Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern von Sicherheitsventilen, bei dem bzw. bei der der Verschlußkörper von einem an einen Hydrauliksteuerkreis angeschlossenen Stellzylinder gegen den Druck des abzusichernden Mediums auf den Ventilsitz gedrückt wird, wobei bei Erreichen des Ansprechdruckes zur Erzielung des 5 Ventilöffnungshubes ein oder mehrere von Druckaufnehmern gesteuerte Abflußmagnetventile öffnen und die Hydraulikflüssigkeit aus dem Stellzylinder abführen, die bei Unterschreiten des Ansprechdruckes wieder schließen, wobei dem Stellzylinder für den Ventilschließvorgang Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird.

Bei einem derartigen bekannten Steuerverfahren für Sicherheitsventile steht der Stellzylinder über O eine Drossel ständig mit der Druckleitung des Hydrauliksteuerkreises in offener Verbindung, und bei Erreichen des Ansprechdruckes sprechen Druckschalter an, die die Abflußmagnetventile öffnen und so lange offen halten, bis der Mediumdruck die Schaltschwelle der Druckschalter unterschritten hat. Durch den ständig anstehenden Belastungsdruck fließt nach Schließen der Magnetventile Hydraulikflüssigkeit in den Stellzylinder und schließt das Sicherheitsventil wieder.

5 Nachteilig bei dieser bekannten Steuereinrichtung ist es, daß redundant angeordnete Magnetventile einen der höchsten Druckanstiegsgeschwindigkeit im Medium angepaßten Durchströmquerschnitt haben müssen, so daß bei einem sehr langsamen Druckanstieg eine zu große Menge des abzusichernden Mediums abgeführt wird und dadurch unerwünscht starke Druckabfälle im Medium und hohe Mediumverluste auftreten können. Diese Druckeinbrüche laufen als Druckwelle C durch die Rohrleitung und führen zu Erschütterungen des Sicherheitsventils und der Rohrleitung. Die Druckwellen können auch die Druckschalter erreichen, so daß das Sicherheitsventil dann ständig ungewollt öffnet und schließt. Bei dieser bekannten Steuereinrichtung erfolgt das Öffnen und Schließen des Sicherheitsventils nach einer durch die Hydraulik festgelegten Öffnungsgeschwindigkeit, und eine Anpassung an eine andere Öffnungs- und Schließcharakteristik 5 ist hier nicht möglich. Da der Hydraulikdruck über die Drossel ständig am Stellzylinder ansteht, wird das Sicherheitsventil nach jedem Schließen der Abflußmagnetventile wieder geschlossen, so daß bleibende Zwischenstellungen des Ventilverschlußkörpers nicht möglich sin'd. Beim Abführen von Teilmengen muß dieses Sicherheitsventil daher ständig öffnen und schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern von O Sicherheitsventilen zu finden, bei dem bzw. bei der das Sicherheitsventil bei hoher

Druckanstiegsgeschwindigkeit im Gefahrensfalle schnell große Mediummengen abführt, jedoch bei

einem langsamen Druckanstieg nur so weit und so lange öffnet, wie die kleine zum Ausgleich des geringen Druckanstieges notwendige Mediummenge zum Abführen benötigt, und außerdem das Öffnungs— und Schüeß verhalten des Sicherheitsventils jederzeit an die jeweiligen Anlagebedingungen anpaßbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Verfahrensmerkmalen des Anspruchs 1 gesehen.

Dadurch, daß für die verschiedensten Anlagebedingungen jeweils angepaßte Kennlinien für den Hub des Ventüverschlußkörpers erstellt, elektronisch gespeichert und über einen Rechner in Hubschritte umgesetzt werden, läßt sich ein und dasselbe Sicherheitsventil allein durch Eingabe anderer Hubkennlinien für die verschiedensten Anlagen verwenden. Da der Mediumdruck in kurzer Taktzeit gemessen wird, kann im Rechner bereits die geringste Druckänderung erkannt und diese Druckänderung zur Abführung kleinster Mengen an Hydraulikflüssigkeit benutzt werden, so daß der Ventilöffnungsvorgang in vielen kleinen Öffnungsteilschritten erfolgen kann. Nähert sich hierbei die Druckänderungsgeschwindigkeit dem Wert Null, so bleibt das Sicherheitsventil in der erreichten Hubstellung stehen und führt die Überschußmenge ständig ab. Durch diese durch das 5 schrittweise Öffnen oder Schließen des Sicherheitsventils erzielte Feinanpassung werden Druckeinbrüche, wie sie bei bekannten Ventilen durch einen zu großen Öffnungshub auftreten, mit Sicherheit vermieden.

Da der Rechner aus dem Systemdruck und der Druckänderungsgeschwindigkeit für jeden Takt die dazugehörigen Hubschritte des Ventüverschlußkörpers entsprechend den gespeicherten Kennlinien errechnet, läßt sich das Ventilverhalten in einfacher Weise auf die Anlagebedingungen einstellen und kann jederzeit durch Änderung der Kennlinien ohne Außerbetriebnahme der Ventileinrichtung den veränderten Anlagebedinsungen angepaßt werden.

Im Rechner wird außerdem für jeden Takt die aus dem Stellzylinder abzuführende oder die dem Stellzylinder zuzuführende Menge der Hydraulikflüssigkeit berechnet und hieraus werden die 5 elektrischen Öffnungspulse der Magnetventile für jeden Takt festgelegt, wobei zur Abführung oder Zuführung kleinster Hydraulikflüssigkeitsmengen und damit zur Durchführung selbst kleinster Hubschritte des Ventilverschlußkörpers schnellansprechende Abflußmagnetventile und Zuflußmagnetventile Verwendung finden, deren kürzesten Ansprechzeiten beispielsweise bei 2 ms liegen. Die Abfrage- und Rechnertaktzeit läßt sich bei diesen kurzen Ansprechzeiten der Q verwendeten Magnetventile ebenfalls sehr kurz wählen, so daß jederzeit eine Feinanpassung an die sich ändernden Druckverhältnisse das abzusichernden Systems erfolgen kann. Die für jeden Takt festgelegten Öffnungspulse werden über einen Verstärker an die Abfluß- oder Zuflußmagnetventile abgegeben, die dann für die Dauer der errechneten Öffnungszeit offen bleiben und dadurch den

öffnungs- oder Schließvorgang des Sicherheitsventils in Übereinstimmung mit den eingegebenen Kennlinien bei niedrigen Druckänderungsgeschwindigkeiten in kleinen Hubschritten und bei hohen Druckänderungsgeschwindigkeiten in großen Hubschritten steuern. Bei sehr hohen Druckänderungsgeschwindigkeiten dagegen erfolgt der Öffnungs- oder Schließvorgang in einem 5 einzigen Hubschritt bis zur Hubendstellung.

Dieses Steuerverfahren läßt sich gemäß Anspruch 2 auch auf Sicherheitsabsperrventile anwenden, bei denen der Ventilverschlußkörper sich bei einem Druck unterhalb des Ansprechdruckes in Offensteüung befindet und bei Überschreiten des Ansprechdruckes durch schrittweises Abführen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Stellzylinder in die Schließstellung gefahren wird.

1 0 Zweckmäßigerweise liegen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 die eingegebene Kennlinie oder die Kennlinien in einem zwischen einem unteren Ansprechdruck Pu und einem oberen Ansprechdruck P ₀ vorgesehenen Druckbereich, und der Rechner führt nur in diesem Druckbereich im Takt die Berechnung der Öffnungspulse für die schnellansprechenden Magnetventile durch. Da das Sicherheitsventil durch die vorgeschlagene Steuerung auf kleinste

1 5 Druckänderungen reagiert und der Ventüverschlußköφer auch in jeder Zwischenstellung stehen bleiben kann, wenn die abgeführte Mediummenge des abzusichernden Drucksystems groß genug ist, um den Druck konstant zu halten, kann der Druckbereich zwischen P ₀ und Pu klein gehalten werden. Erfahrungsgemäß kann bei höheren Ansprechdrücken der Druckunterschied zwischen P ₀ und Pu etwa 5 % des oberen Ansprechdruckes Po betragen. Liegen die Mediumdrücke oberhalb 20 des oberen Ansprechdruckes P ₀ oder unterhalb des unteren Ansprechdruckes Pu, kann die Schrittsteuerung außer Betrieb bleiben. Bei Überschreiten des oberen Ansprechdruckes P ₀ gibt nämüch der Rechner anstelle der Öffnungspulse ein Daueröffnungssignal an den auf die Abflußmagnetventile einwirkenden Verstärker, und bei Unterschreiten des unteren Ansprechdruckes Pu wird ein Dauerschließsignal an die Abflußmagnetventile abgegeben.

25 Die in Abhängigkeit der Druckänderungsgeschwindigkeit erfolgende schrittweise Hubverstellung des

Ventüverschlußköφers ist dann nicht mehr sinnvoll, wenn der Systemdruck extrem schnell ansteigt oder fällt. In diesem Fall wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 vorgeschlagen, daß im Rechner nur die Berechnung der Öffnungspulse für die Magnetventüe bis zum Erreichen hoher Grenzwerte der Druckänderungsgeschwindigkeit einerseits für den Öffnungsvorgang und

30 andererseits für den Schließ Vorgang des Sicherheitsventils durchgeführt wird. Bei Überschreiten dieser Grenzwerte wird deshalb vom Rechner bei steigendem Druck ein Daueröffnungssignal für die Abflußmagnetventüe und bei fallendem Druck ein Daueröffnungssignal für die Zuflußmagnetventile an den steuernden Verstärker abgegeben. Dadurch wird bei extrem schnellem Druckanstieg, d. h. im Gefahrensfalle erreicht, daß das Sicherheitsventil mit seiner höchstmöglichen Geschwindigkeit

^* - ^* " ^* - ^*■ öffnet. Andererseits wird bei extrem hohem Druckabfall vermieden, daß eine zu große Medium-

Srs

menge verloren geht.

Ein feineres Ansprechen der Steuerung bei niedrigen Druckanstiegsgeschwindigkeiten und ein schneUeres Ansprechen bei höheren Druckanstiegsgeschwindigkeiten wird gemäß dem Anspruch 5 dadurch erreicht, daß schnellansprechende Magnetventüe mit veränderbarem Öffnungsquerschnitt vorgesehen sind. Dadurch läßt sich die abzuführende oder zuzuführende Menge an Hydraulikflüssigkeit nicht nur durch die Öffnungszeit sondern auch durch die unterschiedlichen Öffnungsquerschnitte der Magnetventüe bestimmen, wodurch die Spanne zwischen der kleinsten und der größten abzuführenden bzw. zuzuführenden Menge an Hydraulikflüssigkeit wesentlich vergrößert wird. Die möglichen Änderungen der Öffnungsquerschnitte der verwendeten Magnetventüe werden elektronisch gespeichert und bei der Berechnung der Öffnungspulse werden die jeweüs verwendeten Öffnungsquerschnitte der Magnetventile berücksichtigt.

Werden als schneüansprechende Magnetventüe entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 6 vorgesteuerte Magnetventüe vorgesehen, so wird der jeweüs freie Strömungsquerschnitt selbsttätig durch die Dauer der Öffnungspulse gesteuert. Bei kurzen Öffnungspulsen öffnet nur der Vorsteuerkegel mit kleinem Querschnitt, während bei längeren Öffnungspulsen der große Hauptkegelquerschnitt freigegeben wird.

Wül man die Stellzeiten für den Hub des Ventüverschlußköφers noch weiter verkürzen, so empfiehlt sich entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 die Anordnung mehrerer schneUansprechender Magnetventüe mit gleichem oder unterschiedlichem Öffnungsquerschnitt in Paraüelschaltung. Bei großen ab- oder zuzuführenden Mengen der Hydraulikflüssigkeit kann dann das paraüelgeschaltete Magnetventil zugeschaltet werden, so daß sich der Durchströmquerschnitt verdoppelt oder bei mehreren Magnetventilen sogar vervielfacht.

Damit die Berechnung der Öffnungspulse im Rechner fehlerfrei erfolgen kann, wird entsprechend dem Anspruch 8 weiterhin vorgeschlagen, die Anzugszeit und die Abfaüzeit der schneUansprechenden Magnetventile bei der Berechnung der Öffnungspulse als Korrekturgröße zu berücksichtigen. Da Druck- und Temperaturänderungen der Hydraulikflüssigkeit die Anzugs- und Abfaüzeit der Magnetventüe verändern können, wird entsprechend Anspruch 9 vorgeschlagen, diese durch Druck— und Temperaturänderungen verursachten Änderungen der Anzugs- und Abfaüzeit der Magnetventile ebenfaüs als Korrekturgröße bei der Berechnung der Öffnungspulse zu berücksichtigen.

Da sich bei Öffnen des oder der Abflußmagnetventüe der Druck im Stellzylinder verändert und die pro Zeiteinheit durch die Abflußmagnetventüe abströmende Menge der HydrauHkflüssigkeit von diesem Stellzylinderdruck abhängig ist, wird entsprechend dem Anspruch 10 vorgeschlagen,

den Belastungsdruck im Stellzylinder im Takt zu messen und bei der Berechnung der Öffnungspulse für die Abflußmagnetventüe ebenfalls als Korrekturgröße zu berücksichtigen.

Beim öffnen der den Schließvorgang des Sicherheitsventils auslösenden Zuflußmagnetventile ändert sich der Belastungsdruck im Stellzylinder und außerdem der Druck im Speicher des 5 Hydrauliksteuerkreises. Die pro Zeiteinheit durch die Zuflußmagnetventile strömende Menge an Hydraulikflüssigkeit hängt außer vom Durchflußquerschnitt auch von der Differenz zwischen Speicherdruck und Belastungsdruck ab. Dementsprechend wird gemäß dem Merkmal des Anspruchs 11 die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Speicher des Hydrauliksteuerkreises und dem Belastungsdruck im Stellzylinder im Takt gemessen und bei der Berechnung der Öffnungspulse o des oder der Zuflußmagnetventile als Korrekturgröße berücksichtigt.

Da die errechneten Hubschritte des Ventüverschlußköφers von dem tatsächlichen Hub abweichen können, wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgeschlagen, die jeweilige Hubstellung des Sicherheitsventils als Istwert durch einen Wegaufnehmer im Takt zu messen und diesen Istwert mit den errechneten Hubschritten zu vergleichen. Bei auftretenden Differenzen 5 werden die errechneten Öffnungspulse entsprechend korrigiert, so daß Steuerfehler, die durch nicht exakte Hubschritte ausgelöst werden, mit Sicherheit vermieden werden.

Da die Viskosität der Hydraulikflüssigkeit von der Temperatur abhängig ist und die pro Zeiteinheit durch die Magnetventüe hindurchströmende Menge der Hydraulikflüssigkeit sich mit zunehmender Viskosität verringert, wird gemäß Anspruch 13 vorgeschlagen, die bekannte Temperatur/Viskositäts-Kennlinie der Hydraulikflüssigkeit elektronisch zu speichern und die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit im Takt zu messen. Dadurch kann die sich mit der Temperatur ändernde Viskosität und damit der sich ändernde Strömungswiderstand der Magnetventile bei der Berechnung der Öffnungspulse berücksichtigt werden.

Die Berücksichtigung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit ist nur in einem gewissen Temperaturbereich sinnvoll, da bei zu niedrigen Temperaturen die Hubverstellung des Sicherheitsventils zu langsam vor sich geht und bei zu hohen Flüssigkeitstemperaturen die mit der Hydraulikflüssigkeit in Wärmeleitverbindung kommenden elektrischen oder elektronischen Bauteile der Steuerung, z. B. die Spulen der Magnetventile, geschädigt werden können. Um einerseits ein zu langsames Ansprechen des Sicherheitsventils und andererseits eine Schädigung elektrischer Bauteile zu vermeiden, wird im Anspruch 14 vorgeschlagen, bei Unterschreiten eines unteren Temperaturgrenzwertes der Hydraulikflüssigkeit eine Heizung zur Erwärmung der Hydraulikflüssigkeit und beim Überschreiten eines oberen Temperaturgrenzwertes eine Kühlung selbsttätig einzuschalten. Die Erwärmung des Hydraulikflüssigkeit kann hierbei in einfacher Weise

gemäß dem Merkmal des Anspruchs 15 dadurch erfolgen, daß bei Unterschreiten des unteren Temperaturgrenzwertes die Hydraulikpumpe des Hydrauliksteuerkreises so lange eingeschaltet wird bzw. bleibt, bis sich die Hydraulikflüssigkeit durch die in Wärmeenergie umgewandelte Verlustleistung des Hydrauliksystems ausreichend erwärmt hat.

^ Die für die Steuerung des Sicherheitsventils vorgesehene elektronische Einrichtung ermögücht es auch, die Funktionssicherheit des Sicherheitsventils durch Überwachung der wichtigsten Bauelemente und rechtzeitige Meldung von Störungen zu erhöhen. Hierfür wird entsprechend Anspruch 16 vorgeschlagen, die Zustandsgrößen mindestens der funktionswichtigsten elektrischen, elektronischen und hydraulischen Bauteüe i Zyklus zu messen und mit elektronisch gespeicherten 1 ^* -' Grenzwerten im Rechner zu vergleichen. Bei Grenzwertüberschreitungen gibt der Rechner entsprechende Störungsignale ab, so daß die Störungsursache rechtzeitig behoben und ein eventueüer Schaden vermieden werden kann.

Eine zweckmäßige Einrichtung zur Durchführung der vorgenannten Steuerverfahren wird in den Merkmalen des Anspruchs 17 gesehen. Durch die Anordnung der Abfluß- und

-[ 5 Zuflußmagnetventüe direkt am Stellzylinder oder in unmittelbarer Nähe desselben und durch die unmittelbare Hinzuschaltung des Vorratsbehälters und des Speichers des Hydrauliksteuerkreises

. kann die in den kurzen Leitungen verbleibende geringe Menge an Hydraulikflüssigkeit beim Schalten der schneUansprechenden Magnetventile innerhalb der kurzen VentüsteUzeiten auf die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt werden, so daß sich kurze SteUzeiten für die

20 Ventilhübe ergeben. Durch die Zusammenfassung aüer elektronischer Baugruppen, wie Rechner, Speicher, Verstärker und dergleichen zu einer Elektronikbaueinheit, die einerseits an die Magnetventile und andererseits an den Druckaufhehmer angeschlossen ist, ergibt sich eine übersichtliche Anordnung der Gesamtanlage.

Durch die Anordnung von drei unabhängig voneinander arbeitenden Druckaufnehmern 25 entsprechend Anspruch 18, die mit redundant angeordneten Magnetventilen zusammenwirken, wird eine sehr hohe Betriebssicherheit der Steuereinrichtung erzielt. Die Steuerung der Hubschritte erfolgt hierbei über das eine Abflußmagnetventü in dem Druckbereich zwischen dem unteren Ansprechdruck Pu und dem oberen Ansprechdruck P ₀ , während die beiden anderen direkt von den Druckschaltern gesteuerten Abflußmagnetventüe entsprechend Anspruch 19 erst bei 30 Überschreiten des oberen Ansprechdruckes P ₀ auf gesteuert werden. Dadurch ist auch bei Ausfall der elektronischen Steuerung das sichere Öffnen des Sicherheitsventils gewährleistet.

Zweckmäßigerweise werden alle hydraulischen Bauteüe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 20 auf engstem Raum in einem topfartigen Gehäuse eingebaut, das gleichzeitig den Vorratsbehälter für die Hydraulikflüssigkeit bildet. Durch diese Anordnung erhält man die kürzesten Leitungsverbin-

düngen zwischen den einzelnen hydraulischen Bauteilen, und die Bauteüe sind durch den Topf gegen mechanische äußere Einflüsse geschützt. Eine explosionsgeschützte Ausführung ergibt sich hierbei in einfacher Weise dadurch, daß gemäß Anspruch 21 alle elektrischen Teile des Hydrauliksteuerkreises, die in den Vorratsbehälter eingebaut sind, von einem elektrisch nichtleitenden Hydrauliköl als Vorratsöl umspült sind. Dadurch werden gleichzeitig die im öl liegenden Teile gegen Überhitzung geschützt.

Der die Hydraulikteile enthaltende Vorratsbehälter läßt sich durch die gedrungene Ausbildung in einfacher Weise gemäß Anspruch 22 auf den Stellzylinder aufsetzen, wodurch die kürzesten Verbindungswege vom Hydrauliksteuerkreis zum Stellzylinder geschaffen werden und die Anlage besonders kompakt wird. Durch die Kühlrippen gemäß Anspruch 23 wird die wärmeabgebende Oberfläche des Hydraulikgehäuses ^' wesentlich vergrößert, so daß eine hohe Verlustleistung schnell an die Umgebung abgegeben werden kann. Werden entsprechend dem Merkmal des Anspruchs 24 im Hydrauliksteuerkreis zwei parallelgeschaltete Speicher vorgesehen, so ist bei Ausfall eines Speichers noch eine einwandfreie Steuerfunktion der Magnetventile gewährleistet, und die beiden Speicher lassen sich auf kleinerem Raum in dem zentralen Gehäuse unterbringen.

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wie die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt:

Fig. 1 ein Schaltschema der Steuereinrichtung

Fig. 2 ein Diagramm, das den schrittweisen Öffnungs- oder Schließ vor gang eines Sicherheitsventils erkennen läßt

Fig. 3 ein Diagramm mit in Abhängigkeit vom Systemdruck erstellten Kennlinien für verschiedene positive und negative Druckänderungsgeschwindigkeiten.

In dem in der Fig. 1 gezeigten Schaltschema ist das abzusichernde System 1 mit einem Sicherheitsventil 2 versehen, dessen Ventilverschlußköφer 3 von dem Kolben 4 eines hydraulischen SteUzylinders 5 auf den Ventilsitz 6 gedrückt wird und dadurch das Sicherheitsventil

2 in Schließstellung hält. Die Belastungskammer 7 des SteUzylinders 5 ist über eine Hydraulikleitung 8 an einen Hydrauliksteuerkreis angeschlossen, der in seinem Grundaufbau aus einer Hydraulikpumpe 9 mit Motor 10, einem Ölvorratsbehälter 11 und zwei parallelgeschalteten Speichern 12 und 13 besteht. Im Hydrauliksteuerkreis sind außerdem noch ein Rückschlagventil 14 und ein Druckbegrenzungsventil 15 vorgesehen.

Die Abführung der Hydraulikflüssigkeit aus der Belastungskammer 7 des SteUzylinders 5 erfolgt

über drei paraUel zueinander liegenden Abflußmagnetventüe 16, 17 und 18, die eingangsseitig über die Zweigleitungen 19 an die Hydraulikleitung 8 und.ausgangsseitig über die Zweigleitungen 20 an die zum Ölvorratsbehälter 11 führende Abflußleitung 21 angeschlossen sind. Das Abflußmagnetventü 16 wird von einer Elektronikbaueinheit 22 gesteuert, die über eine Steuerleitung 23 öff ungspulse auf den elektrischen Schaltteü 24 bzw. die Magnetspule des Abflußmagnetventils 16 überträgt. Die Elektronikbaueinheit 22 steht eingangsseitig über die Meßleitung 25 mit dem elektrischen Signalausgang 26 eines an das abzusichernde System 1 angeschlossenen Druckaufnehmers 27 in Verbindung. Aus Sicherheitsgründen sind zwei weitere Druckaufnehmer 28 und 29 paraUel zum Druckaufnehmer 27 an das abzusichernde System 1 angeschlossen, die als Druckschalter ausgebüdet sind und über die beiden Steuerleitungen 30 und 31 direkt mit den Magnetspulen 32 und 33 der anderen beiden Abflußmagnetventüe 17 und 18 in Verbindung stehen. &

Während die drei Abflußmagnetventüe 16, 17 und 18 zur Steuerung des Öffnungsvorganges des Sicherheitsventils 2 vorgesehen sind; wird der SchUeßvorgang des Sicherheitsventils 2 über das Zuflußmagnetventil 34 gesteuert, das eingangsseitig an die Druckleitung 35 des Hydrauliksteuerkreises und ausgangsseitig an die zur Belastungskammer 7 führende Hydraulikleitung 8 angeschlossen ist. Der elektrische Schaltteü 36 bzw. die Magnetspule des Zuf-ußmagnetventüs 34 wird über die Steuerleitung 37 von der Elektronikbaueinheit 22 aus geschaltet.

ι _n der Elektronikbaueinheit 22 sind aüe für die Steuerung des Öffnungs- bzw. Schließvorganges des Sicherheitsventils 2 erforderlichen elektronischen Baugruppen wie Rechner, Speicher, Verstärker und die übrigen elektronischen Module zusammengefaßt, wobei im Speicher die vom Mediumdruck und der Druckänderungsgeschwindigkeit bestimmte gewünschte Kennlinie oder die Kennlinien für den Hub des Ventüverschlußköφers vor Inbetriebnahme der Anlage eingegeben werden. Je nach der Höhe des vom Druckaufnehmer 27 erfaßten Mediumdruckes im abzusichernden System 1 errechnet die Elektronikbaueinheit 22 pro Takt die Druckänderungsgeschwindigkeit und im Vergleich mit der gespeicherten Kennlinie für jeden Takt die Größe des auszuführenden Hubschrittes des Ventüverschlußköφers. Zur Durchführung dieses Hubschrittes wird in der Elektronikbaueinheit 22 die aus der Belastungskammer 7 abzuführende Ölmenge bestimmt und hieraus der auf das Abflußmagnetventil 16 zu übertragende Öffnungspuls errechnet. Das Sicherheitsventil 2 wird dadurch im Takt schrittweise aufgesteuert. Der Schließvorgang des Sicherheitsventils 2 erfolgt ebenfaUs über die Elektronikbaueinheit 22, jedoch jetzt durch schrittweises Steuern des Zuflußmagnetventüs 36.

Um den Belastungsdruck im SteUzylinder bei der Berechnung der Öffnungspulse für das

Abflußmagnetventü 16 als Korrekturgröße berücksichtigen zu können, ist noch ein Druckaufneh¬ mer 38 an die Hydraulikleitung 8 angeschlossen, dessen elektrischer Ausgang über die Meßleitung 39 mit der Elektronikbaueinheit 22 in Verbindung steht. Ein weiterer Druck- und Temperaturaufnehmer 40 ist an die Druckleitung 35 des Hydrauliksteuerkreises angeschlossen, dessen elektrischer Ausgang über die Meßleitung 41 mit der Elektronikbaueinheit in Verbindung steht. Über diesen Druck- und Temperaturaufnehmer 40 kann der Differenzdruck, der am Zuflußmagnetventil 34 ansteht sowie die Temperatur des Hydrauliköles als Korrekturgröße bei der Berechnung der Öffnungspulse berücksichtigt werden. Um Berechnungsfehler in der Elektronikbaueinheit 22 bei der Festlegung der auszuführenden Hubschritte korrigieren zu können, ist außerdem noch am Kolben 4 des SteUzylinders 5 ein Hubaufnehmer 42 vorgesehen, dessen elektrischer Ausgang über die Meßleitung 43 mit der Elektronikbaueinheit 22 verbunden ist.

Die Ventilöffnungsfeder 44 ist im Sicherheitsventil 2 vorgesehen worden, damit die beweglichen Ventilteile in die Ventüoffenstellung gefahren werden, wenn die abzusichernde Anlage 1 drucklos ist. Die Steuerung des Ventilhubes erfolgt über das Abflußmagnetventü 16 und das Zuflußmagnetventil 34. Erst wenn der Mediumdruck über den oberen Ansprechdruck P ₀ ansteigt, öffnen auch die beiden Abflußmagnetventüe 17 und 18, die direkt von den Druckschaltern 28 und 29 gesteuert werden. Die Einbauanschlüsse 45 und 46 in den Parallelleitungen 47 und 48 sind vorgesehen worden, damit noch ein zusätzliches Abflußmagnetventü oder ein zusätzliches Zuflußmagnetventil eingebaut werden kann.

Das in der Fig. 2 dargestellte Diagramm zeigt den Systemdruck P in Abhänigkeit der Zeit t. Die Kurve 49 läßt den Verlauf des Systemdruckes in einem bestimmten Zeitabschnitt erkennen. Die schrittweise Steuerung des Ventilöffnungs- und Ventilschließhubes erfolgt im Druckbereich zwischen dem unteren Ansprechdruck Pu und dem oberen Ansprechdruck P ₀ , wobei die Kennlinie 50 die Öffnungspulse 51 des Abflußmagnetventils und die Kennlinie 52 die Öffnungspulse 53 des Zuflußmagnetventils zeigt. Die Abstände zwischen den Punkten 54 der Kurve 49 kennzeichnen die einzelnen Takte, in denen die einzelnen Hubschritte erfolgen. Entsprechend der beim

Überschreiten des unteren Ansprechdruckes Pu in der linken Hälfte der Fig. 2 ansteigenden Druckkurve 49 wird taktweise der Ventüverschlußköφer 3 in den Schritten 51 angehoben, wo¬ durch in zunehmendem Maße Medium abgeführt wird, so daß die Druckanstiegsgeschwindigkeit im System, die an der Neigung der Kurve 49 erkennbar ist, stetig abnimmt und schließlich in einen waagerechten Verlauf mit der Druckänderungsgeschwindigkeit Null übergeht. Von diesem Augenblick an werden keine Öffnungspulse mehr auf das Abflußmagnetventü übertragen, und der Ventüverschlußköφer 3 verharrt in seiner zuletzt erreichten Hubstellung. Wird die den Druckanstieg im System auslösende Störung aufgehoben, so fällt der Systemdruck, wie die rechte Hälfte der Druckkurve 49 erkennen läßt. Damit das Sicherheitsventil in diesem Druckabfallbereich so langsam schließt, daß keine Druckstöße auftreten, andererseits aber schnell genug schließt,

damit keine zu hohen Mediumverluste in Kauf genommen werden müssen, wird der Ventilver- schlußköφer durch die auf das Zuflußmagnetventü einwirkenden Öffnungspulse 53 im Takt schrittweise zugefahren, bis der untere Ansprechdruck Pu unterschritten ist. In dieser Ventilschüeßstellung bleibt das Zuflußmagnetventil 34 in DaueroffensteUung, damit der 5 Hydraulikdruck ständig in der Belastungskammer 7 des SteUzylinders 5 ansteht.

Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für die in den elektronischen Speicher einzugebenden Kennlinien für den Hub H in Abhängigkeit vom Systemdruck P und gleichzeitig in Abhängigkeit von der Druckänderungsgeschwindigkeit des Systemdruckes. Der Druckbereich, in dem die Steuerung des Sicherheitsventils schrittweise durchgeführt wird, liegt zwischen dem unteren Ansprechdruck Pu l O nd dem oberen Ansprechdruck P ₀ . Die Kennlinien 55, 56, 57 und 58 geben die gewünschte Abhängigkeit des Sollhubes von der Druckanstiegsgeschwindigkeit und vom Systemdruck P wieder. Die waagerechte Hubkennlinie 59 kennzeichnet hierbei die HubendsteUung des Sicherheitsventils. Die Kennlinie 55 gilt für eine niedrige Druckanstiegsgeschwindigkeit von z. B. 1 %/s des Ansprechdruckes, während die Kennlinie 58 den oberen Grenzwert der

- _j 5 Druckanstiegsgeschwindigkeit von beispielsweise 5 %/s oder mehr des Ansprechdruckes wiedergibt. Die Kennlinien 56 und 57 kennzeichnen ganzzahlige Zwischenweite in den Druckanstiegsgeschwindigkeiten, wobei die verbleibenden Zwischenräume zwischen diesen Kennlinien durch weitere dazwischenliegende Kennlinien beliebig fein unterteilt werden können. Ist bei Beginn eines beliebigen Taktes beispielsweise der Systemdruck auf den Druck P, angestiegen,

2 _Q und beträgt die Druckanstiegsgeschwindigkeit entsprechend der Kennlinie 55 etwa 1 %/ s, so ergibt sich hierfür aus dem Diagramm ein auszuführender Sollhub H-, . Steigt bei dem nächsten Takt der Systemdruck auf den Wert P _∑ , an und erhöht sich die Druckanstiegsgeschwindigkeit auf einen etwa höheren, zwischen den beiden Kennlinien 55 und 56 hegenden Wert, so ergibt sich ein Sollhub H ₂ , so daß für diesen Takt der auszuführende Hubschritt aus der Differenz zwischen dem Sollhub H ₂ 5und dem Sollhub H-i resultiert. Der mittlere schraffierte Bereich 60 gut für sehr kleine Druckänderungsgeschwindigkeiten, beispielsweise im Bereich von plus/minus 0,1 %/s des Ansprechdruckes. In diesem Bereich wird zur Ermittlung des Sollhubes nur der Systemdruck P herangezogen. Ist der Systemdruck beispielsweise auf einen Wert P ₃ angestiegen, und liegt die Druckänderungsgeschwindigkeit im schraffierten Bereich 60, so ergibt sich der Sollhub H ₃ , so daß

30 ein sich aus der Differenz zwischen H ₃ und H ₂ ergebender Hubschritt auszuführen ist.

Die andererseits des schraffierten Feldes 60 hegenden Kennlinien 61, 62, 63 und 64 gelten für negative Druckänderungsgeschwindigkeiten, d. h. für faüenden Systemdruck. Die Kennlinie 61 gut z. B. für eine Druckabfaügeschwindigkeit von 1 %/s des Ansprechdruckes, während die Kennlinien 62 und 63 größere Druckabfaügeschwindigkeiten kennzeichnen. Die Kennlinie 64 gut für 35 Druckabfaügeschwindigkeiten von beispielsweise 10 %/s oder mehr. FäUt der Systemdruck von P ₃ auf P ₄ . und Uegt die Druckabfallgeschwindigkeit auf der Kennlinie 61, so ergibt sich der Sollhub H ₄ .

Der auszuführende Hubschritt für diesen Takt errechnet sich aus der Differnez H ₄ minus H ₃ . Das Ergebnis ist negativ, woraus erkennbar ist, daß ein Hubschritt in Schließrichtung zu erfolgen hat.