DE102021213469B3

DE102021213469B3 - Sicherheitsventileinrichtung

Info

Publication number: DE102021213469B3
Application number: DE102021213469.6A
Authority: DE
Inventors: Jakob Brenner; Robert Rentz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2041-12-01
Also published as: US11953109B2; US20230167914A1

Abstract

Es wird eine Sicherheitsventileinrichtung (6) vorgeschlagen, die zwei fluidisch miteinander verschaltete Sicherheitsventile (V1, V2) aufweist, die jeweils über eine 4/2-Wege-Ventilfunktion verfügen. Jedes Sicherheitsventil (V1, V2) hat einen ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) und einen zweiten Verbindungsanschluss (V1c, V2c), die so miteinander verbunden sind, dass eine mittels eines Steuerventils (SV) gesteuerte Fluidströmung durch die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) hindurch zu einem fluidbetätigten Antrieb (29) verhindert ist, wenn die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) gleichzeitig eine erste Schaltstellung einnehmen, und eine solche Fluidströmung möglich ist, wenn beide Sicherheitsventile (V1, V2) gleichzeitig einen zweiten Schaltzustand aufweisen. Ein Sicherheitsaspekt resultiert daraus, dass die genannte Fluidströmung auch dann verhindert ist, wenn die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) unterschiedliche Schaltzustände einnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsventileinrichtung, mit einem ersten Sicherheitsventil und einem mit dem ersten Sicherheitsventil fluidisch verschalteten zweiten Sicherheitsventil, wobei jedes Sicherheitsventil eine Betätigungseinrichtung aufweist, durch die es wahlweise in einen ersten Schaltzustand oder in einen zweiten Schaltzustand versetzbar ist.
Eine derartige Sicherheitsventileinrichtung wird in der DE 199 09 920 A1 im Zusammenhang mit der Ansteuerung eines pneumatischen Motors beschrieben und enthält zwei fluidisch miteinander verschaltete, elektrisch betätigbare Sicherheitsventile, die als 5/3-Wegeventile ausgebildet sind. Die Sicherheitsventile erfüllen eine Sicherheitsfunktion hinsichtlich Abschaltens und Wiedereinschaltens von pneumatischer Energie, wobei durch die Reihenschaltung der Sicherheitsventile eine Redundanz der Sicherheitsfunktion gegeben ist.
Aus der US 2014/0261709 A1 ist eine Ventileinrichtung bekannt, die eine Ventilanordnung und ein an die Ventilanordnung angeschlossenes Softstartventil aufweist, wobei die Ventilanordnung unter anderem zwei 5/3-Wegeventile aufweist.
Aus der US 10 234 045 B2 ist ein Fünfwege-Sitzventil bekannt, das ein Ventilglied mit mehreren Ventiltellern aufweist, wobei durch eine Feder eine zentrierte Mittelstellung vorgegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsventileinrichtung zu schaffen, die einen sicheren Betrieb eines fluidbetätigten doppeltwirkenden Antriebes ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Sicherheitsventileinrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen,

- dass beide Sicherheitsventile über eine 4/2-Wege-Ventilfunktion verfügen, wobei sie jeweils vier Ventilanschlüsse aufweisen, bei denen es sich um einen zur fluidischen Verbindung mit einem die Einspeisung und Abfuhr eines Arbeitsfluides steuernden Steuerventil ausgebildeten Eingangsanschluss, um einen zur fluidischen Verbindung mit einem doppeltwirkenden fluidbetätigten Antrieb ausgebildeten Ausgangsanschluss und um einen ersten Verbindungsanschluss sowie um einen zweiten Verbindungsanschluss handelt, wobei der erste Verbindungsanschluss des ersten Sicherheitsventils mit dem zweiten Verbindungsanschluss des zweiten Sicherheitsventils und der erste Verbindungsanschluss des zweiten Sicherheitsventils mit dem zweiten Verbindungsanschluss des ersten Sicherheitsventils fluidisch verbunden ist,
- wobei jedes Sicherheitsventil ein Ventilgehäuse aufweist, in dem ein sich in einer Längsrichtung entlang einer Längsachse erstreckender Ventilglied-Aufnahmeraum ausgebildet ist, in dem ein unter Ausführung einer Umschaltbewegung in der Längsrichtung zwischen einer den ersten Schaltzustand definierenden Schließstellung und einer den zweiten Schaltzustand definierenden Offenstellung verschiebbares Ventilglied angeordnet ist,
- wobei bei jedem Sicherheitsventil in der Schließstellung des Ventilgliedes sämtliche Ventilanschlüsse fluiddicht voneinander abgetrennt sind und in der Offenstellung des Ventilgliedes der Eingangsanschluss mit dem ersten Verbindungsanschluss und der zweite Verbindungsanschluss mit dem Ausgangsanschluss fluidisch verbunden ist,
- wobei jedes Sicherheitsventil eine erste Steuerstruktur zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem Eingangsanschluss und dem ersten Verbindungsanschluss sowie eine in der Längsrichtung zu der ersten Steuerstruktur beabstandete zweite Steuerstruktur zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss und dem Ausgangsanschluss aufweist,
- wobei jede erste Steuerstruktur einen am Ventilglied des zugeordneten Sicherheitsventils ausgebildeten, über eine ringförmige erste Dichtung verfügenden ersten Steuerabschnitt sowie einen am Ventilgehäuse ausgebildeten ringförmigen ersten Ventilsitz aufweist und wobei jede zweite Steuerstruktur einen am Ventilglied des zugeordneten Sicherheitsventils ausgebildeten, über eine ringförmige zweite Dichtung verfügenden zweiten Steuerabschnitt sowie einen am Ventilgehäuse ausgebildeten ringförmigen zweiten Ventilsitz aufweist,
- wobei jedes Ventilglied in seiner Schließstellung mit der ersten Dichtung am ersten Ventilsitz und mit der zweiten Dichtung am zweiten Ventilsitz abdichtend anliegt,
- und wobei jedes Ventilglied in seiner Offenstellung mit der ersten Dichtung vom ersten Ventilsitz und mit der zweiten Dichtung vom zweiten Ventilsitz jeweils unter Freigabe eines Strömungsquerschnittes entfernt ist, wobei der die zweite Dichtung aufweisende zweite Steuerabschnitt bei jedem Ventilglied Bestandteil eines axialen Ausgangs-Endabschnittes des Ventilgliedes ist, der in der Offenstellung des Ventilgliedes ohne Dichtkontakt zum Ventilgehäuse in einen Aufnahmeraum-Endabschnitt des Ventilglied-Aufnahmeraumes hineinragt und in diesem Aufnahmeraum-Endabschnitt endet, wobei in den Aufnahmeraum-Endabschnitt der Ausgangsanschluss einmündet.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsventileinrichtung hat als Kernbestandteile zwei Sicherheitsventile mit jeweils einer 4/2-Wege-Ventilfunktion, die in einer besonderen Weise fluidisch miteinander gekoppelt sind, sodass eine über ein eingangsseitig angeschlossenes Steuerventil gesteuerte Zu- und Abfuhr eines Arbeitsfluides zu und von einem ausgangsseitig angeschlossenen doppeltwirkenden fluidbetätigten Antrieb nur möglich ist, wenn sich beide Sicherheitsventile in ihrem zweiten Schaltzustand befinden, der durch eine Offenstellung des jeweils zugeordneten Ventilgliedes gekennzeichnet ist. In der Offenstellung des Ventilgliedes ist bei jedem Sicherheitsventil - ohne sonstige Fluidverbindung - der Eingangsanschluss mit dem ersten Verbindungsanschluss und der zweite Verbindungsanschluss mit dem Ausgangsanschluss fluidisch verbunden, um einen Fluidübertritt zu ermöglichen. Abhängig von der Schaltstellung des eingangsseitig angeschlossenen Steuerventils kann somit bei gleichzeitig den zweiten Schaltzustand einnehmenden Sicherheitsventilen der angeschlossene Antrieb derart fluidisch angesteuert werden, dass sein Abtriebsglied in der einen oder anderen Richtung eine eine Hubbewegung hervorrufende fluidische Stellkraft erfährt. Bei ordnungsgemäßer Funktion können beide Sicherheitsventile in einen gleichzeitig eingenommenen ersten Schaltzustand versetzt werden, in dem das zugeordnete Ventilglied eine Schließstellung einnimmt in der es die vorgenannten Fluidverbindungen zwischen den erwähnten vier Ventilanschlüssen unterbricht. Dadurch ist eine weitere fluidische Ansteuerung des Antriebes durch das vorgeschaltete Steuerventil verhindert und das Abtriebsglied des Antriebes ist oder bleibt gestoppt, da die beiden mit dem Antrieb kommunizierenden Ausgangsanschlüsse abgesperrt sind. Eine Sicherheitsfunktion äußert sich erfindungsgemäß in einer dahingehenden Redundanz der beiden Sicherheitsventile, dass die beiden Ausgangsanschlüsse aufgrund der besonderen fluidischen Verschaltung der Sicherheitsventile auch dann abgesperrt werden oder bleiben, wenn die beiden Sicherheitsventile sich in voneinander abweichenden Schaltzuständen befinden, das eine Sicherheitsventil also den ersten Schaltzustand und das zweite Sicherheitsventil den zweiten Schaltzustand aufweist. Auch in diesen Fällen ist somit eine fluidische Ansteuerung des Antriebes durch das vorgeschaltete Steuerventil nicht möglich. Gleichzeitig können Gefahrensituationen vermieden werden, da sich das Abtriebsglied des Antriebes nicht unkontrolliert bewegen kann. Die Sicherheitsventileinrichtung erlaubt eine einfache Systemdiagnose, da sich die Funktionsfähigkeit leicht dadurch verifizieren lässt, dass bei in voneinander abweichenden Schaltzuständen befindlichen Sicherheitsventilen das Abtriebsglied des angeschlossenen Antriebes nicht bewegt werden kann.
Jedes Sicherheitsventil verfügt über eine erste Steuerstruktur zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem Einlassanschluss und dem ersten Verbindungsanschluss und über eine zweite Steuerstruktur zur Steuerung der Fluidverbindung zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss und dem Ausgangsanschluss. Beide Steuerstrukturen haben einen am zugehörigen Ventilglied ausgebildeten ersten beziehungsweise zweiten Steuerabschnitt mit einer ersten beziehungsweise zweiten Dichtung, die mit einem ventilgehäuseseitigen ringförmigen ersten beziehungsweise zweiten Ventilsitz zusammenarbeiten kann. Jedes Ventilglied erstreckt sich in einem eine Längserstreckung aufweisenden Ventilglied-Aufnahmeraum des zugeordneten Ventilgehäuses und hat zwei einander entgegengesetzte axiale Endabschnitte. Einer dieser axialen Endabschnitte, der zur besseren Unterscheidung als Ausgangs-Endabschnitt bezeichnet wird, ragt in einen Aufnahmeraum-Endabschnitt des Ventilglied-Aufnahmeraumes hinein, der mit dem Ausgangsanschluss des betreffenden Sicherheitsventils kommuniziert. Ein besonderer Sicherheitsaspekt resultiert daraus, dass der mit der zweiten Dichtung ausgestattete zweite Steuerabschnitt ein Bestandteil des Ausgangs-Endabschnittes des Ventilgliedes ist, der in der Offenstellung des Ventilgliedes in den mit dem Ausgangsanschluss kommunizierenden Aufnahmeraum-Endabschnitt hineinragt und darin auch endet, ohne dass zwischen ihm und dem Ventilgehäuse ein Dichtkontakt vorliegt. Es ist insbesondere auch keine möglicherweise einer Undichtigkeit ausgesetzte dynamische Dichtstelle zwischen dem Ausgangs-Endabschnitt des Ventilgliedes und dem Ventilgehäuse vorhanden, wenn sich das Ventilglied in der Offenstellung befindet. Dementsprechend kann in diesem Schaltzustand kein zu einer Fehlfunktion führendes Dichtungsversagen auftreten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise sind die beiden Sicherheitsventile als monostabile Ventile ausgebildet, wobei sie jeweils eine Rückstellfeder aufweisen, durch die das Ventilglied in die Schließstellung vorgespannt ist. Die Schließstellung entspricht also einer bei unbetätigten Sicherheitsventilen vorliegenden Ruhestellung. Damit ist gewährleistet, dass bei der Inbetriebnahme der Sicherheitsventileinrichtung die Fluidverbindung zum angeschlossenen Antrieb unterbrochen ist und keine unkontrollierten Aktionen des Antriebes auftreten können.
Die Rückstellfeder befindet sich bei jedem Sicherheitsventil zweckmäßigerweise in dem Aufnahmeraum-Endabschnitt des Ventilglied-Aufnahmeraumes. Dort stützt sie sich einerseits am Ventilglied und andererseits am Ventilgehäuse ab. Die Rückstellfeder ist insbesondere eine Druckfeder, vorzugsweise eine Schraubendruckfeder.
Obgleich prinzipiell auch eine seitliche Einmündung in den Aufnahmeraum-Endabschnitt realisiert sein kann, ist es vorteilhaft, wenn jeder Ausgangsanschluss in bezüglich der Längsachse koaxialer Ausrichtung axial in den zugeordneten Aufnahmeraum-Endabschnitt einmündet.
Die Betätigungseinrichtungen der beiden Sicherheitsventile sind zweckmäßigerweise von einer elektrisch betätigbaren Bauart. Bevorzugt sind die Betätigungseinrichtungen als elektrisch betätigbare Vorsteuerventile ausgebildet, sodass es sich bei den Sicherheitsventilen um elektrofluidisch vorgesteuerte Wegeventile handelt, wobei eine elektropneumatische Vorsteuerung bevorzugt wird. Prinzipiell könnten die Sicherheitsventile allerdings auch elektrisch direkt betätigt sein, beispielsweise indem die Betätigungseinrichtung als ein Hubmagnet ausgeführt ist, dessen beweglicher Anker mit dem Ventilglied bewegungsgekoppelt ist.
Von den beiden Steuerstrukturen eines jeden Sicherheitsventils ist zweckmäßigerweise zumindest die zweite Steuerstruktur als eine Sitzventilstruktur ausgebildet, deren zweiter Ventilsitz axial, das heißt in der Längsrichtung des Ventilglied-Aufnahmeraumes orientiert und dem Aufnahmeraum-Endabschnitt zugewandt ist. Der zweite Steuerabschnitt befindet sich in diesem Fall unabhängig von der Schaltstellung des Ventilgliedes stets innerhalb des Aufnahmeraum-Endabschnittes, wobei seine dem zweiten Ventilsitz axial gegenüberliegende zweite Dichtung in der Schließstellung an dem zweiten Ventilsitz axial anliegt und in der Offenstellung von dem zweiten Ventilsitz axial abgehoben ist. Ein solcher Sitzventilaufbau hat den Vorteil, dass bei einem durch externe Widerstände auftretenden abrupten Stoppen des Abtriebsgliedes des angesteuerten Antriebes auftretende Druckspitzen von dem axialen zweiten Ventilsitz aufgefangen werden. Der in diesem Fall in dem Aufnahmeraum-Endabschnitt kurzzeitig auftretende hohe Fluiddruck drückt den zweiten Steuerabschnitt verstärkt gegen den gegenüberliegenden zweiten Ventilsitz, sodass Fehlfunktionen ausgeschlossen sind.
Auch die erste Steuerstruktur kann als eine Sitzventilstruktur ausgebildet sein. Zur Vermeidung von Überbestimmungen ist es jedoch vorteilhaft, wenn sie als eine Schieberventilstruktur gestaltet ist, wie sie bei sogenannten Schieberventilen normalerweise anzutreffen ist. In diesem Fall enthält die erste Steuerstruktur einen bezüglich der Längsachse des Ventilglied-Aufnahmeraumes radial nach innen orientierten zweiten Ventilsitz, an dem die zugeordnete erste Dichtung des ersten Steuerabschnittes des Ventilgliedes in der Schließstellung des Ventilgliedes von radial innen her radial anliegt.
Ungeachtet der vorgenannten bevorzugten Kombination von ersten und zweiten Steuerstrukturen besteht ohne weiteres die Möglichkeit, bei einem oder bei beiden Steuerventilen beide Steuerstrukturen jeweils als eine Sitzventilstruktur oder als eine Schieberventilstruktur auszuführen.
Bei jedem Sicherheitsventil ist der das Ventilglied aufnehmende Ventilglied-Aufnahmeraum radial außen von einer peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche des Ventilgehäuses begrenzt. Als günstig wird es angesehen, wenn der Ventilglied-Aufnahmeraum in mehrere in seiner Längsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnete Aufnahmeraum-Hauptabschnitte und mehrere jeweils zwischen zwei in der Längsrichtung aufeinanderfolgenden Aufnahmeraum-Hauptabschnitten angeordnete Aufnahmeraum-Übergangsabschnitte unterteilt ist, wobei die Aufnahmeraum-Übergangsabschnitte einen geringeren Querschnitt haben als die Aufnahmeraum-Hauptabschnitte. Der zur ersten Steuerstruktur gehörende erste Ventilsitz befindet sich an einem ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt, während der zur zweiten Steuerstruktur gehörende zweite Ventilsitz an einem zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt ausgebildet ist. Der sich an den zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt anschließende Aufnahmeraum-Hauptabschnitt bildet den Aufnahmeraum-Endabschnitt, in den ein Ausgangsanschluss einmündet.
Je nachdem, ob die betreffende Steuerstruktur als eine Sitzventilstruktur oder als eine Schieberventilstruktur ausgebildet ist, ist der zugeordnete ringförmige Ventilsitz mit axialer Orientierung oder mit radialer Orientierung am betreffenden Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt ausgebildet.
Bei jedem der beiden bevorzugt als 4/2-Wegeventile ausgebildeten Sicherheitsventile ist es zweckmäßig, wenn die Aufnahmeraum-Hauptabschnitte in der Längsrichtung des Ventilglied-Aufnahmeraumes aufeinanderfolgend einen Eingangs-Hauptabschnitt, einen ersten Verbindungs-Hauptabschnitt, einen zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt und einen von dem Aufnahmeraum-Endabschnitt gebildeten Ausgangs-Hauptabschnitt aufweisen. Zwischen dem Eingangs-Hauptabschnitt und dem ersten Verbindungs-Hauptabschnitt befindet sich der erste Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt, während der zweite Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt zwischen dem zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt und dem Ausgangs-Hauptabschnitt angeordnet ist. Bei jedem Sicherheitsventil mündet der Eingangsanschluss in den Eingangs-Hauptabschnitt, der erste VerbindungsAnschluss in den ersten Verbindungs-Hauptabschnitt, der zweite Verbindungsanschluss in den zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt und der Ausgangsanschluss in den Ausgangs-Hauptabschnitt. Ein dritter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt befindet sich zwischen dem ersten Verbindungs-Hauptabschnitt und dem zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt, wobei das Ventilglied unabhängig von seiner Schaltstellung mit dem dritten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt in Dichtkontakt steht, sodass der erste Verbindungs-Hauptabschnitt und der zweite Verbindungs-Hauptabschnitt innerhalb des Ventilglied-Aufnahmeraumes ständig dicht voneinander abgetrennt sind.
Bevorzugt kommt zwischen dem Ventilglied und dem dritten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt eine dynamische Abdichtung nach Art eines Ventilschieberprinzips zur Anwendung. In diesem Fall ist der dritte Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt radial außen von einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche des Ventilgehäuses begrenzt, an dem das Ventilglied mit einer ringförmigen dritten Dichtung ständig mit Dichtkontakt gleitverschieblich anliegt.
Vorzugsweise ist der Eingangs-Hauptabschnitt des Ventilglied-Aufnahmeraumes an der dem ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt axial entgegengesetzten Außenseite mittels einer zwischen dem Ventilglied und dem Ventilgehäuse realisierten dynamischen Abdichtung schaltstellungsunabhängig dynamisch abgedichtet. Hierzu kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Ventilglied eine ringförmige Abschlussdichtung aufweist, die gleitverschieblich an einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche anliegt.
Zur Realisierung der Sicherheitsventileinrichtung können die beiden Sicherheitsventile als Einzelventile ausgebildet sein, wobei die Verbindung zwischen den einzelnen Verbindungsanschlüssen zur Realisierung der für die Sicherheitsfunktion verantwortlichen Schaltung mittels geeigneter Fluidleitungen, beispielsweise mittels Druckluftschläuchen, realisiert sein kann. Allerdings wird eine Bauform vorgezogen, bei der die beiden Sicherheitsventile zu einer einheitlich handhabbaren Sicherheitsventileinheit zusammengefasst sind. Die Ventilgehäuse der beiden Sicherheitsventile sind dabei von Abschnitten einer Ventilgehäuseeinheit der Sicherheitsventileinheit gebildet, in der sämtliche Ventilanschlüsse beider Sicherheitsventile ausgebildet sind.
Bevorzugt sind die beiden Sicherheitsventile in der Sicherheitsventileinheit längsseits nebeneinander angeordnet und so ausgerichtet, dass ihre mit jeweils einem Ausgangsanschluss kommunizierenden Aufnahmeraum-Endabschnitte in die gleiche axiale Richtung weisen.
Zur fluidischen Verschaltung der beiden Sicherheitsventile sind deren Verbindungsanschlüsse zuordnungsrichtig mittels eines ersten Verbindungskanals und mittels eines zweiten Verbindungskanals miteinander verbunden, wobei diese beiden Verbindungskanäle in der Ventilgehäuseeinheit ausgebildet sind.
Für eine bevorzugte Anwendung enthält die Sicherheitsventileinrichtung ein als Fünfwegeventil ausgebildetes Steuerventil, das über zwei Arbeitskanäle verfügt, von denen der eine an den Eingangsanschluss des ersten Sicherheitsventils und der andere an den Eingangsanschluss des zweiten Sicherheitsventils angeschlossen ist. Das Steuerventil hat ferner einen Speisekanal, der mit einer das Arbeitsfluid bereitstellenden Druckquelle verbunden ist, sowie zwei Entlüftungskanäle, die mit einer Drucksenke und dabei insbesondere mit der Atmosphäre verbunden sind. Das Steuerventil ist beispielsweise als 5/3-Wegeventil und bevorzugt als 5/2-Wegeventil ausgebildet. Das Steuerventil kann auch als Richtungssteuerventil bezeichnet werden, da mit ihm die Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes des an die beiden Sicherheitsventile angeschlossenen fluidbetätigten Antriebes vorgebbar ist.
Die Sicherheitsventileinrichtung ist zweckmäßigerweise mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestattet, an die die Betätigungseinrichtungen der beiden Sicherheitsventile angeschlossen sind und die in der Lage ist, die Schaltzustände der beiden Sicherheitsventile vorzugeben. Das optionale Steuerventil ist bevorzugt ebenfalls an diese elektronische Steuereinheit angeschlossen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsventileinrichtung in einer schematischen Illustration als Schaltung, wobei die beiden Sicherheitsventile in einem bevorzugt als Ruhestellung konzipierten ersten Schaltzustand gezeigt sind und wobei an die beiden Sicherheitsventile eingangsseitig ein Steuerventil und ausgangsseitig ein anzusteuernder fluidbetätigter Antrieb angeschlossen sind, wobei ferner eine zur elektrischen Ansteuerung der Sicherheitsventile und des Steuerventils ausgebildete elektronische Steuereinheit abgebildet ist, wobei ferner durch einen strichpunktierten Rechteckrahmen eine bevorzugte Zusammenfassung der beiden Sicherheitsventile zu einer Sicherheitsventileinheit illustriert ist,
2 einen Längsschnitt durch eine Sicherheitsventileinheit bevorzugten Aufbaus, in der die beiden Sicherheitsventile aus 1 zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und die die in 1 in dem Rechteckrahmen enthaltenen Komponenten beinhaltet, wobei beide Sicherheitsventile entsprechend der 1 ihren ersten Schaltzustand einnehmen,
3 die Schaltung aus 1 ohne Abbildung der elektronischen Steuereinheit in einem Betriebszustand mit beiden Sicherheitsventilen in einem zweiten Schaltzustand, wobei ein Abtriebsglied des angeschlossenen Antriebes zu einer ersten Abtriebsbewegung angetrieben wird,
4 die Sicherheitsventileinheit aus 2 mit den beiden Sicherheitsventilen entsprechend 3 in ihrem zweiten Schaltzustand,
5 die Schaltung aus 1 und 3 mit weiterhin den zweiten Schaltzustand einnehmenden Sicherheitsventilen, wobei das eingangsseitig angeschlossene Steuerventil in eine zweite Schaltstellung umgeschaltet ist, wobei das Abtriebsglied des Antriebes zu einer der ersten Abtriebsbewegung entgegengesetzten zweiten Abtriebsbewegung angetrieben wird,
6 die Sicherheitsventileinheit gemäß 2 und 4 mit den beiden Sicherheitsventilen entsprechend der Schaltung von 5 im zweiten Schaltzustand, wobei sich im Vergleich zu der Anordnung gemäß 3 und 4 aufgrund der geänderten Schaltstellung des Steuerventils lediglich die Strömungsrichtung des Arbeitsfluides in den Steuerventilen geändert hat,
7 die Schaltung der 1, 3 und 5, wobei sich das Steuerventil in der ersten Schaltstellung befindet und wobei sich aufgrund einer Fehlersituation das erste Sicherheitsventil im zweiten Schaltzustand und das zweite Sicherheitsventil im ersten Schaltzustand befindet,
8 die Sicherheitsventileinheit der 2, 4 und 6 mit den Sicherheitsventilen in dem der 7 entsprechenden Schaltzustand,
9 die Schaltung der 1, 3, 5 und 7 mit im Vergleich zur 7 gleicher Schaltstellung des Steuerventils, wobei eine Fehlersituation illustriert ist, bei der sich das erste Sicherheitsventil im zweiten Schaltzustand und das zweite Sicherheitsventil im ersten Schaltzustand befindet,
10 die Sicherheitsventileinheit der 2, 4, 6 und 8 mit den Sicherheitsventilen in dem der Schaltung der 9 entsprechenden Schaltzustand,
11 die Schaltung der 1, 3, 5, 7 und 9 in einem der 7 entsprechenden Fehlerzustand der Sicherheitsventile, wobei sich das Steuerventil in der zweiten Schaltstellung befindet, und
12 die Schaltung der 1, 3, 5, 7, 9 und 11 in einem der Schaltung der 9 entsprechenden Fehlerzustand der beiden Sicherheitsventile, wobei sich das Steuerventil in der zweiten Schaltstellung befindet.

Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 6 bezeichnete Sicherheitsventileinrichtung enthält ein erstes Sicherheitsventil V1 und ein zweites Sicherheitsventil V2, die beide über eine 4/2-Wege-Ventilfunktion verfügen und bei denen es sich exemplarisch um jeweils ein 4/2-Wegeventil handelt. Die beiden Sicherheitsventile V1, V2 sind in einer besonderen Weise fluidisch miteinander verschaltet, was exemplarisch in noch zu erläuternder Weise mittels eines ersten Verbindungskanals VK1 und eines zweiten Verbindungskanals VK2 realisiert ist.
Die beiden Sicherheitsventile V1, V2 sind bevorzugt elektrisch betätigbar, zu welchem Zweck das erste Sicherheitsventil V1 eine elektrische erste Betätigungseinrichtung B1 und das zweie Sicherheitsventil V2 eine elektrische zweite Betätigungseinrichtung B2 aufweist. Mittels der Betätigungseinrichtungen B1, B2 kann jedes Sicherheitsventil V1, V2 wahlweise in einen ersten Schaltzustand oder in einen zweiten Schaltzustand versetzt werden. Die elektrische Ansteuerung der Betätigungseinrichtungen B1, B2 übernimmt eine elektronische Steuereinheit 7, die elektrisch an die beiden Betätigungseinrichtungen B1, B2 angeschlossen ist und die zweckmäßigerweise ein Bestandteil der Sicherheitsventileinrichtung 6 ist.
Es handelt sich bei den beiden Sicherheitsventilen V1, V2 bevorzugt um monostabile Wegeventile. Sie verfügen in diesem Zusammenhang jeweils über eine Rückstellfeder 8, durch die sie in den ersten Schaltzustand vorgespannt sind, sodass der erste Schaltzustand einen Ruhezustand definiert, der bei elektrisch deaktivierter Betätigungseinrichtung B1, B2 vorliegt.
Jedes Sicherheitsventil V1, V2 hat ein Ventilgehäuse 11, 12, in dem ein Ventilglied 13, 14 angeordnet ist, wobei im Folgenden zur besseren Unterscheidung das Ventilglied 13 des ersten Sicherheitsventils V1 auch als erstes Ventilglied 13 und das Ventilglied 14 des zweiten Sicherheitsventils V2 auch als zweites Ventilglied 14 bezeichnet wird.
Jedes Ventilglied 13, 14 kann zu einer relativ zum zugeordneten Ventilgehäuse 11, 12 ausführbaren, linear hin und her gehenden Umschaltbewegung 15 angetrieben werden, die durch einen Doppelpfeil illustriert ist. Durch die Umschaltbewegung 15 lässt sich das Ventilglied 13, 14 wahlweise in einer den ersten Schaltzustand vorgebenden Schließstellung oder in einer den zweiten Schaltzustand vorgebenden Offenstellung positionieren.
Die Umschaltbewegung 15 erfolgt in einer Längsrichtung 16a, bei der es sich um die Achsrichtung einer Längsachse 16 eines Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 handelt, der in jedem Ventilgehäuse 11, 12 ausgebildet ist und in dem sich jeweils eines der beiden Ventilglieder 13, 14 erstreckt. Jedes Ventilglied 13, 14 hat eine längliche Form mit einem runden und insbesondere kreisrunden Querschnitt.
Jedes Ventilglied 13, 14 hat axial einen ersten Endabschnitt 18 und einen diesbezüglich in der Längsrichtung 16a entgegengesetzten zweiten Endabschnitt 19. Der erste Endabschnitt 18 erstreckt sich in einem das eine axiale Ende des Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 definierenden Aufnahmeraum-Endabschnitt 22, wobei der erste Endabschnitt 18 in diesem Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 frei endet. Die Rückstellfeder 8 ist zweckmäßigerweise in dem Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 angeordnet, wobei sie als Druckfeder ausgebildet ist und sich einerseits an dem ersten Endabschnitt 18 des Ventilgliedes 13, 14 und andererseits an einer den Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 an der dem Ventilglied 13, 14 axial gegenüberliegenden Seite begrenzenden Abschlusswand 23 eines jeweiligen Ventilgehäuses 11, 12 abstützt.
Durch die bevorzugt als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder 8 ist das zugeordnete Ventilglied 13, 14 in den Schnittdarstellungen der 2, 4, 6, 8 und 10 ständig nach rechts gerichtet beaufschlagt und in die beispielsweise aus 2 ersichtliche, den ersten Schaltzustand definierende Schließstellung nachgiebig vorgespannt.
Mittels der Betätigungseinrichtung B1, B2 kann gesteuert eine Antriebskraft auf das jeweilige Ventilglied 13, 14 ausgeübt werden, um selbiges unter Überwindung der Federkraft der Rückstellfeder 8 aus der Schließstellung in die den zweiten Schaltzustand definierende Offenstellung zu verlagern oder eine durch die Rückstellfeder 8 veranlasste Rückstellung in die Schließstellung zu ermöglichen. Die Offenstellung, in der sich das Ventilglied 13, 14 in den Schnittdarstellungen der Zeichnung nach links bewegt hat, ist beispielsweise aus 4 ersichtlich.
Die beiden Betätigungseinrichtungen B1, B2 sind bevorzugt als elektrisch betätigbare Vorsteuerventileinrichtungen 24 ausgebildet. Mit ihnen lässt sich die für das Umschalten des Ventilgliedes 13, 14 erforderliche Antriebskraft durch eine aus einem Vorsteuerfluid resultierende Fluidkraft hervorrufen. Bevorzugt ist jedem Ventilglied 13, 14 im Bereich des zweiten Endabschnittes 19 eine vom ersten Endabschnitt 18 abgewandte Antriebsfläche 25 zugeordnet, die durch die zugeordnete Vorsteuerventileinrichtung 24 wahlweise mit einem Vorsteuerfluid beaufschlagbar oder druckmäßig entlastbar ist. Bei den Vorsteuerventileinrichtungen 24 handelt es sich insbesondere um Magnetventile. Das Vorsteuerfluid wird über geeignete Kanäle in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise durch eine externe Druckquelle P, insbesondere eine Druckluftquelle, bereitgestellt, die auch ein unter Überdruck stehendes Arbeitsfluid liefert, das verwendet wird, um einen ausgangsseitig an die beiden Sicherheitsventile V1, V2 angeschlossenen doppeltwirkenden fluidbetätigten Antrieb 26 zu betreiben.
Der fluidbetätigte Antrieb 26 hat ein Antriebsgehäuse 27 und ein diesbezüglich durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung mit dem erwähnten Antriebsfluid zu wahlweise einer ersten Arbeitsbewegung 28a oder einer zweiten Arbeitsbewegung 28b antreibbares Abtriebsglied 29. Das Abtriebsglied 29 unterteilt den Innenraum des Antriebsgehäuses 27 in eine erste Antriebskammer 32a und eine zweite Antriebskammer 32b, wobei diese beiden Antriebskammern 32a, 32b gesteuert mit dem schon erwähnten Antriebsfluid beaufschlagbar sind, um die erste oder zweite Arbeitsbewegung 28a, 28b hervorzurufen oder um das Abtriebsglied 29 in wahlweise einer aus 1 ersichtlichen ersten Hubendlage oder in einer diesbezüglich entgegengesetzten zweiten Hubendlage zu positionieren. Bei der ersten Abtriebsbewegung 28a bewegt sich das Abtriebsglied 29 aus der ersten Hubendlage in die zweite Hubendlage, bei der zweiten Abtriebsbewegung 28b in der entgegengesetzten Richtung.
Die Unterteilung in die beiden Antriebskammern 32a, 32b übernimmt vorzugsweise ein Kolbenabschnitt 29a des Abtriebsgliedes 29. Bevorzugt hat das Abtriebsglied 29 auch einen an dem Kolbenabschnitt 29a angeordneten Kolbenstangenabschnitt 29b, der zur Ermöglichung eines Kraftabgriffes aus dem Antriebsgehäuse 27 herausragt.
Die Bewegungs- und Richtungssteuerung des Abtriebsgliedes 29 des Antriebes 26 übernimmt zweckmäßigerweise ein Steuerventil SV, das den Sicherheitsventilen V1, V2 eingangsseitig vorgeschaltet ist. Das Steuerventil SV ist exemplarisch gesondert zu der Sicherheitsventileinrichtung 6 ausgeführt, kann aber ohne weiteres ein Bestandteil der Sicherheitsventileinrichtung 6 sein.
Beispielhaft ist das Sicherheitsventil SV ein Fünfwegeventil mit insgesamt fünf Ventilkanälen 1-5, deren Verbindungsmuster schaltstellungsabhängig veränderbar ist. Die Ventilkanäle 1-5 enthalten einen mit der Druckquelle P verbundenen Speisekanal 1, zwei jeweils mit einer Drucksenke R, insbesondere der Atmosphäre verbundene Entlüftungskanäle 3, 5 sowie einen ersten Arbeitskanal 2 und einen zweiten Arbeitskanal 4.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Steuerventil SV um ein 5/2-Wegeventil, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Das Steuerventil SV ist mit mindestens einer elektrisch betätigbaren Ventilantriebseinrichtung 33 ausgestattet, die zum Empfang elektrischer Betätigungssignale zweckmäßigerweise an die elektronische Steuereinheit 7 angeschlossen ist, sodass das Steuerventil SV alternativ in eine aus den 1, 3, 7 und 9 ersichtliche erste Schaltstellung oder in eine aus 2, 11 und 12 ersichtliche zweite Schaltstellung schaltbar ist.
In der ersten Schaltstellung ist der erste Arbeitskanal 2 mit dem Speisekanal 1 verbunden, während gleichzeitig der zweite Arbeitskanal 4 über den einen Entlüftungskanal 5 mit einer Drucksenke R verbunden ist. In der zweiten Schaltstellung ist der erste Arbeitskanal 2 mit dem anderen Entlüftungskanal 3 und somit ebenfalls mit einer Drucksenke R verbunden, während gleichzeitig der zweite Arbeitskanal 4 mit dem an die Druckquelle P angeschlossenen Speisekanal 1 kommuniziert.
Das Steuerventil SV könnte auch als 5/3-Wegeventil ausgeführt sein, sodass es eine weitere, dritte Schaltstellung aufweist, in der beide Arbeitskanäle 2, 4 abgesperrt sind.
Das erste Sicherheitsventil V1 ist in seinem Ventilgehäuse 11 mit vier Ventilanschlüssen V1a, V1b, V1c, V1d versehen, während das zweite Sicherheitsventil V2 in seinem Ventilgehäuse 12 ebenfalls vier Ventilanschlüsse V2a, V2b, V2c, V2d aufweist.
Bei den vorgenannten Ventilanschlüssen des ersten Sicherheitsventils V1 handelt es sich um einen Eingangsanschluss V1a, um einen ersten Verbindungsanschluss V1b, um einen zweiten Verbindungsanschluss V1c und um einen Ausgangsanschluss V1d. Bei den vier Ventilanschlüssen des zweiten Sicherheitsventils V2 handelt es sich um einen Eingangsanschluss V2a, um einen ersten Verbindungsanschluss V2b, um einen zweiten Verbindungsanschluss V2c und um einen Ausgangsanschluss V2d. Über den weiter oben erwähnten ersten Verbindungskanal VK1 ist der erste Verbindungsanschluss V1b des ersten Sicherheitsventils V1 ständig mit dem zweiten Verbindungsanschluss V2c des zweiten Sicherheitsventils V2 verbunden. Über den weiter oben erwähnten zweiten Verbindungskanal VK2 ist der erste Verbindungsanschluss V2b des zweiten Sicherheitsventils V2 ständig mit dem zweiten Verbindungsanschluss V1c des ersten Sicherheitsventils V1 verbunden.
Die beiden Eingangsanschlüsse V1a, V2a sind zur Einspeisung und Abfuhr des zum Betreiben des fluidbetätigten Antriebes 26 vorgesehenen Arbeitsfluides ausgebildet, wobei der Eingangsanschluss V1a des ersten Sicherheitsventils V1 exemplarisch mit dem ersten Arbeitskanal 2 und der Eingangsanschluss V2a des zweiten Sicherheitsventils V2 exemplarisch mit dem zweiten Arbeitskanal 4 des Steuerventils SV verbunden ist. Zur Realisierung dieser Fluidverbindung sind zweckmäßigerweise geeignete Fluidleitungen 34 vorgesehen.
Die beiden Ausgangsanschlüsse V1d, V2d sind zum Anschließen des fluidbetätigten Antriebes 26 ausgebildet. Für die Fluidverbindung sind ebenfalls geeignete Fluidleitungen 35 vorgesehen. Die Anschlusstechnik ist exemplarisch so ausgeführt, dass der Ausgangsanschluss V1d des ersten Sicherheitsventils V1 mit der ersten Antriebskammer 32a und der Ausgangsanschluss V2d mit der zweiten Antriebskammer 32b des fluidbetätigten Antriebes 26 kommuniziert.
Die beiden Sicherheitsventile V1, V2 können als eigenständige Ventile in der Sicherheitsventileinrichtung 6 enthalten sein. Bevorzugt wird allerdings der exemplarisch realisierte Aufbau, bei dem die beiden Sicherheitsventile V1, V2 zu einer einheitlich handhabbaren Sicherheitsventileinheit 36 zusammengefasst sind, die in einer bevorzugten Ausführungsform in den 2, 4, 6, 8 und 10 in einem Längsschnitt illustriert ist und die in den abgebildeten Schaltungen durch einen strichpunktierten Rechteckrahmen visualisiert ist.
Die beiden Ventilgehäuse 11, 12 sind zweckmäßigerweise als zumindest partiell einstückig miteinander ausgebildete Abschnitte einer Ventilgehäuseeinheit 37 der Sicherheitsventileinheit 36 ausgebildet. Sämtliche Ventilanschlüsse V1a, V1b, V1c, V1d, V2a, V2b, V2c, V2d befinden sich bevorzugt in der Ventilgehäuseeinheit 37. Die beiden Verbindungskanäle VK1, VK2 sind im Innern der Ventilgehäuseeinheit 37 ausgebildet, wo sich auch die zugeordneten ersten und zweiten Verbindungsanschlüsse V1b, V2b, V1c, V2c befinden. Lediglich die beiden Eingangsanschlüsse V1a, V2a und die beiden Ausgangsanschlüsse V1d, V2d münden zur Außenfläche 38 der Ventilgehäuseeinheit 37 aus, sodass sie zum Anschließen der weiter oben erwähnten Fluidleitungen 34, 35 zugänglich sind. Jedem Eingangsanschluss V1a, V2a und jedem Ausgangsanschluss V1d, V2d ist eine Befestigungseinrichtung 42 beliebiger Art zugeordnet, die das lösbare Anschließen einer Fluidleitung 34, 35 erlaubt und die exemplarisch ein im betreffenden Ventilanschluss V1a, V2a, V1d, V2d ausgebildetes Befestigungsgewinde aufweisen.
Bevorzugt sind die beiden Verbindungskanäle VK1, VK2 mit einem sich ohne gegenseitige Verbindung überkreuzenden Kanalverlauf in der Ventilgehäuseeinheit 37 ausgebildet. Dies ist bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel realisiert. Man kann somit von einer Überkreuzschaltung der Kanäle sprechen.
Die Ventilgehäuseeinheit 37 hat bevorzugt einen einstückigen Gehäusehauptkörper 39, in dem die beiden Ventilglied-Aufnahmeräume 17 mit paralleler Ausrichtung längsseits nebeneinander und auf gleicher axialer Höhe ausgebildet sind. Sie sind so ausgerichtet, dass ihre beiden Aufnahmeraum-Endabschnitte 22 in die gleiche axiale Richtung weisen. Im Bereich einer ersten Stirnseite 43a der Ventilgehäuseeinheit 37 ist an dem Gehäusehauptkörper 39 die als separate Komponente ausgebildete Abschlusswand 23 angebracht. Im Bereich der der ersten Stirnseite 43a axial entgegengesetzten zweiten Stirnseite 43b sind an dem Gehäusehauptkörper 39 die Betätigungseinrichtungen B1, B2 angebracht.
Jeder der beiden Ventilglied-Aufnahmeräume 17 ist radial außen von einer peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 des zugeordneten Ventilgehäuses 11, 12 begrenzt.
In seiner Längsrichtung 16a ist der Ventilglied-Aufnahmeraum 17 in mehrere mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnete Aufnahmeraum-Hauptabschnitte 45 und mehrere jeweils zwischen zwei in der Längsrichtung 16a aufeinanderfolgenden Aufnahmeraum-Hauptabschnitten 45 angeordnete Aufnahmeraum-Übergangsabschnitte 46 unterteilt, die axial ineinander übergehen. Die Aufnahmeraum-Übergangsabschnitte 46 haben einen geringeren Querschnitt als die Aufnahmeraum-Hauptabschnitte 45.
Einer der Aufnahmeraum-Hauptabschnitte 45 ist von der Abschlusswand 23 begrenzt und bildet den weiter oben erwähnten Aufnahmeraum-Endabschnitt 22. Unter den Aufnahmeraum-Übergangsabschnitten 46 befindet sich ein erster Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a, ein zweiter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46b und ein dritter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46c. Unter den Aufnahmeraum-Hauptabschlüssen 45 jedes Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 befindet sich außer dem Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 ein Eingangs-Hauptabschnitt 45a, ein erster Verbindungs-Hauptabschnitt 45b und ein zweiter Verbindungs-Hauptabschnitt 45c.
Der Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 wird im Folgenden auch als Ausgangs-Hauptabschnitt 45d des Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 bezeichnet, da in ihn der Ausgangsanschluss V1d, V2d des zugehörigen Sicherheitsventils V1, V2 einmündet. Jeder Ausgangsanschluss V1d, V2d ist bevorzugt so ausgebildet, dass er sich ausschließlich koaxial zur Längsachse 16 des mit ihm kommunizierenden Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 erstreckt und in bezüglich dieser Längsachse 16 koaxialer Ausrichtung axial in den Ausgangs-Hauptabschnitt 45d einmündet.
Bevorzugt durchsetzt jeder Ausgangsanschluss V1d, V2d die den Ventilglied-Aufnahmeraum 17 begrenzende Abschlusswand 23.
Bei jedem Sicherheitsventil V1, V2 sind die diversen Längenabschnitte des Ventilglied-Aufnahmeraumes 17 beginnend mit dem Ausgangs-Hauptabschnitt 45a in folgender axialer Reihenfolge nacheinander angeordnet: Ausgangs-Hauptabschnitt 45d, zweiter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46b, zweiter Verbindungs-Hauptabschnitt 45c, dritter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46c, erster Verbindungs-Hauptabschnitt 45b, erster Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a und schließlich der Eingangs-Hauptabschnitt 45a.
Bei jedem Sicherheitsventil V1, V2 mündet der Eingangsanschluss V1a, V2a in den Eingangs-Hauptabschnitt 45a, der erste Verbindungsanschluss V1b, V2b in den ersten Verbindungs-Hauptabschnitt 45b, der zweite Verbindungsanschluss V1c, V2c in den zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt 45c und - wie schon erwähnt - der Ausgangsanschluss V1d, V2d in den vom Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 gebildeten Ausgangs-Hauptabschnitt 45d.
Auf den Eingangs-Hauptabschnitt 45a folgt bei jedem Sicherheitsventil V1, V2 in Richtung zu der zweiten Stirnseite 43b ein endseitiger Aufnahmeraum-Längenabschnitt 47, der durch das zugeordnete Ventilglied 13, 14 unabhängig von seiner Schaltstellung durch eine dynamische Abdichtung ständig fluiddicht verschlossen ist. Das Ventilglied 13, 14 verfügt in diesem Bereich über eine ringförmige Abschlussdichtung 48, die ständig gleitverschieblich radial an einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche anliegt.
Ein ständiger Dichtkontakt zwischen dem Ventilglied 13, 14 und der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 liegt auch in dem dritten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46c vor, der radial außen ebenfalls von einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 begrenzt ist. Exemplarisch verfügt das Ventilglied 13, 14 im Bereich des dritten Aufnahmeraum-Übergangsabschnittes 46c über eine ringförmige Dichtung, die zur besseren Unterscheidung als dritte Dichtung D3 bezeichnet wird und die ständig radial mit Dichtkontakt gleitverschieblich an der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 anliegt. Auf diese Weise sind der erste Verbindungs-Hauptabschnitt 45b und der zweite Verbindungs-Hauptabschnitt 45c ständig fluiddicht voneinander abgetrennt.
Jedes Sicherheitsventil V1, V2 hat eine erste Steuerstruktur SS1 und eine diesbezüglich in Richtung zum Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 beabstandete zweite Steuerstruktur SS2. Die erste Steuerstruktur SS1 ist zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem mit dem Eingangsanschluss V1a, V2a kommunizierenden Eingangs-Hauptabschnitt 45a und dem mit dem ersten Verbindungsanschluss V1b, V2b kommunizierenden ersten Verbindungs-Hauptabschnitt 45b ausgebildet. Die zweite Steuerstruktur SS2 ist zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem mit dem zweiten Verbindungsanschluss V1c, V2c kommunizierenden zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt 45c und dem mit dem Ausgangsanschluss V1d, V2d kommunizierenden Ausgangs-Hauptabschnitt 45d ausgebildet. Das Umschalten zwischen dem Absperren und dem Freigeben der Fluidverbindung erfolgt bei den beiden Steuerstrukturen SS1, SS2 des jeweiligen Sicherheitsventils V1, V2 synchron bei der Umschaltbewegung 15 des zugeordneten Ventilgliedes 13, 14.
Die Steuerstrukturen SS1, SS2 sind bei jedem Sicherheitsventil V1, V2 so ausgebildet, dass in der Schließstellung des Ventilgliedes 13, 14 sämtliche Ventilanschlüsse V1a, V1b, V1c, V1d; V2a, V2b, V2c, V2d fluiddicht voneinander abgetrennt sind und in der Offenstellung des Ventilgliedes 13, 14 der Eingangsanschluss V1a, V2a mit dem ersten Verbindungsanschluss V1b, V2b und der zweite Verbindungsanschluss V1c, V2c mit dem Ausgangsanschluss V1d, V2d fluidisch verbunden ist. Die fluidische Verbindung resultiert daraus, dass der erste und zweite Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a, 46b anders als in der Schließstellung des Ventilgliedes 13, 14 nicht abgesperrt ist, sodass durch ihn hindurch ein Fluidübertritt zwischen einerseits dem Eingangsanschluss V1a, V2a und dem ersten Verbindungsanschluss V1b, V2b sowie andererseits zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss V1c, V2c und dem Ausgangsanschluss V1d, V2d möglich ist.
Die erste Steuerstruktur SS1 jedes Sicherheitsventils V1, V2 verfügt über einen am zugeordneten Ventilglied 13, 14 ausgebildeten ersten Steuerabschnitt SA1. Zu diesem ersten Steuerabschnitt SA1 gehört eine zu der Längsachse 16 koaxiale ringförmige erste Dichtung D1, die die Umschaltbewegung 15 mitmacht. Zu der ersten Steuerstruktur SS1 gehört ferner ein am Ventilgehäuse 11, 12 an der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 ausgebildeter, zu der Längsachse 16 koaxialer ringförmiger erster Ventilsitz VS1.
Die zweite Steuerstruktur SS2 hat einen am Ventilglied 13, 14 ausgebildeten zweiten Steuerabschnitt SA2, zu dem eine die Umschaltbewegung 15 mitmachende, zur Längsachse 16 koaxiale ringförmige zweite Dichtung D2 gehört. Ferner beinhaltet die zweite Steuerstruktur SS2 einen an der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 ausgebildeten, zu der Längsachse 16 koaxialen ringförmigen zweiten Ventilsitz VS2.
In seiner Schließstellung liegt jedes Ventilglied 13, 14 mit der ersten Dichtung D1 am ersten Ventilsitz VS1 und gleichzeitig mit der zweiten Dichtung D2 am zweiten Ventilsitz VS2 unter Abdichtung an. Auf diese Weise ist ein Fluiddurchtritt durch den jeweils zugeordneten ersten beziehungsweise zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a, 46b hindurch verhindert.
In der Offenstellung des Ventilgliedes 13, 14 ist die erste Dichtung D1 vom ersten Ventilsitz VS1 entfernt und es ist gleichzeitig die zweite Dichtung D2 vom zweiten Ventilsitz VS2 entfernt. Dadurch ist ein zuvor verschlossener Strömungsquerschnitt zwischen dem Ventilglied 13, 14 und der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 im Bereich eines jeweiligen Aufnahmeraum-Übergangsabschnittes 46a, 46b freigegeben, wodurch ein Fluidübertritt möglich ist.
Bei jedem Ventilglied 13, 14 gehört der die zweite Dichtung D2 aufweisende zweite Steuerabschnitt SA2 zu dem in dem Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 endenden ersten Endabschnitt 18 des Ventilgliedes 13, 14, der aufgrund seiner Zuordnung zu dem Ausgangsanschluss V1d, V2d auch als Ausgangs-Endabschnitt 18 des Ventilgliedes 13, 14 bezeichnet wird. Der Ausgangs-Endabschnitt 18 nimmt in der Offenstellung des Ventilgliedes 13, 14 einschließlich des zu ihm gehörenden zweiten Steuerabschnittes SA2 eine Position innerhalb des Aufnahmeraum-Endabschnittes 22 ein, ohne mit dem Ventilgehäuse 11, 12 in Dichtkontakt zu stehen. In den 4 und 6 sind Strömungspfeile 53, 54 gezeigt, die eine in der Offenstellung der Ventilglieder 13, 14 stattfindende Fluidströmung des Arbeitsfluides wiedergeben, wobei gut ersichtlich ist, dass das Antriebsfluid den zweiten Steuerabschnitt SA2 ungehindert radial außen in axialer Richtung passieren kann.
Bevorzugt weist jeder Steuerabschnitt SA1, SA2 einen bezüglich der axial benachbarten Abschnitte des Ventilgliedes 13, 14 radial abstehenden Ringbund 52 auf, an dem die zugeordnete erste beziehungsweise zweite Dichtung D1, D2 fixiert ist, insbesondere in einer Fixiernut. Der Ringbund 52 des zweiten Steuerabschnittes SA2 enthält vorzugsweise eine auf einen einstückigen Grundkörper des Ventilgliedes 13, 14 aufgeschraubte Mutter.
Bevorzugt ist die zweite Steuerstruktur SS2 als eine Sitzventilstruktur ausgebildet, während die erste Steuerstruktur SS1 als eine Schieberventilstruktur ausgebildet ist. Dies trifft auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zu. Die Sitzventilstruktur resultiert daraus, dass der zweite Ventilsitz VS2 und die diesem zugeordnete zweite Dichtung D2 sich in der Längsrichtung 16a, d.h. axial gegenüberliegend angeordnet sind, wobei der zweite Ventilsitz VS2 mit axialer Orientierung an der dem Aufnahmeraum-Endabschnitt 22 zugewandten Stirnfläche eines den zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46b umschließenden Gehäuseabschnittes des Ventilgehäuses 11, 12 ausgebildet ist. In der Schließstellung liegt die zweite Dichtung D2 axial an dem ihr zugewandten zweiten Ventilsitz VS2 an, während er in der Offenstellung von diesem zweiten Ventilsitz VS2 axial abgehoben ist.
Die Schieberventilstruktur der ersten Steuerstruktur SS1 resultiert daraus, dass der erste Ventilsitz VS1 von dem nach radial innen weisenden, den ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a radial außen begrenzenden Flächenabschnitt der Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche 44 gebildet ist, wobei die erste Dichtung D1 in der Schließstellung von radial innen her an diesem ersten Ventilsitz VS1 anliegt. Beim Umschalten zwischen der Offenstellung und der Schließstellung gleitet die erste Dichtung D1 an dem ersten Ventilsitz VS1 ab. In der Schließstellung befindet sie sich innerhalb des ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnittes 46a und dort in radialem Dichtkontakt mit dem insbesondere hohlzylindrisch gestalteten ersten Ventilsitz VS1. In der Offenstellung ist die erste Dichtung D1 aus dem ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt 46a herausbewegt und befindet sich innerhalb des einen größeren Durchmesser aufweisenden ersten Verbindungs-Hauptabschnittes 45b, sodass das Arbeitsfluid daran vorbeiströmen kann.
Die Ausgestaltung der zweiten Steuerstruktur SS2 als Sitzventilstruktur hat den Vorteil, dass aus einem abrupten Abbremsen einer ersten oder zweiten Abtriebsbewegung 28a, 28b des Abtriebsgliedes 29 resultierende Druckspitzen die zweite Dichtung D2 gegen den axial orientierten zweiten Ventilsitz VS2 drücken, sodass die Abdichtung intensiviert wird und zugleich das Ventilglied 13, 14 durch das Ventilgehäuse 11, 12 eine Abstützung erfährt. Die diesbezüglich kombinierte Ausgestaltung der ersten Steuerstruktur SS1 als Schieberventilstruktur vermeidet vorteilhaft Überbestimmungen, da die Schieberventilstruktur unabhängig von gewissen axialen Toleranzen eine sichere Abdichtung gewährleisten kann.
Ungeachtet der illustrierten vorteilhaften Kombination einer Sitzventilstruktur mit einer Schieberventilstruktur besteht durchaus die Möglichkeit, bei jedem Sicherheitsventil V1, V2 beide Steuerstrukturen SS1, SS2 entweder als Sitzventilstrukturen oder als Schieberventilstrukturen auszuführen.
Nachfolgend werden einige mögliche Betriebsweisen und Betriebszustände der erfindungsgemäßen Sicherheitsventileinrichtung 6 unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen einen als Grundzustand bezeichenbaren ersten Betriebszustand, bei dem sich das Steuerventil SV in der ersten Schaltstellung und die beiden Sicherheitsventile V1, V2 aufgrund deaktivierter Betätigungseinrichtungen B1, B2 jeweils in ihrem dem Ruhezustand entsprechenden ersten Schaltzustand befinden. Der erste Schaltzustand ist gleichbedeutend mit der Schließstellung der Ventilglieder 13, 14 beider Sicherheitsventile V1, V2. Da die zweite Steuerstruktur SS2 beider Sicherheitsventile V1, V2 geschlossen ist, sind die beiden Ausgangsanschlüsse V1d, V2d abgesperrt und das Volumen in den beiden Antriebskammern 32a, 32b des Antriebs 26 ist eingesperrt. Somit kann sich das Abtriebsglied 29 nicht bewegen. Zwar kann von der Druckquelle P stammendes Antriebsfluid durch das Steuerventil SV hindurch aus dem ersten Arbeitskanal 2 zum Eingangsanschluss V1a des ersten Sicherheitsventils V1 gelangen, ist dort jedoch aufgrund der geschlossenen ersten Steuerstruktur SS1 und des folglich abgesperrten Eingangsanschlusses V1a gestoppt, sodass es bezüglich des Antriebs 29 keine Wirkung entfalten kann.
Die 3 und 4 zeigen einen zweiten Betriebszustand, der sich vom ersten Betriebszustand dahingehend unterscheidet, dass beide Sicherheitsventile V1, V2 den zweiten Schaltzustand einnehmen, wobei sich ihre Ventilglieder 13, 14 in der Offenstellung befinden. In diesem Fall ist der Ausgangsanschluss V2d und somit auch die damit verbundene zweite Antriebskammer 32b mit der Druckquelle P verbunden, und zwar durch die offene zweite Steuerstruktur SS2 des zweiten Sicherheitsventils V2 und die ebenfalls offene erste Steuerstruktur SS1 des ersten Sicherheitsventils V1 hindurch. Gleichzeitig ist der Ausgangsanschluss V1d und somit die damit verbundene erste Antriebskammer 32a durch die offene zweite Steuerstruktur SS2 des ersten Sicherheitsventils V1 und die offene erste Steuerstruktur SS1 des zweiten Sicherheitsventils V2 hindurch zur Drucksenke R entlüftet. In der 3 sind die druckbeaufschlagten Bestandteile durch eine verdickte Linie und die druckentlasteten Bestandteile durch eine gestrichelte Linie kenntlich gemacht. In der 4 ist die Belüftungsströmung durch den Strömungspfeil 53 und die Entlüftungsströmung durch den Strömungspfeil 54 kenntlich gemacht. Als Folge des zweiten Betriebszustandes führt das Abtriebsglied 29 ausgehend von der im ersten Betriebszustand eingenommenen ersten Hubendlage eine erste Abtriebsbewegung 28a bis zum Erreichen einer zweiten Hubendlage aus. Solange der zweite Betriebszustand beibehalten wird, wird das Abtriebsteil 29 anschließend in der zweiten Hubendlage festgehalten.
Die 5 und 6 zeigen einen dritten Betriebszustand, bei dem sich die beiden Sicherheitsventile V1, V2 nach wie vor im zweiten Schaltzustand befinden, das Steuerventil SV jedoch in die zweite Schaltstellung umgeschaltet ist. Als Folge hiervon wird die erste Antriebskammer 32a belüftet und gleichzeitig die zweite Antriebskammer 32b entlüftet, sodass das Abtriebsglied 29 eine zweite Abtriebsbewegung 28b ausführt, die mit dem Erreichen der ersten Hubendlage endet. Solange der dritte Betriebszustand vorliegt, wird das Abtriebsglied in der ersten Hubendlage festgehalten. In der 6 ist wiederum durch Strömungspfeile die Belüftungsströmung 53 und die Entlüftungsströmung 54 kenntlich gemacht.
Bei dem ersten, zweiten und dritten Betriebszustand handelt es sich um fehlerfreie, ordnungsgemäße Betriebszustände der Sicherheitsventileinrichtung 6.
Die 7 und 8 zeigen einen vierten Betriebszustand, bei dem ein erster Fehlerfall der Sicherheitsventile V1, V2 vorliegt, der sich darin äußert, dass das erste Sicherheitsventil V1 den zweiten Schaltzustand und das zweite Sicherheitsventil V2 den ersten Schaltzustand einnimmt.
Grundsätzlich werden die beiden Sicherheitsventile V1, V2 durch die elektronische Steuereinheit 7 stets so angesteuert, dass sie gleichzeitig ihren Schaltzustand verändern, wobei sich ein ordnungsgemäßer Betrieb darin äußert, dass beide Sicherheitsventile V1, V2 gleichzeitig entweder den ersten Schaltzustand oder den zweiten Schaltzustand aufweisen. In dem aus 7 und 8 ersichtlichen ersten Fehlerfall ist bei einem der beiden Sicherheitsventile V1, V2 trotz entsprechender Ansteuerung das Ventilglied 13, 14 hängen geblieben, sodass sich der Schaltzustand des zugehörigen Sicherheitsventils V1, V2 nicht verändert hat. Dies kann beim Umschalten aus der Schließstellung in die Offenstellung oder beim Zurückschalten aus der Offenstellung in die Schließstellung geschehen sein. Das an dem ersten Arbeitskanal 2 austretende Antriebsfluid kann nun zwar durch die offene erste Steuerstruktur SS1 des ersten Sicherheitsventils V1 hindurchströmen, wird jedoch durch die geschlossene zweite Steuerstruktur SS2 und den somit ebenfalls abgesperrten zweiten Verbindungsanschluss V2c des zweiten Sicherheitsventils V2 gestoppt, sodass es seitens des Antriebes 26 keine Wirkung entfaltet. Das Abtriebsglied 29 ist unbeweglich festgehalten, da beide Antriebskammern 32a, 32b abgesperrt sind. Dieses Absperren erfolgt bezüglich der ersten Antriebskammer 32a am ersten Verbindungsanschluss V2b des zweiten Sicherheitsventils V2 und bezüglich der zweiten Antriebskammer 32b am Ausgangsanschluss V2d des zweiten Sicherheitsventils V2.
Die 9 und 10 zeigen einen fünften Betriebszustand, bei dem ein zweiter Fehlerfall der Sicherheitsventile V1, V2 vorliegt, bei dem analog zum ersten Fehlerfall die beiden Sicherheitsventile V1, V2 unterschiedliche Schaltzustände aufweisen, wobei nun aber beim ersten Sicherheitsventil V1 der erste Schaltzustand und beim zweiten Sicherheitsventil V2 der zweite Schaltzustand vorliegt. Das am ersten Arbeitskanal 2 des Steuerventils SV anstehende Arbeitsfluid wird durch den abgesperrten Eingangsanschluss V1a des ersten Sicherheitsventils V1 gestoppt. Gleichzeitig sind beide Antriebskammern 32a, 32b abgesperrt, sodass sich das Abtriebsglied 29 nicht mehr bewegen kann. Das Absperren bezüglich der ersten Antriebskammer 32a erfolgt durch den abgesperrten Ausgangsanschluss V1d des ersten Sicherheitsventils V1 und das Absperren bezüglich der zweiten Antriebskammer 32b erfolgt durch den abgesperrten Ausgangsanschluss V2d des zweiten Sicherheitsventils V2.
Die 11 zeigt einen sechsten Betriebszustand, bei dem wiederum der anhand der 7 und 8 bereits erläuterte erste Fehlerfall der Sicherheitsventile V1, V2 vorliegt, wobei der Unterschied zum vierten Betriebszustand nur darin besteht, dass sich das Steuerventil SV in der zweiten Schaltstellung befindet. Die Absperrung der beiden Antriebskammern 32a, 32b erfolgt in gleicher Weise wie im vierten Betriebszustand der 7 und 8, nur die eingangsseitige Absperrung des Antriebsfluides hat sich geändert, indem der mit der Druckquelle P verbundene zweite Arbeitskanal 4 durch den Eingangsanschluss V2a des ersten Sicherheitsventils V1 abgesperrt ist.
Bei dem in 12 illustrierten siebten Betriebszustand liegt analog zum fünften Betriebszustand der zweite Fehlerfall vor, wobei die beiden Antriebskammern 32a, 32b in entsprechender Weise abgesperrt sind. Der Unterschied zum vierten Betriebszustand besteht lediglich in der abweichenden Absperrung des eingangsseitig zugeführten Antriebsfluides, das in diesem Fall an dem zweiten Arbeitskanal 4 des Steuerventils SV ansteht. Der zweite Arbeitskanal 4 ist durch den verschlossenen zweiten Verbindungsanschluss V1c des ersten Steuerventils V1 abgesperrt.
Durch die beschriebene Verschaltung der Verbindungskanäle VK1, VK2, die insbesondere als Überkreuzschaltung ausgeführt ist, in Verbindung mit der beschriebenen Anordnung der zum Antrieb 26 führenden Ausgangsanschlüsse V1d, V2d, lässt sich eine sogenannte Einfehlersicherheit realisieren. Unabhängig davon, welche der vorhandenen dynamischen Dichtungen versagen sollte, bleibt die Sicherheitsfunktion immer gewährleistet, das heißt das Arbeitsfluid bzw. die Druckluft bleibt am Ausgang eingesperrt.

Claims

Sicherheitsventileinrichtung, mit einem ersten Sicherheitsventil (V1) und einem mit dem ersten Sicherheitsventil (V1) fluidisch verschalteten zweiten Sicherheitsventil (V2) , wobei jedes Sicherheitsventil (V1, V2) eine Betätigungseinrichtung (B1, B2) aufweist, durch die es wahlweise in einen ersten Schaltzustand oder in einen zweiten Schaltzustand versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass beide Sicherheitsventile (V1, V2) über eine 4/2-Wege-Ventilfunktion verfügen, wobei sie jeweils vier Ventilanschlüsse (V1a, V1b, V1c, V1d; V2a, V2b, V2c, V2d) aufweisen, bei denen es sich um einen zur fluidischen Verbindung mit einem die Einspeisung und Abfuhr eines Arbeitsfluides steuernden Steuerventil (SV) ausgebildeten Eingangsanschluss (Via, V2a), um einen zur fluidischen Verbindung mit einem doppeltwirkenden fluidbetätigten Antrieb (26) ausgebildeten Ausgangsanschluss (V1d, V2d) und um einen ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) sowie um einen zweiten Verbindungsanschluss (V1c, V2c) handelt, wobei der erste Verbindungsanschluss (V1b) des ersten Sicherheitsventils (V1) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (V2c) des zweiten Sicherheitsventils (V2) und der erste Verbindungsanschluss (V2b) des zweiten Sicherheitsventils (V1) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (V1c) des ersten Sicherheitsventils (V1) fluidisch verbunden ist, - wobei jedes Sicherheitsventil (V1, V2) ein Ventilgehäuse (11, 12) aufweist, in dem ein sich in einer Längsrichtung (16a) entlang einer Längsachse (16) erstreckender Ventilglied-Aufnahmeraum (17) ausgebildet ist, in dem ein unter Ausführung einer Umschaltbewegung (15) in der Längsrichtung (16a) zwischen einer den ersten Schaltzustand definierenden Schließstellung und einer den zweiten Schaltzustand definierenden Offenstellung verschiebbares Ventilglied (13, 14) angeordnet ist, - wobei bei jedem Sicherheitsventil (V1, V2) in der Schließstellung des Ventilgliedes (13, 14) sämtliche Ventilanschlüsse (V1a, V1b, V1c, V1d; V2a, V2b, V2c, V2d) fluiddicht voneinander abgetrennt sind und in der Offenstellung des Ventilgliedes (13, 14) der Eingangsanschluss (Via, V2a) mit dem ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) und der zweite Verbindungsanschluss (V1c, V2c) mit dem Ausgangsanschluss (V1d, V2d) fluidisch verbunden ist, - wobei jedes Sicherheitsventil (V1, V2) eine erste Steuerstruktur (SS1) zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem Eingangsanschluss (Via, V2a) und dem ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) sowie eine in der Längsrichtung (16a) zu der ersten Steuerstruktur (SS1) beabstandete zweite Steuerstruktur (SS2) zum wahlweisen Absperren oder Freigeben einer Fluidverbindung zwischen dem zweiten Verbindungsanschluss (V1c, V2c) und dem Ausgangsanschluss (V1d, V2d) aufweist, - wobei jede erste Steuerstruktur (SS1) einen am Ventilglied (13, 14) des zugeordneten Sicherheitsventils (V1, V2) ausgebildeten, über eine ringförmige erste Dichtung (D1) verfügenden ersten Steuerabschnitt (SA1) sowie einen am Ventilgehäuse (11, 12) ausgebildeten ringförmigen ersten Ventilsitz (VS1) aufweist und wobei jede zweite Steuerstruktur (SS2) einen am Ventilglied (13, 14) des zugeordneten Sicherheitsventils (V1, V2) ausgebildeten, über eine ringförmige zweite Dichtung (D2) verfügenden zweiten Steuerabschnitt (SA2) sowie einen am Ventilgehäuse (11, 12) ausgebildeten ringförmigen zweiten Ventilsitz (VS2) aufweist, - wobei jedes Ventilglied (13, 14) in seiner Schließstellung mit der ersten Dichtung (D1) am ersten Ventilsitz (VS1) und mit der zweiten Dichtung (D2) am zweiten Ventilsitz (VS2) abdichtend anliegt, - und wobei jedes Ventilglied (13, 14) in seiner Offenstellung mit der ersten Dichtung (D1) vom ersten Ventilsitz (VS1) und mit der zweiten Dichtung (D2) vom zweiten Ventilsitz (VS2) jeweils unter Freigabe eines Strömungsquerschnittes entfernt ist, wobei der die zweite Dichtung (D2) aufweisende zweite Steuerabschnitt (SA2) bei jedem Ventilglied (13, 14) Bestandteil eines axialen Ausgangs-Endabschnittes (18) des Ventilgliedes (13, 14) ist, der in der Offenstellung des Ventilgliedes (13, 14) ohne Dichtkontakt zum Ventilgehäuse (11, 12) in einen Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) des Ventilglied-Aufnahmeraumes (17) hineinragt und in diesem Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) endet, wobei in den Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) der Ausgangsanschluss (V1d, V2d) einmündet.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) von monostabiler Bauart sind und jeweils eine Rückstellfeder (8) aufweisen, durch die das Ventilglied (13, 14) in die Schließstellung vorgespannt ist.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (8) in dem Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) des Ventilglied-Aufnahmeraumes (17) angeordnet ist und sich dort einerseits am Ventilglied (13, 14) und andererseits am Ventilgehäuse (11. 12) abstützt.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausgangsanschluss (V1d, V2d) in bezüglich der Längsachse (16) koaxialer Ausrichtung axial in den zugeordneten Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) einmündet.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (B1, B2) eines jeden der beiden Sicherheitsventile (V1, V2) von einer elektrisch betätigbaren Bauart ist.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (B1, B2) eines jeden der beiden Sicherheitsventile (V1, V2) als eine elektrisch betätigbare Vorsteuerventileinrichtung (24) ausgebildet ist.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zweite Steuerstruktur (SS2) als eine Sitzventilstruktur mit einem axial orientierten, dem Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) zugewandten zweiten Ventilsitz (VS2) ausgebildet ist, an dem die zugeordnete zweite Dichtung (D2) des zweiten Steuerabschnittes (SA2) in der Schließstellung des Ventilgliedes (13, 14) axial anliegt.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerstruktur (SS1) als eine Schieberventilstruktur mit einem bezüglich der Längsachse (16) des Ventilglied-Aufnahmeraumes radial (17) nach innen orientierten ersten Ventilsitz (VS1) ausgebildet ist, an dem die zugeordnete erste Dichtung (D1) des ersten Steuerabschnittes (SA1) in der Schließstellung des Ventilgliedes (13, 14) radial anliegt.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Sicherheitsventil (V1, V2) der radial außen von einer peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche (44) des Ventilgehäuses (11, 12) begrenzte Ventilglied-Aufnahmeraum (17) in mehrere in der Längsrichtung (16a) mit Abstand aufeinanderfolgend angeordnete Aufnahmeraum-Hauptabschnitte (45) und mehrere jeweils zwischen zwei in der Längsrichtung (16a) aufeinanderfolgenden Aufnahmeraum-Hauptabschnitten (45) angeordnete Aufnahmeraum-Übergangsabschnitte (46) mit im Vergleich zu den Aufnahmeraum-Hauptabschnitten (45) geringerem Querschnitt unterteilt ist, wobei der erste Ventilsitz (VS1) an einem ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46, 46a) und der zweite Ventilsitz (VS2) an einem zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46, 46b) ausgebildet ist und wobei ein sich an den zweiten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46, 46b) anschließender Aufnahmeraum-Hauptabschnitt (45, 45a) den Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) bildet.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei jedem Sicherheitsventil (V1, V2) die Aufnahmeraum-Hauptabschnitte (45) einen Eingangs-Hauptabschnitt (45a), einen darauffolgenden ersten Verbindungs-Hauptabschnitt (45b), einen darauffolgenden zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt (45c) und einen darauffolgenden, von dem Aufnahmeraum-Endabschnitt (22) gebildeten Ausgangs-Hauptabschnitt (45d) aufweisen, wobei der erste Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46a) zwischen dem Eingangs-Hauptabschnitt (45a) und dem ersten Verbindungs-Hauptabschnitt (45b) und der zweite Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46b) zwischen dem zweiten Verbindungs-hauptabschnitt (45c) und dem Ausgangs-Hauptabschnitt (45d) angeordnet ist, wobei der Eingangsanschluss (Via, V2a) in den Eingangs-Hauptabschnitt (45a), der erste Verbindungsanschluss (V1b, V2b) in den ersten Verbindungs-Hauptabschnitt (45b), der zweite Verbindungsanschluss (V1c, V2c) in den zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt (45c) und der Ausgangsanschluss (V1d, V2d) in den Ausgangs-Hauptabschnitt (45d) einmündet, und wobei zwischen dem ersten Verbindungs-Hauptabschnitt (45b) und dem zweiten Verbindungs-Hauptabschnitt (45c) ein dritter Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46c) angeordnet ist, der durch das Ventilglied (13, 14) unabhängig von seiner Schaltstellung ständig verschlossen ist, sodass der erste Verbindungs-Hauptabschnitt (45b) und der zweite Verbindungs-Hauptabschnitt (45c) ständig dicht voneinander abgetrennt sind.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46c) radial außen von einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche (44) des Ventilgehäuses (11, 12) begrenzt ist, an dem das Ventilglied (13, 14) mit einer ringförmigen dritten Dichtung (D3) ständig mit Dichtkontakt gleitverschieblich radial anliegt.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangs-Hauptabschnitt (47a) an der dem ersten Aufnahmeraum-Übergangsabschnitt (46a) axial entgegengesetzten Außenseite mittels einer zwischen dem Ventilglied (13, 14) und dem Ventilgehäuse (11, 12 ) realisierten dynamischen Abdichtung schaltstellungsunabhängig dynamisch abgedichtet ist, insbesondere indem das Ventilglied (13, 14) mit einer ringförmigen Abschlussdichtung (48) gleitverschieblich an einem hohlzylindrischen Flächenabschnitt der peripheren Aufnahmeraum-Begrenzungsfläche (44) anliegt.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) zu einer einheitlich handhabbaren Sicherheitsventileinheit (36) zusammengefasst sind, die über eine Ventilgehäuseeinheit (37) verfügt, die die Ventilgehäuse (11, 12) der beiden Sicherheitsventile (V1, V1) bildet und in der sämtliche Ventilanschlüsse (V1a, V1b, V1c, V1d; V2a, V2b, V2c, V2d) der beiden Sicherheitsventile (V1, V2) ausgebildet sind.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sicherheitsventile (V1, V2) längsseits nebeneinander angeordnet und so ausgerichtet sind, dass ihre Aufnahmeraum-Endabschnitte (22) in die gleiche axiale Richtung weisen.
Sicherheitsventileinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilgehäuseeinheit (37) ein den ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) des ersten Sicherheitsventils (V1) mit dem zweiten Verbindungsanschluss (V1c, V2c) des zweiten Sicherheitsventils (V2) verbindender erster Verbindungskanal (VK1) sowie ein den zweiten Verbindungsanschluss (V1d, V2c) des ersten Sicherheitsventils (V1) mit dem ersten Verbindungsanschluss (V1b, V2b) des zweiten Sicherheitsventils (V2) verbindender zweiter Verbindungskanal (VK2) ausgebildet ist.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein als Fünfwegeventil und dabei insbesondere als 5/2-Wegeventil ausgebildetes Steuerventil (SV) aufweist, das einen an den Eingangsanschluss (Via) des ersten Sicherheitsventils (V1) angeschlossenen ersten Arbeitskanal (2) und einen an den Eingangsanschluss (V2a) des zweiten Sicherheitsventils (V2) angeschlossenen zweiten Arbeitskanal (4) aufweist und das ferner über einen mit einer das Arbeitsfluid bereitstellenden Druckquelle (P) verbundenen Speisekanal (1) sowie über zwei mit einer Drucksenke (R) verbundene Entlüftungskanäle (3, 5) verfügt.
Sicherheitsventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zur Vorgabe des jeweiligen Schaltzustandes der beiden Sicherheitsventile (V1, V2) an die Betätigungseinrichtungen (B1, B2) der beiden Sicherheitsventile (V1, V2) angeschlossene elektronische Steuereinheit (7) aufweist.