DE2201126C3 - Ventilanordnung für hydraulisch betätigbare Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Absperr-Ventil

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für 40 der eingangs genannten Art so auszubilden, daß nach hydraulisch betätigbare Spanneinrichtungen an dem Abschalten des Druckmittels gleichzeitig die Werkzeugmaschinen, mit einem Absperrventil, das Verbindung zwischen den Spannzylinderdruckleitunmit seiner Einlaßseite mit einem Druckmittelarbeits- gen in verhältnismäßig kurzer Schließzeit gesperrt kreis und an seiner Auslaßseite mit den Zuleitungen wird, damit ein Hin- und Herpendeln der abgesperrzu mehreren Spannzylindern in Verbindung steht 45 ten Druckflüssigkeitssäulen bei vorliegender Aus- und dessen \'entilgehäuse einen axialen Einlaß und gleichspannung verhindert wird,
mindestens zwei seitliche Auslässe aufweist und des- Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Ven-

sen Ventilverschlußslücke aufweisender Ventilschaft tilschaft des Absperrventils zwei mit Axialabstand sich durch den Abschaltdruck des Druckmittelar- angeordnete Verschlußstücke und das Ventilgehäuse beitskreises in Ventilöffnungsstellung und bei einem 50 entsprechende Ventilsitze aufweist, wie bei Ventilen den Abschaltdruck überschreitenden Druck in Ven- bekannt, und daß eine Stichleitung zu dem einen «!schließstellung befindet, sowie mit einer Ventilan- Ventilauslaß zwischen den beiden Ventilsitzen und Ordnung, welche bei geschlossenem Absperrventil die eine Stichleitung des anderen Ventilauslasses auf der Zuleitungen zu den einzelnen Spannzylindern unter- von der Einlaßseite abgewandten Seite des Ventilgeeinander abschließt. ₅₅ häuses in das Ventilgehäuse mündet, wobei die Stich-

Derartige Absperrventile dienen dazu, daß der öl- leitungen einen kleineren Querschnitt als die Ventilstrom eines hydraulischen Druckmittelkreislaufes auslasse haben.

von einem gemeinsamen Einlaß zu getrennten Aus- Nach der deutschen Auslegeschrift 1073 819 sind in

lassen bis zu einem am Absperrventil eingestellten einer Steuereinrichtung für doppeltwirkende Druck-Äbschaltdruck fließen kann und daß bei Überschrei- 60 mittelmotore nicht druckabhängig arbeitende Steuerten des eingestellten Druckes der Durchfluß zu den ventile bekannt, die doppelsitzige Ventilkörper aufVerbrauchern gesperrt wird. Bei einem Druckmittel- weisen, und wobei das Verbindungsteil zwischen den arbeitskreis der Spannvorrichtungshydraulik sind Ventilsitzen zusammen mit dem Ventilgehäuse einen ferner die sogenannten Ausgleichsspannungen zu be- ringförmigen Spalt bildet. Dort werden bei geschlosrucksichtigen, die sich beim Spannen eines Werk- 65 senem Ventil über den ringförmigen Spalt zwischen Stückes mittels mehrerer Spannzylinder ergeben und den Ventilsitzen zwei Leitungen miteinander in Verein Hin- und Herpendeln der Druckmittelsäulen in bindung gebracht bzw. an der Ablaufseite dienen die den Druckleitungen des Arbeitskreises hervorrufen. beiden Ventilsitze als doppelte Abdichtung.

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Durch die Lösung mit in zwei schmale ringförmige den Arbeitskreis der hiei vorliegenden Spannbydrau-Konusdichtsitze unterteiltem bewegbarem Ventilko- lik gefördert wird. In diesem Arbeitskreis befindet nuskörper und des mit diesem in der Absperrstcllung sich ein Absperrventil 5, dessen Einlaß 6 an die zusammenwirkenden konischen Ventilgehäusesitzes Druckgeberanschlußleituug 7 und dessen Auswerden die an axial versetzten Stellen vorliegenden 3 lasse 8, 9 an die Druckleitungen 1, 2 angeschlossen Stichleitungen der Ventilauslässe so lange mit sind.

Drucköl gespeist, das von einem Druckgeber zu den An dem Absperrventil 5 ist ein bestimmter, wähl-

Spannzylindern fließt, bis ein eingeteilter Abschalt- barer Abschaltdruck eingestellt; das Mittel hierfür ist

druck erreicht ist Bei Überschreiten dieses Druckes mit 10 bezeichnet und bezieht sich auf eine vor-

wird <i?r Ventilkörper durch die Schließkraft infolge io spannbare Druckfeder. Sie dient zum Aufrechterhal-

des auf seine freie Stirnfläche wirkenden Öldruckes ten des Abschaltdruckes und zum öffnen des Ab-

kurzhubig in die Schließstellung bewegt. Hierbei wird Sperrventils.

eine hohe spezifische Flächenpressung und damit Das Absperrventil 5 verbindet die Spannzylinder eine hohe Dichtigkeit zwischen den schmalen Ventil- A, B und die entsprechenden Druckleitungen 1,2 mit körperdichtsitzflächen und der entsprechenden Ge- 15 der Druckleitung 7, solange der Druck im ArbeitshäusesitzfliL-he erzielt und der Durchfluß des Druck- kreis unterhalb des eingestellten Abschaltdruckes Öles zu den Auslässen in kurzer Zeit und betriebssi- liegt. Überschreitet der Arbeitskreisdruck den Abcher abgesperrt. Gleichzeitig wird die bei geöffnetem schaltdruck, so sperrt das Absperrventil selbsttätig Ventil vorhandene Veibindung zwischen den Ventil- druckabhängig die Auslässe 8,9 gegenüber dem Einauslässen auf Grund des gemeinsamen Ventilraumes 20 laß 6 und außerdem die Auslässe 8,9 mit den entdurch den zweiten Ventilkörper-Ventilsitz wirkungs- sprechenden Druckleitungen 1,2 gegeneinander ab. voll unterbrochen und betriebssicher beibehalten, und Diese letztere Maßnahme i t in der Spannvorrichdamit werden die Flüssigkeitssäulen in den Drucklei- tungshydraulik deshalb von großer Bedeutung, weil tungen zwischen den mit Drucköl beaufschlagten während des Spannens eines Werkstückes durch Spannzylinderkolben und den Ventilsitzen des ge- 25 Ausgleichsbewegungen desselben sogenannte Ausschlossencn Absperrventils wirkungsvoll daran ge- gleichsspannunger - rze gt werden, die ein Hin- und hindert, daß sie bei Ausgleichspannungen hin- und Herpendeln der Flüssigkeitssäulen in den Spannzyherpendeln können. lindern und angeschlossenen Druckleitungen bewir-

Während dieses Hin- und Herpendeln bisher nur ken. Hieraus entsteht ungenaues und nicht betriebssi-

dadurch vermieden werden konnte, daß man in jede 30 cheres Spannen, das zum Werkstückausschuß,

Spannzylinderzuleitung ein geeignetes Ventil ein- schlimmstenfalls zu Personen- und Betriebsanlagen-

setzte, schafft man jetzt durch den Einbau nur einer Schaden führen kann.

einzigen als handliche Baueinheit ausgebildeten, er- Durch die vorgesehene zusätzliche Maßnahme der fmdungsgemäßen Ventilanordnung an der Verzvvei- betriebssicheren Sperre zwischen den Spannzylindern gungsstelle des hydraulischen Spannsystems sichere 35 ist ein solches Hin- und Herpendeln der Flüssigkeits-Abhilfe. Darüber hinaus erzielt man dadurch den be- säule nicht mehr möglich.

sonderen Vorteil, daß nur eine Feder zur Bestim- Nach F i g. 2 besteht ein Absperrventil zum Erfül-

mung des Abschaltdruckes eingestellt zu werden len der vorerläuterten angestrebten Zwecke aus

braucht und somit das zeitraubende, genaue Abstim- einem Ventilgehäuse 11 mit einem Ventilraum, der

men mehrerer Ventile aufeinander wegfällt. Das ab- 40 im wesentlichen als kegelstumpfförmiger Ventilsitz

solut genaue Aufeinanderabstimmen mehrerer Ven- 12 vorliegt. Der Veniileinlaß ist mit 6 und die Ventil-

tile ist selbst bei größter Sorgfalt ohnehin nicht mög- auslasse sind mit 8,9 bezeichnet. Jeder Auslaß ist

lieh. Außerdem steigt die Zahl der Fehlerquellen mit mit einer Stichleitung versehen, deren lichter Quer-

der Zahl der in die Leitungen einzubauenden Venti- schnitt kleiner bemessen ist als der der Auslässe. Die

len, z. B. in Form von potentiellen Leckstellen. 45 Stichleitungen sind mit 14, 15 bezeichnet, sie mün-

Die Funktion des Absperrventils nach der Erfin- den in den konischen Ventilraum 12, und zwar an dung erfolgt selbsttätig, damit sind Betriebs- und Be- axial versetzt angeordneten Stellen, und verbinden dienungsfehler durch das Personal ausgeschaltet, und den Ventilraum mit je einem Auslaß. In axialer Veres ist keine zusätzliche Steuerleitung mit dazugehö- längerung des konischen Ventilrauines 12 ist ein zyrendem Druckschaltgerät erforderlich. Sobald der 50 lindrischer Ventilraum 13 vorgesehen, an den sich Spannvorgang beendet ist und die Spanniylinder ent- eine Führungsbohrung 16 mit darin eingelassener lastet werden, fällt der Druck im Arbeitskreis auf Dichtung 17 anschließt. Im Anschluß ist ein freier einen niedrigeren Wert, der es erlaubt, daß nun der Raum 18 vorgesehen, der die Mittel zum Erzeugen Zuschaltdruck wieder wirksam und das Absperrven- und Aufrechterhalten des Abschalldruckes auftil selbsttätig geöffnet wird. ₅₅ nimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Der axial bewegbar angeordnete Ventilkörper 19

Zeichnung dargetellt und erläutert. Es zeigt besteht aus einem Ventilkonus 20, der in zwei mit

F i g. 1 eine Schemaanordnung eines hydraulischen Axialabstand angeordnete, ringbundförmige Ventil-Arbeitskreises, der zwei Spannzylinder, entspre- sitze 20 a, 20 b unterteilt ist. Der verbindende Teil 21

chende Druckmittelleitungen, ein Absperrventil und 60 zwischen diesen Ventilsitzen liegt als Kegelstumpf

einen Druckgeber mit Tank umfaßt, vor, der mit dem Ventilgehäusesitz 12 einen Ring-

F i g. 2 ein Absperrventil im Längsschnitt. raum bildet.

Nach der Ausführung gemäß Fig. 1 werden zwei In axialer Fortführung des Ventilkonus ist ein zy-

Spannzylinder A und B, durch deren entgegengerich- lindrischer Ventilschaft 22 vorgesehen, der in der

tet wirkende Spannkolben mit (nicht dargestellten) 65 Gehäusebohrung 16 mit Passungssitz geführt ist. Der

Spannelementen ein Werkstück W eingespannt wird, weitere Schaftteil 23 des Ventilkörpers liegt als im

über die Druckleitungen 1, 2 mit Drucköl gespeist, Durchmesser kleinerer Schaft vor. Am konisch aus-

das von einem Druckgeber 3 aus einem Tank 4 in gebildeten Schaftübergang 24 ist eine Scheibe 25 vor-

gesehen, an der sich eine Druckfeder 10 abstützt, die werden kann, damit eine betriebssichere Absperrung durch eine Gehäusemutter 26 vorspannbar ist. Der der Stichlcitungen gegeneinander möglich ist.
Raum 18 des Ventilverlängerungsteils ist durch eine Nach einem Anwendungsbeispiel zum Spannen Schraube 27 geschlossen, in deren Bohrung das Ende eines Werkstückes durch zwei Spannzylinder, die für des Schaftes 23 geführt ist. Mit 28 ist ein ölabstreif- S verschiedene Druckbereiche mit entsprechend ausgering und mit 29 ist eine Sichtmarkierung bezeichnet. legten Rückstellfedern für die Spannkolben versehen Letztere zeigt der die Spannvorrichtung bedienenden sind, wird der Zuschaltdruck aui lOOkp/cm² einge-Person je nach kürzerem oder weiterem Abstand von stellt. Wird dieser Druck im Arbeitskreis überschritdcr Schraube an, ob das Absperrventil geöffnet oder ten, so schließt das Absperrventil. Der eingestellte geschlossen ist. "» Gesamtdruck des Druckgebers ist mit 4001CpZCm² Der Axialabstand χ der Ventilsitze 20 α, 20 b und festgelegt. Die vorgesehene Absperrsicherheit im Ardie axial versetzte Lage — Abstand y — der Stich- beilskreis zwischen den Spannzylindern ist doppelt so leitungen 14, 15, die zu den Ventilauslässen 8,9 ge- groß wie der Gesamtdruck.

hören, sind so aufeinander abgestimmt, daß in der Auf Grund der verhältnismäßig einfachen Bauart Schließstellung des druckabhängig bewegten Ventil- 15 des Absperrventils, das des weiteren aus einfach zu körpers, d,h., wenn der eingestellte Abschaltdruck fertigenden Bauteilen besteht, kann im Falle des überschritten worden ist, der Ventilsitz 20 α den öl- Vorlicgcns von mehr als zwei Spannzylindern auf durchlaß zwischen Einlaß 6 und den Auslassen 8,9 einfache Art und Weise ein weiterer gleichartiger Arsperrt und daß der Ventilsitz 20 ft zugleich den ,beitskreis mit einem weiteren vergleichbaren AbDurchlaß zwischen den Stichleitungen 14, 15 be- ao sperrventil vorgesehen werden. Es ist jedoch auch Iriebssicher sperrt. möglich, das Ventilgehäuse mit mehr als zwei Aus-Aus konstruktiven Gründen werden bei der Be- lassen, z. B. mit drei Auslassen, zu versehen und den messung der Ventilsitze und der Axiallage des Ven- Ventilkörperkonus mit entsprechenden Ventilsitzen, tilsitzes 20 b die Stichleitungen 14, 15 bevorzugt ge- im vorliegenden Falle dann drei, auszustatten. Ein ringfügig geneigt zur Auslaßlängsachse angeordnet, 25 solches Absperrventil wird auf Grund der Anzahl der damit der Abschnitt des Ventilgehäusesitzes zwi- axial versetzt angeordneten Slichleitungen jedoch im sehen den Stichleitungen ausreichend groß bemessen Bauvolumen größer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Als Absperrventile für Arbeitskreise in der Spann-

   ♦ Patentanspruch: Vorrichtungshydraulik werden handbetätigte und

   ferngesteuerte Rückschlagventile (Prospektblätter

   Ventilanordnung für hydraulisch betätigbare der Firma Hilma, Mai 1969; 8.21.0, Absperrventil, ' · Spanneinrichtungen an Werkzeugmaschinen, mit 5 Typ DA 2; 8.10.0, ferngesteuerte Rückschlagventile, einem Absperrventil, das mit semer Einlaßseite Baureihe RH) eingesetzt Ein bekanntes Ventil zum mit einem Druckmittelarbeitskreis und an seiner Absperren der Druckleitungen in beiden Durchfluß-Auslaßseite mit den Zuleitungen zu mehreren richtungen besteht aus zwei gegeneinander wirken-Spannzylindern in Verbindung steht und dessen den Rückschlagventilen, die durch einen mittels Ventilgehäuse einen axialen Einlaß und minde- io Handgriffhebel betätigten Exzenter in SchaltsteUung stens zwei seitliche Auslässe aufweist und dessen gleichzeitig aufgedrückt bzw. geschlossen werden. Ventilverschlußstücke aufweisender Ventilschaft Die Rückschlagventile sind als Kugelsitzventile aussieh durch den Abschaltdruck des Druckmittelar- gebildet und weisen Druckfedern als Schließkraft beitskreises in Ventilöffnungsstellung und bei ausübende Mittel auf. Die Funktion eines derartigen einem den Abschaltdruck überschreitenden 15 Absperrventils ist ausschließlich von der Zuverlässig-Druck in Ventilschließstellung befindet, sowie keil und Routine der die Spannvorrichtung bedienenmit einer Ventilanordnung, welche bei geschlos- den Person abhängig.

   senem Absperrventil die Zuleitungen zu den ein- Um mögliche Unsicherheiten bei der Handbetäti-

   zelnen Spannzylindern untereinander abschließt, gung auszuschalten, werden auch ferngesteuerte dadurch gekennzeichnet, daß der Ven- 20 Rückschlagventile angewandt. Hierbei ist jedoch eine tilschaft (22) des Absperrventils zwei mit Axial- zusätzliche Steuerleitung einschließlich eines Druckabstand {X) angeordnete Verschlußstücke (20 α, schaltgerätes erforderlich. Ein derartiger Mehrauf-20fe) und das Ventilgehäuse (11) entsprechende wand an Mitteln und Maßnahmen läßt sich vermei-Ventilsitze aufweist, wie bei Ventilen bekannt, den. wenn ein direkt abhängig vom Druck des hy- und daß eine Stichleitung (14) zu dem einen Ven- 35 draulischen Arbeitsmittels betätigtes Absperrventil in tilauslaß (8) zwischen den beiden Ventilsitzen einem Arbeitskreis der Spannvorrichtungshydraulik und eine Stichleitung (15) des Ventilauslasses (9) angewandt wird. Druckabhängig arbeitende Absperrauf der von der Einlaßseite abgewandten Seite ventile (Prospektblatt der Firma Hilma GmbH, Hildes Ventilgehäuses in das Ventilgehäuse (11) chenbach/Westfalen, Mai 1969, 7.15.0, Abschaltvenmündet, wobei die Stichleitungen (14, 15) einen 30 tile, Baureihe DSV und DSV ... R) sind bekannt,
   kleineren Querschnitt als die Ventilauslässe (8,9) Wenn jedoch derartige Absperrventile in Spannhaben, einrichtungen verwendet werden sollen, in denen

   zum Spannen eines Werkstückes gleichzeitig zwei Spannzylinder eingesetzt werden müssen, so muß in

   35 jede Zylinderzuleitung ein solches eingebaut werden.

   Das notwendige, sehr genaue Abstimmen des Abschaltdruckes zweier solcher Ventile ist äußerst umständlich und zeitraubend.