DE3038338A1 - Elektro-magnetisches mehrwegeventil - Google Patents

Description

• Elektro-magnetisches Mehrwegeventil
• Die Erfindung betrifft ein elektro-magnetisches Mehrwegeventil für gasförmige oder flüssige Pruckmittel zur Steuerung druckmittelbetriebener Verbraucher, mit einem Gehäuse und einem an diesem angeordneten, mit Elektromagneten wahlweise in eine von mehreren Stellungen umschaltbaren Kolben, Ferner betrifft die Erfindung die Anwendung eines solchen Mehrwegeventils, insbesondere auf schaltbare W.upplungen von Schiffsgetrieben.
• Zur Vermeidung von Personenschäden und oder Maschinenschäden ist häufig zusätzlich zur Betriebsschaltung eine sog. Sicherheitsschaltung oder Notschaltung erforderlich, mit welch letzterer ein bestimmter Schaltzustand eingestellt oder ein vorhandener Schaltzustand rückgängig gemadit werden kann. Dabei benötigte die Sicherheltsschaltung im wesentlichen die gleichen Elemente wie die Betriebsschaltung, so daß sich im wesentlichen eine Verdoppelung der Schaltungselemente ergibt. Dies ist insbesondere dann sehr teuer und beansprucht vie; Raum, wenn das Mehrwegeventil eine Kombination aus einem elektromagnetischen Mehrwegeventil und einem an dessen Strömungsmittelanschlüsse angeschlossenen pneumatisch oder hydraulisch gesteuerten Mehrwegeventil ist, Ein besonderer Anwendungsfall solcher Mehrwegeventile oder Kombinationen davon sind Schiffsanlegen, Bei diesen ist die Gefahr besonders groß daß bei einem Druckabfall des Schmieröls am Motor, am Getriebe oder am Verstellpropeller die betreffende Einheit zerstört wird1 Ein weiteres Anwendungsgebiet sind Pressen und Prägemaschinen Hier sind weniger Maschinenschäden, sondern mehr Personenschäden durch eine entsprechende Aicherheitsschaltung zu verhindern.
• Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Mehrwegeventil der genannten Art so auszubilden und anzuwenden, daß mit verhAltnismäßig Wenig Material und Raum beanspruchendem Aufwand eine verhältnismäßig große Sicherheit bezüglich Maschinen- und Personenschäden erreicht wird.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Hauptanspruch gelöst Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen als Beispiele beschrieben, Die Zeichnungen zeigen Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines elektromagnetischen Mehrwegeventils nach der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung.einer Anwendung.
• eines solchen Mehrwegeventils auf Schiffsantriebsanlagen, und Fig. 3 einen schematischen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Mehrwegeventil, welches zusam men mit einem pneumatisch oder hydraulisch gesteuerten weiteren Mehrwegeventi eine Ventileinheit bildet.
• An das Wegeventil 1 sind zur Schaltung des Kolbens 10 zwei Doppelhubmagnete 2 und 3 angebaut, Die Magnetanker 4 und 5 sind über die Kupplungen 11 und 19 mit dem Rolben 10 mechanisch verbundene Uber die Bolzen 13 und 14 kann das Ventil von Hand betätigt werdenq Der Elektroanschluß erfolgt ober die Stecker 17 und 18 Durch die mechanische R«steinri.chtung 15 kann der Kolben 10 in beiden Schaltstellungen gehalten werden. Dies ist bei manchen Schieberventilen notwendig, wenn einseitige Strömungsverhältnisse ein Verschieben des Kolbens bewirken könnten. Die Magnete können dann nach Erreichen der Endlage stromlos seine Die Magnete sind öldruckdicht, Die Abdichtung zwischen Magnet und Gehäuse übernimmt der 0-Ring 12 und 2QR Bohrung 30 ist als Volumenausgleichsbohrung in den beiden Magneten erforderlich, Das Wegeventil wird über 4 Magnetspulen 6, 7, 8 und 9 betätigt, dth. für jede Schaltung stehen 2 Magnetspulen zur Verfügung und bei Ausfall einer Magnetspule ist das Gerät immer noch funktionsfähig (Redundanz), Die Magnetspule 7 bewirkt auf den Magnetanker 4 eine stoßende Bewegung (nach links) und die Magnetspule 6 eine ziehende Bewegung (nach rechts), Die Magnetspule 9 bewirkt auf den Magnetanker 5 eine stoßende Bewegung (nach rechts) und die Magnetspule 8 eine ziehende Bewegung (nach links) D. h. für die Verschiebung des Kolbens 10 nach links wirken die Magnetspulen 7 und 8 und für die Verschiebung nach rechts die Magnetspulen 6 und 9, Die Poppelvirkrichtung der Magnete 2 und 3 auf den Kolben 10 wird durch eine mechanische Verbindung der Magnetanker 4 und 5 mit dem Kolben 10 erreicht, Diese mechanische Verbindung wird hier in einfacher Weise durch eine Kupplung (11<10) ausgeführt Jeder der beiden Magnete 2 und 3 kann allein den Kolben 10 in beide Richtungen verschieben, Die in Fig, 2 schematisch dargestellte Schiffsantriebsanlage enthält einen Schiffspropeller 41 und ein Getriebe 42, welches über eine schaltbare Kupplung 43 von einem Motor 44 angetrieben wird Di Kupplung 43 wird von einer Druckmittelquelle 45 über ein elektro-magnetisches Mehrwegeventil 46 betätigt, Fig, 2 zeigt die Kupplung 43 in ausgerücktem Zustand und das Mehrwegeventil 46 in einer Schaltstellungt bei welcher die Kupplung 43 Über ihre mit dem Ventil 46 verbundene Leitung 48 und einen Ventilkanal 49 in einen Tank 50 entleert, Beim Umschalten des Ventils 46 wird sein Strömungsweg 49 von einem in mehrere Abschnitte unterteilten Kolben 51 verschlossen.
• Gleichzeitig wird ein yentilweg 52 geöffnet, über welche die Druckmittelquelle 45 Druckmittel über eine Anschlußleitung 53 in die Verbindungsleitung 48 zur Kupplung 43 fördert Dadurch wird die Kupplung 43 geschlossen und der Propeller 41 vom Motor 44 angetrieben Der Kolben 51 ist an seinen beiden Enden mit je einem Magnetanker 55 bzw, 56 yeKsehen5 die vorzugsweise mit dem Kolben 51 aus einem Stuck bestehenq Jeder der beiden Magnetanker 55 und 56 ragt axial in zwei Magnet-.spulen 57 und 58 bzw. 59 und 60 hinein, Zur axialen Verstellung des Kolbens 51 braucht jeweils nur eine der Spulen 57 bis 60 elektrisch erregt zu werden, Die innen liegenden Spulen 58 und 59 bilden zusammen mit einer Stromquelle 62 und zwei elektrischen Schaltern oder Tastern 63 und 64 eine Betriebs schaltung für das Mehrwegeventil 46, Die axial außen angeordneten Magnetspulen 57 und 69 bilden zusammen mit einer Stromquelle 67 und zwei elektrischen Schaltern oder Tastern 68 und 69 eine Sicherheitsschaltung, Mit jeder.
• der beiden Schaltungen kann, unabhängig von anderen Schaltungen, das Mehrwegeventil 46 in die dargestellte Aus-Stellung oder in die nicht-dargestellte Ein-Stellung geschaltet werden, wenn beispielsweise durch defekte Leitungen oder eine defekte Stromquelle die betreffende andere Schaltung nicht funktionsfähig ist, Ein weiteres Mehrwegeventil 46 und entsprechende Strömungsmittelanschlüsse sind dazu nicht erforderlich, sondern gemaß der Erfindung genügt es, anstelle einer Magnetspule je Magnetanker 55 bzw, 56 zwei pulen 57 und 58 bzw, 59 und 60 yorzusehen. Bei Schiffsantriebsanlagen genugt es normalerweise, wenn nur for die Aus-Schaltung eine Sicherheitsschaltung vorhanden ist, also zusätzlich zur Magnetspule 58 noch die Magnetspule 57. In diesem Falle kann am anderen Ende die Magnetspule 60 entfallen. Bei Anwendungsfällen, wo nicht ein Ausfall der Stromquelle, sondern beispielsweise durch Erschütterungen lediglich Leitungsunterbrechungen zu befürchten sind, kann eine einzige Stromquelle 62 bzw, 67 sowohl die Betriebsschaltung als auch die Sicherheitsschaltung mit Strom versorgen Fig. 3 zeigt eine elektro-magnetische Mehrwegeventil einheit mit einem elektro-magnetischen MehrwegeVentil 76 ähnlich dem Mehrwegeventil 46 von Fig, 2, Sein Kolben 81 weist an seinen Enden als Magnetanker 85 und 86 ausgebildetete Stössel auf 1 welche in MagnetspuLen 88 bzw.
• 89 einer nicht dargestellten elektrischen Betriebsschaltung eintauchen, Dadurch ist eine wahlweise Verstellung des Kolben 81 nach links oder nach rechts möglich. Der Magnetanker 86 ragt bis in eine weitere Magnetspule 90 hinein, die von einer Sicherheitsschaltung erregt wird. Dadurch kann die Bewegung des Kolbens 81 nach rechts auch durch die Sicherheitsschaltung mit der Magnetspule 90 bewirkt werden, Das elektro-magnetische Mehrwegeventil 76 sitzt unmittelbar auf einem pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Mehrwegeventil 91 und steuert dessen Ventilkörper 92, Dadurch könnenmAerhältnlsmßig geringem Aufwand und kleinen Bauelementen verhältnismäßig große Kräfte gesteuert werden. Beispielsweise kann anstelle des Ventils 46 in Fig. 2 das Ventil 91 verwendet und dieses vom Ventil 76 gesteuert werden. Das Mehrwegeventil 91 hat einen Anschluß 94 für eine Druckmittelquelle ähnlich der Druckmittelquelle 45 yon Fig, 2, einen beispielsweise an die Kupplung 43 yon Fig. 2 anschließbaren Strömungsmittelanschluß 95 und einen an einen Tand 50 von .,2 anschließbaren Strömungsmittelauslaß 96. Ferner ist ein Strömungsmitteleinlaß 97 für zusätzliches Steueröl und ein Strömungsmittelauslaß 98 für dieses zusätzliche Steueröl vorgesehen. Die Kombination der Ventile 76 und 91, jedoch ohne die zusätzlich Magnetspule 90 und einen verlängerten Magnetanker 86! ist an sich bekannt.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektro-magnetisches Mehrwegeventil für gasförmige oder flüssige Druckmittel zur Steuerung durokmittelbetriebener Verbraucher, mit eine Gehause und einem in diesem angeordneten, mit Elektromagneten (4,7,5,9;55,58,56,59) wahlweise in eine von mehreren Stellungen umschaltbaren Kolben (10;51), dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß mindestens für eine der Schaltstellungen ein zweiter getrennt elektrisch ansteuerbarer Elektromagnet (6, 8; 57,60; 90) vorgesehen ist, der unabhangig von dem dieser Schaltstellung zugeordneten ersten Flektromagneten die gleiche Umschaltung wie dieser erste Elektromagnet ermöglicht 2. Mehrwege-ventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Elektromagnete Magnetanker (4,5) aufweisen, die über je eine Kupplung (19,11) jeweils mit einem Ende des Kolbens^(10) formschlüssig in Zug- und Druckrichtung verbunden sind.

   3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolben (10) in jeder Schaltstellung mittels einer Raste (15,16) formschlüssig verriegelt ist.

   4. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetanker (4,5) und damit der Kolben (10) über einen Bolzen (13,14) manuell schaltbar ist.

   5, Mehxwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Strömungsmittelanschlüsse ein pneu matisch oder llydraulisch gesteuertes weiteres Mehrwegeventil (91) angeschlossen ist.

   6 Einrichtung, insbesondere Schiffsantriebsanlage mit schaltbaren Kupplungen, mit einem Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t d; die ersten Elektromagnete (55,58,56,59) an eine Betriebsschaltung (62,63,64) und die zweiten Elektromagnete (55,57,56,60) an eine unabhängig davon betätigbare Sicherheitsschaltung (67,68,69) angeschlossen sind.