DE19953861B4 - Ventilanordnung - Google Patents

Ventilanordnung Download PDF

Info

Publication number
DE19953861B4
DE19953861B4 DE1999153861 DE19953861A DE19953861B4 DE 19953861 B4 DE19953861 B4 DE 19953861B4 DE 1999153861 DE1999153861 DE 1999153861 DE 19953861 A DE19953861 A DE 19953861A DE 19953861 B4 DE19953861 B4 DE 19953861B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
hydraulic fluid
pressure
valve arrangement
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999153861
Other languages
English (en)
Other versions
DE19953861A1 (de
Inventor
Konrad Schnupp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE1999153861 priority Critical patent/DE19953861B4/de
Publication of DE19953861A1 publication Critical patent/DE19953861A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19953861B4 publication Critical patent/DE19953861B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/027—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/041—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3105—Neutral or centre positions
    • F15B2211/3111—Neutral or centre positions the pump port being closed in the centre position, e.g. so-called closed centre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3144—Directional control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/42—Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/426—Flow control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/45—Control of bleed-off flow, e.g. control of bypass flow to the return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50518—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50536—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using unloading valves controlling the supply pressure by diverting fluid to the return line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/521—Pressure control characterised by the type of actuation mechanically
    • F15B2211/523—Pressure control characterised by the type of actuation mechanically manually, e.g. by using a lever or pedal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/52—Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/528—Pressure control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/55—Pressure control for limiting a pressure up to a maximum pressure, e.g. by using a pressure relief valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/57—Control of a differential pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/575—Pilot pressure control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/76—Control of force or torque of the output member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid-Driven Valves (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Ventilanordnung mit einem in einem Steuerraum (1) bewegbaren Cartridge-Kolben (2), wobei der Steuerraum (1) einen axialen Anschluss (3) zur Zuführung einer ersten Hydraulikflüssigkeit, einen radialen Anschluss (4) zur Ableitung der ersten Hydraulikflüssigkeit in einen Tank (5) sowie einen rückseitigen Anschluss (6) aufweist, wobei der rückseitige Anschluss (6) mit dem axialen Anschluss (3) mittels einer Steuerleitung (7) verbunden ist, welche über ein regelbares Druckproportionalventil (8) mit einer Ablaufleitung (9) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Cartridge-Kolben (2) durch die Verbindung mit einer Kolbenstange (10) einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit (11) mittels einer zweiten Hydraulikflüssigkeit über ein regelbares Stetigventil (12) unabhängig von Druck der ersten Hydraulikflüssigkeit betätigbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Im einzelnen betrifft die Erfindung eine Ventilanordnung unter Verwendung eines sogenannten Cartridge-Ventils, welches einen Hauptkolben umfaßt, der in einem Steuerraum bewegbar angeordnet ist und der über einen axialen Anschluß mit Fluiddruck beaufschlagt wird, während in dem rückseitigen Steuerraum über eine Steuerleitung der Fluiddruck der Rückseite des Kolbens zugeleitet wird. Durch Druckentlastung der Steuerleitung mittels eines Proportionalventils kann der auf die Rückseite wirkende Druck vermindert werden, so dass der Kolben öffnet und einen Teil des Hydraulikfluids in eine Ablaufleitung abläßt.
  • Die Verwendung eines derartigen Ventils ist beispielsweise aus der DE 43 12 589 C2 vorbekannt. Diese Druckschrift zeigt ein hydraulisches System für eine Umformpresse, mit der ein Werkstück unter unmittelbarer Beaufschlagung durch eine hydraulische Flüssigkeit umgeformt wird. Dabei ist ein Druckübersetzer vorgesehen, der ein Gehäuse, einen Primärkolben, der einen Zylinderraum des Gehäuses in einen ersten und einen zweiten Druckraum trennt, die mit einer Druckquelle bzw. mit einem Vorratsbehälter verbindbar sind, und als Sekundärkolben einen Tauchkolben umfaßt, dessen Wirkfläche wesentlich kleiner als eine Wirkfläche des Primärkolbens ist, von dessen Wirkfläche ein Arbeitsraum für die hydraulische Flüssigkeit begrenzt ist und der zum Druckaufbau in der hydraulischen Flüssigkeit zusammen mit dem Primärkolben verschiebbar ist. Dabei ist vorgesehen, daß ein Ventil vorhanden ist, über das während des Druckaufbaus in der hydraulischen Flüssigkeit die beiden Druckräume beidseits des Primärkolbens bis zu einem bestimmten Druck oder bis zu einem bestimmten Weg des Primärkolbens mit einander verbindbar sind und Druckmittel aus dem zweiten Druckraum in den ersten Druckraum verdrängbar ist.
  • Die vorbekannte Ventilanordnung mit dem beschriebenen Cartridge-Ventil weist den Nachteil auf, daß das Regelverhalten relativ träge ist, so daß insbesondere bei niedrigen Drücken keine zufriedenstellende Druckregelung möglich ist.
  • Insbesondere bei Umformvorgängen, beispielsweise beim Außenhochdruckumformen oder beim Innenhochdruckumformen ist es erforderlich, das Arbeitsmedium, nämlich Wasser, hinsichtlich seines Druckverlaufs exakt zu regeln, um eine vorgegebene Druckkurve möglichst exakt einhalten zu können. Aus wirtschaftlichen Gründen erfolgt dabei die Umformung in einem möglichst kurzen Zeitraum. Dabei wird insbesondere bei komplexen Werkstücken eine relativ große Menge an Umformmedium (Wasser) in relativ kurzer Zeit verdrängt. Die Regelung des Wasserdrucks in einem Wasserkasten eines Umformwerkzeuges während der Verdrängungsphase muß deshalb mit hoher Präzision erfolgen. Dies ist mit den bekannten Ventilanordnungen nicht möglich. Insbesondere bei niedrigen Drücken in der Anfangsphase der Umformung kann die bekannte Ventilanordnung nicht oder nur ungenügend den vorgegebenen Druck-Sollwerten folgen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher Herstellbarkeit ein hohes Maß an Betriebssicherheit aufweist und eine exakte Regelung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kennzeichnenden Merkmale, des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Erfindungsgemäß ist somit eine Ventilanordnung mit einem in einem Steuerraum bewegbaren Kolben vorgesehen, wobei der Steuerraum einen axialen Anschluß zur Zuführung einer ersten Hydraulikflüssigkeit, einen radialen Anschluß zur Ableitung der ersten hydraulischen Flüssigkeit in einen Tank sowie einen rückseitigen Anschluß aufweist, wobei der rückseitige Anschluß mit dem axialen Anschluß mittels einer Steuerleitung verbunden ist, welche über ein regelbares Druckproportionalventil mit einer Ablaufleitung in Verbindung steht. Dabei ist vorgesehen, daß der Kolben mit einer Kolbenstange einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist, welche mittels einer zweiten hydraulischen Flüssigkeit über ein regelbares Stetigventil betätigbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Ventilanordnung zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus.
  • Durch die Möglichkeit, den Kolben des Ventils mittels der doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit unabhängig von der eigentlichen Regelung des Ventils zu bewegen, ist die Möglichkeit geschaffen worden, eine sehr exakt arbeitende, präzise Regelung des Fluiddrucks der ersten Hydraulikflüssigkeit zu ermöglichen. Die Ventilanordnung kann somit sowohl in Bereichen niedrigen Drucks und kurzer Reaktionszeiten, als auch in Bereichen mit höherem Druck und längeren Reaktionszeiten präzise arbeiten.
  • In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an dem axialen Anschluß ein mit einem Regler verbundener Druckaufnehmer angeordnet ist und daß der Regler mit dem Druckproportionalventil und mit dem Stetigventil verbunden ist. Somit werden die beiden Ventile über einen einzigen Regler betätigt, dessen Regelverhalten sowohl den Proportionalventilen, als auch der gesamten Ventilanordnung in optimaler Weise angepaßt werden kann.
  • Ein weiterer, wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die erste und die zweite Hydraulikflüssigkeit voneinander unterschiedlich sein können. So kann die erste Hydraulikflüssigkeit Wasser und die zweite Hydraulikflüssigkeit Öl sein. Die erfin dungsgemäße Ventilanordnung schafft somit die Möglichkeit den Wasserdruck einer Umformpresse beim Außenhochdruckumformen oder beim Innenhochdruckumformen exakt und feinfühlig zu regeln, wobei dies auch bei sehr geringem Wasserdruck möglich ist. Dieses Regelungsverhalten ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ventilen nicht möglich. Diese Arbeiten findet man erst bei relativ hohen Drücken und langsamer Reaktionszeit, wenn auch nicht unter allen Bedingungen mit der erforderlichen Präzision. Durch die Möglichkeit, die Kolben-Zylinder-Einheit und das zweite Proportionalventil mit Hydrauliköl zu betätigen, ist die Möglichkeit geschaffen, eine sehr exakte, schnell ansprechende Regelung zu verwirklichen, die mit Wasser als Hydraulikflüssigkeit nicht möglich wäre.
  • In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Steuerleitung vor dem Druckproportionalventil ein Absperrelement angeordnet ist. Dieses eröffnet die Möglichkeit, durch Verschließen der Steuerleitung das Ventil (Cartridge-Ventil) hermetisch zu schließen. Zum Druckaufbau während des Umformvorganges können somit in dem mit Wasser (erste Hydraulikflüssigkeit) betriebenen Kreislauf sehr hohe Drücke realisiert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist es, daß die doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit hydraulisch vorgespannt werden kann. Hierdurch lassen sich sehr schnelle Ansprechzyklen, beispielsweise bis zu 100 Hz erzielen. Das regelbare Stetigventil kann dabei als 2/2 Wegeventil, als 413 Wege-Stetigventil oder als Servoventil ausgebildet sein.
  • Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Regler ein PI-Regler ist.
  • Weiterhin kann es zur Verbesserung des Regelverhaltens des Cartridge-Ventils günstig sein, wenn in der Steuerleitung zwischen dem axialen Anschluß und dem Druckproportionalventil ei ne Düse angeordnet ist. Die Steuerleitung kann in weiterer günstiger Ausgestaltung weiterhin vor dem radialen Anschluß ebenfalls eine Düse aufweisen.
  • Die beschriebene erfindungsgemäße Ventilanordnung gestattet es somit, auch große Durchflußmengen an erster Hydraulikflüssigkeit (beispielsweise Wasser) zu ermöglichen. Sie ist somit insbesondere auch für große Umformpressen und zur Bearbeitung großer Werkstücke möglich. Durch die Möglichkeit, den Kolben mittels der separaten Kolben-Zylinder-Einheit zu bewegen, ergeben sich geringe Taktzeiten, sowie eine schnelle Kolbenbewegung. In der Praxis zeigt sich, daß die Druckregelung in bisher nicht erzielter Präzision vorgegebenen Sollkurven folgen kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung schafft somit eine optimale Kombination von unterschiedlichen Regelverhalten, nämlich von der Möglichkeit sowohl hohe Drücke mit geringen Fluidvolumen, als auch niedrige Drücke und große Fluidvolumina zu regeln. Erfindungsgemäß kann darauf verzichtet werden, ein zusätzliches, vorgeschaltetes Ventil zum Kalibrieren zum verwenden.
  • Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist robust, langlebig und schmutzunempfindlich, insbesondere da der zweite Regelkreislauf mit Hydrauliköl betrieben wird.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß sich keine Regel-Probleme bei Volumenschwankungen durch Änderung der wirksamen Kontur des Kolbens des Cartridge-Ventils ergeben.
    •
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische, vereinfachte Darstellung der erfindungsgemäßen Ventilanordnung,
  • 2 eine Darstellung der in 1 gezeigten Anordnung bei welcher das Ventil hermetisch dicht geschlossen ist,
  • 3 eine schematische Darstellung der Anordnung der 1, bei welcher eine Regelung durch das zweite Proportionalventil erfolgt und
  • 4 eine Darstellung der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltung eines Cartridge-Ventils in analoger Darstellung zu den 1-3.
  • Die 4 zeigt eine Anordnung, die aus dem Stand der Technik zum Betrieb eines Cartridge-Ventils vorbekannt ist. In einem Gehäuse 18 ist ein Steuerraum 1 ausgebildet, in welchem ein Kolben 2 bewegbar gelagert ist. Der Kolben 2 kann mittels einer Feder 15 gegen einen am Gehäuse 18 ausgebildeten Sitz vorgespannt sein. Die Feder 15 ist für die Betriebsweise des Ventils nicht zwingend erforderlich.
  • An dem Gehäuse 18 ist ein axialer Anschluß 3 ausgebildet, über welchen eine erste Hydraulikflüssigkeit (Wasser) mit einem vorgegebenen Druck zugeführt wird. An der Zuführleitung zu dem axialen Anschluß 3 ist unter Verwendung eines Druckaufnehmers 19 ein Regler 13 angeschlossen, der ein Druckproportionalventil 8 betätigt, welches in einer von dem axialen Anschluß 3 abzweigenden Steuerleitung 7 angeordnet ist und bei seiner Öffnung die erste Hydraulikflüssigkeit über eine Ablaufleitung 9 abläßt.
  • In der Steuerleitung 7 ist eine Düse 16 angeordnet. Weiterhin zweigt von der Steuerleitung 7 eine mit einer Düse 17 versehene Leitung ab, die zu einem rückseitigen Anschluß 6 des Steuerraums 1 führt.
  • Bei einer Druckbeaufschlagung eines axialen Anschlusses 3 wird über die Steuerleitung 7 Druck zu dem rückseitigen Anschluß 6 geführt. Bedingt durch die unterschiedlichen Flächen an dem Kolben 2 wird dieser geschlossen gehalten. Bei einem vorgegebenen Anstieg des Drucks öffnet das erste Proportionalventil 8, so daß das Druckfluid über einen radialen Anschluß 4 in einen Tank 5 abgeleitet werden kann. Alternativ zu der Betätigung des Druckproportionalventils 8 mittels des Reglers 13 ist es auch möglich, das Druckproportionalventil 8 als manuell einstellbares Ventil auszubilden, welches bei einem vorgegebenen Druckwert öffnet.
  • Bei dieser, prinzipiell aus dem Stand der Technik vorbekannten Anordnung ergibt sich ein relativ langsames Ansprechverhalten. Weiterhin ist eine Regelung erst ab höheren Drücken möglich, während bei niederen Drücken und kurzen Ansprechzeiten keine oder nur eine nicht zufriedenstellende Regelung ermöglicht wird.
  • Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Ventilanordnung. Dabei ist der Kolben 2 über eine Kolbenstange 10 fest mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 11 gekoppelt. Die Kolben-Zylinder-Einheit 11 ist mit einem Stetigventil 12, z.B. einem 4/3 Wege-Stetigventil verbunden, welches mit einem zweiten Hydraulikfluid (Öl) betätigbar ist. Es wird somit ein zweiter Regelkreis gebildet, der von dem mit Wasser betätigten ersten Regelkreis vollständig getrennt ist, und bei dem die Regelung über das Wege-Stetigventil 12 erfolgt. Somit ergeben sich auch nicht aus dem Stand der Technik bekannten Trenn- und Abdichtprobleme, die dann auftreten, wenn eine einzige Kolbeneinheit mit unterschiedlichen Hydraulikfluiden betrieben wird. Viel mehr ist es erfindungsgemäß möglich, auch den Druck in dem zweiten Hydraulikkreis beliebig und unabhängig von dem Druck in dem ersten Hydraulikkreis zu wählen. Hieraus resultiert u.a. das erfindungsgemäße vorgesehene gute Regelverhalten.
  • Die 1 zeigt ein Absperrelement 14, welches in der Steuerleitung 7 vor dem Druckproportionalventil 8 angeordnet ist.
  • Auf eine detaillierte Beschreibung der Ventile 8 und 12, des Absperrelements 14, der Düsen 16 und 17 sowie des Kolbens 2 des Cartridge-Ventils kann verzichtet werden, da sie Bauelemente aus dem Stand der Technik vorbekannt sind.
  • Die 2 zeigt einen Zustand der in 1 gezeigten Anordnung, in welchem das Ventil hermetisch dicht geschlossen ist. Hierzu ist das Absperrelement 14 in seiner Schließstellung. Diese Betriebsstellung erweist sich als vorteilhaft, wenn beispielsweise in einer Umformpresse ein hoher Druck aufrecht erhalten werden soll. Es erfolgt somit keine Druck-Regelung.
  • In 3 ist ein Zustand gezeigt, bei welchem das Stetigventil 12 mittels des Reglers 13 zur Betätigung des Kolbens 2 in Anwendung gelangt. Die Regelung erfolgt über das Druckproportionalventil.
  • In den 1 bis 3 ist weiterhin ein Druckbegrenzungsventil 20 eingezeichnet,, welches zwischen einer der beiden Leitungen zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit 11 und dem Stetigventil 12 angeordnet ist. Dieses Druckbegrenzungsventil 20 kann als Dämpfungsglied bei Druckspitzen verwendet werden.
  • Wie sich aus den obigen Abbildungen ergibt, zeigen die 1 bis 3 jeweils bevorzugt unterschiedliche Druckbereiche. Die 3 zeigt einen Zustand, in welchem ein relativ niedriger oder minimaler Druck herrscht. Es wird dabei zur Druckregelung bevorzugt mit dem Stetigventil 12 gearbeitet. Die 1 zeigt einen Bereich mittleren Drucks, während die 2 einen Zustand mit hohem oder maximalem Druck darstellt.

Claims (13)

  1. Ventilanordnung mit einem in einem Steuerraum (1) bewegbaren Cartridge-Kolben (2), wobei der Steuerraum (1) einen axialen Anschluss (3) zur Zuführung einer ersten Hydraulikflüssigkeit, einen radialen Anschluss (4) zur Ableitung der ersten Hydraulikflüssigkeit in einen Tank (5) sowie einen rückseitigen Anschluss (6) aufweist, wobei der rückseitige Anschluss (6) mit dem axialen Anschluss (3) mittels einer Steuerleitung (7) verbunden ist, welche über ein regelbares Druckproportionalventil (8) mit einer Ablaufleitung (9) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Cartridge-Kolben (2) durch die Verbindung mit einer Kolbenstange (10) einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit (11) mittels einer zweiten Hydraulikflüssigkeit über ein regelbares Stetigventil (12) unabhängig von Druck der ersten Hydraulikflüssigkeit betätigbar ist.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dem axialen Anschluss (3) ein mit einem Regler (13) verbundener Druckaufnehmer angeordnet ist, und dass der Regler (13) mit dem Druckproportionalventil (8) und mit dem Stetigventil (12) verbunden ist.
  3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Hydraulikflüssigkeit voneinander unterschiedlich sind.
  4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hydraulikflüssigkeit Wasser und die zweite Hydraulikflüssigkeit Öl ist.
  5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerleitung (7) vor dem Druckproportionalventil (8) ein Absperrelement (14) angeordnet ist.
  6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die doppelt wirkende Kolben-Zylinder-Einheit (11) hydraulisch vorgespannt ist.
  7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Cartridge-Kolben (2) mittels einer Feder (15) in eine Schließstellung vorgespannt ist.
  8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerleitung (7) zwischen dem axialen Anschluss (3) und dem Druckproportionalventil (8) eine Düse (16) angeordnet ist.
  9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerleitung (7) vor dem radialen Anschluss (4) eine Düse (17) angeordnet ist.
  10. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (13) in PI-Regler ist.
  11. Verwendung der Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem hydraulischen System für eine Umformpresse, mit der ein Werkstück unter unmittelbarer Beaufschlagung durch eine Hydraulikflüssigkeit umgeformt wird.
  12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung mittels Innenhochdruckumformung erfolgt.
  13. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung mittels Außenhochdruckumformung erfolgt.
DE1999153861 1999-11-09 1999-11-09 Ventilanordnung Expired - Fee Related DE19953861B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999153861 DE19953861B4 (de) 1999-11-09 1999-11-09 Ventilanordnung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999153861 DE19953861B4 (de) 1999-11-09 1999-11-09 Ventilanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19953861A1 DE19953861A1 (de) 2001-05-17
DE19953861B4 true DE19953861B4 (de) 2004-08-19

Family

ID=7928417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999153861 Expired - Fee Related DE19953861B4 (de) 1999-11-09 1999-11-09 Ventilanordnung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19953861B4 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9415118U1 (de) * 1994-09-17 1994-11-17 Alpha Fluid Mueller Hydraulik Ventilanordnung
DE4312589C2 (de) * 1992-10-27 1998-07-09 Mannesmann Rexroth Ag Hydraulisches System für eine Umformpresse

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312589C2 (de) * 1992-10-27 1998-07-09 Mannesmann Rexroth Ag Hydraulisches System für eine Umformpresse
DE9415118U1 (de) * 1994-09-17 1994-11-17 Alpha Fluid Mueller Hydraulik Ventilanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
DE19953861A1 (de) 2001-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2249181C3 (de) Hydraulische Lenkbegrenzung für Servolenkanlagen, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE3118576A1 (de) Regeleinrichtung fuer eine verstellpumpe
DE102008060066A1 (de) Hydrostatischer Antrieb mit Spülvorrichtung
DE102005037377A1 (de) Hydraulische Presse
DE2858210C2 (de) Einrichtung zum Ausgleich von Viskositätsverminderungen in der Stellvorrichtung einer Hydropumpe
CH635655A5 (en) System for controlling an actuating member with a flow medium
DE2001680A1 (de) Hydraulisches Steuerventil
EP2229537B1 (de) Hydraulische antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen und verfahren zum betreiben einer hydraulischen antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen
EP3636936B1 (de) Hydraulischer druckübersetzer und verfahren zur herstellung einer axialen druckspannung im hochdruckzylinder
DE3219730C2 (de)
DE2809387A1 (de) Hydraulische schneid-, abgrat- o.dgl. -presse mit waehrend des stoesselwegs stark veraenderlichem bewegungswiderstand des pressenstoessels
DE19953861B4 (de) Ventilanordnung
DE10026616B4 (de) Druckübersetzer, insbesondere hydropneumatischer Druckübersetzer
DE19725944C1 (de) Hydraulische Zahnstangenlenkung
DE2056071A1 (de) Hydraulische Nachstellvorrichtung fur Werkzeuge
DE10261634A1 (de) Kombinationsverschraubung
CH415111A (de) Hydraulische Rohrprüfpresse
DE102006041223A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines hydraulischen Antriebssystems, insbesondere zum Freiformschmieden eines Werkstücks
EP0836974B1 (de) Zweistufiges Bremsventil
DE2104362A1 (de) Druckventil fuer hydraulische anlagen
DE2611088C3 (de) Steuereinrichtung für einen hydraulischen Arbeitzylinder mit einem Differentialkolben
DE19630712A1 (de) Vorschubhydraulik
DE3626043A1 (de) Druckreduzierventil
DE2123031A1 (de) Strömungsmaschine veränderlichen Durchsatzes
DE19625348A1 (de) Anordnung zur Ansteuerung eines hydraulisch betätigbaren Hauptventils

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120601