DE1750627C

DE1750627C - Control device for hydraulic drive

Info

Publication number: DE1750627C
Authority: DE
Inventors: Hubert 8775 Partenstein Bernd
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für einen hydraulischen Antrieb, insbesondere zur Betätigung der Vorschubeinheit von Werkzeugmaschinen, wobei das die Geschwindigkeit des hydraulischen Antriebs beeinflussende Stromregelgerät in der Abflußleitung des hydraulischen Antriebs angeordnet ist.The invention relates to a control device for a hydraulic drive, in particular for actuation the feed unit of machine tools, which is the speed of the hydraulic Drive influencing flow control device arranged in the drain line of the hydraulic drive is.

Bei Werkzeugmaschinen besteht die Forderung, daß der Beginn des Vorschubbetriebes ruckfrei erfolgt. Dies wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß in der während der Vorschubbewegung mit der Druckmittelquelle verbundenen Arbeitsleitung des hydraulischen Antriebes ein die Vorschubgeschwindigkeit bestimmendes Stromregelgerät und in der bei diesem Betriebszustand des hydraulischen Antriebes mit dem Tank in Verbindung stehenden Arbeitsleitung ein Vorspann- oder Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Das Vorspannoder Druckbegrenzungsventil muß so hoch eingestellt sein, daß die Vorschubeinheit infolge der an ihr angreifenden in Richtung d^r Vorschubbewegung wirkenden äußeren Kräfte dem hydraulischen Antrieb nicht davonläuft. Da diese Kräfte nur ungenau zu ermitteln sind, wird aus Sicherheitsgründen der Ansprechdruck des Vorspann- oder Druckbegrenzungsventils relativ hoch eingestellt.With machine tools there is a requirement that the start of the feed operation without jerks he follows. This is achieved in a known manner in that in the during the feed movement with the pressure medium source connected working line of the hydraulic drive a feed rate determining flow control device and in this operating state of the hydraulic Actuator with the working line connected to the tank, a preload or pressure relief valve is arranged. The preload or pressure relief valve must be set so high that the feed unit as a result of the their attacking in the direction of the feed movement acting external forces does not run away from the hydraulic drive. Since these forces are only inaccurate are determined, the response pressure of the preload or pressure relief valve is used for safety reasons set relatively high.

Dieser eingestellte D/uck n.uß zusätzlich von der Druckmittelqueüe aufgebracht werden, so daß der Gesamt« rkungsgrad des hydrai; ischen Antriebes um diesen Betrag herabgesetzt wird.This set pressure also depends on the Druckmittelqueuee are applied, so that the overall «rkungsgrad of the hydrai; ical drive this amount is reduced.

Dieser durch die Anordnung eines Vorspann- oder Druckbegrenzungsventils bedingte Energieverlust kann in bekannter Weise dadurch behoben werden, daß das Stromregclgerat in die während der Vorschubbewegung mit dem Tank in Verbindung stehenden Arbeitsleitung eingebaut wird.This loss of energy caused by the arrangement of a preload or pressure relief valve can be remedied in a known manner in that the Stromregclgerat in the during the feed movement working line connected to the tank is installed.

Bei dieser den Abfluß des hydraulischen Antriebes regelnden Anordnung des Stromregelgeräii-., kann auf ein den Wirkungsgrad der hydraulischen Antriebseinrichtung beeinträchtigendes Vorspann- oder Druckbegrenzungsventil vcr/ichtct werden. Diese sogenannte Abflußregelung des hydraulischen Antriebes hat den Nachteil, daß boi I inlcitcn der Vor Schubbewegung /uniichst ein Aiif;ili. sprung des hydraulischen Antriebes auftritt. Dieser Anfahrsprung ist ilarauf zurückzuführen, daß d.is Stromregelgerät erst Hei einem bestimmten Druck des Arbeitsmcdiums anspricht und deshalb /.unächst bis zur Eneichung dieses Druckes zwischen Abflußseile des hydraulischen Antriebes und Stromrcgelgerät durch Komprimierung des Arbeitsmediums der hydraulische Antrieb mit den Anfahrsprung bewirkenden erhöhter Geschwindigkeit anfährt.In this arrangement of the flow control device, which regulates the discharge of the hydraulic drive, can open a pretensioning or tensioning device which adversely affects the efficiency of the hydraulic drive device Pressure relief valve are closed. This so-called flow control of the hydraulic drive has the disadvantage that boi I inlcitcn the above Push movement / uniichst an Aiif; ili. jump of the hydraulic drive occurs. This jump start is due to the fact that the current control device only when it responds to a certain pressure of the working medium and therefore / Adjustment of this pressure between the drainage cables of the hydraulic drive and the flow control device Compression of the working medium of the hydraulic drive with the starting jump causing increased Speed starts.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Steuereinrichtung für einen hydraulischen Antrieb mit in dessen Abfluß liegendem Stromregelgerät zu schaffen, die den Anfahrsprung beim Einleiten der Vorschubbewegung weitgehend unterbindet. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in der Abflußleitung zusätzlich ein aufsteuerbares Sperrventil angeordnet ist.The object of the invention is to provide a control device for a hydraulic drive to create with lying in its drain flow control device that the start-up jump when initiating the Feed movement largely prevented. According to the invention this is achieved in that in the Drain line is also arranged an openable shut-off valve.

Der hydraulische Antrieb wird vor dem Aufsteuern des Sperrventils zunächst durch Umsteuern eines Wegeventils mit Druck beaufschlagt. Somit steht der abflußseitigc Zylinderraum und der bis zum Sperrventil sich erstreckende Leitungsabschnilt bei Aufsteuern des Sperrventils bereits unter Druck, so daß das die Vorschubbewegung bestimmende Stromrcgelgerät sofort nach dem Aufsteuern des Sperrventils voll wirksam ist.Before the shut-off valve is opened, the hydraulic drive is first activated by reversing a Directional valve pressurized. Thus there is the cylinder space on the outflow side and the one up to the shut-off valve extending line section is already under pressure when the shut-off valve is opened, so that the flow control device determining the feed movement immediately after the shut-off valve has been opened is fully effective.

Vorteilhafterweise wird als aufsteuerbares Sperrventil ein an sich bekanntes aufsteuerbares Rückschlagventil eingesetzt.An openable check valve, known per se, is advantageously used as the openable check valve used.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Sperrventil im Leitungsabschnitt zwischen hydraulischem Antrieb und Stromregelgerät angeordnet und der Leitungsabschnitt zwischen Sperrventil und Strom-In a further embodiment of the invention, the check valve is in the line section between hydraulic Drive and flow control device arranged and the line section between the shut-off valve and flow

l: regelgerät mit einer abschaltbaren Druckmittelquelle verbunden. Durch die Anordnung des aufsteuerbaren Sperrventils in dem Leitungsabschnitt zwischen hydraulischem Antrieb und Stromrege'.gerät ergibt sich der Vorteil, daß mit dem Zusteuern des Sperrventils der hydraulische Antrieb nachlauffrei zum Stillstand kommt und durch das Zuschalten einer Druckmittelquelle zwischen Sperrventil und Stromregelgerät letzteres in seiner Arbeitsstellung bei geschlossenem Sperrventil verharrt, so daß beiml: control device with a pressure medium source that can be switched off connected. Due to the arrangement of the openable shut-off valve in the line section between hydraulic drive and Stromrege'.gerät there is the advantage that with the control of the shut-off valve the hydraulic drive comes to a standstill without overrunning and by switching on a Pressure medium source between the shut-off valve and flow control device, the latter in its working position closed shut-off valve persists, so that when

ao Wiederaufsteuern des Sperrventils eine ruckfreie Vorschubbewegung des hydraulischen Antriebes gewährleistet bleibt.ao reopening of the shut-off valve a jerk-free feed movement of the hydraulic drive remains guaranteed.

An den Leitungsabschnitt zwischen Sperrventil und Stromregelgerät wird zweckmäßigerweise die Dnick-The line section between the shut-off valve and the flow control device is expediently

mittelquelle da hydraulischen Antriebes angeschlossen. medium source because hydraulic drive is connected.

In Weiterbildung der Erfindung führt die zum Leitungsabschnitt zwischen Sperrventil und Stromregeigerät führende Druckmittelleitung und die zum Sperrventil führende Steuerleitung über ein Vierwegeventil mit Vorwärts- und Rückwärtsstellung, vobei in der Druckmittelleitung zwischen Vierwegeventil und Leitungsabschnitt zwifhen Sperrventil und Stromregelgerät ein in Richtung des Vierwegeventils schließendes Rückschlagventil angeordnet ist Beim Umschalten des Vi> Wegeventils von der Vorwärts- in die Rückwärtsstellung wird die zum Sperrventil führende Steuerleitung mit der Druckmittelquelle zum Aufsteuern des Sperrventils verbunden, während eine Verbindung der zum Leitungsabschnitt zwischen Sperrventil und Stromregelgerät führenden Druckmittelleitung mit dem Tank durch das Rückschlagventil unterbunden bleibt, so daß der Druck vor dem Stromrcgelgerät während des Umschaltvorganges zum Einleiten der Vorschubbewegung des hydraulischen Antriebes aufrechterhalten bleibt.In a further development of the invention, this leads to the line section between the shut-off valve and the flow regulator leading pressure medium line and the control line leading to the shut-off valve via a four-way valve with forward and reverse position, in the pressure medium line between the four-way valve and line section between shut-off valve and flow control device in the direction of the four-way valve closing check valve is arranged When switching the Vi> Directional valve from the forward to the reverse position becomes the one leading to the shut-off valve Control line connected to the pressure medium source for opening the shut-off valve, while a Connection of the pressure medium line leading to the line section between the shut-off valve and the flow control device remains tied to the tank by the check valve, so that the pressure before the Stromrcgelgerät during the switching process to initiate the feed movement of the hydraulic Drive is maintained.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing.

In der Figur ist mit 1 eine hydraulische Regel-In the figure, 1 is a hydraulic control

pumpe als Druckmittel(|uellü hc/eichnct, die von einem Motor 2 angetrieben wird. Die Druckleitung 3 der Regelpumpc 1 führt ?u einem magnetbetätigten Vierwegeventil 4 mit drei Schaltstellungen a, b und c, von dem die Arbeitsleitungcn /1 und B zu dem alspump as pressure medium (| uellü hc / eichnct, which is driven by a motor 2. The pressure line 3 of the control pump 1 leads? u to a solenoid-operated four-way valve 4 with three switching positions a, b and c, from which the working lines cn / 1 and B to the as

Arbeitszylinder 5 ausgebildeten hydraulischen Antrieb führen. In Richtung des Pfeiles 6 führt die mit dem Kolben 7 kraftschlüssig verbundene Kolbenstange 8 ihre Vorschubbewegung aus, so daß während dieser Bewegung die Arbeitsleitung B die AbflußleitungWorking cylinder 5 trained hydraulic drive lead. In the direction of the arrow 6, the piston rod 8, which is positively connected to the piston 7, carries out its advancing movement, so that the working line B is the drainage line during this movement

öo bildet Demgemäß ist in der Arbeitsleitung/? ein Stromrcgelgerät 9 zur Festlegung der Vorschubgeschwindigkeit der Kolbenstange 8 angeordnet. Das Stromrcgelgerät ist mit einer Umgehungsleitung 10 mit Rückschlagventil 11 verschen, um bei einer Um-öo forms accordingly in the work management /? one Stromrcgelgerät 9 arranged to determine the feed speed of the piston rod 8. The Stromrcgelgerät is given away with a bypass line 10 with a check valve 11 in order to

«5 kclming der Strömungsrichtung zu Herbeiführung des Rückhubes der Kolbenstange 8 ein ungehindertes Zuströmen des Druckmittels zum Zylinderraum 12 zu gewährleisten.«5 kclming the direction of flow to bring about the Return stroke of the piston rod 8, an unimpeded flow of the pressure medium to the cylinder space 12 to guarantee.

In den Leitiingsahschnitt O 1 zwischen Zylinderraum 12 und Stromregelgerät 9 ist ein aufsteuerbares Rückschlagventil 13 angeordnet, dessen Steuerleitung 14 zu einem magnetbetätigten Vierwegeventil 15 mit finer Vorwärtsstellung α und einer Rückwärtsstellung ft führt. Zu dem Vierwegeventil 15 führt ferner tine mit einem Rückschlagventil 16 versehene Druckleitung 17, die am linderen Ende zwischen aufsteiierli:iiem Rückschlagventil 13 und Stromregelgerät 9 in den Leitungsabschnilt B 1 mündet. Über die Leitung 18 ist das Vierwegeventil an der Druckleitung 3 der Uegelpumpe 1 angeschlossen.In the Leitiingsahschnitt O 1 between the cylinder chamber 12 and the flow control device 9, a controllable check valve 13 is arranged, the control line 14 of which leads to a solenoid-operated four-way valve 15 with a fine forward position α and a reverse position ft. A pressure line 17 provided with a check valve 16 also leads to the four-way valve 15, which opens into the line section B 1 at the lower end between the ascending check valve 13 and the flow control device 9. The four-way valve is connected to the pressure line 3 of the level pump 1 via the line 18.

In der gezeigten Umlaufstellung ft des Vierwege-' -mil; 4 ist die Druckleitung 3 mit der Tankleitung I^ verbunden. Durch den in der Tankleitung 19 vorgesehenen Filter 20 baut sich in der Tankleitung 3 und den in dieser Schaltstellung aes Vierwegeventils 4 mit der Druckleitung 3 verbundenen ,irbeitsleitungen/f und B ein geringer Druck entsprechend den Durchflußwiderständen im Leitungssystem und im Filter 19 auf.In the shown orbital position ft of the four-way '-mil; 4, the pressure line 3 is connected to the tank line I ^. Due to the filter 20 provided in the tank line 19, a low pressure builds up in the tank line 3 and in the working lines / f and B connected to the pressure line 3 in this switching position aes four-way valve 4, corresponding to the flow resistances in the line system and in the filter 19.

In der Vorschuhntellung <· des Vierwegeventils 4 ist die Arbeitsleitung/) mit der Druckleitung 3 und die Arbeitsleitung B mit der Tankleitung 19 verbunden Bei geschlossenem Rückschlagventil 13 im I.eituncsabschnitt B 1 kann sich der Kolben 7 mit Kolbenstange 8 nur um einen geringen der Komprimierung der im Zylinderraum 12 und der im Leitungsubv.hnittßl zwischen Zylmderraum 12 und Rückschlagventil 13 eingeschlossenen Arbeitsflüssigkeit entsprechenden Betrag verschieben.In the Vorschuhntellung <· the four-way valve 4 is the working line /) to the pressure line 3 and the working line B to the tank line 19 are connected with closed non-return valve 13 in the I.eituncsabschnitt B 1, the piston 7 with piston rod 8 can only by a small compression the corresponding amount of working fluid enclosed in the cylinder chamber 12 and the working fluid enclosed in the conduit between cylinder chamber 12 and check valve 13.

in der gezeigten Vorlaufstellung u des Vierwege veinils 15 ist die /um Rückschlagventil 13 führende Steiierleitung 14 mit der Tankleitung 21 verbunden und die I..'llung 18 mit der Druckleitung 3 der Regel· pumpe 1.In the flow position u shown of the four-way valve 15, the control line 14 leading around the non-return valve 13 is connected to the tank line 21 and the line 18 is connected to the pressure line 3 of the regulating pump 1.

Durch die Verbindung der Leitu'iu 17 mit der Druckleitung 3 der Regelpumpe ist in der Sclialtstelliing <' des Vierwegcventils 4 ein Druckflüssigkeitsumlauf über das Stromregelgerii¹ 9 sichergestellt. Im I citung'wibschnitt B 1 /wischen Stromregeigerät 9 und Rückschlagventil 13 baut sich ein Druck entsprechend de- Finslellung des Stromregelger;ltcs9 auf. Beim ! Anschalten des Wegeventils J5 von der Vorwärts in die Rückwärtsstellung ft ist die /um Sperrvenl 1 13 führende Steuerleitung 14 über l.eiliingsabsc riitt 18 mit der Druckleitung 3 der Regel pumpe 1 verbunden. Damit wird das Sperrventil angesteuert u.:d die Verbindung des Zylinderraum s 12 über T eiUingsabschnitt B 1, Sperrventil 11, Stromregclgerat 9, Arbeitsleitung S und Wegeventil 4 mit der Tankleitung 19 hergestellt und die Vorschubbewegung des Kolbens 7 mit Kolbenstange 8 eingeleitet. Da sich das Stromregelgcrät 9 vor dem Umschaltvrrgang des Wegeventils 15 durch den Druckflüssigkeitsumlauf über Leitung 17 in Arbeitsstellung befand und während des U;nschallvorgaiiges des Wegeventils 15 infolge des Rückschlagventils 16 die Leitung 17 "riter Pumpendruck bleibt, ist beim Aufstcuern des Sperrventils 13 lediglich noch ein Anheben des Drucxcs zwischen Stromregelgcrät 9 und Sperrventil 13 auf den zwischen Zylinderraum 12 und Sperrventil 13 herrschenden Druck erforderlich.By connecting the Leitu'iu 17 to the pressure line 3 of the variable capacity pump of Vierwegcventils 4 ensures a pressure fluid circulating on the Stromregelgerii ¹ 9 in the Sclialtstelliing <'. In the section B 1 / between the flow regulator 9 and the check valve 13, a pressure builds up in accordance with the definition of the flow regulator. At the ! When the directional control valve J5 is switched from the forward to the reverse position ft, the control line 14 leading to / around the locking valve 13 is connected to the pressure line 3 of the regulating pump 1 via a l.eiliingsabsc riitt 18. This activates the shut-off valve and establishes the connection between the cylinder chamber s 12 via T eiUingsabschnitt B 1, shut-off valve 11, Stromregclgerat 9, working line S and directional control valve 4 with the tank line 19 and initiates the advance movement of the piston 7 with the piston rod 8. Since the flow control device 9 was in the working position prior to the switching process of the directional valve 15 through the hydraulic fluid circulation via line 17 and during the U; It is necessary to raise the pressure between the flow control device 9 and the shut-off valve 13 to the pressure prevailing between the cylinder space 12 and the shut-off valve 13.

Die hierbei auftretende Komprimierung der Arbeitsflüssigkeit zwischen Sperrventil 13 und Stromrcgelgcrät9 ist für den Anfahrvorgang des Arbeilszylinders 5 praktisch ohne Bedeutung, da der damit verbundene Anfahrsprung unterhalb der zulässigen Grenzen liegt.The resulting compression of the working fluid between the shut-off valve 13 and Stromrcgelgcrät9 is practically insignificant for the start-up process of the working cylinder 5, as it does associated approach jump is below the permissible limits.

Wird das Wegeventil 15 wieder in seine Ausgangsstellung/i verschoben und damit die Steuerleitung 34If the directional control valve 15 is returned to its starting position / i shifted and thus the control line 34

mit der zum Tank T führenden Leitung 21 verbunden, schließt das Sperrventil Ϊ3 den Leitungsabschnitt ß 1 ab, so daß der Kolben 7 mit Kolbenstange 8 sofort mm Stehen kommt. Hin Nachlauf des Kolbens 7 ist somit ausgeschlossen und damit einconnected to the line leading to tank T. line 21, closes the shutoff valve Ϊ3 the line section ß 1 so that the piston 7 comes with the piston rod 8 immediately mm standing. Towards running of the piston 7 is thus excluded and thus a

ίο starres Antriebssystem gesehalien.ίο rigid drive system.

Das Zurückfahren des Kolbens 7 in seine Ausgangsstellung erfolgt durch Umschalter, ties Wegeventils 4 in Schaltstellung α. In dieser Schaltstellung strömt die Druckflüssigkeit von der Druckleitung 3 in die Arbeitsieitung B und von dort weiter durch die Umgehungsleitung 10 rr>* Rückschlagventil 11 des Stromregclgerätes 9 und veiter durch den Leitungsabschnitt mit als Rückschlagventil ausgebildeten Sperrventil 13 in den Zylinderraum 12. Die Arbeits-The return of the piston 7 to its starting position is carried out by a switch, ties the directional control valve 4 in switching position α. In this switching position, the pressure fluid flows from the pressure line 3 into the working line B and from there through the bypass line 10 rr> * check valve 11 of the flow control device 9 and further through the line section with the check valve designed as a check valve 13 into the cylinder chamber 12. The working

ao leitung A ist in Schaltstellung α des Wegeventils 4 mit de»- Tankleitung 19 verbunden. Das Zurückfahren des Kolbens 7 in seine Ausgangsstellung ist unabhängig von der Schaltstellung des den Vorschub des Arbeitszylinders steuernden Wegeventils Ϊ5. Ao line A is connected to the tank line 19 in switching position α of the directional control valve 4. The return of the piston 7 to its starting position is independent of the switching position of the directional control valve Ϊ5 which controls the advance of the working cylinder.

Claims

Patent claims:

1. Control device for a hydraulic drive, in particular for actuating the feed unit of machine tools, wherein the Stromregeigera influencing the speed of the hydraulic drive. is arranged in the discharge line of the hydraulic drive, characterized in that an openable shut-off valve f 1?> is additionally arranged in the discharge line (B).

2. Control device according to claim 1, characterized in that the check valve (13) as hydraulically unlockable check valve is formed from.

3. Control device according to tlen claims I or 2. characterized in that the shut-off valve (13) / wipe hydraulic drive (5) and flow control device (*>) is arranged in the Abflussleitunp (B) and the Leitiingsahschnitt between the shut-off valve (13) and flow control device (9) connect with a switchable Druckmiltcli | uclle (1) ?; is.

4. Control device according to claim 3, dailun.!; marked that the line section (/ M) between shut-off valve (13) and flow control valve (^) is connected to the pressure medium (1) of the hydraulic drive.

5 You .einrichtung according to claims I. bi '4 or one of the same, thereby gckenn / .cich-

, ^r ) 5 net that the Diuckmittclleitung (17) leading to the line section (BI) between the shut-off valve (13) and Stromregdgerät (9) and the Steiierleitung (14) leading to the shut-off valve (13) via a Vierwcpcvenlii (15) with forward and Reverse position leads, whereby in the pressure transmission line (17) between the four-way valve (15) and F.inmündungsstcllc in the l.citungsabschnitt (B 1) between the shut-off valve (13) and flow control device (9) a backward closing in the direction of the directional valve (15)

Γ'Γ) check valve (ICi) is arranged.

fi. Method for controlling a hydraulic anIi! bes mil helps: after a control device one or more of claims I to. '\

characterized in that when the feed movement is initiated, one working line (A) of the hydraulic drive (5) is connected to the pressure medium source (1) and the other working line (B) is connected to the tank by means of a directional valve (4, switch position c) and then the shut-off valve (13) in the working line (Ö) is opened into the reverse position (switching position b) by actuating the directional valve (15)

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings