为了提供用于控制气动驱动器的阀装置，该阀装置提供保护以防在没有输入信号的情况下，在预级的复位装置中的故障的情况下初始切换位置的突然的自动改变，并且针对该情况能够实现通过纯气动器件有效地识别故障，该阀装置包括与驱动器能连接的第一和第二工作接头（1；2）和被电气动地预控制的第一和第二换向阀，其中一个或两个换向阀前置于工作接头（1；2），以用于加载和排气，其中两个换向阀的预级自动复位地构造，并且第二换向阀构造用于交替占据静止和切换位置，并且第一换向阀的预级具有外部的控制接头（8、8’），该控制接头通过第二换向阀在其切换位置中是能加载的，并且在其静止位置中是能排气的，其中第二换向阀具有在外部通过第一换向阀能加载的和能排气的空气弹簧（19）作为用于主级（14）的复位装置，并且在通过第一换向阀占据切换位置之后仅根据第一换向阀的切换状态的改变来进行空气弹簧（19）的加载或排气之间的状态改变，并且在之前利用通过第二换向阀占据切换位置进行的加载或排气之后，仅根据通过第二换向阀占据静止位置进行在工作接头（1；2）上的加载或排气之间的状态改变。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀装置和控制方法
本专利技术涉及一种用于安全控制气动驱动器的阀装置和控制方法。
技术介绍
为了将被气动预控制的阀使用在用于气动驱动器的控制中，在特定的应用领域中存在运行安全技术的要求，其例如由准则2006/42/EG（机械准则）或特定于安全的标准ENISO13849的规定得到。因此，例如在机床中的门控制的情况下，在操作员手动干预期间，必须可靠地禁止驱动气缸的意外的运动。根据ISO13849-2:2012，对于阀此外由此产生故障排除的需求“在没有输入信号的情况下自动改变输出切换位置”。为了控制气动驱动器、例如双重作用的气动工作气缸，在现有技术中已知了使用被电气动地预控制的阀，其具有直接电动操纵的预级（预控制阀、导向阀）和间接通过预级被气动操纵的主级（主阀）。这种被气动预控制的阀也被称为多级阀，并且例如包括在座阀结构方式中的、具有机械弹簧复位装置的、被电动操纵的3/2换向预控制磁阀（也被称为“导向磁阀”）作为预级，和在纵向或活塞滑块结构方式中的、同样与机械弹簧相抗地被气动操纵的5/2换向滑阀作为主级。这种被电气动地预控制的阀的结构例如来自于由文献EP0846873A2或EP0463394B1公开的现有技术。在此，被电动操纵的3/2换向预控制磁阀作为预级将在其输入端上存在的控制空气接入到主级的同样被弹性负载的纵向或活塞滑块上。控制空气可以由预控制阀要么在内部通过多级阀的压缩空气接头（即由主级切换的通向驱动器的工作接头的压缩空气供应装置），要么在外部通过单独的控制空气接头获得。当主级仅应该切换非常小的甚至不足以用于操纵驱动活塞的压力时，例如使用控制空气的外部的输送。在使用在与安全相关的应用时，这样预控制的阀具有如下缺点，预控制阀的弹簧的可能的断裂减小其关闭力，并且存在的空气压力挤压预控制阀，并且因此控制空气可以到达主级的驱动滑块或活塞。由此可以切换主级，并且意外地自动加载气动驱动器。为了克服用于与安全相关的功能的缺点，在现有技术中通常已知的是，使用控制空气的外部的输送来进行冗余的切换的可能性。这种在现有技术中已知的冗余的具有两个阀101和102的阀装置在图10的切换图中、在其未操纵的（未通电的）初始位置中示出，伴随在其静止位置中的阀101和102。两个阀101和102在其预级和主级中分别构造有机械弹簧复位装置。设计为被电气动地预控制的5/2换向阀的阀101直接前置于工作接头103和104，阀在静止和切换位置中交替反向地与压缩空气接头105和其中一个压缩空气输出端106或107（也被称为废气接头）连接。与工作接头103和104连接的双重作用的气动驱动器的两个腔通过阀101、即在阀的两个切换状态中（一方面静止状态、另一方面切换状态）交替反向地被加载和排气。阀102前置于预控制阀108（其提供为了加载阀101的主级109所需的控制空气）的控制空气供应装置，该阀设计为具有预控制阀110的被电气动地预控制的3/2换向阀102。预控制阀110涉及由其在内部通过压缩空气接头111切换的控制空气。阀102在其切换状态中释放用于阀101的预控制阀108的压缩空气供应装置，并且在其静止位置中封锁压缩空气供应装置。因此，两个阀101和102必须总是同时切换，以便可以在工作接头103和104上导致状态改变。这种切换具有如下优点，即在没有输入信号的情况下，两个预控制阀108或110的仅一个中的弹簧断裂不能够导致工作接头103和104上的状态改变。因此，预控制阀110中的弹簧断裂虽然可能可以导致切换阀102的主级112，这导致在预控制阀108上提供控制压力。然而，因为阀由于缺乏电控制信号而没有切换，所以阀101没有改变其状态。相反地，仅预控制阀108中的弹簧断裂也不能够导致切换阀101，因为在预控制阀108上不存在控制压力，因为阀102由于缺乏电控制信号而没有切换。然而在这种切换中不利的是，在两个预控制阀108或110的仅一个中的弹簧断裂在运行时分别不能够被识别。因此，两个阀101和102在这两个情况下，在存在电控制信号时切换，因为预控制阀108和110是电磁直接切换的，并且分别在没有反作用力的情况下也改变其位置。此外，阀101在去除控制信号时在这两个情况下也始终又切换回来，因为要么通过将阀102（具有未破坏的复位弹簧）返回其静止位置，在预控制阀108上不存在与弹性负载的主级109相反作用的控制压力（=预控制阀108的弹簧的断裂），要么在其他情况下，未破坏的阀101总归返回到其静止位置（=预控制阀110的弹簧的断裂）。因为阀101因此在两个故障情况下分别又返回其静止位置，所以工作接头103和104分别也又发生状态改变（反向的排气/加载），因此，与工作接头103和104连接的气动驱动器也又改变其状态。与工作接头103和104连接的双重作用的气动驱动器的运行因此在两个故障情况下（在一定程度上从外部可感知）未破坏地继续，因此这种单一故障在运行时在没有附加的装置的情况下保持未识别。借助专业的考虑，这例如可以通过集成相应的电子监控措施来实现，例如在使用位置传感器来查询阀的切换位置和延迟的切换信号以及在高级的控制中的相应的评估的情况下实现，这然而与相应的设计和实施费用相关联，该设计和实施费用在实践中明显超过实际的阀功能的成本。从WO03/004194A1已知了一种阀装置，其具有两个串联连接的、自动复位的主阀和分别配属于主阀的预控制阀，该阀装置例如可以用于控制双重作用的气动气缸。主阀为了工作气缸的两个腔的交替反向加载和排气而布置在静止和切换位置中，其中为了占据切换位置，分别两个主阀必须切换。为了实现安全功能，主阀分别构造用于操纵开关，开关通过外部的继电器能够实现被电动操纵的预控制阀的电动操纵。仅当两个主阀在其静止位置中，并且开关闭合时，才进行电动操纵。如果在复位主阀时出现故障，其方法是其中一个主阀没有复位，那么电路保持中断，由此，重新的操纵是不可能的。这要求集成具有开关和继电器的相应的电路，这产生相应的设计和成本费用。DE102007041583A1公开了一种阀装置，其具有通过第一预控制阀控制的第一主阀和通过第二预控制阀控制的第二主阀，第一主阀和第二主阀相互连接，从而在借助预控制阀同时控制两个主阀的情况下，发生从基本位置到工作位置的切换过程，由此，在基本位置和工作位置中，两个工作接头分别交替反向被加载和排气。为了实现用于在控制两个主阀的仅一个时阻止工作接头上的负载变化的安全功能，设置有具有两个分别前置于预控制阀的、具有相应三个接头的换向阀的气动电路，其是相对复杂的，并且需要比较昂贵的气动通道引导和具有相应大的结构空间的连接。DE102009037120A1公开了一种具有两个双稳态的主阀的气动安全阀装置，主阀分别可以通过预控制阀操纵，以便可以切换至工作位置，在工作位置中，主阀导致的是，在两个工作接头上存在气动压力。安全阀装置的结构导致：只有当两个预控制阀基本上被同步操纵时，才将主阀切换至工作位置。如果在仅异步的操纵时，仅将其中一个主阀切换至工作位置，那么该故障状态保持存储，直到借助单独的复位阀装置来复位。安全阀装置的气动连接基于其为了提供气动故障存储的目的而是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.阀装置，包括与气动驱动器能连接的第一和第二工作接头（1；2）和分别被电气动地预控制的第一和第二换向阀，其中一个或两个换向阀前置于工作接头（1；2），以用于对其进行加载和排气，其中两个换向阀的预级自动复位地构造，并且第二换向阀构造用于交替占据静止和切换位置，并且第一换向阀的预级具有外部的控制接头（8、8’），所述控制接头通过所述第二换向阀在其切换位置中是能加载的，并且在其静止位置中是可排气的，其特征在于，第二换向阀具有在外部通过第一换向阀能加载的和能排气的空气弹簧（19）作为用于主级（14）的复位装置，并且通过第一换向阀仅根据第一换向阀的切换状态的改变在占据切换位置之后来进行第二换向阀的空气弹簧（19）的加载或排气之间的状态改变，并且在之前利用通过第二换向阀占据切换位置进行的加载或排气之后，仅根据通过第二换向阀占据静止位置进行在两个工作接头（1；2）的一个上的加载或排气之间的状态改变。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 DE 102017009374.11.阀装置，包括与气动驱动器能连接的第一和第二工作接头（1；2）和分别被电气动地预控制的第一和第二换向阀，其中一个或两个换向阀前置于工作接头（1；2），以用于对其进行加载和排气，其中两个换向阀的预级自动复位地构造，并且第二换向阀构造用于交替占据静止和切换位置，并且第一换向阀的预级具有外部的控制接头（8、8’），所述控制接头通过所述第二换向阀在其切换位置中是能加载的，并且在其静止位置中是可排气的，其特征在于，第二换向阀具有在外部通过第一换向阀能加载的和能排气的空气弹簧（19）作为用于主级（14）的复位装置，并且通过第一换向阀仅根据第一换向阀的切换状态的改变在占据切换位置之后来进行第二换向阀的空气弹簧（19）的加载或排气之间的状态改变，并且在之前利用通过第二换向阀占据切换位置进行的加载或排气之后，仅根据通过第二换向阀占据静止位置进行在两个工作接头（1；2）的一个上的加载或排气之间的状态改变。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，两个换向阀的主级（6、6’；14）以滑阀结构方式设计，和/或两个换向阀的预级以座阀结构方式设计。
3.根据权利要求1或2所述的阀装置，其中第一换向阀为了交替占据静止和切换位置构造有自动复位的主级（6），其特征在于，第二换向阀在其切换位置中通过控制线路（16）将第一换向阀的外部的控制接头（8）与压缩空气源（10）连接，并且在其静止位置中与压缩空气输出端（17）连接，并且第二换向阀的空气弹簧（19）通过第一换向阀在其静止位置中被加载，并且在其切换位置中被排气；并且其中第一换向阀前置于两个工作接头（1；2），并且在切换位置中将第一工作接头（1）与压缩空气源（10）连接，并且将第二工作接头（2）与压缩空气输出端（11）连接，并且在静止位置中将第二工作接头与压缩空气源（10）连接，并且将第一工作接头（1）通过连接线路（9）与控制线路（16）连接，其中在连接线路（9）中布置有沿反方向封锁的止回阀（18），和/或节流装置前置于第二换向阀的压缩空气接头（15）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述第二换向阀设计为3/2换向阀。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的阀装置，其特征在于，所述第二换向阀设计为4/2换向阀。
6.根据权利要求1或2所述的阀装置，其中所述第一换向阀为了交替占据静止和切换位置构造有自动复位的主级（6），其特征在于，所述第二换向阀在其切换位置中通过控制线路（16）将第一换向阀的外部的控制接头（8）与压缩空气源（10）连接，并且在其静止位置中与压缩空气输出端（17）连接，并且第二换向阀的空气弹簧（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：S塔耶，
申请(专利权)人：安沃驰有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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