DE3210554A1

DE3210554A1 - Hydraulic valve with position monitoring

Info

Publication number: DE3210554A1
Application number: DE19823210554
Authority: DE
Inventors: Gerd-Rainer Degener
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA; Kugelfischer Georg Schaefer and Co
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1983-10-06
Also published as: SE8301119L; SE8301119D0; FR2524108A1; FR2524108B1

Description

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Beschreibungdescription

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulikventil mit Stellungsüberwachung gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a hydraulic valve with position monitoring according to the preamble of claim 1.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der genannten Art anzugeben, welches einen vom hydraulischen Schaltweg unabhängigen, kurzen elektrischen Schaltweg und damit eine entsprechend kurze elektrische Schaltzeit aufweist, dessen Überwachungsglieder keine zusätzliche Reibung für den Steuerkörper erzeugen und das sich leicht in eine Ausführung ohne Stellungsüberwachung umrüsten läßt.It is the object of the invention to specify a valve of the type mentioned, which one of the hydraulic switching path has independent, short electrical switching path and thus a correspondingly short electrical switching time, its Monitoring elements do not generate additional friction for the control body and that can easily be converted into a version without Position monitoring can be converted.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Mittel, welche im Kennzeichen des Anspruches 1 und, in vorteilhaften Ausgestaltungen, in den Kennzeichen der Unteransprüche angegeben sind.This object is achieved by the means which are defined in the characterizing part of claim 1 and, in advantageous embodiments, are indicated in the characteristics of the subclaims.

Der Erfindungsgegenstand ist besonders geeignet zur Verwendung in Sicherheitssteuerungen von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Pressen oder Spritzgießmaschinen, welche nach speziellen behördlichen Sicherheitsvorschriften ausgebildet sein müssen.The subject matter of the invention is particularly suitable for use in safety controls of machine tools, for example Presses or injection molding machines, which are designed according to special official safety regulations have to.

Die Erfindung und ihre besonderen Vorteile werden nachfolfolgend anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispiele schematisiert veranschaulicht. Es zeigen:.The invention and its particular advantages are described below explained with reference to the drawing, which illustrates exemplary embodiments schematically. Show it:.

Fig. 1 ein Rückschlagventil,1 shows a check valve,

Fig. 2 ein einstellbares Drosselventil.Fig. 2 shows an adjustable throttle valve.

Gemäß Figur 1 ist in dem Arraaturenblock 1 ein Ventilgehäuse 2 abgedichtet eingesetzt. Ihm zugeordnet ist ein Hydrauliköl-Zuführungskanal 3 und ein Hydrauliköl-Abflußkanal 4.According to FIG. 1, a valve housing 2 is located in the fittings block 1 sealed inserted. A hydraulic oil supply channel 3 and a hydraulic oil discharge channel 4 are assigned to it.

Der Steuerkörper dieses Ventiles ist mit 5 bezeichnet. Er besitzt an seinem unteren Ende eine kegelige Schließfläche 6. Letztere arbeitet mit der Schließkante 7 zusammen.The control body of this valve is denoted by 5. It has a conical closing surface 6 at its lower end. The latter works together with the closing edge 7.

Der Steuerkörper 5 steht unter dem Druck einer Feder 8, welche sich an einer Zwischenplatte 9 abstützt.The control body 5 is under the pressure of a spring 8 which is supported on an intermediate plate 9.

Mit 10 ist der eine Teil der Betätigungsstange für die Mittel zur Stellungsüberwachung bezeichnet. Diese Stange ist mit dem Steuerkörper 5 auf Mitnahme verbunden, beispielsweise durch Verschraubung, wie bei 11 angedeutet.With 10 one part of the actuating rod for the means for position monitoring is referred to. This rod is connected to the control body 5 for entrainment, for example by screwing, as indicated at 11.

Der andere Teil der Betätigungsstange ist topfförmig ausgebildet und mit 12 bezeichnet. In seinem Inneren gleitet ein kolbenförmiges Ende 13 des genannten ersten Teiles der Betätigungsstange. Mit 14 ist ein Anschlag für den kolbenförmigen Teil 13 bezeichnet. Das Teil 12 steht unter dem Druck einer weiteren Feder 15, welche sich ebenfalls an der Zwischenplatte 9 abstützt.The other part of the actuating rod is cup-shaped and designated by 12. Slides inside piston-shaped end 13 of said first part of the operating rod. At 14 is a stop for the piston-shaped Part 13 referred to. The part 12 is under the pressure of a further spring 15, which is also located on the intermediate plate 9 supports.

Das topfförmige Teil 12 besteht aus weichmagnetischem Material an sich beliebiger Form. Seine obere Frontebene 16 steht mit geringem Abstand einer Anschlagfläche 17 gegenüber. Zentrisch in dieser Fläche ist das Fühlelement 18 eines induktiven Näherungsschalters 19 angesetzt. Und zwar so, daß die Fühlebene 20 des Fühlelementes 18 parallel zur Frontebene 16 verläuft.The cup-shaped part 12 consists of soft magnetic material in itself any shape. Its upper front plane 16 faces a stop surface 17 at a small distance. Centric The sensing element 18 of an inductive proximity switch 19 is placed in this area. In such a way that the feeling level 20 of the sensing element 18 runs parallel to the front plane 16.

Der Näherungsschalter 19 setzt sich nach oben hin fort in einem mit Gewinde versehenen Teil 21, der sein Gegengewinde in dem hutförmigen Aufsatz 22 hat. Mit einer Kontermutter 23 ist der Näherungsschalter 19 im Teil 22 fixiert. Mit 24 sind zwei einander gegenüberliegende Flächen des Näherungsschalters 19 bezeichnet. An ihnen kann zum Verdrehen des Näherungsschalter^ 19 ein Werkzeug angesetzt werden. Über die Tülle 25 sind die Stromversorgungs- und Signalanschlüsse 26 für die Elektronik des Näherungsschalters nach außen geführt.The proximity switch 19 continues upwards in a threaded part 21, which has its mating thread in the hat-shaped attachment 22 has. The proximity switch 19 is fixed in part 22 with a lock nut 23. At 24 there are two opposing surfaces of the proximity switch 19 designated. You can use them to turn the proximity switch ^ 19 a tool can be applied. Via the grommet 25, the power supply and signal connections 26 for the electronics of the proximity switch to the outside.

Das hutförmige Teil 22 ist auf dem Armaturenblock 1 mittels Schrauben 27 befestigt, wie durch 28 angedeutet ist. Ein Verbindungskanal 2 9 verbindet den Abflußkanal 4 mit dem Raum um die Teile 10 und 12. Die Feder 8 ist wesentlich stärker ausgebildet als die Feder 15. Das Kräfteverhältnis liegt in der Größenordnung 10:1. Wie ersichtlich, wird das patronenartige Ventil 2 durch den hutförmigen Teil 22 im Armaturenblock 1 befestigt.The hat-shaped part 22 is fastened to the fitting block 1 by means of screws 27, as indicated by 28. A connecting channel 2 9 connects the drainage channel 4 with the space around the parts 10 and 12. The spring 8 is made much stronger than the spring 15. The balance of forces is on the order of magnitude 10: 1. As can be seen, the cartridge-like valve 2 is fastened in the valve block 1 by the hat-shaped part 22.

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Die Figur 1 zeigt das Ventil in der linken Hälfte in geschlossenem Zustand; in der rechten Hälfte in geöffnetem Zustand. Seine Arbeitsweise ist wie folgt:FIG. 1 shows the valve in the left half in closed state; in the right half when open. Its working principle is as follows:

Bei überschreiten eines durch die resultierende Kraft der Federn 8 und 15 einerseits und die Fläche des Steuerkörpers 5 andererseits vorgegebenen Druckes im Zuführungskanal 3 hebt sich die Schließkante 6 vom Ventilsitz 7 ab. Infolge des Anschlages 14 und der Feder 15 wird diese Abhebebewegung auf das obere Ende,- 12/ der Betätigungsstange übertragen. Schon nach ganz kurzem Weg kommt dabei die Stirnfläche 16 zur Anlage an der Fläche 17. Hierbei wird der Abstand der Stirnfläche 16 zur Fühlebene 20 des Näherungsschalters 19 verändert. Demzufolge ^e^gibt derselbe über die Leitungen 26 ein entsprechendes Signal ab.When one is exceeded by the resulting force of the springs 8 and 15 on the one hand and the surface of the control body 5 on the other hand due to the predetermined pressure in the feed channel 3, the closing edge 6 lifts from the valve seat 7. As a result of the stop 14 and the spring 15, this lifting movement transferred to the upper end, - 12 / of the operating rod. The frontal area comes after a very short distance 16 to rest on the surface 17. Here, the distance between the end face 16 and the sensing plane 20 of the proximity switch 19 is changed. Accordingly ^ e ^ enters the same via the lines 26 corresponding signal.

Im weiteren Verlauf der Abhebebewegung des Steuerkörpers 5 verschiebt sich das kolbenförmige Ende 13 im Inneren des topfförmigen Teiles 12 nach oben. Und zwar so lange, bis der Steuerkörper 5 an der Zwischenplatte 9 anliegt und damit das Ventil 2 seinen größten öffnungsguerschnitt erreicht hat. Wie ersichtlich, handelt es sich in Figur 1 um ein sogenanntes Rückschlagventil; demgegenüber betrifft die Figur 2 ein einstellbares Drosselventil. . . Hierzu ist der Näherungsschalter 19 nicht mehr koaxial zur Betätigungsstange 10, 12 angeordnet, sondern so, daß die nach wie vor quer zur Betätigungsstange verlaufende Fühlebene 20 mit der Längsrichtung der Bestätigungsstange einen an sich beliebigen Winkel bildet. Weiterhin ist der weichmagnetische, topfförmige Teil 12 der Betätigungsstange nicht mit einer ebenen Stirnfläche ausgebildet. Vielmehr dient hier eine kegelige Ringfläche 30 als korrespondierendes Element zur Fühlebene 20 des Näherungsschalters 19.In the further course of the lifting movement of the control body 5, the piston-shaped end 13 moves inside the cup-shaped Part 12 to the top. In fact until the control body 5 rests against the intermediate plate 9 and thus the valve 2 has reached its largest opening cross-section. As can be seen, it is a so-called in Figure 1 Check valve; in contrast, FIG. 2 relates to an adjustable throttle valve. . . For this purpose, the proximity switch 19 is no longer coaxial with the actuating rod 10, 12 arranged, but in such a way that the Fühplane 20, which continues to run transversely to the actuating rod, with the longitudinal direction of the confirmation rod forms an arbitrary angle. Furthermore, the soft magnetic, cup-shaped Part 12 of the operating rod is not designed with a flat end face. Rather, a conical ring surface is used here 30 as a corresponding element to the sensing level 20 of the proximity switch 19.

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Mit 31 ist ein Wegbegrenzungsstift bezeichnet. Derselbe trägt ein Gewinde 32, welches im hutförmigen Teil 22 sein Gegeghgewinde hat, und besitzt am oberen Ende einen Schlitz 33 zum Ansetzen eines entsprechenden Werkzeuges. Mit der Kontermutter 34 kann der Anschlagstift 31 fixiert werden.31 with a path limiting pin is designated. The same has a thread 32 which has its counter thread in the hat-shaped part 22 has, and has a slot 33 at the upper end for attaching a corresponding tool. With the lock nut 34, the stop pin 31 can be fixed.

Die Arbeitsweise des in Figur 2 gezeigten Drosselventiles entspricht voll und ganz derjenigen des in Figur 1 gezeigten Ventiles. Jedoch trifft hier das kolbenförmige Ende 13 auf den Anschlagstift 31, je nachdem, auf welchen Abstand dieser Anschlagstift zu dem Teil 13 eingestellt ist. Da, wie weiter oben erwähnt, das Teil 13 über das Teil 10 der Betätigungsstange mit dem Steuerkörper 5 auf Mitnahme verbunden ist, kann mit dem Wegbegrenzungsstift 31 der Öffnungsquerschnitt des Ventiles eingestellt werden.The mode of operation of the throttle valve shown in FIG corresponds fully to that of the valve shown in FIG. However, here the piston-shaped end 13 meets the Stop pin 31, depending on the distance between this stop pin and part 13. There, as above mentioned that the part 13 is connected to the control body 5 via the part 10 of the actuating rod for entrainment, can with the travel limiting pin 31 the opening cross-section of the valve can be set.

Die erfindungsgemäße Ventilkonstruktion hat verschiedene wesentliche Vorteile. Wie sich aus den Figuren ergibt, ist der elektrische Schaltweg, nämlich der Abstand der Flächen 16 und (Figur 1) außerordentlich kurz, im Verhältnis zu dem Verschiebeweg des Steuerkörpers 5. Wie weiter ersichtlich, kann das Verhältnis des elektrischen Schaltweges zum hydraulischen Schaltweg bei der Erfindung beliebig gewählt werden. Das bedeutet, daß in sehr kurzer Zeit und bereits nach geringem Abheben des Steuerkörpers 5 vom Ventilsitz eine Signalgabe erfolgt. Die Ansprechgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Ventiles ist daher sehr groß. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß nach Zurücklegen des elektrischen Schaltweges nur noch der eine Teil, 10, der Betätigungsstange zu beschleunigen ist. Dadurch hat das erfindungsgemäße Ventil auch eine relativ hohe hydraulische Schaltgeschwindigkeit .The valve construction according to the invention has several substantial advantages. As can be seen from the figures, the electrical switching path, namely the distance between the surfaces 16 and (Figure 1) extremely short, in relation to the displacement of the control body 5. As can also be seen, the ratio the electrical switching path to the hydraulic switching path can be selected arbitrarily in the invention. It means that a signal is emitted in a very short time and after the control body 5 has been lifted slightly from the valve seat. The speed of response the valve according to the invention is therefore very large. This is further supported by the fact that after replacing of the electrical switching path only the one part, 10, of the actuating rod has to be accelerated. This has the invention Valve also has a relatively high hydraulic switching speed.

Es ist nach Vorstehendem offensichtlich, daß sich die Feder 15 nicht notwendigerweise am Ventilkörper 2 abstützen muß. Sie kann sich vielmehr auch unmittelbar am Teil 10 der Betätigungsstange abstützen. Die gezeichnete Ausführung hat jedoch den Vorteil, daß nach Zurücklegen des elektrischen Schaltweges die KraftIt is evident from the above that the spring 15 does not necessarily have to be supported on the valve body 2. she Rather, it can also be supported directly on part 10 of the actuating rod. The drawn version, however, has the advantage that after covering the electrical switching path the force

der Feder 15 außer Wirkung in Bezug auf das Teil 10 kommt. Dies trägt zur Erhöhung der hydraulischen Schaltgeschwindigkeit bei. Das erfindungsgemäße Ventil läßt sich dabei auf einfache Weise konstruktiv auch ohne Stellungsüberwachung ausbilden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Teile 9 bis 26 (Figur 1) wegzulassen und anstelle des hutförmigen Aufsatzes 22 einen einfachen Deckel vorzusehen. Diese leichte Uirirüstmöglichkeit kommt einer kostengünstigen Lagerhaltung entgegen.the spring 15 comes out of action with respect to the part 10. This helps to increase the hydraulic switching speed at. The valve according to the invention can be constructed in a simple manner without monitoring the position form. For this it is only necessary to omit the parts 9 to 26 (Figure 1) and instead of the hat-shaped one Attachment 22 to provide a simple cover. This easy retrofitting option comes as an inexpensive one Against storage.

Wie aus den Figuren entnehmbar, sind die beweglichen Teile der Stellungsüberwachung von Hydraulikflüssigkeit umgeben. Dadurch entfällt jede zusätzliche Reibung, wie sie von Dichtringen und dergleichen hervorgerufen würde.As can be seen from the figures, the moving parts of the position monitoring system are surrounded by hydraulic fluid. This eliminates any additional friction that would be caused by sealing rings and the like.

Die beschriebene Stellungsüberwachung ist nicht auf die erläuterten Ventilarten beschränkt. Sie kann grundsätzlich überall da angewendet werden, wo sich eine Betätigungsstange an dem Steuerkörper anbringen läßt. Als Beispiel sei hier ein Wegeventil mit einem Schieber als Steuerkörper genannt. Hier können die beschriebenen Mittel zur Stellungsüberwachung mit Vorteil dazu verwendet werden, die Mittelstellung des Steuerkörpers zu überwachen.The position monitoring described is not limited to the valve types explained. You can basically can be used wherever an actuating rod can be attached to the control body. As an example, here is a Directional valve with a slide called the control body. The described means for position monitoring can also be used here Advantageously used to monitor the central position of the control body.

Claims

Hydraulic valve with position monitoring

Expectations

K ^, hydraulic valve with position monitoring of his Control body, in which with a position-constrained by spring force Control body is connected to driving an actuating rod, which is a switching element for a cartridge-shaped inductive proximity switch has the following features:

a) the proximity switch (19) is arranged in an axial extension of the actuating rod (10, 12),

b) the sensing level (20) of the proximity switch runs transversely to the axis of the actuating rod,

c) the sensing level of the proximity switch is assigned to the front level (16) of the switching element (12) running parallel to it,

d) the operating rod consists of two in the longitudinal direction Parts (10, 12) that can be pushed together against the pressure of a COPY

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Spring (15) which, when the valve is at rest, pushes the actuating rod apart against a stop (14) and at Emigration of the control body after the switching element has been in contact with the sensing level of the proximity switch or one of these associated with it Stop (17) pushing together the parts of the operating rod enables

e) the space around the operating rod is with a hydraulic fluid leading part of the valve connected.

2. Hydraulic valve according to claim 1, characterized in that the proximity switch (19) is arranged coaxially to the actuating rod.

3. Hydraulic valve according to claim 1, characterized in that one part of the actuating rod consists of a rod-shaped part with a piston-like end (13) which slides in a cup-shaped cavity of the other part of the actuating rod.

4. Hydraulic valve according to claim 1, characterized in that the parts of the actuating rod pushing apart the spring (15) is supported on one side on the valve housing (9).