magnetspule(n) liegender
Sicherheitsdraht derart befestigt wird, daß er'bei ungleicher Stellung der Ventile
bricht oder reißt. Eine solche Anordnung ist sowohl von äußerster Einfachheit als
auch Zuverlässigkeit.
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Die Fortsätze können auch gegen Verdrehen gesichert sein und an ihren
Enden isoliert Stromschienen tragen, an deren gegenüberliegenden Enden der Sicherheitsdraht
und der Bewegung der Ventile folgende flexible Leitungen befestigt sind.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung im Schnitt
dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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In einem gemeinsamen Ventilgehäuse 10 sind parallel zueinander
zwei übliche Dreiwegeventile angeordnet. Zu diesem Zweck weist das Ventilgehäuse
zwei parallele Bohrungen 11 auf, von denen jede sich etwa in der NEtte zur
Ventilkammer 12 erweitert und an ihrem oberen Ende einen Zylinder 13 für
einen Antriebskolben 18 bildet. Jeder Antriebskolben 18 ist über eine
Ventilstange 19 mit einem doppelt wirkenden Verschlußstück 20 verbunden.
In die Ventilkammern 12 münden die Arbeitsanschlüsse 15, die in der gezeichneten
Stellung der Verschlußstücke 20 über die Leitungen 11 und 16 mit dem
Rücklauf 17
verbunden sind. Der für beide Ventile gemeinsame Druckmitteleinlaß
14 mündet in die Bohrungen 11
im Bereich zwischen den Antriebskolben
18 und den Verschlußstücken 20.
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Das Ventilgehäuse 10 ist nach oben durch einen Deckel 21 abgeschlossen,
in dem mit Hilfe der Nippel 22 für jedes der Ventile ein Führungsrohr
23
für einen Magnetanker 24 eingesehraubt ist. Die Führungsrohre
23 werden in üblicher Weise von Magnetspulen 25 umgeben. Die Magnetanker
24 dienen in üblicher Weise zur Betätigung von Hilfsventilen, die den Druckaufbau
über den Antriebskolben 18 steuern. Die Sitze 28 dieser Hilfsventile
sind im Deckel 21 angebracht und stehen über Kanäle mit dem Druckmitteleinlaß 14
in Verbindung. In der gezeichneten Stellung sind die Magnetspulen 25 nicht erregt
und die Hilfsventile sind geschlossen. Infolgedessen sind die Räume oberhalb der
Antriebskolben 18 über die Leitungen 29 im Deckel 21 und die unverschlossenen
Bohrungen 27 in den Gegenpolen 26 entlüftet.
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Werden die Spulen 25 erregt und damit die Magnetanker 24 angezogen,
so werden einerseits die Bohrungen 27 in den Gegenpolen 26 verschlossen
und andererseits die Hilfsventilsitze 28 geöffnet. Von der Leitung 14 her
kann sich nun über die Leitungen 29 ein Druck über den Antriebskolben
18 aufbauen, so daß diese und damit auch die Verschlußstücke 20 nach unten
bewegt werden, bis der untere Ventilsitz geschlossen und die Arbeitsleitungen
15
mit der Druckleitung 14 verbunden sind.
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Wird der Strom wieder unterbrochen, so werden die Räume oberhalb der
Antriebskolben 18 über die Leitungen 29 und die wieder freigegebenen
Bohrungen 27 entlüftet und der unter den Antriebskolben 18
anstehende
Druck drückt diese zusammen mit den Verschlußstücken 20 erneut nach oben, bis sie
die in der Zeichnung dargestellte Lage erreicht haben.
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Unter normalen Betriebsbedingungen bewegen sich die beiden Ventile
gleichzeitig und gleichsinnig. Um zu verhindern, daß bei einer Ventilstörung die
an die beiden Druckleitungen 15 angeschlossene Anlage fehlerhaft arbeitet,
weil die gesteuerten Maschinenteile nicht in gleicher Weise mit Druck beaufschlagt
werden, sind bei dem dargestellten Ventil die Ventile 18, 19, 20 mit Fortsätzen
30 versehen, die aus dem Ventilgehäuse 10 herausragen und jeweils
in einer die Bohrung 11 abschließenden Scheibe 31
dicht geführt sind.
Die Fortsätze 30 sind mit Abflachungen oder Nuten versehen, um ein Verdrehen
zu verhindern.
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An ihren unteren Enden tragen die Fortsätze 30
Köpfe
32 aus Isolierstoff, an denen mittels Schrauben 33 Stromschienen 34
angebracht sind. An den einander zugewandten Enden der Stromschienen 34 ist ein
Sicherheitsdraht 35 befestigt, z. B. angelötet. Dieser soll aus einem spröden
Werkstoff bestehen und verhältnismäßig dünn ausgebildet sein, so daß er leicht bricht
bzw. reißt. An den entgegengesetzten Enden der Stromschienen 34 sind flexible Leitungen
36 befestigt, welche die Bewegungen der Fortsätze 30 beim Schalten
der Ventile zulassen. Die eine der Leitungen 36 ist mittels der Leitung
37 unmittelbar an einen Pol 39 der Stromquelle angeschlossen, während
die andere Leitung 36 über die Leitung 38 zu den beiden parallelgeschalteten
Magnetspulen 25 und erst dann zum zweiten Pol 40 der Stromquelle führt. Der
Sicherheitsdraht 35 liegt also in Serie zu den beiden Magnetspulen
25, so daß seine Zerstörung eine Unterbrechung des die Magnetspulen erregenden
Stromkreises zur Folge hat.
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Das beschriebene Ventil wird also so lange einwandfrei arbeiten, wie
die beiden Ventile 18, 19, 20 sich gleichzeitig und gleichsinnig bewegen.
Der Abstand zwischen den beiden Isolierköpfen 32
mit den Stromschienen 34
verändert sich dabei nicht und der dazwischen gespannte Sicherheitsdraht
35
wird also nicht nennenswert beansprucht. Wird dagegen beim Einschalten
des Stromes infolge einer Störung nur eines der beiden Dreiwegeventile umgeschaltet,
so vergrößert sich die Entfernung zwischen den beiden Isolierköpfen 32, und
der Draht 35
wird zerrissen. Dies hat zur Folge, daß der die beiden Magnetspulen
25 erregende Stromkreis unterbrochen wird und das ungestörte Ventil wieder
in seine Ruhelage zurückkehrt. Damit bleibt auch die an das Ventil angeschaltete
Anlage in Ruhe und kann auch versehentlich nicht wieder in Gang gesetzt werden,
weil erst der Sicherheitsdraht 35 ersetzt werden muß, um die Anlage wieder
einschalten zu können.