DE1196917B

DE1196917B - Safety device with at least two control valves

Info

Publication number: DE1196917B
Application number: DEC28953A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Nill
Original assignee: Concordia Masch & Elekt
Current assignee: Concordia Masch & Elekt
Priority date: 1963-01-21
Filing date: 1963-01-21
Publication date: 1965-07-15

Description

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.Safety device with at least two control valves The invention relates to a safety device with at least two control valves that operate electromagnetically can be transferred from a rest position to a working position and their control movements should always be done simultaneously and evenly, and with a device to to leave the valves in their rest position or to return them to them, if as a result of a malfunction, not both valves at the same time from the rest position to the Working position can be transferred by the valves with electrical switching means are in connection, at least at different end positions of the valves interrupt the power supply to the solenoid coils.

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.Such safety devices are often used when two different machine parts are to be operated simultaneously via separate lines, as is the case, for. B. is the case with presses in which the clutch and the brake are each operated via a three-way valve. For safety reasons, it is required in such cases that the control valves to be actuated at the same time are connected to one another in such a way that if one of the two valves fails due to some source of interference, such as, for. B. od by dirt particles. The like. The undisturbed valve immediately returns to its rest position and the system controlled by it can no longer be switched on before the malfunction is resolved.

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.Many devices are already known for the above-mentioned purpose. In one group of these safety valves, the movable valves are pneumatically or hydraulically coupled. Others have additional safety slides installed, which respond if the valves move unevenly and cause the controlled system to be switched off. However, all of these known systems are complicated in their construction and as a result not only are they expensive but also not sufficiently secure.

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.In other known constructions, only one end position of the control valves is scanned, so that there is a risk that the control valves will get stuck in intermediate positions and allow unequal switching, which can lead to different actuations of the connected devices and thus to considerable dangers. In addition, with these embodiments there is also the risk that the contacts of the switches themselves will get stuck and thus a switching state of the control valves is indicated which does not actually have to be given. For these reasons, these known devices also do not have sufficiently high operational reliability for some purposes. The invention has for its object to avoid these disadvantages of the known safety devices and to provide a valve, which is characterized by high operational reliability and a simple and inexpensive construction. The invention consists in that the electrical switching means automatically interrupt the power supply only when the valves are shifted unevenly and are designed or arranged in such a way that after an interruption the circuit containing the magnet coil (s) can only be closed again by external intervention.

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.Your specialist has the following options available to you to transfer the position of the valves into electrical quantities, their values then with one another electrically can be compared to an interruption in case of certain deviations of the circuit for the solenoid coil (s). It can be steady variable electrical quantities, such as resistances, capacitances or inductances act that are compared, for example, in a bridge circuit, but also to simple switches that then have to change their states at about the same time. In order to cause that after an interruption of the magnetic coil (s) containing circuit can only be closed again by external intervention, the circuit can z. B. a relay with self-holding contact, which is used to reconnect the circuit can be bridged by a hand switch.

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.A particularly simple arrangement is obtained if in a further embodiment of the invention, the valves have extensions from which the pressure medium to be controlled leading spaces protrude and at their ends with these firmly connected contacts have, the conductive connection of which is permanent when the valves are in an unequal position is interrupted. These could be simple sliding contacts, in which case special funds are again provided would have to be to an unwanted To prevent closing of the interrupted circuit. Is particularly advantageous It does, however, if there is one in the circuit of the solenoid coil (s) on the extensions Safety wire is fastened in such a way that it 'when the valves are in an unequal position breaks or tears. Such an arrangement is of the utmost simplicity as well as also reliability.

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.The extensions can also be secured against twisting and on their Ends of insulated busbars carry the safety wire at their opposite ends and flexible lines following the movement of the valves are attached.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.The invention is illustrated below with reference to the section in the drawing illustrated embodiment described.

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.Two conventional three-way valves are arranged parallel to one another in a common valve housing 10. For this purpose, the valve housing has two parallel bores 11 , each of which widens approximately in the NEtte to the valve chamber 12 and at its upper end forms a cylinder 13 for a drive piston 18 . Each drive piston 18 is connected to a double-acting closure piece 20 via a valve rod 19. The working connections 15 open into the valve chambers 12 and are connected to the return 17 via the lines 11 and 16 in the position of the closure pieces 20 shown. The pressure medium inlet 14 common to both valves opens into the bores 11 in the area between the drive piston 18 and the closure pieces 20.

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.The valve housing 10 is closed at the top by a cover 21, in which a guide tube 23 for a magnet armature 24 is screwed into each of the valves with the aid of the nipple 22. The guide tubes 23 are surrounded by magnetic coils 25 in the usual manner. The magnet armatures 24 are used in the usual way to actuate auxiliary valves which control the pressure build-up via the drive piston 18. The seats 28 of these auxiliary valves are mounted in the cover 21 and are connected to the pressure medium inlet 14 via channels. In the position shown, the magnetic coils 25 are not energized and the auxiliary valves are closed. As a result, the spaces above the drive piston 18 are vented via the lines 29 in the cover 21 and the unsealed bores 27 in the opposite poles 26.

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.If the coils 25 are excited and the magnet armatures 24 are thus attracted, then on the one hand the bores 27 in the opposing poles 26 are closed and on the other hand the auxiliary valve seats 28 are opened. From the line 14, a pressure can now build up via the lines 29 via the drive piston 18 , so that these and thus also the closure pieces 20 are moved downwards until the lower valve seat is closed and the working lines 15 are connected to the pressure line 14.

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.When the current is interrupted again, the spaces above the drive piston 18 via the lines 29 and the back shared bores 27 are vented and the pending under the drive piston 18 pressure presses this together with the closing pieces 20 upwards again until they in the drawing have reached the position shown.

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.Under normal operating conditions, the two valves move simultaneously and in the same direction. In order to prevent the system connected to the two pressure lines 15 from working incorrectly in the event of a valve malfunction because the controlled machine parts are not subjected to pressure in the same way, the valves 18, 19, 20 of the valve shown are provided with extensions 30 which protrude from the valve housing 10 and are each guided tightly in a disk 31 closing off the bore 11. The extensions 30 are provided with flats or grooves to prevent twisting.

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.At their lower ends, the extensions 30 carry heads 32 made of insulating material, to which busbars 34 are attached by means of screws 33. At the facing ends of the busbars 34, a safety wire 35 is attached, for. B. soldered. This should consist of a brittle material and be made relatively thin so that it breaks or tears easily. At the opposite ends of the busbars 34 flexible lines 36 are attached, which allow the movements of the extensions 30 when the valves are switched. One of the lines 36 is connected directly to a pole 39 of the power source by means of the line 37 , while the other line 36 leads via the line 38 to the two magnet coils 25 connected in parallel and only then to the second pole 40 of the power source. The safety wire 35 is therefore in series with the two magnet coils 25, so that its destruction results in an interruption of the circuit which excites the magnet coils.

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.The valve described will therefore work properly as long as the two valves 18, 19, 20 move simultaneously and in the same direction. The distance between the two insulating heads 32 with the busbars 34 does not change and the safety wire 35 stretched between them is therefore not stressed significantly. If, on the other hand, only one of the two three-way valves is switched over when the current is switched on as a result of a fault, the distance between the two insulating heads 32 increases and the wire 35 is torn. This has the consequence that the circuit which excites the two magnetic coils 25 is interrupted and the undisturbed valve returns to its rest position. This means that the system connected to the valve also remains at rest and cannot be restarted inadvertently because the safety wire 35 must first be replaced in order to be able to turn the system on again.

Claims

Claims: 1. Safety device with at least two control valves, which can be electromagnetically transferred from a rest position to a working position and whose control movements should always take place simultaneously and evenly, and with a device to leave the valves in their rest position or to return them to them, if due to a disturbance not both valves are simultaneously transferred from the rest position into the working position, by opening the valves with electrical switch means are in communication, which interrupt the current supply to the magnetic coil at least at different end positions of the valves, d a d u rch g EKENN - characterized in that the electrical switching means (35) automatically interrupt the power supply only when the valves (20) are shifted unevenly and are designed or arranged in such a way that after an interruption the circuit containing the magnet coil (s) (25) can only be closed again by external intervention .

2. Device according to claim 1, characterized in that the valves (20) have extensions (30) which protrude from the spaces (11) leading to the pressure medium to be controlled and have contacts (34) fixedly connected to them at their ends conductive connection (35 ) is permanently interrupted when the valves (20) are in an unequal position. 3. Device according to spoke 2, characterized in that a safety wire (35) lying in the circuit of the magnetic coil (s) (25) is attached to the extensions (30) in such a way that it breaks or tears when the valves (20) are in an unequal position . 4. Device according to claim 3, characterized in that the extensions (30) are secured against rotation and carry insulated busbars (34) at their ends, at the opposite ends of which the safety wire (35) and the movement of the valves following flexible lines (36 ) are attached. Contemplated references: French Patent No. 1,254,848;. British Patent No. 675,440. U.S. Patent Nos. 2,908,291, 3,043,335 .