DE3249806C2 - Ventilanordnung zur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines Verbrauchers - Google Patents

Description

verbunden, wobei zwischen diesem und dem Gehäuse ein Ringraum 52 gebildet ist An den Kolbenabschnitt 47 schließt sich ein Bund 66 an, der ständig durch eine Druckfeder 64 beaufschlagt ist und gegen eine Schulter bzw. Steuerkante 68 des Strömungswichters 18 angedrückt wird.

In dem vom Zulauf 46 abzweigenden Kanal 50 ist eine Drossel 56 ausgebildet und ein Kanal 50 führt weiter über die Federkammer 60 der Druckfeder 64 und eine nicht näher bezeichnete Auslaßleitung zum Tank T. Der andere vivn Zulaufkanal 46 abzweigende Kanal 48 führt zu einer Kolbenkammer 58, deren eine Wand durch die Stirnfläche des Kolbenabschnitts 45 gebildet wird. Im Kolbenabschnitt 47 sind mehrere am Umfang dieses Kolbenabschnittes verteilte axiale Kerben 54 ausgebildet, die sich ausgehend von der Seite des Kolbenschaftes 55 nur über einen Teil der axialen Länge des Kolbenabschnittes 47 erstrecken.

Die Ventilanordnung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt:

Vom Zulaufanschluß P strömt das Drucköl über den Ringkanal 42 zum Verbraucheranschluß A und von dort über die Leitung 24 und das Wegeventil 12 zum Verbraucher 14. Im dargestellten Beispiel wird die vordere Stirnfläche des Kolbens des Verbrauchers 14 belastet, durch Umschalten des Wegeventiles 12 kann das Drucköl aber auch auf die hintere Seite des Kolbens geleitet werden. Sobald am Verbraucher 14 der am Vorsteuerventil 16 eingestellte Druck erreicht ist strömt vom Verbraucher 14 bzw. von der Leitung 24 Drucköl über das Wechselventil 20 und die Leitung 22 zum Steueran-Schluß Z des Druckminderventiles 10 und von dor* über die Drossel 34 und die Querbohrung 36 in die Längsbohrung 38 und aus dieser zu und durch die Drossel 40 in die Federkammer 74 und zum Vorsteueranschluß X. Infolge der Drossel 40 in der Längsbohrung 38 entsteht ein Druckgefälle in der letzteren, wodurch der höhere Druck auf die in der Figur untere Stirnfläche des Regelkolbens 30 wirkt und diesen gegen die Kraft der Feder 32 und den niedrigeren Druck nach der Drossel 40 nach oben in F i g. 1 verschiebt Diese Verschiebung des Regelkolbens 30 wird solange fortgesetzt bis dieser seine Regelstellung erreicht hat, d. h. bis die Schulter 31 des Regelkolbens 30 gerade an die Steuerkante 33 des Druckminderventiles herankommt Der Regelvorgang selbst ist bekannt und wird daher hier nicht im einzelnen erläutert

Der Arbeitsdruck für das Drucköl wird im Vorsteuerventil 16 eingestellt Das in der vorstehend geschilderten Weise vom Verbraucher kommende Steueröl strömt nun vom Vorsteueranschluß X über die Leitung 28 zum Vorsteuerventil 16, das auf einen gewünschten Arbeitsdruck eingestellt ist Solange dieser nicht erreicht ist, bleibt das Vorsteuerventil 16 geschlossen. Wird hingegen der Arbeitsdruck überschritten, so öffnet des Vorsteuerventil 16, und das von dem letzteren durchgelassene Ol fließt über die Leitung 62 zum Einlaßkanal 46 des Strömungswächters 18.

Vom Einlaßkanal 46 strömt dieses öl einmal in den Ringraum 52, zum andern über den Kanal 48 in die Kolbenkammer 58 und schließlich über die Drossel 56, den Kanal 50 und die Federkammer 60 zum Auslaß und zum Tank T. infolge der Drossel 5b im Kanal 50 entsteht im Kanal 48 und in der Kolbenkammer 58 ein Staudruck, wodurch der Kolben 44 gegen die Kraft der Druckfeder 64 nach links in F i g. 1 verschoben wird. Diese Bewegung wird solange fortgesetzt, bis die Kerben 54 im Kolbenabschnitt 47 die Steuerka.nte 68 des Strömungswächters 18 überfahren, worauf das Öl vom Zulaufkanal 46 über den Ringraum 52 und die Kerben 54 in die Federkammer 60 und von dort zum Tank T abströmen kann.

Fällt nun der Druck am Verbraucher unter den im Vorsleuerventil 16 eingestellcen Arbeitsdruck ab, so schließt das letztere und es strömt kein öl mehr über die Leitung 62 zum Strömungswächter 18. Der Kolben 44 wird nunmehr durch die Druckfeder 64 nach rechts in Fi g. 1 gedrückt, bis sein Bund 66 wieder an der Steuerkante 68 anschlägt Das verdrängte öl fließt über die Drossel 56 zum Auslaß des Strömungswächters 18 und von dort zum Tank 7* ab. Der Kolbenabschnitt 45 wird während dieser Bewegung auf den Schalter 70 zu bewegt und bedämpft diesen. Der berührungslos arbeitende Schalter 70 schaltet dadurch um, und dieses Signal, das ein Absinken des Arbeitsdruckes bzw. Spanndrukkes am Verbraucher anzeigt, wird beispielsweise zum Abbremsen der Maschinenspindel der zugehörigen Werkzeugmaschine benutzt

Ein Vorteil des Strömungswächters liegt z. B. darin, daß er im Gegensatz zu den bekannten Druckschaltern nicht neu eingestellt werden muß, wenn das Vorsteuerventil auf einen anderen Arbeitsdruck bzw. Maximaldruck umgestellt wird.

Die Wiedereinschaltung des Verbrauchers kann automatisch erfolgen, wenn der eingestellte Arbeitsdruck wieder erreicht worden ist, es kan aber auch vorgesehen werden, daß die Anlage nur manuell wieder eingeschaltet werden kann, nachdem sie auf etwaige Fehler überprüft worden ist

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Vorsteuerventiles 16. Das Vorsteuerventil 16 ist in der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform mit dem Druckminderventil 10 gekoppelt d. h. es kann mit ihm zusammen baulich eine Einheit bilden. Dem Vorsteuerventil ist ferner ein Schaltmagnet 104 mit einem Anker 102 zugeordnet, der mit einem Steuerkolben 100 verbunden ist, die ein Steuerventil bilden.

In der dargestellten Stellung des Ventils strömt das Drucköl vom Anschluß P über den Ringkanal 42 zum Verbraucheranschluß A und vom Verbraucher, wie in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben wurde, zurück zum Steueranschluß Z. Von dort strömt das Drucköl in derselben Weise wie bei der Ausführungsform von F i g. 1 durch die Längsbohrung 38 des Regelkolbens 30, ferner durch die Drossel 40 zum Vorsteueranschluß X.

Der Zulaufanschluß P ist durch einen Kanal 96 mit der Längsbohrung 98 des Steuerkolbens 100 verbunden. Der Schaltmagnet 104 ist im Betriebszustand stromlos, der Steuerkolben 100 wird daher durch eine nicht näher bezeichnete Druckfeder gegen den Schaltmagneten 104 angedrückt. Der Steuerkanal 106 im Gehäuse steht über eine Steuerkante 108 und einen Ringkanal 109 in Verbindung mit einer Bohrung HO, die zu einem Federraum 112 des Vorsteuerventiles 16 führt, der seinerseits mit einem Anschlußkanal 114 in Verbindung steht, der zum in F i g. 2 nicht-gezeigten Strömungswächter führt Der Steuerkanal 106, die Bohrung 110 und der Federraum 112 sind in der dargestellten Position des Ventiles miteinander verbunden.

Das Vorsteuerventil 16 ist mit einem Kegelventil versehen, welches einen Ventilkegel 128 aufweist, der einen Ventilschaft 130 hat der seinerseits mit dem Anker 132 eiues Proportionalmagneten 134 verbunden ist. Der Ventilkegel 128 wirkt mit einer Ventilsitzbüchse 116 zusammen, die den Ventilschaft 130 konzentrisch umschließt. Die Yentilsitzbüchse 116 sitzt ihrerseits in einer sie konzentrisch umgebenden Spannzange 118. die mit

5

Spannbacken versehen ist, die radial gegen den Außenumfang der Ventilsitzbüchse 116 mittels einer Spannhülse 120 angedrückt werden können. ₍

Die Spannbacken der Spannzange 118 haben einen Außenkonus und die Spannhülse 120 hat einen Innenko- 5 _Ί

nus 142, so daß durch axiale Verschiebung der Spannhülse 120 die Spannbacken der Spannzange 118 radial zusammen und gegen den Außenumfang der Ventilsitz-

büchse 116 angedrückt werden können. Die Spannhülse :,

120 ist axial in Spannrichtung durch eine Druckfeder io %

122 beaufschlagt Die Ventilsitzbüchse 116 wird axial

mittels einer Druckfeder 124 gegen den Proportional- '

magneten 134 angedrückt. Der Ventilkegel 128 wird «

mittels einer Druckfeder 126 ständig in Schließrichtung ,: ι

beaufschlagt und gegen die Ventilsitzbüchse ange- 15 k.

drückt S;

Das vom Vorsteueranschluß X kommende Steueröl ί

strömt durch eine Bohrung 136, danach durch Querboh-

rungen 138 und Schrägbohrungen 140 in einen Ringka- ,

nal 144 zwischen der Ventilsitzbüchse 116 und dem Ven- 20 %

tilschaft 130 ein und es beaufschlagt den Ventilkegel 128 ;

in Öffnungsrichtung. Wird der am Ventilkegel 128 ein- \

gestellte Maximaldruck erreicht bzw. überschritten, so ■

wird der Ventilkegel 128 von der Ventilsitzbüchse 116 :

abgehoben und damit das Vorsteuerventil geöffnet Das 25 '<■■■

Drucköl kann dann über die Federkammer 112 zum ;

Anschlußkanal 114 fließen und es strömt dann von dort weiter zu dem in Fig.2 nicht-gezeigten Strömungswächter. Die Einstellung des Maximaldruckes erfolgt

hier nicht manuell, sondern durch Verschieben der Ven- 30 -

tilsitzbüchse 116 gegen die Druckfedern 124,126. \ \

Hierzu wird der Schaltmagnet 104 betätigt, wodurch '

der Steuerkolben 100 gegen seine Feder nach unten

verschoben und die Steuerkante 108 geschlossen wird. i

Gleichzeitig wird die Verbindung von der Längsbohrung 98 zum Steuerkanal 106 über eine Querbohrung 145 und einen Ringkanal 146 geöffnet Im Steuerkanal 106 steht damit der volle Zulaufdruck an, durch den die

Spannhülse 120 beaufschlagt und gegen die Kraft der ■ Feder 122 nach unten in Fi g. 2 bewegt und damit von

der Spannzange 118 gelöst wird. Die Spannzange, die ^[

fest im Gehäuse des Ventils gehalten ist öffnet sich und ^:j

gibt die Ventilsitzbüchse 116 frei. ':;

Mittels des Proportionalmagneten 134 kann nun die Ventiisitzbüchse 116 gegen die Kraft der Federn 124, 45 ;:

126 axial verschoben werden. Damit wird aber auch die

Schließposition des Ventilkegels 128 und dieser selbst

verschoben und auf eine neue axiale Schließposition _:

eingestellt womit auch ein anderer gewünschter Maximaldruck eingestellt wird. so

Der Schaltmagnet 104 wird nun wieder abgeschaltet worauf der Steuerkolben 100 wieder die in F i g. 2 gezeigte Stellung einnimmt in welcher der Steuerkanal 106 wieder mit dem Federraum 112 verbunden ist In dieser Position steht an beiden Stirnseiten der Spannhülse 120 derselbe Druck an. Die Spannhülse 120 wird daraufhin durch die Feder 122 axial verschoben und dadurch ihr Innenkonus gegen den Außenkonus 142 der Spannzange 118 angedrückt wodurch die letztere radial gegen die Ventilsitzbüchse angedrückt wird und diese in ihrer neu eingestellten Position festgehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

65

Claims (5)

1 2 In der Firmendruckschrift der Firma Robert Patentansprüche: Bosch GmbH, Stuttgart »Proportionalventile, Druckventile« K6/VKD2-AKYO13/15De(4.82) ist ein Vor-

1. Ventilanordnung zur Steuerung und Oberwa- steuerventil der obengenannten Art beschrieben,
chung des Arbeitsdruckes eines Verbrauchers, z. B. 5 Diesem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe des Spannfutters oder des Reitstockes einer Werk- zugrunde, die eingangs genannte Ventilanordnung derzeugmaschine, mit einem an eine Druckmittelquelle art weiterzubilden, daß der Arbeitsdruck des Verbrauangeschlossenen und einen Steueranschluß aufwei- chers nach Bedarf eingestellt und beim Absinken des senden Druckminderventil und einem diesem nach- Arbeitsdruckes unter den vorgegebenen Wert die Vergeschalteten als Kegelventil ausgebildeten Vorsteu- io brauchersteuerung abgeschaltet werden kann, wobei erventil eines Vorsteuerkreises zur Einstellung des der eingestellte Maximaldruck verriegelbar sein solL
Arbeitsdruckes, wobei dem durch einen Proportio- Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß nalmagneten und Feder einstellbaren Vorsteuerven- das Vorsteuerventil eine Ventilsitzbüchse aufweist, die til ein Strömungswächter zum Abschalten der Ma- zusammen mit dem Ventilkegel zur Einstellung des Maschine beim Unterschreiten des eingestellten Ar- 15 ximaldruckes durch den Proportionalmagneten axial beitsdruckes nachgeschaltet ist, dadurch ge- gegen die Kräfte zweier Federn verschiebbar ist, von kennzeichnet, daß das Vorsteuerventil eine denen die eine den Ventilkegel und die andere Feder die Ventilsitzbüehse (116) aufweist, die zusammen mit Ventilsitzbüchse in Schließrichtung des Ventilkegels bedem Ventilkegel (128) zur Einstellung des Maximal- lastet und daß die Ventilsitzbüchse mittels einer radial druckes durch den Proportionalmagneten (132,134) 20 gegen' sie andrückbaren Spannzange in ihrer axialen axial gegen die Kräfte zweier Federn (134,126) ver- Position feststellbar ist

schiebbar ist, von denen die eine (126) den Ventilke- Beispielsweise Ausfuhrungsformen der Erfindung

gel (128) und die andere Feder (124) die Ventilsitz- werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in

büchse (116) in Schließrichtung des Ventilkegels der

(128) belastet und daß die Ventilsitzbüchse (116) mit- 25 Fig. 1 schematisch eine Ventilanordnung nach der

tels einer radial gegen sie andrückbaren Spannzange Erfindung zeigt

(118) in ihrer axialen Position feststellbar ist F i g. 2 zeigt im Schnitt eine bevorzugte Ausführungs-

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- form des Vorsteuerventils.

kennzeichnet, daß die Spannzange (118) durch eine Fig. 1 zeigt die Ventilanordnung bestehend aus ei-

axial verschiebbare Spannhülse (120) radial beauf- 30 nem Druckminderventil 10, einem Wegeventil 12, einem

schlagbar ist, wobei die Spannhülse (120) einen In- Verbraucher 14, einem Vorsteuerventil 16, einem Strö-

nenkonus und die Spannzange (118) einen Außenko- mungswächter 18 und einem Wechselventil 20.

nus aufweisen. Der Zulaufanschluß P des Druckminderventiles ist an

3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- eine Druckmittelquelle, z. B. eine Hydraulikpumpe, ankennzeichnet daß die Spannhülse (120) durch eine 35 geschlossen, während der Verbraucheranschluß A des Druckfeder (122) in Eingriff mit der Spannzange Ventiles über eine Leitung 24 an eine Seite des Verbrau- (118) gehalten wird, während sie durch axiale Ver- chers 14 angeschlossen ist, dessen andere Seite über Schiebung gegen die Kraft dieser Feder mittels des eine Leitung 26 mit einem Tank Tin Verbindung steht Drucköles von der Spannzange (118) lösbar ist in welchen das Druckmittel, z. B. Drucköl, zurückgelei-

4. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 40 tet wird. Der Verbraucher 14 kann beispielsweise das bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorsteuer- Spannfutter einer Werkzeugmaschine sein, wobei der ventil (16) ein Steuerventil zugeordnet ist, das mit dargestellte Zylinder auf jeder seiner Seiten mit dem einem durch einen Schaltmagneten (104) betätigba- Drucköl beaufschlagt werden kann. Mit Hilfe des Wegeren Steuerkolben (100) versehen ist, über den die ventiles 12 ist eine entsprechende Umschaltung möglich. Spannhülse (120) vom Zulauf her mit Drucköl in 45 Je eine Seite des Wechselsventiles 20 ist an je eine der Richtung einer Lösung von der Spannzange (118) Leitungen 24 und 26 im Bereich zwischen Wegeventil 12 beaufschlagbar ist und Verbraucher 14 angeschlossen. Über eine Leitung

5. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 22 ist das Wechselventil 20 ferner an einen Steuerankennzeichnet, daß durch den Proportionalmagneten Schluß Z des Druckminderventiles 10 gelegt Das letzte- (132, 134) sowohl der Maximaldruck als auch der 50 re ist mit einem axial verschiebbaren Regelkolben 30 Arbeitsdruck einstellbar ist ausgerüstet der durch eine Druckfeder 32 in seiner in

F i g. 1 dargestellten Ausgangsposition gehalten ist

Der Steueranschluß Z, der mit einer Drossel 34 versehen ist, mündet über eine Querbohrung 36 in eine 55 Längsbohrung 38 des Regelkolbens 30, in welcher eine

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Drossel 40 ausgebildet ist Die Längsbohrung 38 geht

Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines über in eine Federkammer 74 für die Druckfeder 32 und

Verbrauchers, z. B. des Spannfutters oder des Reitstok- von dort zum Vorsteueranschluß X des Druckminder-

kes einer Werkzeugmaschine, mit einem an eine Druck- ventiles 10, der über eine Leitung 28 mit dem Vorsteuer-

mittelquelle angeschlossenen und einen Steueranschluß 60 ventil 16 in Verbindung steht Das letztere ist über eine

aufweisenden Druckminderventil und einem diesem Leitung 62 an einen Zufuhrkanal 46 des Strömungs-

nachgeschalteten als Kegelventil ausgebildeten Vor- Wächters 18 angeschlossen. Vom Kanal 46 zweigen Ka-

steuerventil eines Vorsteuerkreises zur Einstellung des näle 48 und 50 ab. Der Strömungswächter 18 ist mit

Arbeitsdruckes, wobei dem durch einen Proportional- einem axial beweglichen Schaltkolben 44 versehen, der

magneten und Feder einstellbaren Vorsteuerventil ein 65 zwei Abschnitte 45, 47 gleichen Durchmessers hat, die

Strömungswächter zum Abschalten der Maschine beim im Gehäuse des Strömungswächters 18 geführt sind.

Unterschreiten des eingestellten Arbeitsdruckes nach- Die beiden Kolbenabschnitte 45 und 47 sind durch einen

geschaltet ist Kolbenschaft geringeren Durchmessers miteinander