REGULATING DEVICE FOR A FLUID ACTUATED VALVE MOUNTED IN A SUPPLY CONDUIT

Abstract: 1. Control device for a pressure-medium controlled valve (2) arranged in a supply line (1), the control pressure medium connection for actuating the valve being connected by way of a control line (4, 19) to a control pressure source (18) of a control circuit that is separate from the supply line, especially of a control circuit having a pressure that is lower than the pressure in the supply line (1), characterised by the following features : a) in the control line there is arranged a shut-off valve (14, 16, 24) which is open during normal operation and which has a pressure-medium inlet (17) and a pressure-medium outlet (5) for the control pressure ; b) the pressure-medium inlet (17) is connected to the pressure-medium outlet (5) by way of the shut-off valve (14, 16, 24) and a throttle (10), c) parallel to the throttle (10) is arranged a differential pressure measuring device (12, 9, 7, 27) which controls the actuation of the shut-off valve (14, 16, 24) ; d) the differential pressure measuring device (12, 9, 7, 27) is so constructed that the shut-off valve (14, 16, 24) is closed when the pressure supplied to the differential pressure measuring device (12, 9, 7, 27) from the pressure medium outlet (5) is greater than the pressure supplied to the differential pressure measuring device (12, 9, 7, 27) from the other side of the throttle (10).

Description: Steuereinrichtung für ein druckmittelgesteuertes, in einer Versorgungsleitung angeordnetes Ventil Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein druckmittelgesteuertes, in einer Versorgungsleitung angeordnetes Ventil, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei druckluftbetriebenen Anlagen, wie z. B. Farbspritzanlagen, die mit einem relativ hohen Versorgungsdruck arbeiten und deren Steuereinrichtung für ein druckmittelbetätigtes, in einer Versorgungsleitung angeordnetes Ventil mit einem relativ niedrigen Steuerdruck betrieben wird, kann es passieren, dass bei einem Defekt in dem Ventil (Membranriss) das mit hohem Druck beaufschlagte Medium der Versorgungsleitung in die Steuerleitung gedrückt wird. Ein derartiger Defekt hat insbesondere dann schwerwiegende Folgen, wenn es sich bei dem Medium in der Versorgungslei tung um Farbe oder aggressive Stoffe handelt. Wenn der Versorgungsdruck höher ist als der Steuerdruck, würde das in der Versorgungsleitung geführte Medium über die Steuerleitung in die Steuerdruckquelle gelangen und diese unbrauchbar machen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Eindringen von gasförmigen oder flüssigen Stoffen aus der Versorgungsleitung in die Steuerleitung sowie die mit dieser verbundene Steuerdruckquelle verhindert. Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben. Die erfindungsgemässe Einrichtung bietet den Vorteil, dass sie auch nachträglich in jede beliebige druckmittelbetriebene Anlage eingebaut werden kann. Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Einrichtung mit einer mechanischen oder elektrischen Anzeigeeinrichtung ausgestattet werden, die bereits geringe schadhafte Veränderungen in der druckmittelbetriebenen Anlage anzeigt. Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung ist eine Steuereinrichtung für ein druckmittelgesteuertes, in einer Versorgungsleitung 1, 3 angeordnetes Ventil 2 dargestellt, wobei die Einrichtung mit ihrem Eingang 17 und ihrem Ausgang 5 in eine Steuerleitung geschaltet ist, welche in diesem Ausführungsbeispiel einen in Blockform dargestellten, elektronisch gesteuerten als Steuerdruckquelle dienenden Farbdruckgeber 18 mit einem Farbdrucksteuerventil 2 verbindet. ln einem aus zwei Gehäuseteilen 6 und 28 bestehenden Gehäuse 6, 28 ist eine erste Druckmittelkammer 9, 7 und eine zweite Druckmittelkammer 27 vorgesehen. Die beiden Druckmittelkammern 9, 7 und 27 sind durch einen mit einem Dichtring 13 versehenen Kolben 12 voneinander getrennt. Die beiden Druckmittelkammern9, 7 und 27 bilden zusammen mit dem Kolben 12 eine Differenzdruck-Messeinrichtung. Der Kolben 12 weist einen mit einem konischen Ansatz 16 versehenen, als Ventilverschlusskörper 14 dienenden Fortsatz auf, der in einer in einem Gehäusesteg 26 vorgesehenen Bohrung geführt wird. Durch den Gehäusesteg 26 ist die zweite Druckmittelkammer 27 von einer Ventilauslasskammer 15 getrennt. Ein als Ventilsitz 24 ausgebilderter Dichtring ist in der Wandung einer weiteren, als Ventileinlasskammer 20 dienenden Kammer eingearbeitet. Der Ventilsitz 24 bildet mit dem Ventilverschlusskörper 14, 16 ein Sicherheitsventil 14, 16, 24, mittels welchem die Ventileinlasskammer 20 gegen die Ventilauslasskammer 15 absperrbar ist. Die Ventilauslasskammer 15 steht über einen ersten Kanal 11 mit der ersten Druckmittelkammer 9, 7 in Verbindung. Über einen zweiten, im Gehäusesteg 26 vorgesehenen Kanal 25 ist die Ventilauslasskammer 15 mit der zweiten Druckmittelkammer 27 verbunden. Zwischen der Wandung des Gehäuseteiles 6 und einem die erste Druckmittelkammer 9, 7 unterteilenden Steg 8 ist ein als Drossel 10 dienender Filter angeordnet. Die erste Druckmittelkammer 7, 9 steht über einen Druckmittelausgang 5 und eine Steuerleitung 4 mit dem Steuereingang eines Farbdrucksteuerventils 2 in Verbindung. Ein weiterer Eingang des Farbdrucksteuerventils 2 ist an eine Versorgungsleitung 1 angeschlossen. Der Ausgang des Farbdrucksteuerventils 2 ist über eine Leitung 3 mit hier nicht gezeigten Spritzdüsen verbunden. Die Ventileinlasskammer 20 steht über eine Steuerleitung 19 mit einer als Farbdruckgeber dienenden Steuerdruckquelle 18 in Verbindung. Der elektronisch gesteuerte Farbdruckgeber bestimmt die Höhe des auf das Farbdrucksteuerventil 2 zu gebenden Steuerdruckes. In der Ventileinlasskammer 20 ist ein mit einem Anschlag 23 versehener Schaltstift 22 koaxial zum Ventilverschlusskörper 14, 16 angeordnet. Der Schaltstift 22 wird in einer Bohrung im unteren Gehäuseteil 28 geführt. Ein in der Wandung der Bohrung befestigtes Dichtelement (21) verhindert ein Austreten der Steuerluft aus der Ventileinlasskammer 20. Mittels einer Feder 30 wird der Schaltstift 22 in seiner Ruhestellung gehalten. Der Kolben 12 ist so ausgebildet, dass in der Offenstellung des Sicherheitsventils 14, 16, 24 seine die erste Druckmittelkammer 9, 7 begrenzende Wirkfläche genauso gross ist wie seine die zweite Druckmittelkammer 27 begrenzende Wirkfläche zuzüglich der Stirnfläche des als Ventilverschlusskörper 14, 16 dienenden Fortsatzes des Kolbens 12. Ist jedoch das Sicherheitsventil 14, 16, 24 geschlossen, so ist die der zweiten Druckmittelkammer 27 zugewandte Wirkfläche des Kolbens 12 um den Betrag der Stirnfläche des Ventilverschlusskörpers 14, 16 verringert, so dass das möglicherweise über den Kanal 11 und den Kanal 25 in die zweite Druckmittelkammer 27 gelangende Medium höheren Druckes das Sicherheitsventil 14, 16, 24 nicht in die Offenstellung bringen kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Kolben 12 der Differenzdruck-Messeinrichtung so auszubilden, dass seine beiden die Druckmittelkammern 9, 7 und 27 begrenzenden Wirkflächen sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Sicherheitsventil gleich gross sind. In einem solchen Fall muss die zweite Druckmittelkammer 27 jedoch gegen den Kanal 11 und somit auch gegen die erste Druckmittelkammer 9, 7 abgeschlossen sein. Die zweite Druckmittelkammer 27 wird über eine vom Druckmitteleingang 17 unabhängige Leitung direkt mit der Steuerdruckquelle 18 verbunden, so dass die die zweite Druckmittelkammer 27 begrenzende Wirkfläche den Kolben 12 ausschliesslich vom Steuerdruck beaufschlagt wird. Das die Steuerdruckquelle 18 mit dem Farbdrucksteuerventil 2 verbindende Sicherheitsventil wird bei einer solchen Ausführung der Einrichtung mittels eines am Kolben 12 angeordneten Stössels, welcher druckdicht aus der zweiten Druckmittelkammer 27 herausgeführt wird, betätigt. Es ist natürlich auch denkbar, in der zweiten Druckmittelkammer 27 und am Kolben 12 elektrische Kontakte anzuordnen, mittels welcher bei einer Verschiebebewegung des Kolbens 12 in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 27 zu ein elektrisch betätigbares Sicherheitsventil geschaltet wird. Die Funktion der erfindungsgemässen Einrichtung wird nachstehend näher erläutert. Es wird angenommen, dass die Farbspritzanlage in Betrieb genommen und zu diesem Zweck vom Farbdruckgeber 18 ein bestimmter Steuerdruck ausgesteuert wird. Die vom Farbdruckgeber 18 ausgesteuerte Druckluft gelangt über die Steuerleitung 19 und dem Druckmitteleingang 17 in die Ventileinlasskammer 20. Durch das geöffnete Sicherheitsventil 14, 16, 24, die Ventilauslasskammer 15 und den Kanal 25 einerseits strömt die Druckluft in die zweite Druckmittelkammer 27 und beaufschlagt den Kolben 12 und durch den Kanal 11 sowie die als Filter ausgebildete Drossel 10 andererseits gelangt die Druckluft in die erste Druckmittelkammer 9, 7 und beaufschlagt die gegenüberliegende Seite des Kolbens 12. Die auf die beiden Kolbenflächen einwirkenden Drücke befinden sich im Gleichgewicht und halten so den mit dem Kolben 12 verbundenen Ventilverschlusskörper 14, 16 in der Offenstellung. Über den Druckmittelausgang 5 und die Steuerleitung 4 gelangt die Druckluft aus der ersten Druckmittelkammer 7, 9 auf den Steuereingang des Farbdrucksteuerventils 2, wodurch die über die Leitung 3 unter Druck aufzubringende Farbmenge gesteuert wird. Tritt der Fall ein, dass beim Farbdruck steuerventil 2 die Membran, welche die Arbeitskammer von der Steuerkammer trennt, reisst, so wird die unter relativ hohem Druck stehende Farbe in die Steuerleitung 4 und weiter über den Druckmittelausgang 5 in die erste Druckmittelkammer 7, 9 gedrückt. Da der Steuerdruck niedriger ist als der Druck des die Farbe transportierenden Druckmittels, baut sich in der ersten Druckmittelkammer 7, 9 ein Druck auf, der höher ist als der Druck in der zweiten Druckmittelkammer 27. Der Kolben 12 wird in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 27 zu verschoben. Dabei legt sich der konische Teil 16 des Ventilverschlusskörpers 14, 16 an den Ventilsitz 24 an. Das Sicherheitsventil 14, 16, 24 ist jetzt geschlossen, so dass die unter relativ hohem Druck stehende Farbe möglicherweise noch durch die Drossel 10 und den Kanal 11 in die Ventilauslasskammer 15 gelangen kann, jedoch nicht in die Ventileinlasskammer 20 und über den Druckmitteleingang 17 und die Steuerleitung 19 weiter zum Farbdruckgeber 18. Da die Wirkfl-äche des Kolbens 12, welche die zweite Druckmittelkammer 27 begrenzt, bei geschlossenem Sicherheitsventils 14, 16, 24 um den Betrag der Stirnfläche des als Ventilverschlusskörper 14, 16 dienenden Fortsatzes des Kolbens 12 verringert ist, kann das Sicherheitsventil 14, 16, 24 auch nicht ungewollt in die Offenstellung gebracht werden, wenn über den Kanal 25 die unter hohem Druck stehende Farbe in die zweite Druckmittelkammer 27 gelangen sollte. Da bei der Verschiebung des Kolbens 12 in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 27 zu der Schaltstift 22 vom Ventilverschlusskörper 14, 16 ein Stück aus dem Gehäuseteil 28 herausgeschoben worden ist, kann die Bedienungsperson der Farbspritzanlage den Defekt in der Anlage schnell erkennen. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Schaltstift 22 mit elektrisch leitenden Kontakten zu versehen, welche mit einer optischen oder/und akurtischen Warneinrichtung in Verbindung stehen. Anstelle eines die beiden Kammern 7, 9 und 27 trennenden, verschiebbar angeordneten Kolbens 12 kann auch ein Membrankolben vorgesehen werden. Die erfindungsgemässen Einrichtung kann überall dort eingesetzt werden, wo ein Medium höheren Druckes mittels einer mit niedrigerem Druck betriebenen Steuereinrichtung gesteuert wird.

Claims: P atentansprüche 1. Steuereinrichtung für ein druckmittelgesteuertes, in einer Versorgungsleitung angeordnetes Ventil, wobei der Druckmit telanschluss des Ventils für den Steuerdruck über eine Steuerleitung mit einer Steuerdruckquelle verbunden ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) In der Steuerleitung ist eine Sicherheitsventileinrichtung angeordnet, die einen Druckmitteleingang (17) und einen Druckmittelausgang (5) für den Steuerdruck aufweist; b) der Druckmitteleingang (17) ist mit dem Druckmittelaus gang (5) über ein Sicherheitsventil (14, 16, 24) und eine Drossel (10) verbunden; c) parallel zu der Drossel (10) ist eine Differenzdruck Messeinrichtung (12, 9, 7, 27) angeordnet, die zur Betätigung des Sicherheitsventils (14, 16, 24) dient; d) die Differenzdruck-Messeinrichtung (12, 9, 7, 27) ist so aufgebaut, dass das Sicherheitsventil (14, 16, 24) geschlossen wird, wenn der der Differenzdruck Messeinrichtung (12, 9, 7, 27) vom Druckmittelausgang (5) zugeführte Druck grösser ist als der der Differenzdruck Messeinrichtung (12, 9, 7, 27) von der anderen Seite der Drossel (10) zugeführte Druck. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die Differenzdruck-Messeinrichtung enthält einen Kol ben (12), der eine erste Druckmittelkammer (9, 7) von einer zweiten Druckmittelkammer (27) trennt; b) die erste Druckmittelkammer (9, 7) ist direkt mit dem Druckmittelausgang (5) verbunden; c) die erste Druckmittelkammer (9, 7) steht über die Drossel (10), einen ersten Kanal (11) und das Sicherheits ventil (14, 16, 24) mit dem Druckmitteleingang (17) in Verbindung; d) die zweite Druckmittelkammer (27) ist mit dem ersten Kanal (11) verbunden; e) die zweite Druckmittelkammer (27) ist über das Sicher heitsventil (14, 16, 24) mit dem Druckmitteleingang (17) verbindbar. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die Differenzdruck-Messeinrichtung enthält einen Kol ben (12), der eine erste Druckmittelkammer (9, 7) von einer zweiten Druckmittelkammer (27) trennt; b) die erste Druckmittelkammer (9, 7) ist direkt mit dem Druckmittelausgang (5) verbunden; c) die erste Druckmittelkammer (9, 7) steht über die Drossel (10), einen ersten Kanal (11) und das Sicher heitsventil (14, 16, 24) mit dem Druckmitteleingang (17) in Verbindung; d) die zweite Druckmittelkammer (27) ist mit dem Druckmit teleingang (17) direkt verbunden. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Das Sicherheitsventil weist einen Ventilsitz (24) auf, welcher zwischen einer Ventileinlasskammer (20) und einer Ventilauslasskammer (15) angeordnet ist b) die Ventileinlasskammer (20) ist mit dem Druckmittelein gang (17) verbunden; c) die Ventilauslasskammer (15) steht über den ersten Kanal (11) und die Drossel (10) mit der ersten Druckmit telkammer (9, 7) in Verbindung; d) die Ventilauslasskammer (15) ist über einen zweiten Kanal (25) mit der zweiten Druckmittelkammer (27) verbunden; e) an der die zweite Druckmittelkammer (27) begrenzenden Seite des Kolbens (12) ist ein als Ventilverschluss körper (14, 16) dienender Fortsatz angeordnet, welcher durch eine die Ventilauslasskammer (15) von der zweiten Druckmittelkammer (27) trennende, als Gehäusesteg (26) ausgebildete Wand hindurchgeführt ist. 5. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) als Filter ausgebildet ist. 6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Sicherheitsventil (14, 16, 24) zusammenwirkende Warneinrich tung vorgesehen ist, welche bei einer Schliessbewegung des Sicherheitsventils (14, 16, 24) betätigt wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung aus einem Schaltstift (22) besteht, welcher bei einer Schliessbewegung des Ventilverschluss körpers (14, 16) von diesem gegen die Kraft einer Feder (30) verschiebbar ist. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltstift (22) als optische Anzeigeeinrichtung ausgebildet ist. 9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltstift (22) elektrische oder pneumatische Kontakte für eine Warneinrichtung aufweist. 10. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die zweite Druckmittelkammer (27) ist druckdicht von der ersten Druckmittelkammer (9, 7) getrennt angeordnet; b) die zweite Druckmittelkammer (27) ist über eine das Sicherheitsventil umgehende Leitung mit der Steuerdruck quelle (18) verbunden; c) es sind Mittel vorgesehen, über welche der Kolben (12) mit dem Sicherheitsventil in Wirkverbindung bringbar ist. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Die Mittel zur Betätigung des Sicherheitsventils bestehen aus einem Stössel, der an der die zweite Druckmittelkam mer (27) begrenzenden Seite des Kolbens (12) angeordnet ist; b) der Stössel ist druckdicht aus der zweiten Druckmittelkam mer (27) herausgeführt. 12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Betätigung des Sicherheitsventils aus elektrischen Kontakten bestehen, welche sowohl am Kolben (12) als auch in der zweiten Druckmittelkammer (27) angeordnet sind und bei einer Verschiebebewegung des Kolbens (12) in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer (27) zu das Sicherheitsventil schaltet.

Inventors: BRETT, NORBERT, VOIGT, HERMANN
Applicants: WABCO WESTINGHOUSE STEUERUNGSTECHNIK GMBH & CO.
Application year: 1982
Main classification: F16K17
IPC codes: F16K17