Demostración interactiva en 3D del producto (PDF) de la válvula doble de control seguro y retención de carga de la serie ROSS CC4

Características y aspectos técnicos destacados de la serie CC4

Control redundante con tecnología CrossCheck

La serie CC4 alcanza la categoría 4, PL e según ISO 13849-1:2015 y SIL 3 según IEC 62061:2005 gracias a la tecnología ROSS CrossCheck, que emplea circuitos de control internos totalmente redundantes. Ambos circuitos deben responder simultáneamente a una señal de comando; si un circuito no cambia de estado dentro de la ventana de discrepancia de 150 milisegundos, la válvula se bloquea en la posición segura para proteger al operador y a la máquina. La retroalimentación de posición se proporciona mediante sensores de proximidad magnéticos (tipo PNP) montados para detectar la posición central del carrete, lo que confirma que ambos obturadores han vuelto a su configuración segura de centro cerrado después de una orden de parada.

Diseño tipo válvula de asiento para un rendimiento fiable.

La serie CC4 utiliza la tecnología de válvulas de asiento ROSS, una filosofía de diseño que proporciona tiempos de respuesta rápidos y repetibles con una excepcional tolerancia a la suciedad. A diferencia de las válvulas de carrete, que dependen de ajustes de holgura reducida que pueden verse comprometidos por la contaminación, las válvulas de asiento utilizan elementos de sellado frontal fabricados en acetal y acero inoxidable con juntas de Buna-N que se cierran de forma segura bajo la fuerza del resorte. El resultado es una válvula que mantiene un rendimiento fiable durante millones de ciclos sin degradación de la estanqueidad, incluso en entornos industriales con una calidad de aire comprimido que no cumple con los más altos estándares de limpieza.

Detección de posición intermedia y monitorización externa

Los sensores de proximidad magnéticos integrados (tipo PNP) detectan la posición central cerrada de la válvula, confirmando que ambos circuitos de asiento han vuelto al estado seguro tras una orden de parada. La serie CC4 está diseñada para la monitorización externa dinámica y cíclica mediante equipos de monitorización de seguridad suministrados por el cliente, como un PLC de seguridad o un relé de seguridad. Esta arquitectura de monitorización requiere que el sistema de control de la máquina pruebe periódicamente la válvula ordenándole que vuelva a su estado seguro y confirmando, mediante las señales de los sensores, que ha respondido correctamente, cumpliendo así los requisitos de cobertura de diagnóstico para la Categoría 4, PL e.

Válvula de alivio de presión atrapada e indicadores LED

La serie CC4 incluye una función de alivio de presión residual manual, que permite a los técnicos de mantenimiento liberar de forma segura cualquier presión residual atrapada en el circuito del actuador antes de realizar el mantenimiento de la máquina. Esta función facilita el cumplimiento de los requisitos de bloqueo/etiquetado de OSHA 1910.147 y la prevención de arranques inesperados según EN 1037. Los indicadores LED integrados en cada solenoide proporcionan información visual inmediata sobre el estado de energización del solenoide, lo que simplifica la resolución de problemas y la puesta en marcha sin necesidad de instrumentación adicional.

Especificaciones técnicas y datos de rendimiento

Parámetros de funcionamiento y presiones nominales

• Función: Válvula direccional de seguridad 4/3, centro cerrado
• Construcción: Diseño de doble válvula con válvulas de acetal y acero inoxidable.
• Accionamiento: Piloto de solenoide con retorno por resorte asistido por aire; 4 solenoides en total
• Rango de presión piloto interna: 60–120 psig (4–8 bar)
• Rango de presión piloto externa: 0–120 psig (0–8 bar)
• Presión estática nominal: 0–150 psig (0–10,3 bar)
• Tiempo máximo de discordancia: 150 milisegundos
• Rango de temperatura ambiente: 40–120 °F (4–50 °C)
• Rango de temperatura del medio: 40–175 °F (4–80 °C)
• Fluido de flujo: Aire comprimido según ISO 8573-1 Clase 7:4:2
• Montaje: Subbase, cualquier orientación (se prefiere horizontal con los solenoides en la parte superior).
• Conexión: Puertos roscados NPT o G
• Monitorización: Dinámica, cíclica, externa con equipos suministrados por el cliente.
• Vibración probada según DIN EN 60068-2-6

Especificaciones eléctricas

• Voltaje del solenoide: 24 V CC
• Consumo de energía: 3,5 vatios por solenoide, 4 solenoides en total
• Ciclo de trabajo: Servicio continuo
• Grado de protección: IP 65 según DIN 400 50
• Conexión eléctrica: Dos conectores M12 de 5 pines

Capacidad de flujo y tamaños de los puertos

• Tamaños de puerto disponibles: 1/4, 3/8, 1/2, 3/4 de pulgada NPT o G
• Caudal Cv para tamaños de puerto de 1/4 y 3/8: 0,9 (900 Nl/min) puertos 1 a 2
• Caudal Cv para tamaños de puerto de 1/2 y 3/4: 1,7 (1700 Nl/min) puertos 1 a 2
• Peso para tamaños de puerto de 1/4 y 3/8: 11,2 lb (5,1 kg)
• Peso para tamaños de puerto de 1/2 y 3/4: 18,3 lb (8,3 kg)
• Material de la carcasa: Aluminio fundido
• Material de la válvula: Acetal y acero inoxidable
• Material del sello: Buna-N

Datos de seguridad funcional

• Categoría de seguridad: Categoría 4 según ISO 13849-1:2015
• Nivel de rendimiento: PL e según ISO 13849-1:2015
• Nivel de integridad de seguridad: SIL 3 según IEC 62061:2005
• B10D (Ciclos de fallo peligrosos): 10.000.000
• PFHD (Probabilidad de Fallo Peligroso por Hora): 1,62 × 10⁻⁸
• MTTFD (Tiempo medio hasta el fallo peligroso): 151 años (nop: 662.400 operaciones/año)
• Biblioteca SISTEMA: Disponible para su uso con el software de cálculo de seguridad SISTEMA.

Aplicaciones e industrias

Fabricación de automóviles y en general

La serie CC4 se utiliza ampliamente en el ensamblaje de automóviles y en entornos de fabricación en general, donde los cilindros neumáticos deben controlarse de forma segura en procesos automatizados. Entre las aplicaciones comunes se incluyen la sujeción de dispositivos de soldadura robótica, sistemas de transferencia de paneles de carrocería, control de amortiguación de matrices de estampado y automatización de manipulación de materiales, donde se requiere una parada intermedia para sujetar una carga de forma segura sin movimiento. La clasificación PL e de categoría 4 de la válvula la hace adecuada para sistemas de protección donde una sola falla de la válvula no debe generar una situación peligrosa, y su robusto diseño de obturador soporta las altas frecuencias de ciclo típicas de las líneas de producción automotriz.

Embalaje y manipulación de materiales

En equipos de embalaje y manipulación de materiales, la serie CC4 proporciona una sujeción segura de la carga para circuitos anticaída de paletizadores, control de cilindros de envolvedoras de film estirable y actuadores desviadores de cintas transportadoras. Cuando se abre una protección de la máquina o se ordena una parada de emergencia, la válvula CC4 retiene la presión en el circuito del cilindro para mantener la carga suspendida en su posición, evitando una caída peligrosa. La función de centro cerrado de la válvula implica que ni el puerto de extensión ni el de retracción se presurizan cuando la válvula está en estado seguro, bloqueando así el actuador hidráulicamente hasta que la máquina se reinicie siguiendo una secuencia controlada.

Procesamiento de alimentos y bebidas

La serie CC4 es ideal para aplicaciones de procesamiento de alimentos y bebidas donde se requiere una capacidad de parada segura del cilindro en entornos que exigen un rendimiento fiable y constante. Los componentes internos de acero inoxidable y las juntas de Buna-N de la válvula son compatibles con los ciclos de limpieza y las condiciones ambientales típicas de las plantas procesadoras de alimentos. Entre sus aplicaciones se incluyen actuadores de máquinas de llenado, control de cilindros de prensas de tapones, equipos de etiquetado y actuadores de compuertas de transportadores, donde el cumplimiento normativo con las directivas de seguridad de maquinaria exige un rendimiento documentado de Categoría 4, PL e.

Normas de seguridad y cumplimiento

La serie CC4 está diseñada y probada para cumplir con los requisitos de múltiples normas, certificaciones y directivas internacionales de seguridad. La arquitectura de seguridad funcional alcanza la Categoría 4, Nivel de Rendimiento e según ISO 13849-1:2015 (Seguridad de la maquinaria: Partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de control) y el Nivel de Integridad de Seguridad 3 según IEC 62061:2005 (Seguridad de la maquinaria: Seguridad funcional de sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad). La válvula ha sido probada y aprobada por DGUV (Seguro Social Alemán de Accidentes) bajo el certificado de prueba HSM 21015, lo que confirma su idoneidad para aplicaciones de control neumático relacionadas con la seguridad. Las certificaciones adicionales incluyen el marcado CE para el cumplimiento de la Directiva Europea de Maquinaria, la aprobación EAC para el mercado euroasiático y la certificación CSA/UL para aplicaciones norteamericanas. La resistencia a las vibraciones se verifica según DIN EN 60068-2-6. Los requisitos de calidad del aire comprimido cumplen con ISO 8573-1 Clase 7:4:2. La válvula permite que la máquina cumpla con la norma OSHA 1910.147 (Control de energía peligrosa: bloqueo/etiquetado) mediante su función manual de alivio de presión atrapada, y con la norma EN 1037 (Prevención de arranque inesperado) mediante su sistema de monitorización y su diseño de centro cerrado.

Cómo usar el PDF interactivo 3D de la serie CC4

Navegación por las vistas del modelo 3D

El PDF 3D incluye ocho vistas preconfiguradas accesibles a través del panel de navegación de Adobe Acrobat Reader o un visor compatible. La Vista General presenta la válvula CC4 Series completamente ensamblada desde una perspectiva de tres cuartos, lo que permite rotarla, desplazarla y hacer zoom libremente con el ratón. Las Vistas Interna 1 y 2 ofrecen vistas en sección del mecanismo interno de la válvula, revelando los circuitos de doble asiento, los conductos piloto del solenoide y los conjuntos de retorno por resorte que, de otro modo, estarían ocultos dentro del cuerpo de aluminio fundido. Utilice estas vistas para comprender la disposición física antes de consultar los dibujos de sección transversal en el catálogo de productos de la serie CC4.

Explorando las animaciones de funcionamiento de las válvulas

Las animaciones «Activación izquierda» y «Activación derecha» muestran lo que sucede dentro de la válvula cuando se energiza cada par de solenoides, ilustrando el movimiento del obturador, las trayectorias del flujo de aire piloto y el estado de los sensores de monitoreo redundantes. La animación «Desactivación» muestra la secuencia de retorno por resorte, ilustrando cómo ambos circuitos del obturador regresan simultáneamente al estado de seguridad de centro cerrado cuando se desenergizan los solenoides. Las animaciones «Extensión del cilindro» y «Retracción del cilindro» muestran un actuador conectado para ilustrar el comportamiento completo del sistema, lo que ayuda a ingenieros y técnicos a comprender la relación entre el estado de la válvula y la posición del actuador durante el funcionamiento normal y durante una parada de seguridad.

¿Por qué elegir ROSS Controls?

Patrimonio de la ingeniería y calidad del producto

ROSS Controls se fundó en 1921 y cuenta con más de 100 años de experiencia en tecnología de control de potencia fluida. La empresa fue pionera en la tecnología de válvula doble CrossCheck, que se ha convertido en el estándar de la industria para válvulas de seguridad neumáticas redundantes en aplicaciones de protección de maquinaria en todo el mundo. Los productos ROSS están diseñados y fabricados para cumplir con los exigentes requisitos de la automatización industrial, con rigurosos protocolos de pruebas internas y certificaciones de terceros que garantizan que cada válvula de la serie CC4 entregada a un cliente cumpla con sus datos de seguridad publicados.

Soporte global y recursos técnicos

ROSS Controls ofrece soporte técnico integral a través de una red global de ingenieros de aplicaciones y distribuidores. Los clientes pueden comunicarse con el equipo de soporte técnico por teléfono al 1-800-GET-ROSS (1-800-438-7677) o a través del sitio web de ROSS Controls en www.rosscontrols.com. Los recursos técnicos disponibles para la serie CC4 incluyen catálogos de productos, instrucciones de operación e instalación, guías de integración, hojas de datos de seguridad funcional, archivos de la biblioteca SISTEMA para software de cálculo de seguridad, certificados DGUV y CSA/UL, y modelos CAD 2D y 3D para la integración del diseño de la máquina.

Descargue el PDF de demostración interactiva en 3D de la serie CC4.

Lo que encontrará en este documento

• Modelo 3D giratorio totalmente navegable del conjunto completo de válvulas dobles de la serie CC4.
• Vista interior 1: sección transversal que muestra el circuito de la válvula de asiento del lado izquierdo y los conductos del piloto del solenoide.
• Vista interior 2 en sección transversal que muestra el circuito de la válvula de asiento del lado derecho y el conjunto de retorno por resorte.
• Animación de encendido del lado izquierdo que muestra la energización del solenoide y el desplazamiento del obturador.
• Animación de encendido del lado derecho que demuestra la activación independiente del circuito redundante.
• Animación de apagado que muestra el retorno simultáneo del resorte al estado seguro de centro cerrado.
• Demostración de extensión del cilindro que muestra el comportamiento del actuador aguas abajo durante la activación de la válvula.
• Demostración de retracción del cilindro que muestra la retracción del actuador y la secuencia de parada segura.
• Soporte multilingüe: el documento está disponible en alemán, francés, italiano, español, ruso, portugués, japonés y chino.
• Controles de navegación interactivos para hacer zoom, rotar y desplazar dentro de Adobe Acrobat Reader.

¿Quién debería descargar este documento?

• Ingenieros de seguridad que realizan evaluaciones de riesgos de maquinaria y validación de funciones de seguridad.
• Ingenieros de control que diseñan circuitos de seguridad neumática para cumplir con la normativa de Categoría 4, PL e.
• Fabricantes de maquinaria OEM que integran la parada segura del cilindro y la retención de carga en equipos automatizados.
• Técnicos de mantenimiento que necesitan comprender el funcionamiento interno de las válvulas de la serie CC4 antes del servicio.
• Los gerentes de planta evalúan soluciones de seguridad neumática para mejorar el cumplimiento de las normativas.
• Profesionales de ventas técnicas que apoyan las discusiones sobre ingeniería de aplicaciones con los clientes.
• Estudiantes y becarios de ingeniería aprendiendo sobre seguridad funcional en sistemas neumáticos.

Productos y documentación relacionados de ROSS Controls

• Catálogo de productos de la serie CC4: datos de especificaciones completos, sistema de numeración de modelos, selección de tamaño de puerto, planos dimensionales e información para realizar pedidos de todas las configuraciones de la serie CC4.
• Instrucciones de funcionamiento de la serie CC4: guía de instalación, diagramas de cableado eléctrico para conectores M12, procedimientos de puesta en marcha, requisitos del sistema de monitorización y programas de mantenimiento.
• Guía de integración de la serie CC4: Guía específica para la integración de la serie CC4 en sistemas de control de máquinas con certificación de seguridad, incluyendo diagramas de cableado de PLC de seguridad y descripciones de las funciones de monitorización.
• Certificado DGUV de la serie CC4 (HSM 21015): certificado oficial de ensayo de terceros emitido por la autoridad alemana de seguros sociales de accidentes que confirma la conformidad con la categoría 4 y PL e.
• Certificado CSA/UL de la serie CC4: documentación de certificación de seguridad norteamericana que confirma el cumplimiento de las normas de seguridad eléctrica aplicables a los equipos de control industrial.
• Válvulas de retención PO para control seguro y retención de carga: productos ROSS complementarios que funcionan con la serie CC4 para proporcionar alivio de presión atrapada aguas abajo y retención de carga en circuitos de cilindros neumáticos.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué es el PDF 3D de la serie CC4 y cómo puedo visualizarlo?

A: El PDF 3D de la serie CC4 es un documento interactivo de demostración del producto, creado por 3D Sales Technologies GmbH, que incluye un modelo 3D integrado de la válvula doble de la serie CC4. Contiene vistas preconfiguradas, animaciones de corte transversal y secuencias de funcionamiento del cilindro. Para visualizar el contenido 3D, abra el archivo con Adobe Acrobat Reader (versión 8 o posterior). Utilice el ratón para rotar, desplazar y ampliar el modelo, o haga clic en los botones de vista preconfigurados del panel de navegación para acceder a perspectivas específicas.

P: ¿Qué funciones de seguridad realiza la válvula de la serie CC4?

A: La serie CC4 realiza tres funciones de seguridad principales: control seguro de un actuador neumático, parada segura del cilindro (manteniendo el actuador en posición intermedia) y retención de carga para evitar que una carga suspendida caiga cuando se ordena la parada de seguridad. La válvula logra estas funciones mediante su diseño redundante de doble asiento, que utiliza dos circuitos internos independientes que deben activarse simultáneamente para que se produzca el flujo. Si alguno de los circuitos falla, la válvula regresa al estado de seguridad de centro cerrado o permanece en él.

P: ¿Qué nivel de rendimiento y clasificación SIL alcanza el CC4?

A: La serie CC4 alcanza la categoría 4, nivel de rendimiento e (PL e) según ISO 13849-1:2015 y nivel de integridad de seguridad 3 (SIL 3) según IEC 62061:2005. Estas son las clasificaciones de seguridad más altas definidas en sus respectivas normas. Los datos de seguridad funcional de respaldo incluyen un B10D de 10 000 000 ciclos, un PFHD de 1,62 × 10⁻⁸ y un MTTFD de 151 años basado en una tasa de operación supuesta de 662 400 ciclos por año. Los archivos de la biblioteca SISTEMA están disponibles para respaldar la documentación de cálculo de seguridad.

P: ¿Cuál es el rango de presión de funcionamiento de las válvulas de la serie CC4?

A: La serie CC4 admite el funcionamiento con piloto interno a 60–120 psig (4–8 bar), que es el modo de funcionamiento estándar utilizando la presión de suministro del puerto 1 como fuente de piloto. Para aplicaciones con presiones de suministro inferiores a 60 psig, la válvula se puede configurar para el funcionamiento con piloto externo a 0–120 psig (0–8 bar) mediante un suministro de piloto independiente. La presión estática nominal de la válvula es de 0–150 psig (0–10,3 bar), que establece la presión máxima del sistema independientemente del modo de funcionamiento.

P: ¿Cómo funciona el sistema de detección de posición intermedia de CrossCheck?

La tecnología ROSS CrossCheck utiliza dos circuitos internos de obturador independientes que deben desplazarse simultáneamente en respuesta a una señal de comando. Sensores de proximidad magnéticos (tipo PNP) montados en el cuerpo de la válvula detectan cuándo ambos obturadores han regresado a la posición central cerrada tras una orden de parada. Estas señales de los sensores se envían al sistema de monitoreo de seguridad externo (PLC de seguridad o relé de seguridad), que confirma que la válvula ha respondido correctamente dentro del margen de discrepancia de 150 milisegundos. Si alguno de los sensores no confirma la posición central dentro de dicho margen, el sistema de seguridad puede tomar medidas correctivas.

P: ¿Qué tamaños de puerto están disponibles para la serie CC4?

A: La serie CC4 está disponible en cuatro tamaños de puerto: 1/4, 3/8, 1/2 y 3/4 de pulgada, con rosca NPT o G. Los modelos de 1/4 y 3/8 de pulgada comparten el mismo cuerpo y tienen un coeficiente de flujo Cv de 0,9 (900 Nl/min, puertos 1 a 2) y pesan 5,1 kg (11,2 lb). Los modelos de 1/2 y 3/4 de pulgada comparten un cuerpo más grande con un coeficiente de flujo Cv de 1,7 (1700 Nl/min, puertos 1 a 2) y pesan 8,3 kg (18,3 lb). La selección del tamaño del puerto debe basarse en la capacidad de flujo requerida y los cálculos de velocidad del actuador.

P: ¿Se puede utilizar la serie CC4 para aplicaciones de embrague/freno de prensa?

A: La serie CC4 está diseñada para el control seguro y la sujeción de carga de cilindros neumáticos y no está destinada a aplicaciones de embrague/freno de prensas. El control del embrague/freno de prensas requiere una válvula de seguridad específica con tiempos de respuesta, monitoreo y certificación que cumplan con las normas de seguridad para maquinaria de prensas. ROSS Controls ofrece familias de productos independientes diseñadas y certificadas específicamente para el control del embrague/freno de prensas. Comuníquese con ROSS Controls al 1-800-GET-ROSS (1-800-438-7677) o visite www.rosscontrols.com para identificar el producto adecuado para sus aplicaciones de prensas.

P: ¿Qué sistema de monitorización se requiere para la serie CC4?

A: La serie CC4 requiere un monitoreo externo dinámico y cíclico mediante equipos de monitoreo de seguridad suministrados por el cliente. Esto generalmente implica un PLC de seguridad de Categoría 4 o un relé de seguridad conectado a los sensores de proximidad magnéticos de la válvula (a través de los conectores M12 de 5 pines) y a las salidas de control del solenoide. El sistema de monitoreo debe ordenar periódicamente a la válvula que alcance su estado seguro y confirmar, mediante las señales de los sensores, que ambos obturadores hayan regresado a la posición central dentro de la ventana de discrepancia de 150 milisegundos. La frecuencia de los ciclos de monitoreo debe ser coherente con los requisitos de cobertura de diagnóstico de la función de seguridad general.