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Die Erfindung betrifft eine Drucküberwachungsschaltung und ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Drucküberwachungsschaltung.
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In dem Datenblatt RD 26 576 der Anmelderin ist eine derartige Drucküberwachungsschaltung offenbart. Ein Druckreduzierventil und ein Druckschalter sind dabei als konzentrisch ineinander verbaute Kolben in einem Ventilgehäuse ausgebildet. Mit dem Druckreduzierventil ist ein Ausgangsdruck, der beispielsweise als Spanndruck für eine hydraulische Spanneinrichtung dient, konstant in einer bestimmten Druckhöhe haltbar. Zur Überwachung des Ausgangsdrucks bzw. Spanndrucks dient der Druckschalter. Übersteigt der Arbeitsdruck einen vorbestimmten unterhalb des Ausgangsdrucks liegenden Überwachungsdruck, so betätigt der Druckschalter ein elektrisches Signalmittel. Durch dieses wird beispielsweise ein Spannfutter bei Erreichen eines erforderlichen Mindestdrucks betätigt. Beide Kolben werden durch eine gemeinsame Verstellmechanik auf den gewünschten Ausgangsdruck und Überwachungsdruck eingestellt. Die Verstellmechanik weist eine innere und äußere in einem Federgehäuse aufgenommene Druckfeder auf, wobei die äußere die innere Druckfeder umgreift. Die äußere Feder belastet dabei den Kolben des Druckreduzierventils und die innere Feder den Kolben des Druckschalters mit einer Federkraft. Die Federkräfte sind jeweils über ein Einstellelement veränderbar.
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Nachteilig bei dieser Lösung ist die vorrichtungstechnisch aufwendig aufgebaute Verstellmechanik zum Einstellen des Ausgangs- und Überwachungsdrucks über die Federkraft der Federn.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drucküberwachungsschaltung zu schaffen, bei der ein Überwachungsdruck einfach einstellbar und mit einem geringen vorrichtungstechnischen Aufwand aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drucküberwachungsschaltung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Verfahren zur Steuerung einer derartigen Drucküberwachungsschaltung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12.
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Erfindungsgemäß hat eine Drucküberwachungsschaltung ein erstes Druckreduzierventil, an dessen Ausgangsleitung ein Verbraucher für eine mit einem Spanndruck beaufschlagende Einrichtung, insbesondere einer Spannhydraulik, über ein Wegeventil angeschlossen ist. Mit dem Wegeventil ist die Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Druckreduzierventil und dem Verbraucher sperrbar oder der Spanndruck zum Tank abbaubar. Eine 3-Wege-Druckwaage bzw. Druckwaage ist zur Regelung eines Vergleichsdrucks vorgesehen. Ein Eingangsanschluss der Druckwaage ist mit der Ausgangsleitung des ersten Druckreduzierventils stromaufwärts des Wegeventils verbunden. Des Weiteren sind ein Ausgangsanschluss der Druckwaage mit einem Druckschalter und ein Tankanschluss mit einer Tankleitung verbunden. Ein Regelkolben der Druckwaage ist in Richtung Aufsteuern des Tankanschlusses und in Richtung Zusteuern des Eingangsanschlusses durch einen Vergleichsdruck und eine Federkraft einer Ventilfeder beaufschlagt. In Richtung Aufsteuern des Ausgangsauschlusses und Zusteuern des Tankanschlusses der Druckwaage ist der Regelkolben durch einen Ausgangsdruck in der Ausgangsleitung beaufschlagbar. Ein Schaltkolben zur Betätigung des Druckschalters ist in einer Richtung durch den Vergleichsdruck und in der anderen Richtung durch einen Spanndruck bzw. Lastdruck des Verbrauchers beaufschlagt.
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Diese Lösung hat den Vorteil das ein im Wesentlich konstanter Überwachungsdruck bzw. Vergleichsdruck fluidisch einstellbar ist, in dem der Vergleichsdruck vor dem Entsperren des Wegeventils und dem damit verbundenen Beaufschlagen des Verbrauchers mit einem Spanndruck eingestellt wird. Eine aufwendig aufgebaute Verstellmechanik zum Einstellen des Vergleichsdrucks, wie im eingangs erläuterten Stand der Technik, ist nicht mehr notwendig.
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Bevorzugterweise ist ein Hydrospeicher im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Ausgangsanschluss der Druckwaage und dem Druckschalter angeordnet, wodurch dieser mit dem Vergleichsdruck aufgeladen werden kann und für eine ausreichende Beaufschlagung der Druckwaage und des Druckschalters mit einem konstanten Vergleichsdruck sorgt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaltkolben zum Betätigen eines Schalters mit einer einen Druckraum durchsetzenden Kolbenstange verbunden. Der Druckraum steht über eine Verbindungsleitung mit dem Ausgangsanschluss der Druckwaage und dem Hydrospeicher in Druckmittelverbindung, wobei in dem Druckraum eine Druckfeder angeordnet ist, die den Schaltkolben mit einer Federkraft entgegen den Spanndruck des Verbrauchers beaufschlagt. Hierdurch ist ein einfach aufgebauter Schaltkolben zum Betätigen eines Schalters realisiert. Mit der Druckfeder ist der Schaltkolben beispielsweise in Richtung Ausgangsposition beaufschlagbar.
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Vorteilhafterweise ist der Verbraucher ein einen Spannkolben aufweisender Zylinder, insbesondere Spannzylinder, wobei der Spannkolben zwei Druckräume in dem Spannzylinder trennt. Jeder Druckraum ist über eine Arbeitsleitung mit dem Wegeventil verbunden, wobei durch das Wegeventil beide Arbeitsleitungen sperrbar oder eine der Arbeitsleitungen mit der Ausgangsleitung des ersten Druckbegrenzungsventils und die andere mit einem Tank verbindbar sind.
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Vorzugsweise ist zwischen den beiden Arbeitsleitungen des Spannzylinders ein Wechselventil mit einer Überwachungsleitung angeordnet. Dieses verbindet die jeweils druckhöhere Arbeitsleitung mit der Überwachungsleitung, wobei über die Überwachungsleitung des Schaltkolbens zur Betätigung des Druckschalters mit dem Spanndruck beaufschlagt ist. Hierdurch ist der Spanndruck einfach von dem Verbraucher abgreifbar.
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Mit Vorteil sind der Ausgangsdruck auf den Regelkolben der Druckwaage und/oder der Spanndruck auf den Schaltkolben des Druckschalters gedrosselt beaufschlagt, und/oder die Druckmittelverbindung zwischen dem Tankanschluss und dem Tank des zweiten Druckreduzierventils ist gedrosselt.
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Eine Federkraft der Ventilfeder der Druckwaage kann zur Veränderung einer Druckdifferenz einstellbar sein.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren für eine vorstehende Drucküberwachungsschaltung wird in einem ersten Schritt das Wegeventil gesperrt und der Ausgangsdruck über die Druckwaage zu einem im Hydrospeicher gespeicherten Vergleichsdruck reduziert. In einem nächsten Schritt werden dann über das Wegeventil eine Arbeitsleitung des Verbrauchers mit der Ausgangsleitung und eine andere Arbeitsleitung des Verbrauchers mit dem Tank verbunden.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen Darstellung eine Drucküberwachungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 in einer vergrößerten Darstellung eine Druckwaage und einen Druckschalter aus der 1 ;
- 3 in einer vergrößerten Darstellung einen Regelkolben der Druckwaage aus 2;
- 4a - 4d eine beispielhafte Funktionsweise der Drucküberwachungsschaltung anhand mehrerer Diagramme;
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Drucküberwachungsschaltung 1 für eine Werkzeugmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel. Diese hat eine Pumpe 2 zur Druckmittelversorgung eines Verbrauchers 4. Bei dem Verbraucher 4 handelt es sich beispielsweise um einen Spannzylinder 4 einer Spannhydraulik. Bei einem bestimmten Spanndruck des Spannzylinders 4 wird von einer Drucküberwachung 6 ein Signal gegeben, um beispielsweise ein festes Einspannen eines Werkzeugs durch den Spannzylinder der Spannhydraulik an die Maschinensteuerung zu melden.
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Die Pumpe 2 hat einen mit einer Tankleitung 8 verbundenen Tankanschluss 10 und einen Arbeitsanschluss 12. Der Arbeitsanschluss 12 ist über eine Arbeitsleitung 14 mit einem Eingangsanschluss 16 eines 3-Wege-Druckreduzierventils 18 verbunden. Ein Ausgangsanschluss 20 des Druckreduzierventils 18 ist über eine Ausgangsleitung 22 mit einem 4/3-Wegeventil 23 in Druckmittelverbindung. Bei dem Druckreduzierventil 18 handelt es sich um ein vorgesteuertes Druckreduzierventil, mit einer internen Steuerölzuführung 24. Über eine Steuerleitung 26 wird ein Ventilkörper des Druckreduzierventils 18 mit einem Sekundärdruck im Ausgangsanschluss 20 bzw. der Ausgangsleitung 22 entgegen einer Federkraft einer Druckfeder 28 zur Reduzierung eines Primär- bzw. Eingangsdrucks in der Arbeitsleitung 14 beaufschlagt. Der Sekundärdruck wird unabhängig vom Eingangsdruck konstant gehalten.
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Das Wegeventil 23 hat einen mit der Ausgangsleitung 22 des Druckreduzierventils 18 verbundenen Druckanschluss P und einen an eine Tankleitung 30 angeschlossenen Tankanschluss T, wobei die Tankleitung 30 mit einem Tank 31 verbunden ist. An Arbeitsanschlüsse A und B des Wegeventils 23 ist der Spannzylinder 4 mit einer ersten und zweiten Arbeitsleitung 32 bzw. 34 angeschlossen. Der Spannzylinder 4 hat einen Spannkolben 36, der einen Zylinderraum 38 von einem mit einer Kolbenstange 40 durchsetzten Ringraum 42 trennt. Der Zylinderraum 38 ist dabei mit der ersten, in der 1 linken Arbeitsleitung 32 und der Ringraum 42 mit der zweiten Arbeitsleitung 34 verbunden.
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Ein Ventilschieber des Wegeventils 23 ist in der 1 in einer durch zwei Federn 44, 46 federzentrierten Sperrstellung 0 gezeigt. Über zwei Schaltelemente 48, 50 ist der Ventilschieber zum Einen in eine in der 1 linke Arbeitsposition a schaltbar, bei der der Ringraum 42 des Spannzylinders 4 mit der Ausgangsleitung 22 und der Zylinderraum 38 mit der Tankleitung 30 verbunden ist, und zum Anderen in eine in der 1 rechte Arbeitsposition b schaltbar, bei der Zylinderraum 38 mit der Ausgangsleitung 22 und der Ringraum 42 mit der Tankleitung 30 verbunden ist.
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Von der Ausgangsleitung 22 zweigt zwischen dem Druckreduzierventil 18 und dem Wegeventil 23 eine Zulaufleitung 52 zu einem Zulaufanschluss 54 einer schematisch dargestellten 3-Wege-Druckwaage 56 der Drucküberwachung 6 ab. Dieses ist des Weiteren über einen Ablaufanschluss 58 und einer Ablaufleitung 60 mit der Tankleitung 30 in Druckmittelverbindung. Die Druckwaage 56 ist in einem als Zwischenplatte ausgebildeten Ventilgehäuse 62 aufgenommen. Die Druckwaage 56 dient zur Druckminderung des Sekundärdrucks in der Ausgangsleitung 22 um eine vorab eingestellte Druckdifferenz zu einem Vergleichsdruck.
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In 2 wird in einem vergrößerten Ausschnitt der 1 der Aufbau der Drucküberwachung 6 erläutert. In dem Ventilgehäuse 62 ist eine Sacklochbohrung 64 eingebracht, in der in einem axialen Abstand voneinander zwei radial erweiterte Steuerkammern 66, 68 ausgebildet sind. Die in der 1 linke Steuerkammer 66 ist dabei über einen Tankkanal 70, in dem ein Dämpfungsdrossel 72 angeordnet ist, mit dem Ablaufanschluss 58 verbunden. Die rechte Steuerkammer 68 ist in Druckmittelverbindung mit dem Zulaufanschluss 54 über einen Zulaufkanal 74. In der Sacklochbohrung 64 ist ein Regelkolben 76 axial verschiebbar aufgenommen. Die Sacklochbohrung 64 ist mit einem Verschlusselement 78 verschlossen, wobei sich an diesem eine Druckfeder 79 abstützt und den Regelkolben 76 in Richtung eines Bohrungsgrunds 80 der Sacklochbohrung 64 belastet. Eine erste Stirnfläche 82 des Regelkolbens 76 ist über einen vom Zulaufkanal 74 abzweigenden Druckkanal 84, in dem eine Dämpfungsdrossel 86 angeordnet ist, mit dem Sekundärdruck bzw. Ausgangsdruck der Ausgangsleitung 22 entgegen der Federkraft der Druckfeder 79 beaufschlagbar.
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Der Regelkolben 76 begrenzt mit einer zweiten Stirnfläche 88 zusammen mit der Sacklochbohrung 64 und dem Verschlusselement 78 einen von der Druckfeder 79 abschnittsweise durchsetzten Druckraum 90. Von der zweiten Stirnfläche 88 her ist in den Regelkolben 76 eine Sacklochbohrung 92 eingebracht, von der aus sich in einem axialen Abstand voneinander zumindest zwei radiale Steuerkanäle 94, 96 erstrecken. Bei einer axialen Verschiebung des Regelkolbens 76 dient der in der 1 linke Steuerkanal 94 zur Steuerung der Durchgangsöffnung zur mit dem Tank 31 in Druckmittelverbindung stehenden Steuerkammer 66 und der rechte Steuerkanal 96 zur Steuerung einer Durchgangsöffnung zur mit der Ausgangsleitung 22 in Druckmittelverbindung stehenden Steuerkammer 68. In der in 2 gezeigten Position des Regelkolbens 76 ist die Durchgangsöffnung zur Steuerkammer 68 geöffnet und zur Steuerkammer 66 geschlossen.
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Der Druckraum 90 ist über einen Verbindungskanal 98 mit einem ebenfalls in dem als Zwischenplatte ausgebildeten Ventilgehäuse 62 aufgenommenen Druckschalter 100 verbunden. Von dem Verbindungskanal 98 zweigt ein mit einem Hydrospeicher 102 verbundener Speicherkanal 104 ab.
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Der Druckschalter 100 dient zur Betätigung einer elektrischen Schaltvorrichtung 106 und weist wie die Druckwaage 56 in dem Ventilgehäuse 62 eine Sacklochbohrung 108 auf, in der ein Schaltkolben 110 axial geführt ist. Die Sacklochbohrung 108 ist mit einem von einem Stößel 112 durchsetzten Verschlusselement 114 verschossen, wobei der Stößel 112 mit dem Schaltkolben 110 fest verbunden und koaxial zu diesem angeordnet ist. Der Schaltkolben 110 begrenzt mit einer stößelseitigen Ringstirnfläche 116, der Sacklochbohrung 108 und dem Verschlusselement 114 einen von dem Stößel 112 durchsetzten Ringraum 118, in dem der mit der Druckwaage 56 und dem Hydrospeicher 102 verbundene Verbindungskanal 98 mündet. Der Schaltkolben 110 ist somit über die Ringstirnfläche 116 mit dem Vergleichsdruck beaufschlagt.
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In dem Ringraum 118 ist des Weiteren eine den Stößel 112 umgreifende Druckfeder 120 angeordnet, die sich am Verschlusselement 114 abstützt und den Schaltkolben 110 in der gleichen Richtung wie der Vergleichsdruck belastet. Eine vom Ringraum 118 wegweisende Stirnfläche 121 des Schaltkolbens 110 ist mit dem höheren der Drücke in den Arbeitsleitungen 32, 34 des Spannzylinders 4 aus 1 beaufschlagt. Hierfür ist, siehe 1, zwischen den Arbeitsleitungen 32, 34 ein Wechselventil 122 angeordnet, an dessen Ausgang eine Überwachungsleitung 124 angeschlossen ist und dessen Eingänge mit den Arbeitsleitungen 32, 34 verbunden sind. Die Überwachungsleitung 124 wiederum ist mit einem im Ventilgehäuse 62 ausgebildeten und mit der Stirnfläche 121 des Schaltkolbens 110 in Druckmittelverbindung stehenden Überwachungskanal 126 verbunden. In diesem ist eine Dämpfungsdrossel 128 angeordnet.
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In der in 1 gezeigten Stellung liegt der Schaltkolben 110 mit der Stirnfläche 122 etwa an einem Bohrungsgrund 130 der Sacklochbohrung 108 an und der Stößel 112 ist zur Schaltvorrichtung 106 beabstandet. Die Schaltvorrichtung 106 hat einen Druckschalter 132, der über den Stößel 112 bei Verschiebung des Schaltkolbens 110 in Richtung des Druckschalters 132 betätigbar ist, wodurch ein elektrisches Signal ausgegeben wird. Die axiale Verschiebung des Schaltkolbens 110 in Richtung des Druckschalters 132 wird durch einen fest in dem Ventilgehäuse 62 integrierten, ringförmigen Kolbenanschlag 134 (siehe 1) begrenzt.
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Anhand der 1 bis 3 werden im Folgenden die unterschiedlichen Positionen des Regelkolbens 76 der Druckwaage 56 und des Schaltkolbens 110 des Druckschalters 132 erläutert.
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In der 2 ist der Schaltkolben 110 in einer Schaltposition gezeigt, bei der der Druckschalter 132 der Schaltvorrichtung 106 mit dem Stößel 112 betätigt ist. Der Regelkolben 76 der Druckwaage 56 befindet sich in einer Regelposition, bei der der Steuerkanal 96 mit der Steuerkammer 68 verbunden und somit der Druckraum 90 der Druckwaage 56, der Hydrospeicher 102 und der Ringraum 118 des Druckschalters 100 in Druckmittelverbindung mit der Ausgangsleitung 22 stehen.
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3 zeigt eine Sperrposition des Regelkolbens 76, bei der weder die linke noch die rechte Steuerkammer 66 bzw. 68 in 4 mit dem Steuerkanal 94 bzw. 96 in Druckmittelverbindung stehen.
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In der 1 ist die Durchgangsöffnung zwischen dem Steuerkanal 94 und der Steuerkammer 66 aufgesteuert und zwischen dem Steuerkanal 96 und der Steuerkammer 68 geschlossen.
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Die 4a bis 4d zeigen jeweils ein Diagramm aus einer Einsatzsimulation der Drucküberwachungsschaltung 1 und sollen beispielhaft zur Darstellung der Funktionsweise dienen. Die Abszisse der Diagramme zeigt jeweils eine Zeit zwischen 0 und 8 Sekunden. Die Ordinate der 4a bildet das Schaltsignal des Druckschalters 132 (siehe 1) und die Ordinate der 4b den Verschiebeweg des Regelkolbens 76 der Druckwaage 56 ab. Die Ordinate der 4c zeigt den Sekundärdruck in der Ausgangsleitung 22, den Spanndruck in der Überwachungsleitung 124, und den Vergleichsdruck der Drucküberwachung 6. Die Ordinate der 4d offenbart den Verschiebeweg des Schaltkolbens 110 des Druckschalters 100.
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In der Zeit zwischen 0 und 2 Sekunden in der 4c befindet sich die Drucküberwachungsschaltung 1 in einer Initialisierungsphase, bei der ein Vergleichsdruck in der Drucküberwachung 6 aufgebaut wird, was in der 4c mit dem Graphen des Vergleichsdrucks 136 ersichtlich ist. In dieser Phase ist das Wegeventil 23 in der 1 gezeigten Sperrstellung, so dass der Sekundärdruck der Ausgangsleitung 22 allein als Eingangsdruck für das Druckwaage 56 dient.
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Der Sekundärdruck wird durch die eingeschaltete Pumpe 2 aufgebaut, was durch den Graphen des Sekundärdrucks 138 in der 4c gezeigt ist. Mit dem Sekundärdruck wird der Regelkolben 76 der Druckwaage 56 entgegen der Federkraft der Druckfeder 79 beaufschlagt, wodurch dieser eine Hubbewegung ausführt, was mit dem Graphen des Kolbenhubs 140 in der 4b gezeigt ist. Hierdurch wird die Verbindung zur mit dem Tank 31 verbundenen Steuerkammer 66, wie in der 2 ersichtlich, zugesteuert und die mit der Ausgangsleitung 22 verbundene Steuerkammer 68 über den Steuerkanal 96 aufgesteuert, so dass ein etwa um die Federkraft der Druckfeder 79 reduzierter Vergleichsdruck über den Druckraum 90 auf die Stirnfläche 88 des Regelkolbens 76 wirkt. Der Graph des Vergleichsdrucks 136 ist in der 4c gezeigt.
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Die Pumpe 2 fördert in dieser Regelposition des Regelkolbens 76 Druckmittel über den Druckraum 90 zum Hydrospeicher 102 und dem Ringraum 118 des Druckschalters 100, wobei der Hydrospeicher 102 mit dem Vergleichsdruck aufgeladen wird. Nach etwa 1 Sekunde (siehe 4c) steigt der Sekundärdruck 138 und der Vergleichsdruck 136 weiter an, wobei der Hydrospeicher 102 geladen wird. Die Druckanstiege der beiden Drücke 136, 138 sind in etwa gleich, womit der Vergleichsdruck 136 sich etwa proportional zum Sekundärdruck 138 verhält. In der 4b ist erkennbar, dass der Regelkolben 76 der Druckwaage 56 einer Sekunde einen zusätzlichen Hub ausführt und somit die Durchgangsöffnung zwischen dem Steuerkanal 94 und der Steuerkammer 68 aus 3 weiter geöffnet ist.
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Nach etwa 2 Sekunden ist die Initialisierungsphase beendet, indem das Wechselventil 23 aus 1 in die Arbeitsposition b geschaltet wird und eine Überwachungsphase beginnt. Der Hydrospeicher 102 ist mit dem nach zwei Sekunden aufgebauten Vergleichsdruck geladen. In der Arbeitsposition b baut sich im Zylinderraum 38 des Spannzylinders 4 ein Spanndruck auf, der über das Wechselventil 122 und die Überwachungsleitung 124 auf die Stirnfläche 121 des Schaltkolbens 110 beaufschlagt ist (siehe 1) und mit dem Vergleichsdruck verglichen wird. Ein Graph des Spanndrucks 142 ist in der 4c gezeigt. Nach ca. 2,4 Sekunden übersteigt der Spanndruck 142 den Vergleichsdruck 136, wodurch sich der Schaltkolben 110 aus 1 entgegen dem Vergleichsdruck und der Federkraft der Druckfeder 120 bewegt und der Stößel 112 den Druckschalter 132 betätigt (siehe 2). Hierbei wird ein elektrisches Signal ausgegeben und beispielsweise zu einer Maschinensteuerung geleitet. Durch das elektrische Signal wird beispielsweise angezeigt, dass ein benötigter Spanndruck zum Einspannen eines Werkzeugs in eine Spannhydraulik erreicht ist. Ein Graph in 4d zeigt den Hub 144 des Schaltkolbens 110 und ein Graph in 4a das Schaltsignal 146. In der Überwachungsphase befindet sich der Regelkolben 76 der Druckwaage 56 im Wesentlichen in der in 3 gezeigten Position.
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Nach etwa 4 Sekunden soll das Spannen beispielsweise einer Spannhydraulik beendet werden, weswegen das Wegeventil 23 aus der 1 in die Arbeitsposition a geschaltet wird und somit der Ringraum 42 mit der Ausgangsleitung 22 und der Zylinderraum 38 mit der Tankleitung 30 verbunden wird. Durch die Entlastungsbewegung des Spannkolbens 36 wird zum einen der Spanndruck 142 in der 4c und zum anderen der Sekundärdruck 138 in der Ausgangsleitung 22 abgebaut.
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Der Vergleichsdruck 136 wird durch den Hydrospeicher 102 konstant aufrecht gehalten, wodurch sich der Regelkolben 76 durch den verminderten Sekundärdruck 138 in der 3 nach rechts bewegt, was durch den verminderten Hub 140 in der 4b gezeigt ist, und mit dem Steuerkanal 94 die Durchgangsöffnung zur Steuerkammer 66 und somit zum Tank 31 aufsteuert und mit dem Steuerkanal 96 die Durchgangsöffnung zur Steuerkammer 68 zusteuert. Sinkt der Spanndruck 142 in 4c etwa unterhalb des Vergleichsdrucks 136, so führt der Schaltkolben aus 2 einen Hub 144 (siehe 4d) weg vom Druckschalter 132 aus, wodurch das elektrische Schaltsignal 146 aus 4a ausgeschaltet wird.
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In der Initialisierungsphase wird der Vergleichsdruck 136 der Drucküberwachung 6 aus der 4c fluidisch eingestellt. Statt einer beliebigen Erhöhung ist auch eine Erniedrigung des Vergleichsdrucks 136 denkbar. In der Überwachungsphase wird somit kein absoluter Vergleichsdruck, wie im Eingangs erläuterten Stand der Technik, überwacht, sondern es wird überwacht, ob der Spanndruck den zuvor eingestellten Vergleichsdruck erreicht bzw. überschreitet. Es ist somit keine Einstellmechanik mehr notwendig.
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Mit der Druckwaage 56 ist der Vergleichsdruck in Abhängigkeit des Sekundärdrucks selbständig nachführbar. Ein Abstand zwischen dem Vergleichs- und dem Sekundärdruck wird über die Federkraft der Feder 79 eingestellt. Die Federkraft wird über eine Einschraubtiefe des Verschlusselements 78, an dem sich die Feder 79 abstützt, verändert.
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Offenbart ist eine Drucküberwachungsschaltung mit einem Druckreduzierventil, welches ausgangsseitig beispielsweise einen Spannzylinder mit einem Spanndruck beaufschlagt. Während einer Initialisierungsphase wird in der Drucküberwachungsschaltung ein Vergleichsdruck über eine Druckwaage erzeugt. In einer Überwachungsphase des Spanndrucks wird der Spanndruck durch einen Schaltkolben mit dem Vergleichsdruck verglichen und ein angebauter Schalter bei ausreichendem Spanndruck betätigt. Hierbei wird kein Absolutwert des Spanndrucks überwacht sondern geprüft, ob der Spanndruck den voreingestellten Vergleichsdruck erreicht bzw. überschreitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drucküberwachungsschaltung
- 2
- Pumpe
- 4
- Spannzylinder/Verbraucher
- 6
- Drucküberwachung
- 8
- Tankleitung
- 10
- Tankanschluss
- 12
- Arbeitsanschluss
- 14
- Arbeitsleitung
- 16
- Eingangsanschluss
- 18
- 3-Wege-Druckreduzierventil
- 20
- Ausgangsanschluss
- 22
- Ausgangsleitung
- 23
- Wegeventil
- 24
- Steuerölzuführung
- 26
- Steuerleitung
- 28
- Druckfeder
- 30
- Tankleitung
- 31
- Tank
- 32
- Arbeitsleitung
- 34
- Arbeitsleitung
- 36
- Spannkolben
- 38
- Zylinderraum
- 40
- Kolbenstange
- 42
- Ringraum
- 44
- Feder
- 46
- Feder
- 48
- Schaltelement
- 50
- Schaltelement
- 52
- Zulaufleitung
- 54
- Zulaufanschluss
- 56
- Druckwaage
- 58
- Ablaufanschluss
- 60
- Ablaufleitung
- 62
- Ventilgehäuse
- 64
- Sacklochbohrung
- 66
- Steuerkammer
- 68
- Steuerkammer
- 70
- Tankkanal
- 72
- Dämpfungsdrossel
- 74
- Zulaufkanal
- 76
- Regelkolben
- 78
- Verschlusselement
- 79
- Druckfeder
- 80
- Bohrungsgrund
- 82
- Stirnfläche
- 84
- Druckkanal
- 86
- Dämpfungsdrossel
- 88
- Stirnfläche
- 90
- Druckraum
- 92
- Sacklochbohrung
- 94
- Steuerkanal
- 96
- Steuerkanal
- 98
- Verbindungskanal
- 100
- Druckschalter
- 102
- Hydrospeicher
- 104
- Speicherkanal
- 106
- Schaltvorrichtung
- 108
- Sacklochbohrung
- 110
- Schaltkolben
- 112
- Stößel
- 114
- Verschlusselement
- 116
- Ringstirnfläche
- 118
- Ringraum
- 120
- Druckfeder
- 121
- Stirnfläche
- 122
- Wechselventil
- 124
- Überwachungsleitung
- 126
- Überwachungskanal
- 128
- Dämpfungsdrossel
- 130
- Bohrungsgrund
- 132
- Druckschalter
- 134
- Kolbenanschlag
- 136
- Graph Vergleichsdruck
- 138
- Graph Sekundärdruck
- 140
- Graph Hub des Regelkolbens
- 142
- Graph Spanndruck
- 144
- Graph Hub des Schaltkolbens
- 146
- Graph Schaltsignal
