DE3010973A1 - Hydraulischer steuerblock fuer die verschiebung einer maschine - Google Patents

Hydraulischer steuerblock fuer die verschiebung einer maschine

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DE3010973A1
DE3010973A1 DE19803010973 DE3010973A DE3010973A1 DE 3010973 A1 DE3010973 A1 DE 3010973A1 DE 19803010973 DE19803010973 DE 19803010973 DE 3010973 A DE3010973 A DE 3010973A DE 3010973 A1 DE3010973 A1 DE 3010973A1
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Victor Pomper
Christian Rioufreyt
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Compagnie Parisienne dOutillage a Air Comprime SA
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PARISIENNE OUTILLAGE
Compagnie Parisienne dOutillage a Air Comprime SA
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Description

21. März 1980
HYDRAULISCHER STEUERBLOCK FÜR DIE VERSCHIEBUNG
EINER MASCHINE
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Steuerblock für die Verschiebung einer Maschine, deren Funktionszyklus einen Übergang von einem schnellen Vorschub zu einem langsamen Vorschub umfaßt und zu der ein Wählschieber zur Einstellung eines diesen Vorschubgeschwindigkeiten entsprechenden Durchflusses, ein Durchflußregler für raschen Vorschub und ein Durchflußregler für langsamen Vorschub gehören. Zum Ablaufzyklus für die Maschinenbewegung soll vor allem ein langsamer und ein schneller Vorschub und zusätzlich eventuell eine Schnellverschiebung und ein Schnellrücklauf gehören.
Bei hydraulischen Steuerblöcken mit einem derartigen automatischen Zyklusablauf war es bisher nicht möglich, kleine Vorschübe zuverlässig durchzuführen. Einerseits nämlich gestatteten die für den Vorschub verwendeten Durchflußregler unterhalb von Durchflußmengen von etwa 60 bis 80 cm /min keine verlässliche Regelung, und andererseits kam es am Wählschieber eines Blocks zu durch diesen selbst bedingten Lecks von etwa 15 bis 30 cm /min.
Diese Lecks, deren Größe vom Druck abhängig ist, störten die Gleichmäßigkeit der Vorschubbewegungen, denn das Hydrauliköl durchquerte sowohl den Wählschieber als auch die Durchflußregler, so daß die Lecks sich zur durch den oder die Durchflußregler kontrollierten Durchflußmenge hinzuaddierten.
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Aufgrund der Weiterentwicklung der Konstruktion und der Technologie der Durchflußregler sind heute sehr geringe Durchflußmengenregelungen von 5 bis 20 cm /min möglich, so daß für hydraulisch gesteuerte Maschinen sehr geringe Vorschubgeschwindigkeiten grundsätzlich möglich würden. Bei Einbau derartiger Durchflußregler in einen Steuerblock müssen aber praktisch sämtliche Lecks im Block und insbesondere Lecks durch den Wählschieber unterdrückt werden.
Zwar können die Lecks dadurch verringert werden, daß das Betriebsspiel des Wählschiebers in der Blockbohrung verkleinert wird und sowohl für die Bohrung im Block als auch für die Schieberstege eine möglichst präzise zylindrische Form erreicht wird. Jedoch darf das Spiel nicht unter einen Mindestwert verkleinert werden, da sonst der Schieber bei den geringsten, beispielsweise durch Ausziehen von Befestigungsschrauben bewirkten Verformungen klemmt.
Die Erfindung zielt auf einen Steuerblock ab, bei dem Lecks durch den Wählschieber völlig entfallen, ohne daß eine Klemmgefahr aufgrund geringen Spiels besteht.
Gegenstand der Erfindung ist ein hydraulischer Steuer— block für die Verschiebung einer Maschine, deren Funktiompzyklus einen Übergang von einem schnellen Vorschub zu einem langsamen Vorschub umfaßt und zu der ein Wählschieber zur Einstellung eines diesen Vorschubgeschwindigkeiten entsprechenden Durchflusses, ein Durchflußregler für raschen Vorschub und ein Durchflußregler für langsamen Vorschub gehören,· dadurch gekennzeichnet, daß der vom Wählschieber gesteuerte Durchfluß stromaufwärts
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durch ein steuerbares Ventil kontrolliert wird, das durch den Schieber so gesteuert wird, daß dieses Ventil beim raschen Vorschub in Öffnungsstellung gehalten wird und beim langsamen Vorschub den Schieber strömungsmäßig isoliert.
Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteranspiii ehe verwiesen.
Die Kennzeichen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden zwei Figuren näher hervor.
Fig. 1 zeigt das hydraulische Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuervorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung
durch einen der Vorrichtung in Fig. 1 entsprechenden hydraulischer Steuerblock.
Die Prinzipdarstellung in Fig. 1 zeigt ein Wegeventil 1 zur Einstellung der Arbeitsrichtung eines Arbeitszylinders 2, der eine Maschine 3, z.B. zur Metallbearbeitung antreibt. Der Arbeitszylinder 2 umfaßt einen Differentialkolben 20, der auf der Seite einer Vorschubkammer 21 einen vollen Querschnitt und auf der Seite einer Rücklaufkammer 22 einen verminderten Querschnitt aufweist. Das Wegeventil ist stromaufwärts über Leitungen 11 und 12 an eine Druckquelle 10 und an ein Auffangbecken 15 für zurückströmende Hydraulikflüssigkeit angeschlossen. Stromabwärts ist er einerseits über die Leitung 13 mit der Vorschubkammer 21 und andererseits über Leitungen 14 und 24 und über ein Rückschlagventil 16 mit der Rücklaufkammer 22 verbunden. Das Rückschlagventil 16 läßt die Hydraulikflüssigkeit nur in
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der Richtung von der Leitung 14 zur Leitung 24 durch. Die Stange 23 des Kolbens 20, der die Metallbearbeitungseinheit .. 3 entlang einer Gleitschiene 26 mitnimmt, ist mit einem Nocken 30 fest verbunden; dieser Nocken weist an einem Ende einen Bereich 31 für großen Vorschub mit einer Rampe 33 auf, die in einer freien Zone 35 für rasche Verschiebung mündet; zylinderseitig umfaßt der Nocken eine Rampe 34, die in einem Bereich für langsamen Vorschub mündet. Ferner besitzt die Werkzeugmaschine einen Nocken 36, der mit einem Bahnbegrenzungskontakt für den Vorschub 37 und mit einem Bahnbegrenzungskontakt für den Rücklauf 38 zusammenwirkt.
Das Wegeventil kann drei Stellungen einnehmen, wobei die obere Stellung IA dem Vorschub der Maschine 3 entspricht, während die untere Stellung IB dem Rücklauf des ArbeitsZylinders und die zentrale Stellung IC dem Stillstand entsprechen.
Bei Wirksamwerden des ArbeitsZylinders wirkt der Nocken 30 mit einem Fühlerrad 40 eines Steuerventils 4 mit einem Wählschieber 5 zusammen, der am anderen Ende mit einer Gegenfeder 4 versehen ist.
Der Schieber 5 kann eine Stellung 5A einnehmen, in der das Fühlerrad 40 sich im freien Bereich 35 auf dem Nocken befindet, eine Position 5B, in der das Fühlerrad 40 mit dem Bereich 31 in Berührung steht, und eine Stellung 5C, in der das Fühlerrad mit dem Bereich 32 des Nockens in Berührung steht. Wie weiter unten noch gezeigt wird, entspricht die Stellung 5A einem großen Vorschub und die Stellung 5C einem langsamen Vorschub.
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Das Ventil steht einerseits über eine Leitung 61 mit einem Ventil 6, beispielsweise einem Rückschlagventil, und über eine SteuerZwischenleitung 62 mit einem Steuerkreis für das Ventil 6 in Verbindung. Andererseits ist es über eine Leitung 51 mit der Leitung 13 verbunden; über eine Leitung 52 und ein Rückschlagventil 17 ist es an die Druckquelle 10 angeschlossen; schließlich steht es über eine Leitung 53 mit einem Auffanggefäß 18 für die zurückfließende Hydraulikflüssigkeit in Verbindung. Das Ventil 17 läßt die Hydraulikflüssigkeit nur in der Richtung von der Leitung 52 zur Leitung 11 durch. Ferner ist das Ventil über eine Leitung 54 an die Eingangsleitung 71 eines Durchflußreglers 7 für großen Vorschub und an die Ausgangsleitung 82 eines Durchflußreglers 8 für langsamen Vorschub angeschlossen. Der Schieber 5 weist ferner eine Drainageleitung 55 auf, die an eine Rückflußleitung 63 zum Auffanggefäß 18 des Steuerkreises des Ventils 6 über die Leitung 53 führt.
Der Durchflußregler für großen Vorschub 7 steht über eine Ausgangsleitung 72 mit der Leitung 14 in Verbindung, während d ie Leitung 24 über eine Leitung 25 mit der Eingangsleitung 65 des Ventils 6 und mit der Eingangsleitung des Durchflußreglers für geringen Vorschub 8 in Verbindung steht.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen : In der Zeichnung ist die Vorrichtung so dargestellt, daß sich das Wegeventil 1 in Haltestellung IC und der Schieber 5 in der Stellung 5A befinden, die dem Endpunkt der Maschine 3 bei deren Rücklauf entspricht; dabei befindet sich das Fühlerrad 40 im freien Bereich 35. In dieser Stellung speist die unter Druck stehende
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Hydraulikflüssigkeitsquelle 10 keine Hydraulikkreise, während gleichzeitig die Leitungen 13 und 14 mit dem Auffanggefäß 18 in Verbindung stehen.
Wird das Wegeventil 1 in die Stellung IA gebracht, die der Vorschubstellung entspricht, so speist die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit aus der Quelle 10 die Leitung 13 und die Steuerleitung 51, wodurch einerseits das Öffnen des Ventils 6 hervorgerufen wird, wobei die Flüssigkeit aus dem Steuerkreis zum Auffanggefäß 18 durch die Leitungen 63 und 53 zurückläuft, und andererseits die rasche Verschiebung der Maschine 3 unter der Wirkung der in die Kammer 21 gelangenden Hydraulikflüssigkeit. Die in der Kammer 22 befindliche Flüssigkeit wird unter einem Druck verdrängt, der wegen des Querschnittverhältnisses der Stirnflächen des Kolbens 20 größer ist; die aus der Kammer 22 verdrängte Flüssigkeit fließt durch die Leitungen 24, 25, 65 und durchquert von da aus das Ventil 6. Die unter Überdruck stehende Hydraulikflüssigkeit gelangt am Ausgang des Ventils 6 durch die Leitung 61 in den Schieber, der sich in der Stellung 5A befindet, die raschen Vorschub bedeutet; von hier aus fließt die Flüssigkeit über die Leitung 52 und das Ventil 17 zur Hydraulikflüssigkeitsquelle 10 zurück.
Gegen Ende der raschen Vorschubbewegung erreicht das Fühlerrad 40 über die Rampe 33 den Nockenbereich 31, wodurch der Schieber in die Stellung 5B gelangt, die großen Vorschub bedeutet. In dieser Stellung fließt die aus der Kammer 22 und den Leitungen 24 und 25 im Schieber 5 ankommende Flüssigkeit nicht mehr zur Hydraulikflüssigkeitsquelle IO zurück, sondern über die
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Leitungen 54, 71, den Durchflußregler 7 für großen Vorschub, die Leitungen 72, 14, das Wegeventil 1 und die Leitung 12 in das Auffanggefäß 15.
Gegen Ende des großen Vorschubwegs gleitet das Fühlerrad 40 auf die Rampe 34, wodurch der Schieber in die Stellung 5C für langsamen Vorschub gelangt.
In dieser Stellung wird die Zwischensteuerleitung 62 nicht mehr gespeist, sondern über die Leitung 5 3 mit dem Auffanggefäß 18 in Verbindung gesetzt, wodurch das Ventil 6 geschlossen wird. Die aus der Kammer 22 durch die Leitungen 24 und 25 kommende Hydraulikflüssigkeit fließt in die Eingangsleitung 81 des Durchflußreglers 8 für langsamen Vorschub, in diesen Regler 8, in die Ausgangsleitung 82 und dann in die Eingangsleitung 71 des Durchflußreglers 7 für großen Vorschub, um wie zuvor in das Auffanggefäß 15 abzulaufen.
Danach wird der langsame Vorschub durch den Nocken 36, der auf den Vorschubendschalter 37 einwirkt, unterbrochen. Der Vorschubendschalter 37 sowie der Rücklaufendschalter 38 stehen auf bekannte Weise mit hier nicht dargestellten Leitungen und einer ebenfalls nicht dargestellten Betfiebsumkehrvorrichtung des Wegeventils 1 in Verbindung.
Das Wegeventil 1 wird dadurch in die Stellung 18 gebracht, und die Kammer 21 und die Steuerleitung 51 werden über die Leitung 13 des Wegeventils 1 und die Leitung 12 mit dem Auffanggefäß 18 verbunden. Die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit wird durch das Wegeventil 1 zur Leitung 14 und durch das Rückschlagventil 16 in die Rücklaufkammer 22 des
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Zylinders 3 geführt, wodurch dieser rasch zurückbewegt wird und das Fühlerrad 40 im freien Bereich 35 freigibt und den Schieber 5 des Steuerventils 4 in die Stellung 5A bringt.
Fig. 2 zeigt eine technische ausführungsform eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1, die einen Steuerblock 9 umfaßt, zu dem der Schieber 5 des Steuerventils 4, das Rückschlagventil 6 und ein Steuerkolben 64 für das Ventil 6 gehören.
Das Steuerventil 4 besteht in bekannter Weise aus einer zylindrischen Bohrung 90 im Block 9r in dem der Schieber 5 gleitet. Die Bohrung 90 weist von unten nach oben gesehen auf
- eine Drainagekammer 91, die über die Bohrung 101 im Block mit der Leitung 53 der Vorrichtung aus Fig. 1 verbindbar ist,
- eine Zwischensteuerkammer 92,
- eine Steuerkammer 93, die über eine Bohrung 103 im Block 1 mit der Leitung 51 verbindbar ist,
- eine Kammer für raschen Vorschub 94, die über eine Bohrung 104 mit der Leitung 52 in Verbindung steht,
- eine Verbindungskammer 95,
- eine Kammer für großen Vorschub 96, die über eine Bohrung 106 mit der Leitung 54 verbunden wird.
Der Schieber 5 weist von unten nach oben gesehen eine Steuernut 151, eine Kehlung für raschen Vorschub 152 und eine Kehlung für großen Vorschub 153 auf. An seinem unteren Ende besitzt er eine Schulter 143, die unter Zusammenwirken mit einer in der Drainagekammer 91 untergebrachten Rückholfeder 41 am Rand der Bohrung 90 anschlägt, und an seinem oberen Ende
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das mit dem Nocken 30 zusammenwirkende Fühlerrad 40,
Parallel zur Achse des Steuerventils 4 und des Schiebers 5 besitzt der Block drei aufeinanderfolgende koaxiale und untereinander in Verbindung stehende Bohrungen 111, 112, 113 (von unten nach oben gesehen). Am unteren Teil des Blocks werden die zu den Bohrungen 111 und 90 führenden Öffnungen durch eine Abdeckplatte 117 verschlossen.
In der Bohrung 111 ist ein Steuerkolben 64 angeordnet, der sich zwischen einer unteren Steuerkammer 121 mit einem Anschlag 118 und einer oberen Kammer 122 verschiebt. Die Kammer 121 steht über die Bohrung 62 mit der Steuerzwischenkammer 92 in Verbindung. Die Kammer 122 steht über die Leitung 63 mit der Dränagekammer 91 in Verbindung.
In der Bohrung 113 liegt das Abdichtventil 6, das mit einem festen zwischen einer Speisekammer 67 und einer Zwischenkämmer 68 liegenden Ventilsitz 66 zusammenwirkt. Die Kammer 67 steht über eine Bohrung 69 im Block 9 mit der Leitung 65 und die Kammer 68 steht über die Bohrung 61 mit der Verbindungskammer 95 in Verbindung. Zwischen dem Ventil 6 und dem Steuerkolben 64 in der Bohrung 112 liegt ein Stößel 114. Eine zwischen dem Ventil 6 und einem Stopfen 116 des Steuerblocks angeordnete Feder 115 drückt auf das Ventil 106 in Richtung auf den Ventilsitz 66. Mit Stopfen 131 und 132 werden die Zugangsöffnungen zu den Kammern 121 und 68 verschlossen. Dieser steuerblock 9 arbeitet folgendermaßen :
In Ruhestellung, d.h. wenn sich das Wegeventil I in Haltestellung befindet, wo die Druckzufuhr von der Hydraulik-
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quelle HO unterbrochen ist, nehmen die verschiedenen Bestandteile des Steuerblocks 9 die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, d.h. der Kolben 64 befindet sich in der Tiefstellung, das Ventil 6 ist geschlossen und der Schieber befindet sich in Hochstellung.
Wird das Wegeventil l in Vorschubstellung gebracht, so gelangt der Druck aus der Hydraulikflüssigkextsquelle 10 über die Leitung 51, die Bohrung 103, die Kanuner 93, die Kehlung 151, die Kammer 92 und die Bohrung 62 zur Steuerkammer 121 des Steuerkolbens 64. Dieser wird angehoben und öffnet mit dem Stößel Ü4 das Ventil 6. Unter dem Verdrängungsdruck des Arbeitskolbens 20 gelangt die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 65 und die Bohrung 69 in die Kammer 67 und dann in die Kammer 68, von der aus sie über die Bohrung 6±, die Kammer 95, die Kehlung 152, die Kammer 94 und die Bohrung 104 in die Leitung gelangt, wodurch der Arbeitskolben 20 die Möglichkeit erhält, die rasche Verschiebung durchzuführen, die durch Eindrücken des Schiebers 5 unter der Wirkung des Fühlerrads 40 beendet wird, wenn dieses über die Rampe 33 und den Bereich 31 rollt. In dieser Stellung wird die Verbindung zwischen der Kammer 95 und der Kammer 94 mit Hilfe einer Einkerbung 154 auf dem Schieber 5 allmählich unterbrochen, während zwischen der Kammer 96 und über die Bohrung 106 mit der Leitung 54 und dem Durchflußregler 7 eine Verbindung hergestellt wird, wodurch nur noch die langsame Verschiebung des Arbeitszylinders möglich bleibt. Diese Betriebsphase endet damit, daß der Schieber 5 unter der Wirkung des über die Rampe 34 laufenden und auf den
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Bereich 32 des Nocken gelangende Fühlerrad 40 in den Block gedrückt wird.
In dieser neuen Stellung wird die Verbindung zwischen der Kammer 95 und der Kammer 96 allmählich mit Hilfe einer Einkerbung 155 auf dem Schieber 5 unterbrochen; durch die Bohrung 90 sind jedoch Lecks zwischen diesen Kammern weiterhin möglich, während die Verbindung zwischen der Steuerkammer 93 und der Zwischenkammer 92 unterbrochen wird und die Kammer über die Kehlung 151 mit der Drainagekammer 91 in Verbindung gesetzt wird. Da der Steuerkolben 64 nicht mehr gespeist wird, schließt sich das Ventil 6, so daß durch das Ventil 4 mit dem Schieber 5 keinerlei Leck mehr verlaufen kann. Die durch den Verdrängungsdruck des Arbeitszylinders verdrängte Hydraulikflüssigkeit kann nur über den Durchflußregler für Langsamvorschub 7 und dann durch den Durchflußregler für schnellen Vorschub ,zurückfließen, wodurch ein langsamer Vorschub nur noch so lange möglich bleibt, bis der Nocken 36 mit dem Vorlaufendschalter 37 in Berührung tritt.
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Claims (1)

  1. Fo 11 506 D
    ■';■":.-' 21. Man 1980
    COMPAGNIE PARISIENNE D1OUTILLAGE A AIR COMPRIME S.A. llbis, rue Roquepine, 75008 PARIS, Frankreich
    HYDRAULISCHER STEUERBLOCK FÜR DIE VERSCHIEBUNG
    EINER MASCHINE
    PATENTANSPRÜCHE
    1J- Hydraulischer Steuerblock für die Verschiebung einer Maschine, deren Funktionszyklus einen Übergang von einem schnelle Vorschub zu einem langsamen Vorschub umfaßt und zu der ein Wählschieber zur Einstellung eines diesen Vorschubgeschwindigkeiten entsprechenden Durchflusses, ein Durchflußregler für raschen Vorschub und ein Durchflußregler für langsamen Vorschub gehören, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Wählschieber (5) gesteuerte Durchfluß stromaufwärts durch ein steuerbares Ventil (6) kontrolliert wird, das durch den Schieber so gesteuert wird, daß dieses Ventil beim raschen Vorschub in Öffnungsstellung gehalten wird und beim langsamen Vorschub den Schieber strömungsmäßig isoliert.
    2 - Steuerblock nach Anspruch 1, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Durchflußregler für lang-
    dem samen Vorschub (7) stromaufwärts vorfVentil (6) gespeist wird.
    3 - Steuerblock nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Durchflußregler für langsamen
    030041/0.652
    ORIGINAL INSPECTED
    Vorschub (7) durch den Durchflußregler (8) für raschen Vorschub erfolgt.
    4 - Steuerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) ein steuerbares Rückschlagventil ist.
    5 - Steuerblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Block (9) umfaßt, der den Wählschieber (5), das Ventil (6) und die Steuermittel (64) des Ventils vereinigt.
    030041/0652
DE19803010973 1979-03-28 1980-03-21 Hydraulischer steuerblock fuer die verschiebung einer maschine Withdrawn DE3010973A1 (de)

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FR7907787A FR2452353A1 (fr) 1979-03-28 1979-03-28 Dispositif de commande hydraulique d'une unite d'usinage a avances multiples

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FR2452353B1 (de) 1981-05-08

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