DE2236919A1

DE2236919A1 - Hydraulisches fuehlerventil

Info

Publication number: DE2236919A1
Application number: DE2236919A
Authority: DE
Inventors: Reiner Bartholomaeus; Hubert Bernd; Friedel Liedhegener
Original assignee: GL Rexroth GmbH
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1972-07-27
Filing date: 1972-07-27
Publication date: 1974-02-07
Also published as: US3891145A; JPS4945296A

Description

8.6.1972 121.155

Hydraulisches Fühlerventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Fühlerventil für Nachformsteuerungen das von einem Vorsteuer- und Hauptsteuerkolben gebildet ist, wobei der Vorsteuerkolben mit dem Taster

/ mechanischer
in Wirkverbindung steht. Eine Auslenkung am Taster bewirkt eine entsprechende Verschiebung des Vcrsteuerkolbens und diese wiederum eine den Hauptsteuerkolben in einer der beiden Öffnungsrichtungen verschiebende Druckbeaufschlagung. Durch die Verschiebung des Hauptsteuerkolbens aus der Ausgangs- in eine der Öffnungsstellungen strömt die unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit dem betreffenden Zylinderraum des Anstellzylinders zu und dieser führt eine entsprechende Anstal!bewegung aus. Der VorSteuerkolben i«t bei den bekannten Fühlerventilen mit seinen Steuerbohrungen in einer Ausnehmung des die Steuerkanten aufweisenden Hauptsteuerkolbens geführt. Die Steuerflüssigkeit strömt den beiden Steuerkanten des Hauptsteuerkolbene jeweils über Düsen getrennt zn, wobei die die eine Stirnfläche des Hauptsteuerkolbens beaufech^»gen^<s Steuerflüssigkeit zwischen der einen Düse- und der dieses" zugeordneten Steuerkante und die die andere Stirnfläche des Hauptsteuerkolbens beaufschlagende Steuerfltisslgke.it zwischen der anderen Düse und der dieser zugeordneten Steuerkante abgeführt wird« Die beiden Stirnflächen des Hauptsteuerkolbens sind annähernd gleich groß, so daß sich bei annähernd gleichem Steuerdruck &u£

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beiden Stirnflächen der Hauptsteuerkolben im Gleichgewicht befindet. Wird der Vorsteuerkolben infolge einer Auslenkung des Fühlers oder der Kraft einer den Vorsteuerkolben belastenden Feder aus seiner Ausgangslage verschoben, ändert sich der Steuerdruck zwischen der jeweiligen Düse und der dieser zugeordneten Steuerkante und damit auch die Druckbeaufschlagung am Hauptsteuerkolben derart, daß der Steuerdruck auf der einen Stirnseite des Hauptsteuerkolbens um den gleichen Betrag erhöht, wie er sich auf der anderen Stirnseite des Hauptsteuerkolbens verringert, so daß letzterer infolge des Ungleichgewichts in eine entsprechende Schaltlage verschoben und der dieser Schaltlage zugeordnete Zylinderraum des Anstellzylinders mit ArbeitsflUssigkeit beaufschlagt wird. Bei diesen bekannten Fühlerventiien wirkt es sich besonders nachteilig aus, daß die den Steuerkanten vorgeschalteten Düsen infolge der von der Steuerflüssigkeit mitgeführten Schmutz- partikel zum Verstopfen neigen und demgemäß die Funktionsfähigkeit des Fühlerventils beeinträchtigen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein FUhlerventil der vorgenannten Art au schaffen, das ohne Verwendung vcn Düsen zu st*u«rn ist und da· dartiberhlnaue einfach im Aufheu su halten ist und alt geringem Steuerflüssigkeltebedarf auskommt.

Mach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Haupt- «teuerkolben in der einen Verschieberichtung eine kleinere vom Steuerdruck beaufschlagte Fläche und in der Gegenrichtung eine größere vom Steuerdruck beaufschlagte Fläche aufweiet und die

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kleinere Fläche vom konstanten Steuerdruck unmittelbar und die größere Fläche vom vom Vorsteuerkolben festgelegten Steuerdruck beaufschlagt ist und die die größere Fläche des Hauptsteuerkolbens beaufschlagende Steuerflüssigkeit zwischen den beiden einen gemeinsamen Steuerraum begrenzenden Steuerkanten des Vorsteuerkolbens abgenommen ist. Durch die Abnahme der Steuerflüssigkeit zwischen den beiden Steuerkanten des Vorsteuerkolbens ist eine Verschmutzung ausgeschlossen und demgemäß eine Funktionsbeeinträchtigung des Fühlerventils durch mitgeführte Schmutzpartikel der Steuerflüssigkeit nicht zu erwarten.

In Weiterbildung der Erfindung ist die kleinere vom konstanten Steuerdruck beaufschlagte Fläche des Hauptsteuerkolbens tasterseitig angeordnet und der Hauptsteuerkolben zusätzlich fühlerseitig von einer Feder beaufschlagt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch ein Vierkanten-Fühler-

ventil und -

Figur 2 den Rohling eines Werkstückes.

In der Figur ist mit 1 das Gehäuse des Fühlerventils bezeichnet, das auf dem Querschlitten 2 befestigt ist. In einer Axialbohrung

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des Gehäuses 1 ist eine Hülse 4 mit Steuerbohrungen Pv, Tv, R, A, P, B und T befestigt. In der Axialbohrung 5 der Hülse 4 ist der Hauptsteuerkolben 6 mit den Steuerkanten 6a, 6b, 6c, 6d verschiebbar geführt. In der Axialbohrung 7 des Hauptsteuerkolbens ist der Vorsteuerkolben 8 mit den Steuerkanten 8a, 8b verschiebbar geführt. Der Hauptsteuerkolben ist mit einem zylindrischen Fortsatz 9 versehen, der von einem Führungskörper Io umschlossen ist. Der Führungskörper Io ist mittels der hülsenfÖrmigen Schraube Xl ein der Gehäuseanlagefläche la befestigt. Die Hülse ist ferner mit einem Innengewindeansatz 4a zur Aufnahme eines topfförmigen Körpers 12 versehen. Der topfförmige Körper 12 weist am Boden 12a eine zentrale Bohrung 12b auf, durch die ein Tragkörper 13 zur Aufnahme des Tasters 14 hindurchgeführt ist. Am Tragkörper 13 ist eine deckeiförmige Membran 15 fltissigkeitsdicht befestigt, die mit ihrem äußeren Rand 15a am Boden 12a des Körpers 12 mittels der hülsenfÖrmigen Schraube 16 flüssigkeitsdicht befestigt ist. Mit dem Tragkörper 13 ist ein Übertragungsbolzen 17 verbunden, der in der gezeigten Ausgangsstellung über eine kegelförmige Vertiefung 17a mit einer Kugel 18 in Formund Kraftschluß steht. Die Kugel steht über eine kegelförmige Vertiefung 8c des Vorsteuerkolbens 8 mit letzteren in kraftschlüssiger und gegebenenfalls in formschltissiger Verbindung. Die Aufrechterhaltung dieser kraft- und formschlüssigen Verbindung erfolgt mittels der Druckfeder 19, die zwischen der dem Fühler abgewandten Stirnfläche 8d des Vorsteuerkolbens und der Ringfläche 2oa des Rückhaltegestänges 2o angeordnet ist. Zur Sicherung des Körpers 12 gegen Verdrehen dient die Konter-

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mutter "2L.'- Die-Kontermutter ist von der! mitters' der: Schrauben am Tragkörper, 13 'befestigten Haube "24 gegen unbefugtes! Verdrehen gesichert.
An Rippen 16a der Schraube 16 stützt 'sich der Federteller 25 für'die Druckfeder 26 ab, die sich mit ihren anderen Ende an der Stirnseite 9a des Fortsatzes 9 des Hauptsteuerkolbens 6 abstützt. Das Rückhaltegestänge 2o ist durch eine Führungsbohrung 27 im Gehäusedeckel 28 nach außen geführt und steht über ein Kupplungsstück 29 mit einem Kniehebel 3o in Eingriff, der seinerseits mit einer Nockenwalze 31 in Wirkverbindung steht. In der gezeigten Stellung der Nockenwalze 31 liegt der Hebelarm 3oa an dem Nocken 31a an und das Kupplungsstück 29 liegt mit seiner Fläche 29a an dem Hebelarm 3ob an und legt damit die Lage des Rückhaltegestänges 2o im Fühlerventil fest. ■ Den dauernden Kraftschluß zwischen Fläche-29a und Hebelarm 3ob bewirkt die Druckfeder 32, die sich mit dem einen Ende am Gehäusedeckel· und mit dem anderen Ende an der Abstützplatte 33 abstützt, die sich ihrerseits über den Sprengring 34 am Rückhaltegestänge 2o abstützt. Die Wirkverbindung zwischen Rückhaltegestänge 2o und dem Vorsteuerkolben 8 erfolgt über den mit dem Rückhaltegestänge verbundenen Schraubenbolzen -35 und dem im Vorsteuerkolben 8 formschlüssig eingesetzten und mit einer Durchgangsbohrung 36a für den Schraubenbolzen 35 versehenen Bolzen 36. Sobald der Schraubenbolzen 35 mit dem" Kopf 35a- an dem Bolzen 36 anliegt, wird der Vorsteuerkolben bei einer x-ieiteren Anstellbewegung des Fühlerventils in seine Ausgangslage zurückgeschoben und damit die Anstellbewegung gestoppt-

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Die Wirkungsweise des Fühlerventils ist folgende: In der gezeigten Ausgangsstellung des Hauptsteuerkolbens 6 schließen die Steuerkanten 6a, 6b die über eine Leitung 4o mit dem Zylinderraum 41 des Anstellzylinders 42 in Verbindung stehenden über den Umfang des Hauptsteuerkolbens gleichmäßig verteilten Steuerschlitze A und die Steuerkanten 6c, 6d die über eine

ebenfalls

Leitung 43 mit dem Zylinderraum 44 in Verbindung stehenden und/

über den Umfang des Hauptsteuerkolbens gleichmäßig verteilten

ab.

Steuerschlitze B/ Der Vorsteuerkolben 8 nimmt hierbei eine solche Regelstellung ein, daß der in den Räumen 45, 46 zwischen Abschluß-

28 deckel/und Hauptsteuerkolben herrschende Steuerdruck so groß ist, daß die aus dem Produkt aus der Ringfläche Fl und diesem Steuerdruck sich ergebende Kraft der Summenkraft aus der Feder 26 und den Produkt aus der gegenüber der Ringfläche Fl kleineren Ringfläche F2 und dem konstanten ungeregelten Steuerdruck entspricht. Diese Regelstellung des Vorsteuerkolbens ergibt, sich, wenn das auf dem nicht gezeigten Que .'achlitten befestigte Fühlerventil an die Schablone 47 herangefahren und der Taster 14 über den . tfbertragungsbolzen 17 und Kugel 18 den Vorsteuerkolben 8 entgegen der Kraft der Feder 19 un den geringen Regelbetrag verschiebt, indem ex sich durch Überwindung der Rlchtkrcf t 4er. Itanbreri 15 geringfügig auelenkt. Die Schwenkachse von Taster 14 und über* tragungsbolzen 17 bildet die Befestigungsstelle an der Membran Durch die Verschiebung des Vorsteuerkolbens entgegen der Kraft der Feder 19 wird die negative Uberdeckung zwischen den beiden Stenerkanten 8a, 8b und den Steuerbohrungen 48, 49 im Haupts» teuerkolben 6 derart verändert, daß der Steuerspalt zwischen

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Steuerkante 8a und der Steuerbohrung 48 kleiner und der Steuerspalt zwischen Steuerbohrung 8b größer wird. Dadurch verringert sich der Steuerdruck in den von den beiden Steuerkanten 8a, 8b,begrenzten Steuerraum 5o und durch die von den Steuerf.lüssigkeitsbohrungen 51, 52 hergestellte Verbindung zu den Räumen 45, 46 zwischen Gehäusedeckel 28 und Hauptsteuerkolben auch in diesen Räumen und damit die Druckbeaufschlagung der Fläche Fl des Hauptsteuerkolbens, so daß dieser kräftemäßig ausgeglichen ist. Wird der Taster während des Überstreichens der Schablone 53 weiter in dieselbe Richtung ausgelenkt, wird der sich im Steuerraum 5o einstellende Steuerdruck weiter verringert und damit auch die Druckbeaufschlagung der Fläche Fl des H.auptsteuerkolbens. Durch das damit am Hauptsteuerkolben wirkende Kräfteunglexchgewicht verschiebt sich der Hauptsteuerkolben in Richtung des Abschlußdeckels 28 und öffnet mit seiner Steuerkante 6a die Verbindung zwischen der Arbeitsleitung A zum Tank und mit seiner Steuerkante 6c die Verbindung zwischen dem Pumpenanschluß P und der Arbeitsleitung B. Damit wird von dem Anstellzylinder 42 über die Anschlußplatte 2 das Fühlerventil von der Schablone weggeführt/ und zwar soweit bis der Haupts-teuerkolben wieder die gezeigte Ausgangsstellung erreicht, in der beide Arbeiteleitungen geschlossen sind. Lenkt sich der Taster infolge des Schablonenverlaufs in Richtung seiner Ausgangslage zurück, erhöht sich der Druck im Steuerraum 5o und damit in den Räumen 45, 46, so daß sich infolge' der größeren Druckbeaufschlagung der Fläche Fl, der Hauptsteuerkolben in Richtung des Tasters bewegt und mit.den Steuerkanten 6b, 6d die Verbindung

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der Arbeitsleistung A mit dem Pumpenanschluß P und die Arbeitsleitung B mit dem Tankanschluß öffnet, so daß das FühlerventÜ in Richtung der Schablone vom Anstell'zylinder 42 bewegt wird. Da das Werkzeug die gleiche Bewegung wie das Fühlerventil ausführt, wird das Werkstück entsprechend dem Schablonenverlauf geformt.

Ist gemäß Figur 2 aus einem Rohling 6o ein Werkstück Gl lrat verhältnismäßig großer Maferialabnahme herzustellen, sind mehrere Längsschnitte a, b,. c, d erforderlich. Zu diesem Zweck wird die Anstellbewegung des Fühlerventils durch das Rückhnltegestänge 2o begrenzt, indem beim Anschlag des Hebelarmes 3oa an dem Nocken 3.1a der gegenüber der Anstollrichtung des Fühlerventils ortsfest angeordneten Nockenwalze 31 das Rückhaltegestänge 2o gegen die Kraft der Feder 32 in Richtung des Gehäusedeckels 28 bewegt wird und über den Anschlagbolzen 35 den Vorsteuerkolben 8 mit in Richtung des Gehäusedeckels 28 verschiebt. Somit wird der Vorsteuerkolben von dem Rückhaltegestänge in derselben Richtung verschoben, wie von dem Taster 14, wenn dieser auf die Schablone 53 auftritt. Durch die Verschiebung des Vorsteuerkolbens in Richtung des Gehäusedeckels 28 verringert sich der auf der Fläche Fl des Hauptsteuerkolbens wirkende Steuerdruck, so daß der Hauptsteuerkolben 6 die während der Anstellbewegung geöffnete Verbindung des Druckmittelanschlusses P mit der Arbeitsleitung A und des Tankanschlusses T mit der Arbeitsleitung B unterbricht und damit eine v/eitere Bewegung des Anstellzylinders und des .mit diesen gekoppelten Fühlerventils in Richtung der Schablone 53 unterbindet.

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Beim Einschalten des Vorschubes kann das Werkzeug lediglich den Schnitt a ausführen, wobei an der Planstelle al der Kraftschluß zwischen Anschlagbolzen 3 5 und dem Vorsteuerkolben aufgehoben wird, da an dieser Stelle der Taster 14 auf die Schablone trifft und damit die weitere Anstellbewegung des Fühlerventils und damit des Werkzeuges steuert. Die einzelnen Schnittiefen der einzelnen Längsschnitte des Werkzeuges v/erden von der Lage der mit dem Hebelarm 3oa zusammenwirkenden Nocken 31a auf der Nockenwalze 31 festgelegt.

Bei Ausfall des Steuerdruckes wird der Hauptsteuerkolben von der Feder 26 in Richtung des Gehäusedeckels 28 verschoben,in der die Arbeitsleitung B mit dem Druckmittelanschluß P und die Arbeitsleitung A mit dem Tankanschluß verbunden ist. In dieser Schaltstellung fährt das Fühlerventil von der Schablone zurück und damit auch das Werkzeug vom Werkstück. Eine Beschädigung des Fühlers, sowie des Werkzeuges und gegebenenfalls der Schablone und des Werkstückes wird somit bei Ausfall der Vorsteuerung wirkungsvoll unterbunden.

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Claims

Patentansprüche

■1. !Einen Vorsteuerkolben und einen Hauptsteuerkolben einschließendes hydraulisches Fühlerventil, .wobei der Vorstouerko.1 bin in.lt

/mechanischer
dem Taster in Wirkverbindung steht, d a d u r c h g η kennzeichnet , daß der Hauptsteuerkolben (G) in der einen Vers chi eberichtung eine kleiner'-; von Steuerdruck beaufschlagte Fläche(F2) und in der Gegenrichtung eine größere vom Steuerdruck beaufschlagte Fläche (Fl) auf-· weist und die kleinere Fläche (F2) vom konstanten Steuerdruck und die größere Fläche vom vom Vorsteuerkolben (8) festgelegten Steuerdruck beaufschlagt ist und die die größere Fläche des Hauptsteuerkolbens beaufschlagende Steuerflüssig -

(5o) keit zwischen den beiden einen gemeinsamen Steuerraum/begrenzenden Steuerkanten (8a, 8b) des Vorsteuerkolbens abgenommen ist.
2. Hydraulisches Fühlerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die kleinere vom konstanten Steuerdruck beaufschlagte Fläche (F2) des Hauptsteuerkolbens tasterseitig angeordnet ist.
3. Hydraulisches Fühlerventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Hauptsteuerkolben tasterseitig zusätzlich von einer Feder (26) beaufschlagt ist.

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4. Hydraulisches Fühlerventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gckennzeic h— net , daß der Vorsteuerkolben mit einer einste3.1baren llückhalrerung (2o, 35, 3o, 31) in Wirkverbindung bringbar ist.
5. Hydraulisches Fühlerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Rückhaltegestänge der Kückha] tc-nrung auf der dem Taster abgewandten Stirnseite des Fühlerventilgehäuses nach außen_rund in einer Axial- ' bohrung (4 5) des Hauptsteuerkolbens xurn Vorsteuerkolben geführt ist und mit einer Nockenwalze'(31) oder Festanschleg zusammenwirkt.

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