DE3313381A1 - Einrichtung zur ueberwachung des hydraulischen arbeitsdruckes eines verbrauchers - Google Patents

Einrichtung zur ueberwachung des hydraulischen arbeitsdruckes eines verbrauchers

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Description

  • Einrichtung zur Uberwachung des hydraulischen
  • Arbeitsdruckes eines Verbrauchers Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines X3erbrauchersfi , vor zugsweise einer Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Beim Einsatz von beispielsweise hydraulischen Spannzylindern oder hydraulischen Pinolen von Werkzeugmaschinen kommt es in vielen Fällen darauf an, aus Sicherheitsgründen einen oder zu erreichen bestimmten Arbeitsdruck aufrechtzuernalteng~EaBa} eine sichere Einspannung des Werkstückes während der Bearbeitung gewährleistet ist. So darf der eingestellte Druck nicht unter einen bestimmten Wert abfallen, damit über die gesamte Dauer der Bearbeitung das Werkstück zuverlässig eingespannt ist. Sobald der Druck unter diesen bestimmten Wert abgefallen ist, wird ein Schaltglied betätigt, das beispielsweise ein Schaltsignal abgibt- und beispielsweise die Maschine sofort stillsetzt. Das Schaltglied wird auch bei einer Veränderung des Arbeitsdruckes dann betätigt, wenn der neue Arbeitsdruck erreicht ist.
  • Bei der bekannten Überwachungseinrichtung ist der Schaltkolben als Führungsbuchse ausgebildet, die innerhalb eines Gehäuses unter dem Arbeitsdruck gegen die KrafteieerRegelfeder verschiebbar ist. In der Führungshuchse ist ein als Schieber ausgebildetes Ventilglied verschiebbar angeordnet, mit dem der eingestellte Arbeitsdruck selbsttätig geregelt werden kann. Wenn der Arbeitsdruck oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, liegt die Führungsbuchse unter dem Arbeitsdruck an einem gehäusefesten Anschlag an. Fällt der Druck unter diesen vorgegebenen Wert, der durch die Vorspannkraft der Regelfeder bestimmt ist, wird die Führungsbuchse von der Regelfeder axial verschoben, wodurch über eine Kolbenstange das Schaltglied betätigt wird, wodurch beispielsweise die Werkzeugmaschine abgeschaltet wird.
  • Mit dieser Uberwachungseinrichtung kann nur ein direkt gesteuertes Druckminderventil verwendet werden, das unmittelbar durch den in der Zuleitung vom Hydraulikaggregat zum Verbraucher herrschenden Spanndruck eingestellt wird. Für vorgesteuerte oder proportional gesteuerte Druckminderventile ist diese Uberwachungseinrichtung nicht geeignet. Darüber hinaus ist diese Uberwachungseinrichtung konstruktiv aufwendig ausgebildet und damit störanfällig.
  • Außerdem kann mit dieser Uberwachungseinrichtung der Einfluß des Lecköls des Verbrauchers nicht ausgeschaltet werden, d. h. die Uberwachungseinrichtung erfaßt nicht den Druckabfall infolge dieser Leckölverluste.
  • Es ist auch eine Uberwachungseinrichtung bekannt, mit der direkt gesteuerte und vorgesteuerte Druckminderventile verwendet werden können. Bei dieser Einrichtung ist dem Regelkolben ein Drosselkolben zugeordnet, der auf einer Stirnseite mit dem Serhcancher und auf seiner anderen Stirnseite mit einer Stirnseite des Regelkolbens verbunden ist. Der Drosselkolben ist als Differenzdruckschalter ausgebildet, der aufgrund unterschiedlicher Drücke an seinen beiden Stirnseiten axial verschoben wird. Er ist so ausgelegt, daß er bei normalem Abeitsdruck eine Mittellage einnimmt. Steigt oder fällt der Arbeitsdruck, wird der Drosselkolben infolge der unterschiedlichen Drücke auf beiden Stirnseiten nach rechts oder links verschoben und jeweils ein Schalter betätigt, wodurch der Verbraucher oder die gesamte Anlage abgeschaltet Wird. Auch diese Uberwachungseinrichtung funktioniert nicht, wenn eine langsame Druckänderung erfolgt, wie dies bei Leckölverlusten der Fall ist. Solche Fehler im Hydrauliksyst.em. werden von dieser Einrichtung nicht erfaßt.
  • Darüber hinaus ist diese Einrichtung wegen des Differenzdruckschalters und der beiden Schalter konstrukt1.v sehr aufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Überwachungseinrichtung so auszubilden, daß sie in konstruktiv einfacher Weise für unterschiedlich gesteuerte Druckregelventile eingesetzt werden kann und feinfühlig auch auf Leckverluste reagiert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der S¢halfkolben durch die Steuervorrichtung entsprechend dem im gesamten System herrschenden Hydraulikdruck so gesteuert, daß bei Abfall des Arbeitsdruckes unter einen vorgegebenen Wert der Schaltkolben derart verschoben wird, daß am Schaltglied ein Schaltsignal erzeugt wird. Da die Steuervorrichtung mit ihren beiden Anschlüssen an die Zu- und Rückführleitung vom Hydraulikaggregat zum Verbraucher angeschlossen ist, ist eine unmittelbare Verbindung zur Hydraulikzuleitung vorhanden, so daß ein Druckabfall unmittelbar der Zuleitung entnommen werden kann. Da die Schalt- und die Steuervorrichtung unmittelbar an die Zu- und Rückführleitung angeschlossen sind, spielt die Ausbildung des Druckregelventiles für die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Rolle. Für die unterschiedlichen Druckregelventil- Ausbildungen ist somit nur eine Art von Schalt- und Steuervorrichtungen erforderlich, wodurch der konstruktive Aufwand der erfindungsgemäßen Einrichtung klei i ehalten werden kann. Die Steuervorrichtung kann so empfindlich ausgebildet werden, daß sie auf Leckölverluste zuverlässig reagiert und den Schalt kolben steuern kann.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die Erfindung wird anhand einiger inden Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Darstellung den Hydraulikschaltplan und die konstruktive Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Uberwachungseinrichtung, Fig. 2 in Darstellungen entsprechend Fig. 1 weitere bis 7 Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Uberwachungseinrichtungen Fig. 8 die Kräfteverhältnisse am Schaltkolben der erfindungsgemäßen Uberwachungseinrichtung, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Uberwachungseinrichtung in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.
  • Fig i zeigt den Hydraulikplan einer Einrichtung zur aber wachung des hydraulischen Arbeitsdruckes einer Spannvorrichtung 10, mit der ein Werkstück 11 eingespannt werden kann. Die Spannvorrichtung 10 hat einen Spannzylinder 12 mit einem Spannkolben 13, dessen Kolbenstange 14 über. beide Stirnseiten des Spannzylinders 12 ragt. Auf dem einen Ende der Kolbenstange 14 sitzt ein Nocken 15, mit dem zwei Endschalter 16 und 17 betätigt werden können. Sie werden in den beiden Endstellungen des Spannkolbens 13 im Spannzylinder 12 durch den Nocken 15 betätigt. Am anderen Ende der Kolbenstange 14 befindet sich ein Mitnehmer 18.für einen Spannhebel 19, der als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist und mit dem das Werkstück 11 gespannt werden kann. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage des Spannhebels 19 wird das Werkstück 11 innen gespannt, während in der mit gestrichelten Linien angedeuteten Lage des Spannhebels das Werkstück außen gespannt wird.
  • Zur Betätigung des Spannzylinders 12 ist ein Hydraulikaggregat 20 vorgesehen, das einen Motor 21 für eine Pumpe 22 aufweist. Die Pumpe 22 ist über eine Leitung 23, in der ein Rückschlaqventil 24 sitzt, mit einem manuell einstellbaren - - nrs*x gelventil ~. . Druckminderventil 25Yverbunden. Zwischen dem Rüctscnlagventil 24 und dem Druckminderventil 25 zweigt eine Zweigleitung 26 ab, in der ein Manometer 27 sitzt, an dem der an der Pumpe. 22 eingestellte Maximaldruck des Hydrauliksystems abgelesen werden kann. Die Zweigleitung 26 verbindet die Leitung 23 mit einer Tankleitung 28, die einen Speicher 29 für das Hydraulikmedium mit einem Tank 30 des Hydraulikaggregates 20 verbindet. In der Tankleitung 28 sitzt. in bekannter Weise ein Sicherheitsventil 31 Der Speicher 29 mit dem Sicherheitsventil 31 und den nicht näher beschriebenen Sperrhähnen sowie das Manometer 27 bildet zusammen mit dem Rückschlagventil 24 eine weitere Druckmittelquelle, mit der im Notfall, wie noch beschrieben werden wird, die Spannvorrichtung 10 wenigstens so lange mit dem Hydraulikmedium versorgt werden kann, bis über die Uberwachungseinrichtung die die Spannvorrichtung aufweisende Anlage oder Maschine abgeschaltet wird.
  • Das Druckminderventil 25 ist über eine Zuleitung 2 mit einem Wegeventil 32 verbunden, mit dem die Umsteuerung von Spannen auf Lösen und umgekehrt der Spannvorrichtung vorgenommen wird. Vom Wegeventil 32 führt dann eine Zuleitung 3 zu dem in Fig. 1 linken Zylinderraum 33 des Spannzylinders 12. Der in der Zuleitung 2 herrschende, infolge des Druckminderventiles 25 gegenüber dem Druck in der Leitung 23 verminderte Druck kann mit einem Manometer 34 abgelesen werden.
  • In den in Fig. 1 rechten Zylinderraum 35 des Spannzylinders 12 mündet eine Steuerleitung 4, die den Spannzylinder mit dem Wegeventil 32 verbindet. Von ihm führt eine Rückführleitung 5 zum Tank .30.
  • Die Hydrauliksteuerung 36 mit dem Wegeventil 32 und dem Druckminderventil 25 wird durch eirnautomatische über wachungseinrichtung 37 überwacht, mit der die Spannvorrichtung 10 betätigt wird. Sie hat eine Schaltvorrichtung .38 mit einem Schaltkolben 39, der gegen die Kraft einer Schaltfeder 40 in einem Schaitzylinder 41 verschiebbar ist.
  • Im .Schaltzylinder 41 befindet sich ein zweiter Schaltkolben 42, der mit dem anderen Schaltkolben 39 wirkverbunden ist.
  • Auf der Kolbenstange 43 des Schaltkolbens 39 sitzt ein Betätigungsglied 44 für ein Schaltglied 45.
  • In den Schaltzylinder 41 mündet auf der vom Schaltkolben 39 abgewandten Seite des Schalikolbens 42 eine Steuerleitung 4', die mit der Steuerleitung 4 .leitungsverbunden ist.
  • In der in Fig. 1 dargestellten Lage der beiden Schalkolben mündet im Bereich zwischen ihnen in den Schaltzylinder 41 eine Zuleitung 3', die mit der Zuleitung 3 verbunden ist.
  • Die Steuerleitung 4' und die Zuleitung 3' sind im Bereich zwischen dem Wegeventil 32 und dem Spannzylinder 12 an die zugehörigen Leitungen 4 und 3 angeschlossen.
  • Die beiden Schaltkolben 39, 42 haben unterschiedlich große Kolbenflächen. Die in Fig. 1 linke Kolbenfläche 46 des Schaltkolbens 42 wird mit 100 % angenommen. Die rechte Kolbenfläche 47 des Schaltkolbens 39 ist um einen Betrag x kleiner, so daß ihre Fläche 100 % - x beträgt. Im Extremfall kann x den Wert Null annehmen.
  • In den Schalkylinder 41 mündet auf der vom Schaltkolben 42 abgewandten Seite des anderen Schaltkolbens 39 eine Steuerleitung 2', die im Bereich zwischen dem Druckminderventil 25 und dem Wegeventil 32 an die Zuleitung 2 angeschlossen ist.
  • Die Uberwachungseinrichtung 37 hat außerdem eine Steuervorrichtung 48, die mit der Schaltzorrichtung 38 leitungsverbunden ist. Die Steuervorrichtung 48 hat einen Steuerkolben 49, der gegen die Kraft einer Feder 50 in einem Steuerzylinder 51 verschiebbar ist. In den linken Zylinderraum 52 mündet die Steuerleitung 2', während in den rechten Zylinderraum 53 eine Rückführleitung 5' mündet, die im Bereich zwischen dem Druckminderventil 25 und dem Wegeventil 32 an die Rückführleitung 5 angeschlossen ist.
  • In der Steuerleitung 2' liegt ein Rüc}cschlagvexltíi 54.
  • Wenn das Wegeventil 32 in die Schaltstellung a verschoben worden ist, dann sind die Anschlüsse P und B miteinander verbunden. Das vom Hydraulikaggregat 20 über die Zuleitung 2 geförderte Hydraulikmedium strömt über das Wegeventil 32 und die Steuerleitung 4 in den rechten Zylinderraum 35, wodurch der Spannkolben 13. in die in Fig. 1 durch ge strichelte Linien dargestellte linke Endstellung verschoben wird. Der Spannhebel 19- wird dadurch in seine Lösestellung geschwenkt. Vom Anschluß P der Pumpe 22 fließt ein Ölstrom, dessen Größe im statischen Zustand des Hydrauliksystems von den Leckölströmen der einzelnen Geräte bestimmt wird. Am Manometer 27 kann der an der Pumpe 22 eingestellte Maximaldruck des Hydrauiksystems abgelesen werden. Am Manometer 34 wird der am Druckminderventil 25 eingestellte geminderte Lösedruck angezeigt.
  • Uber die Steuerleitung 4' wird die linke Kolbenfläche 46 des Schaltkolbens 42 ebenfalls mit Lösedruck beaufschlagt, während über die Steuerleitung 2" die rechte Kolbenfläche 47, des Schaltkolbens 39 beaufschlagt wird. Außerdem ist der Steuerkolben 49 über die Steuerleitung 2' auf seiner linken Kolbenfläche mit Lösedruck beaufschlagt. Über die Zuleitung 3' ist die rechte Kolbenfläche 55 des Schaltkolbens 52 und die linke Kolbenfläche 56 des anderen Schaltkolbens 39 mit Tankdruck beaufschlagt. Beide Kolbenflächen 55, 56 sind gleich groß wie die linke Kolbenfläche 46 des Schaltkolbens 42. Außerdem ist die rechte Kolbenfläche 57 des Steuerkolbens 49 über die Rückführleitung 5' mit Tankdruck beaufschlagt.
  • Auch die linke Fläche des Spannkolbens 12 ist mit dem Tankdruck beaufschlagt.
  • Auf die rechte Kolbenfläche 57 des Steuerkolbens 49 wirkt die Feder 50. Sie ist so dimensioniert, daß sie noch nicht ganz zusammengedrückt ist, wenn der am Manometer 34 abgelesene, verminderte Druck gleich dem am Manometer 27 ablesbareMaximaldruck ist. Die Schaltfeder- 40 wirkt außerdem auf die Kolbenstange 43 des Schaltkolbens 39. Die Schaltfeder 40 ist so dimensioniert, daß sie bei einem angenommenen minimalen Spanndruck weniger Kraft abgibt als die Kraftdifferenz, die aus dem gewählten Flächenverhältnis von linker Kolbenfläche 46 bzw. 56 (100 %) und der rechten Kolbenfläche 47 (100 % - x) am Schaltkolben 39 resultiert. Dadurch kann die Schaltfeder 40 bei Lösedruck die Schalikolben 39, 42 nicht gegen den Lösedruck nach links verschieben, so daß das Betätigungsglied 44 am Schaltglied 45 anliegt. Der Schaltkolben 42 ist dadurch unter dem Lösedruck in seine rechte Endlage verschoben und liegt am Schalikolben 39 an, wodurch dieser ebenfalls in seine rechte anschlagbegrenzte Endlage verschoben wird.
  • Die Schaltfeder 40 wird durch den Schaltkolben 39 bzw. durch dessen Kolbenstange 43 gespannt. Das Betätigungsglied 44 bedämpft in dieser Lage das Schaltglied 45. Der Steuerkolben 49 wird so weit nach rechts verschoben, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen dem mittels des Druckminderventiles 25 eingestellten Druck ; der über die Steuerleitung 2' im linken Zylinderraum 52 herrscht, und der Federkraft auf der rechten Seite des Steuerkolbens 4.9 besteht. Auf der linken Seite des Steuerkolbens 49 im Zylinderraum 52 ist somit eine druckproportionale ölmenge gespeichert.
  • In der geschilderten Lösestellung liegt der Nocken 15 am Endschalter 17 an und betätigt diesen, während das Schaltglied 45 durch das Betätigungsglied 44 bedämpft ist. Dadurch ist eine Kontrolle vor Einleiten des Spannvorganges gegeben, daß im Hydrauliksystem ein Druck anliegt, der wenigstens dem minimal zulässigen Spanndruck entspricht.
  • Wenn nun der Spannzylinder 12 gespannt werden soll, wird das Wegeventil 32 in die Schaltstellung b verschoben, die in Fig. 1 dargestellt ist. Nunmehr sind die Anschlüsse P und A und die Anschlüsse B und T des Wegeventiles miteinander verbunden; Das Druckminderventil 25 verharrt kurz zeitig in seiner geschlossenen Stellung. Dadurch erfolgt beim Verschieben des Spannkolbens 13 nach rechts durch das in der Zuleitung 2 vprhandene Sompressionsvolumen ein Druckabbau, der am Anschluß x des Druckminderventiles 25 ebenfalls einen Druckabbau bewirkt. Dadurch wird das Regelfeder, Druckminderventil 25 durch die Kraft einer verstellbaren 58 geöffnet, so daß das Hydraulikmedium zum Anschluß A des Spannzylinders 12 strömen kann. Der Spannkolben 13 wird dadurch weiter nach rechts verschoben. Der Druck im linken Zylinderraum 33 ist dabei geringer als der Einstelldruck des Druckminderventiles 25 und wird üblicherweise als weitgehend Bewegungsdruck bezeichnet. Die Steuerleitungen 4, 4' sind/ drucklos, während die Zuleitungen 3, 3' unter dem Bewegungsdruck stehen. In der Steuerleitung 2' schließt das Rückschlagventil 54 infolge des Druckabfalles und des geminderten Druckes auf der linken Seite des Steuerkolbens 49. Er wirkt zusammen mit dem eingespeicherten Hydraulikölvolumen als hydraulische Feder über die Steuerleitung 2" auf die rechte Kolbenfläche 47 des Schaliolbens 39. Dieser wird dadurch nach links verschoben, da die Steuerleitung 4' drucklos ist und sich auf der linken Seite des Schaltkolbens 42 kein Druck aufbauen kann. Infolge des Verschiehens des Schaltkolbens 39 wird über die Kolbenstange 43 das Betätigungsglied 44 vom Schaltglied 45 entfernt, das dadurch ein elektrisches Signal abgibt.
  • Während der Bewegung des Spannkolbens 13 nach rechts entspannt sich also die als hydraulische Feder wirkende Steuervorrichtung 37, wobei das Hydraulikmedium vom Steuerkolben durch die Steuerleitung 2" unter Umgehung des in dieser Phase geschlossenen Rückschlagventiles 54 in eine Umgehungsleitung 59 gedrückt wird, i b ine Düse 60 sitzt. Das Hydraulikmedium wird. dadurch in die Steuerleitung 2' im Bereich vor dem Rückschlagventil 54 geleitet.
  • Kurz bevor der Spannhebel 19 zur Anlage am Werkstück 11 kommt, wird über den Nocken 15 der Endschalter 16 betätigt Sobald der Spannhebel 19 das Werkstück 11 berührt, wird die Bewegung des Spannkolbens 13 nach rechts beendet. Nunmehr kann sich im Zylinderraum 33 der durch das Druckminderventil 25 vorgegebene Spanndruck aufbauen. Hierbei steigt der Druck in den Steuerleitungen 2, 2' und in den Zuleitungen 3, 3' an. Durch den Druckanstieg wird am Anschluß x des Druckminderventiles 25 der (nicht dargestellte} Druckminderventilkolben so lange in Schließt richtung bewegt, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen der Einstellkraft der Feder 58 und dem auf die Steuerfläche des Druckminderventilkolbens wirkenden Druck herrscht.
  • Infolge des Druckanstieges in den Leitungen 2"und 3' wird der Schaltkolben 39 gegen die Kraft der Schalt feder 40 nach rechts verschoben, so daß das Betätigungsglied 44 wieder das Schaltglied 45 bedämpfen kann. Außerdem wird das Rückschlagventil 54 wieder geöffnet und der Steuerkolben 49 gegen die Kraft der Feder 50 so weit nach rechts verschoben, bis wieder ein Kräftegleichgewicht zwischen Federkraft und Druck in der Steuerleitung 2' herrscht. In-.
  • folge der Steuerleitung zwischen dem Rückschlagventil 54, der Düse 60 und dem Steuerkolben 49 weist die Steuerleitung 2' wegen des in der Steuervorrichtung 37 gespeicherten ölyolumens eine flachere Druckanstiegskennlinie auf.
  • Solange das Betätigungsglied 44 am Schaltglied 45 anliegt, steht der Spannkolben 13 unter dem zur Einspannung des Werkstückes 11 erforderlichen Spanndruck.
  • Anhand von Fig. 8 werden die Druck-und Kraftverhältnisse am Schaltkolben 39 beschrieben. Die linke Kolbenfläche 56 des Schaltkolbens 39 hat die Fläche A und die rechte Kolbenfläche 47 die Fläche A-x. Auf die Kolbenfläche 56 wirkt-über die Zuleitung 3C die Kraft Fi,t,wärnd auf die rechte Kolbenfläche 47 über die Steuervorrichtung 48 die Kraft F,,11 sowie über die Schaltfeder 40 die Kraft FF wirkt. Kräftegleichgewicht am Schaltkolben 39 besteht dann, wenn Fist = Fsoll + FF ist.. Dieses Kräftegleichgewicht kann auch wie folgt ausgedrückt werden: p3, . A (A-x) P1 + FF Hierbei ist der Druck p1 ein Solldruck, der in der Steuervorrichtung 48 eingespeichert ist. Der Druck p3, ist der sogenannte Sicherheitsdruck, bei dessen Untex-oder Uberschreiten das Schaltsignal erzeugt werden soll. Aus der obigen Gleichgewichtsbeziehung läßt sich ableiten, wann dieser Sicherheitsdruck p3, erreicht ist: ( A - x) Pl + FF P3' = A Dieser Sicherheitsdruck p3, stellt den niedrigsten Arbeitsdruck dar, bei dem das System noch arbeitet, ohne daß ein Schaltsignal erzeugt wird.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der-gespeicherte Solldruck in der Steuervorrichtung 48, wie beschrieben, g-leich dein der Anschlagstellung der Spannvorrichtung 10 herrschenden Arbeitsdruck. Die Anschlagstellung der Spannvorrichtung 10 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Löse-oder Spannstellung.
  • Der jeweils erforderliche Spanndruck kann am Druckminderventil 25 eingestellt werden. Soll der Druck erhöht werden, dann wird die Vorspannung der Regelfeder 58 erhöht. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Steuerkante P-A des Druckminderventiles 25 wird dadurch geöffnet und läßt das Hydraulikmedium in die Steuerleitung 2 so lange strömen, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen der der Regelfeder 58 zugewandten Seite und der dem Anschluß x zugewandten Seite des (nicht dargestellten) Kolbens des Druckminderventiles 25 hergestellt ist. Gleichzeitig erfolgt ein Druckaufbau in den Steuerleitungen 2, 2', 2-" und denZuleitungen 3, 3'. Dadurch wird der Steuerkolben 49 gegen die Kraft der Feder 50 entsprechend dem erhöhten Druck weiter nach rechts verschoben, während außerdem infolge des erhöhten Druckes der Schaltkolben 39 in seiner rechten Endstellung verbleibt, so daß' das Betätigungsglied 44 das Schaltglied 45 weiterhin bedämpft. Die Steuerleitung zwischen dem Rückschlagventil 54, der Düse 60 und dem Steuerkolben 49 hat wiederum eine etwas flachere Druckanstiegskennlinie als die anderen Leitungen 2, 2' bzw.
  • 3, 3'.
  • Soll der Druck niedriger eingestellt werden, wird die Vorspannkraft der Regelfeder 58 verringert. Dadurch schließt die Steuerkante P-A des Druckminderventiles 25. Das Hydraulikmedium strömt nun über Leckage bzw. die Kante A-T im Druckminderventil ab. Auch in den Steuerleitungen 2, 2' und in den Zuleitungen 3, 3' erfolgt synchron ein Druckabbau. Infolge des verringerten Druckes kann die Feder 50 den Steuerkolben 49 nach links verschieben und das Hydraulikmedium über die Steuerleitung 2" auf die xechte Seite des Schaltkolbens 39 drücken.
  • nacn unterscnreiten ctes Sicnerneitsrruckesp31 Dieser wird dadurchunach links verschoben, wodurch das Betätigungsglied 44 vom Schaltglied 45 entfernt und ein Schaltsignal erzeugt wird. Da der Verschiebeweg des Schaltkolbens 39 begrenzt ist, kann der freigegebene Zy-Zylinderraum unter Umständen nicht ausreichen, um so viel Hydrauliköl aus dem Steuerzylinder 51 zu verdrängen, wie zum Druckabbau auf den niedrigeren Wert erforderlich wäre.
  • In diesem Fall wird die restliche Hydraulikölmenge durch die Düse 60 vom Steuerkolben 49 verdrängt. Kurz vor Erreichen des Druckausgleiches bewegt sich der Schaltkolben 39 infolge des Kräfteungleichgewichtes nach rechts, bis das Betåtigungsglied 44 das Schaltglied 45 bedämpft.
  • Die Uberwachungseinrichtung 37 reagiert auf Druckabfälle im Hydrauliksystem und gibt ein Schaltsigna1. ab, mit dem beispielsweise die Anlage oder die w estellt werden kann. Sollte in den Zuleitungen 3, 3' oder in den Steuerleitungen 4, 4' ein Leitungsbruch auftreten, dann fällt in diesen Leitungen der Druck sehr rasch ab. Dieser Druckabfall wirkt sich auch in den Steuerleitungen 2, 2 bzw. in den Rückführleitungen 5, 5' aus. Infolge des rasch abfallenden Druckes wird der Steuerkolben 49 durch die Feder 50 nach links verschoben und drückt in der beschriebenen Weise das Hydraulikmedium über die Steuerleitung 2" in den rechts vom Schaliolben 39 liegenden Zylinderraum, wodurch dieser ebenfalls nach links verschoben wird. Das Schaltglied 45 wird dadurch entdämpft und gibt ein Schaltsignal ab. Im Vergleich zu der oben beschriebenen Druckverminderung durch Einstellung des Druckninderventiles 25 erfolgen die Vorgänge beim Bruch in den Leitungen 3, 3' oder 4, 4' wesentlich rascher, so daß die Anlage augenblicklich stillgesetzt werden kann.
  • Sollte in der Zweigleitung 26 ein Bruch auftreten, dann erfolgt wiederum, wie beim Bruch in den Leitungen-3, 3' oder 4, 4' beschrieben, ein rascher Druckabfall in den Steuerleitungen 2, 2' und den Zuleitungen 3, 3'. Die Kolben 49 und 39 werden darum in der beschriebenen Weise nach links verschoben und das Schaltglied 45 entdämpft, welches dann das Schaltsignal abgibt. Außerdem wird der Speicher 29 infolge der gebrochenen Zweigleitung 26 entleert.
  • Bei einer Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Überwachunqseinrichtunq 37 ist anstelle der Umgehungsleitung mit Duse 60 59\eine Entlastungsleitung 70 torgeseren,die in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist und die an den Schaltzylinder-41 und an die Steuerleitung 2' im Bereich zwischen der Steuerleitung 2 und dem Rückschlagventil 54 angeschlossen ist. Diese Abwandlung ist besonderes vorteilhaft bei einem langsamen Druckabfall im Hydrauliksystem. Bei anliegendem Spanndruck ist der Schaltkolben 39 maximal nach rechts verschoben. Der Anschluß der Entlastungs leitung 70 an den Schaltzylinder 41 ist so gelegt, daß in dieser Lage des Schaltkolbens 39 der Anschluß geschlossen ist. Erfolgt nun ein Bruch in der Leitung 23 zwischen der Pumpe 22 und dem Rückschlagventil 24 oder tritt ein Stromausfall am Pumpenantriebsmotor 21 auf, dann wird die Hydraulikölversorgung vom Speicher 29 übernommen. der über das Rückschlagventil 24 von der leckagebedingter Pumpe 22 getrennt ist. Es erfolgt dann ein schleichender, Druckabbau in den Leitungen 2, 2' und 3, 3' oder 4, 4'.
  • Da die Steuerleitung 2' zwischen dem Rückschlagventil 54 und dem Steuerzylinder 51 nicht mehr über eine Umgehungsmit Düse leitung mit der Steuerleitung 2 vor dem Ru'ckschlagventil 54 verbunden ist, bleibt die Steuervorrichtung 48 voll wirksam. Der Steuerkolben 49 steht dann unter Druck und kann den Schaltkolben 39 in der beschriebenen Weise nach links ZuIeituncr 2' und in der verschieben, wenn der schleichende Druckabfall in der Zuleitung 3' oder der Steuerleitung 4' erfolgt. Das Schaltglied 45 wird dann wiederum entdämpft und das Schaltsignal abgegeben. Nach dem Schaltsignal wird durch einen kleinen Zusatzhub der Anschluß der Entlastungsleitung 70 am Schaltzylinder 41 freigegeben, so daß beim Umschalten auf einen geringeren Druck die Solldruck-Einspeicherung dieses inder der~oben Weise neuen Druckes in die steuervorricntung 4rermogiicnt wird Mit dieser Entlastungsleitung 70 wird also auch zuverlässig ein schleichender Druckabbau erkannt und angezeigt.
  • Mit der beschriebenen überwachungseinrichtung 37 kann in einfacher Weise das gesamte Hydrauliksystem überwacht werden, so daß beispielsweise Brüche in den verschiedenen Leitungen oder der Ausfall des Pumpenmotors 21 sofort erfaßt und über das Schaltglied 45 angezeigt bzw. zur Abschaltung der Anlage verwendet werden kann.
  • Da die überwachungseinrichtung 37 unmittelbar an die Steuerleitungen 2 und 4, an die Zuleitung 3 und an die Rückführleitung 5 angeschlossen ist; können verschiedene Arten von Druckminderventilenverwendet werden, ohne daß hierzu die überwachungseinrichtung umgebaut werden muß, Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird wiederum ein direkt gesteuertes Druckminderventil 25a verwendet, das für zwei manuell einstellbare Spanndrücke verwendet werden kann. Das Hydraulikaggregat 20a, die Spannvorrichtung 10a und die Uberwachungseinrichtung 37a sind gleich ausgebildet wie bei der vorigen Ausführungsform.
  • Auch die Anordnung und Verbindung des Speichers 29a mit dem Tank 30a und der Leitung 23a ist gleich ausgebildet wie bei der vorigen Ausführungsform. Der Spann- und Lösevorgang dieser Ausführungsform erfolgt gleich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Zum Umschalten von einer auf eine andere Druckstufe sind nunmehr zwei Druckminderventile 25a und 61 vorgesehen, von denen das DruckmindertehtiS 25a zur Einstellung eines Hochdruckes und das andere Druckminderventil 61 zur Einstellung eines Niederdruckes-verwendet werden. Außerdem ist zwischen diesen beiden Druckminderventilen und dem Wegeventil 32a ein zweites Wegeventil 62 vorgesehen. Die Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck und umgekehrt entspricht im Prinzip der Umstellung des Druckminderventiles 25 gemäß Fig. 1. Wie dort beschrieben, bleibt bei einer Druckerhdhung das Schaltglied 45a bedämpft, während bei einer Druckverminderung das Schaltglied so lange entdämpft wird, bis der reduzierte Druck erreicht wird. Dann wird der Schaltkolben 39a wieder in der beschriebenen Weise infolge der ungleichen Kolbenflächen nach rechts verschoben und das Schaltglied 45a bedämpft. Zur Umschaltung zwischen den-verschiedenen Druckstufen werden zwei verschiedene, von der Bauart des Spannmittels 19a abhängige Abläufe angewendet. Handelt es sich um ein Spannmittel ohne Selbsthemmung, wie z. B. eine hydraulische Reitstockspitze, dann wird zur Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck der Magnet b des Wegeventiles 62 erregt. In den Steuerleitungen 2, 2' und den Zuleitungen 3, 3' erfolgt ein Druckaufbau. Uber die Steuerleitung 2" wird dadurch der Steuerkolben 49a der Steuervorrichtung 48a gegen die Kraft der Feder 50a nach rechts verschoben. Außerdem wird über den zunehmenden Druck in der Zuleitung 3' der Schaltkolben 39a über seine linke Kolbenfläche 56a mit Druck beaufschlagt, so daß er in seiner ' rechten Endlage bleibt, so daß das Schaltglied 45a bedämpft bleibt.
  • Während des Druckanstieges wird somit kein Schaltsignal vom Schaltglied 45a abgegeben.
  • Wird bei dem Spannmittel ohne Selbsthemmung von Hochdruck auf Niederdruck umgeschaltet, dann wird der Magnet a des Wegeventiles 62 erregt. Dadurch tritt eine Druckveningerung in den Zuleitungen 3, 3' auf. Der Schaltkolben 39a wird dadurch in der beschriebenen Weise nach links verschoben, wodurch das Betätigungsglied 44a vom Schaltglied 45a abhebt, welches dann das Schaltsignal erzeugt. Der Schaltkolben 39a wird in der beschriebenen Weise kurz vor Erreichen des Druckausgleiches infolge des Kräfteungleichgewchts dann wieder nach rechts verschoben. Der Schaltkolben 39a bedämpft über das Betätigungsglied 44a das Schaltglied 45a.
  • Wird ein Spannmittel mit Selbsthemmung verwendet, z. B. ein -'Dr.ehmaSChinen-Spannfutter , dann wird vor dem Umschalten auf eine andere Druckstufe ein kurzer Lösehub gefahren und die Spannbacken dann neu angestellt, um den Einfluß der Reibung auszuschalten. Mitdem.Anste1len erfolgt die Umschaltung von Hoch- auf Niederdruck und umgekehrt in der soeben beschriebenen Weise Bei dem kurzen Lösehub muß nicht der gesamte Lösehub durchfahren werden, vielmehr erfolgt nur eine kurze Entlastung zur Lösung der Selbsthemmung. Dadurch wird beim erneuten Anlegen ein Druck aufgebaut, durch den in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise das Schaltglied bedämpft wird.
  • Die überwachungseinrichtung 37a kann, wie dies anhand der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschrieben ist, Störungen im gesamten Hydrauliksystem in der gleichen Weise feststellen und anzeigen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind die Uberwachungseinrichtung 37b, das Hydraulikaggregat 20b, die Spannvorrichtung 1Ob und die Ausbildung und der Anschluß des Speichers 29b an den Tank 30b und an die Leitung 23b gleich ausgbildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
  • Lediglich das Druckminderventil 25b ist ein vorgesteuertes Druckminderventil für ein manuell einstellbaren Spanndruck. Die Löse- und Spannvorgänge erfolgen im Prinzip gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Da ein vorgesteuertes Druckminderventil 25b verwendet wird, fließt über eine Vorsteuerstufe 63 des Druckminderventiles ständig ein bestimmter Ölstrom von der Steuerleitung 2 über die Vorsteuerstufe zum Tank 30b. Hierzu ist die Vorsteuerstufe 63 über eine Verbindungsleitung 64 mit der Steuerleitung 2 und eine Verbindungsleitung 65 mit der Rückführleitung 5 verbunden.
  • Sollte bei dieser Ausführungsform ein Leitungsbruch zwischen der Pumpe 22b und dem Rückschlagventil 24b bzw.
  • bei einem Ausfall der Pumpe 22b ein Druckeinbruch im Hydrauliksystem erfolgen, dann ist die Entleerungszeit des Speichers 29b wesentlich kürzer als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, weil das Hydrauliköl über die Verbindungsleitungen 64 und 65 rasch in den Tank 30b zurückgeführt wird. Aber auch hierbei wird mittels der Uberwachungseinrichtung 37b in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise das Schaltsignal augenblicklich erzeugt, so daß die Anlage sofort abgeschaltet werden kann. Im übrigen können die verschiedenen Störungsfälle, wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben worden sind, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 in gleicher Weise erfaßt und zur Abschaltung herangezogen werden.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie die Ausführungsform gemäß Fig. 3.
  • Für das vorgesteuerte Druckminderventil 25c sind je zwei manuell einstellbare Vorsteuerventile 63c, 66 vorgesehen, die über ein Magnetventil 67 wahlweise aufschaltbar sind.
  • Derartig vorgesteuerte Druckminderventile für manuell einstellbare Spanndrücke sind an sich bekannt. Mit dem Vorsteuerventil 63c kann ein Hochdruck und mit dem Vorsteuerventil 66 ein Niederdruck eingestellt werden. Mittels des Magnetventiles'67 erfolgt die Umstellung auf die beiden Vorsteuerstufen. Das Lösen und Spannen der Spannvorrichtung 10c erfolgt in gleicher Weise, wie dies anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 beschrieben worden ist. Bei der Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck bzw. umgekehrt laufen-die gleichen Vorgänge ab, wie sie anhand von Fig. 3 dargestellt worden sind. Bei dzr Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck erfolgt in den in Steuerleitungen 2, 2',2" scwie~7den Zuleitungen 3, 3' ein Druckaufbau, wodurch die Kolben 39c und 49c jeweils nach rechts belastet bzw. verschoben werden. Das Schaltglied 45c bleibt dadurch bedämpft. Wird ein niederer Spanndruck eingestellt, wird zunächst der Schaltkolben 39c, wie oben beschrieben, infolge des Druckabfalles in den Steuerleiden tungen 2, 2',2t ,und Zuleitungen 3, 3' durch den Steuerkolben 49c nach links verschoben, so daß das Schaltglied 45c entdämpft und das Schaltsignal abgegeben wird. Der Scllalt kolben 39c wird wieder kurz vor Erreichen des Druckausgleichs infolge des Kräfteungleichgewichts nach rechts verschoben. Das Schaltglied 45c wird dann wieder durch das Betätigungsglied 44c bedämpft.
  • Sobald im Hydrauliksystem ein Druckeinbruch erfolgt, wird er mittels der Überwachungseinrichtung 37c erfaßt, die in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise die Spannvorrichtung iOc augenblicklich abschaltet.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird ein proportional gesteuertes Druckminderventil 25d verwendet, mit dem verschiedene Spanndrücke eingestellt werden können. Die übrige Ausbildung der Hydrauliksteuerung entspricht der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Zur Steuerung des Druckminderventiles 25d dient ein Proportionalmagnet 68, mit dem das Druckminderventil 25d elektrisch auf beliebig viele Spanndrücke eingestellt werden kann. Eine solche Ausbildung eines Druckminderventiles mit Proporiiönalmagnet ist wiederum für sich bekannt. Der Proportionalmagnet 68 ist im Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß er gegen die mit Steuerdruck beaufschlagte Seite des Vorsteuerventiles 63d arbeitet. Das Spannen und Lösen der Spannvorrichtung 10d erfolgt auf gleiche Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Wenn der Spanndruck mittels des Druckminderventiles 25d erhöht wird, steigt der Druck in den Steuerleitungen 2, 2',2wo und inZuleitungen 3, 3' an, so daß der Steuerkolben 49d der Steuervorrichtung 48d so weit nach rechts gegen die Kraft der Feder 50d verschoben wird, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Außerdem wird der Schaltkolben 39d der Schaltvorrichtung 38d auf seiner linken Kolbenfläche 56d beaufschlagt, so daß er in seiner rechten Endstellung verbleibt, in der das Schaltglied 45d vom Betätigungsglied 44d bedämpft ist.
  • Wenn der Spanndruck auf ein niedrigeres Niveau eingestellt werden soll, tritt in den Steuerleitungen 2, 2' und in den Zuleitungen 3, 3' ein Druckabfall ein, so daß, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, der Schaltkolben 39d nach links verschoben wird und das Betätigungsglied 44d vom Schaltglied 45d abhebt. Dieses gibt dann das Schaltsignal ab. Der Schaltkolben 39d wird kurz vor Erreichc'n des Druckausgleiches infolge des Kräfteungleichgewichts in seine rechte Endlage verschoben, wodurch das Schaltglied 45d wieder bedämpft wird. Dann ist die Uberwachungseinrichtung 37d, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, wieder selbsttätig an den neuen Spanndruck angepaßt worden.
  • Die Überwachungseinrichtung 37d arbeitet beiStörungen im Hydrauliksystem in gleicher Weise, wie dies anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 erläutert worden ist.
  • Sobald also in den Leitungen 3, 3', 4, 4', 26 oder23 ein Bruch auf tritt oder ein Stromausfall am Pumpenantriebsmotor 21d eintritt, wird der Druckabfall im Hydrauliksystem mittels der Überwachungseinrichtung 37d feinfühlig erfaßt und das Schaltsignal augenblicklich abgegeben, so daß die Anlage oder die Maschine abgeschaltet wird.
  • Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die Steuervorrichtung e=enSollwertspeicher anhand dessen die Drucküberwachung im Hydrauliksystem erfolgt. Sobald der Sicherheitsdruck eim Hydrauliksystem, wie anhand der ver--schiedenen Ausführungsbeispiele beschrieben, unterschritten wird, tritt die Steuervorrichtung in der beschriebenen Weise in Funktion. Die Sollwertstellung der Steuervorrichtung bildet sich bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsbei Spanakolbens spielen erst danntwenn die Anschlagstellung des'erreicht ist. Wird der Spanndruck verringert, dann stellt sich die Steuervorrichtung automatisch auf den neuen Spanndruck ein, wie oben beschrieben worden ist. Es wird somit von der Steuervorrichtung der jeweils vorgesehene Sollwert selbsttätig gespeichert,anhand dessen die Drucküberwachung im Hydrauliksystem durchgeführt wird. Wird bei den beschriebenen Ausführungsformen jedoch von einem niederen auf einen höheren Spanndruck umgestellt, dann bleibt die Schaltvorrichtung in der Schaltstellung, das heißt das Schaltglied bleibt bedämpft. Es erfolgt dadurch kein Schaltsignal, das anzeigt, daß der neue,höhere Mindestspanndrudr auch tatsächlich erreicht worden ist. Fig. 6 zeigt nun eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, bei der auch beim Hochschalten auf einen höheren Spanndruck ein Schaltsignal zuverlässig erzeugt wird, so daß einwandf E festgestellt werden kann, ob der erhöhte Mindestspanndruck tatsächlich erreicht worden ist.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 2. Lediglich das Wegeventil 32e ist anders ausgebildet. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 2 hat das Wegeventil 32e drei Schaltstellungen. In der gezeichneten Stellung nimmt das Wegeventil 32e die Spannstellung b ein,in der die Spannvorrichtung 10e in der beschriebenen Weise gespannt wird. Der Schaltkolben 39e nimmt seine rechte Endlage ein, in der das Schaltglied 45e bedämpft ist. Der Steuerkolben 49e der Steuervorrichtung 48e nimmt seine dem jeweiligen Sollwert entsprechende Lage ein. Zum Lösen der Spannvorrichtung 10e wird das Wegeventil 32e in die entsprechende Lösestellungaumgeschaltet, wodurch in der beschriebenen Weise das eingespannte Werkstück 11e freigegeben werden kann.
  • Wenn nun von einem niederen Spanndruck auf einen höheren Spanndruck umgestellt werden soll, dann wird das Wegeventil 32e in seine Mittelstellmg 0 verstellt, in der die Zuleitung 2 keim Leitungsverbindung mehr mit dem Zylinderraum 33e der Spannvorrichtung 10e hat. Dadurch wird zunächst. nicht der Spannkolben 13e verstellt, sondern über die Steuerleitung 2' und 2" der Steuerkolben 49e auf seiner linken Seite mit dem neuen Spanndruck beaufschlagt, Der Steuerkolben 49e wird dadurch entsprechend dem neuen Sollwert gegen die Kraft der Feder 50e so weit nach rechts verschoben, bis Kräftegleichgewicht zwischen dem neuen Spanndruck und der Federkraft herrscht. Da die Zuleitung 3 im wesentlichen drucklos ist, ist der Schaltkolben 39e auf seiner linken Kolbenfläche 56e ebenfalls im wesentlichen drucklos. Dadurch kann der Schaltkolben 39e nach links verschoben werden, da über die Steuerleitung 2'' der entsprechend neue Spanndruck herrscht. Das Betätigungsglied 44e hebt dadurch vom Schaltglied 45e ab, so daß das Schaltsignal erzeugt wird. Nach einer vorgegebenen Zeit wird dann das Wegeventil 32e selbsttätig auf die SpannsteJuung b umgeschaltet, was beispielsweise durch ein Zeitglied vorgenommen werden kann. Dann erfolgt in der anhand von Fig. 2 bzw. Fig. 1 beschriebenen Weise der Spannvorgang.
  • Nach dem Umschalten des Wegeventils 32e kann das Hydraulikmedium in den Zylinderraum 33e gelang-en und den Spannkolben 13e nach rechts in seine Spannstellung verschieben. Über die Zuleitungen 3, 3' erfolgt dann im Schaltzylinder 41e der Schaltvorrichtung 38e ein Druckaufbau. Sobald der auf die linke Kolbenfläche 56e des Schaltkolbens 39e wirkende Druck den Sicherheitsdruck p 3' überschreitet, wird der Schaltkolben 39e infolge der verschieden großen Kolbenflächen 56e, 47e nach rechts verschoben, so daß das Betätigungsglied 44e das Schaltglied 45e bedämpft. Dadurch wird das Schaltsignal erzeugt und angezeigt, daß der vorgegebene-Mindestspanndruck erreicht ist.
  • Die verschiedenen Störungsfälle im Hydraulik system werden auf die gleiche Weise von der Überwachungseinrichtung 37e erkannt, wie dies anhand der vorigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist dc)p'., Wegeventil 32e notwendig, um die Spannvorrichtung 10e während des Einstellens der Steuervorrichtung 48e auf den neuen Solldruck von der Spannvorrichtung zu trennen.
  • Fig. 7 zeigt nun eine Ausführungsform, bei der eine solche Trennung der Steuervorrichtung 48f von der Spannvorrichtung 10f während des Umstellens auf einen neuen Spanndruck nicht erforderlich ist. Dadurch kann wieder das anhand der Figuren 1 bis 5 beschriebene Wegeventil 32f verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel ist ein Druckminderventil 25f mit einem Proportionalmagneten 68f dargestellt.
  • Anstelle eines solchen proportionalgesteuerten Druckminderventiles kann aber auch ein vorgesteuertes Druckminderventil verwendet werden. Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 5.
  • An die Leitung 23 vom Rückschlagventil 24 zum Druckminder ventil 25f ist eine Steuerleitung 69 angeschlossen. Die Vorsteuerstufe des Proportionalmagneten 68f arbeitet in an sich bekannter Weise mit primärer Steuefllvo-rsörgung.
  • Dadurch fließt Hydraulikmedium in einem vorgegebenen Druck zu einem Anschluß 71 der Überwachungseinrichtung 37f. An ihn ict die Steuerleitung 2'' angeschlossen,. so daß im Zylinderraum 52f der Steuervorrichtung 48f und auf der rechten Kolbenfläche 47f des Schaltkolbens 39f der Schaltvorrichtung 38f der durch den Proportionalmagneten 68f vorgegebene Solldruck herrscht. Über den Proportionalmagneten 68f kann somit jeder gewünschte Sollwert in der Steuervorrichtung 48f und damit auch in der Schaltvorrichtung 38f eingestellt werden. In der Zuleitung 2 wird der. Hydraulikdruck durch das Druckminderventil 25f eingestellt. Mit dieser Ausführungsform wird ebenfalls ein Schaltsignal erzeugt, wenn von einem niederen auf einen höheren Schalt-Min druck umgestellt wird und der neue panndruck erreicht wird.
  • Wenn auf einen höheren Spanndruck umgestellt wird, dann bildet sich in den Steuerleitungen 69 und 2" sofort: der neue-Solldruck aus, wodurch der Schaltkolben 39f nach links bewegt und dadurch das Schaltglied 45f entdämpft wird.
  • Dadurch-ist der für den neuen Spanndruck erforderliche Solldruck vorgegeben. Beim anschließenden Spannen der Spannvorrichtung 10f baut sich dann in den Zuleitungen 2, 3,3' ein Druck auf. Sobald der auf die linke Kolbenfläche 56f des Schaltkolbens 39f wirkende Druck den Sicherheitsdruck p3' überschreitet, wird der Hchaltkolben 39f infolge der unterschiedlich großen Kolbenflächen 47f, 56f wieder nach rechts verschoben, so daß das Betätigungsglied 44f das Schaltglied 45f bedämpft und das Schaltsinal erzeugt wird. Damit wird angezeigt, daß der neue, erhöhte panndruck in der Spannvorrichtung auch erreicht worden ist. Die Funktionsfähigkeit des Proportionalmagneten 68f wird beispielsweise elektrisch oder elektronisch überwacht. Zwischen der Leitung 23 und dem Proportionalmagneten 68f sitzt in der Steuerleitung 69 ein Mengenbegrenzer 72 Die Ausführungsform nach Fig. 7 arbeitet sehr empfindlich.
  • Die Steuervorrichtung 48f dient nicht nur zur Steuerung der Schaltvorrichtung 38f, sondern auch als Dämpfungseinrichtung, mit der Spannungsspitzenin der Steuerleitung 69 bzw. 2" aufgefangen werden können. Im übrigen arbeitet die Überwachungseinrichtung 37f auf gleiche Weise, wie dies anhand der Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 5 beschrieben worden ist.
  • Anstelle des beschriebenen Proportionalmagneten 68f, mit dem der Spanndruck stetig verändert werden kann, können auch zwei oder mehrere manuell einstellbare Vorsteuerstufen für ein Druckminderventil vorgesehen sein, die über das Hochdruck-und Niederdruckventil, wie es beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, angewählt werden.
  • Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 6 wird der Sollwert, der in der Steuervorrichtung 48 gespeichert wird, von dem in der Leitung 2 herrschenden Arbeitsdruck abgeleitet. Dadurch hängt die Höhe des Sicherheitsdruckes p3, vom Verhältnis der FlächenA und A-x des Schaltkolbens 39 sowie der Kraft FF der Schaltfeder 40 ab. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 wird der Sollwert, der in der Steuervorrichtung 48f gespeichert wird, nicht vom Arbeitsdruck abgeleitet, sondern von der Vorsteuerstufe des Proportionalmagneten 68f. Der Druck in der Vorsteuerstufe ist um einen konstanten Wert kleiner als der in der Leitung 2 herrschende Arbeitsdruck bei stationären Betriebsbedingungen. Diese Druckverminderung hängt von der Kraft der Feder 73 des Druckminderventiles 25f ab. Der vom Proportionalmagneten 68f erzeugte variable Druck, der auf den (nicht dargestellten) Kolben des Druckminderventiles 25f wirkt, hat gleiche Wirkrichtung wie die Kraft der Feder 73. Aus diesem Grunde ist der vom Proportionalmagneten erzeugte hydraulische Druck um einen dem Betrag der Federkraft entsprechenden Druckwert erniedrigt. Der in der Steuervorrichtung 48f zu speichernde Sollwert des Druckes ist aus diesem Grunde um dem durch die Federkraft verringerten Druckwert im Vergleich zu den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 6 erniedrigt. Der Sicherheitsdruck ist somit niedriger als der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
  • 1 beschriebene Sicherheitsdruck p3,. Für den erniedrigten Sicherheitsdruck p31, gemäß Fig. 7 gilt folgende Beziehung: (A - x) (p2 - P') ) F P3" =- A Hierbei bedeutet P2 der Arbeitsdruck in der Zuleitung 2 und p' der aus der Kraft der Feder 73 auf die Steuerfläche des Ventilkolbens des Druckminderventiles 25f resultierende Druck Bei einer solchen Ausbildung mit erniedrigtem Sicherheitsdruck p3,, können nun die beiden Kolbenflächen 56f, 47f des Schaltkolbens 39f gleich groß sein, so daß auf die zusätzliche Kolbenstange verzichtet werden kann, wodurch der konstruktive Aufbau dieser Vorrichtung vereinfacht wird. Da nunmehr beide Kolbenflächen gleich groß sind, wird der Sicherheitsdruck p311 wieder auf eine Höhe angehoben, die der Höhe des Sicherheitsdruckes p3, gemäß den Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 6 entspricht. Somit kann auch mit einem propotional-und vorgesteuerten Druckminderventil die vorteilhafte Abschaltung mittels der Steuervorrichtung 48f zuverlässig durchgeführt werden.
  • Fig. 9 zeigt eina Ausführungsform, die im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 7 entspricht. Der Proportionalmagnet 68g des Driickminderventiles 25g wird bei dieser Ausführung jedoch nicht mehr elektrisch oder elektronisch, sondern ausschließlich hydraulisch überwacht. Dadurch kann der mit der elektrischen oder elektronischen Uberwachung zusammenhängende Mehraufwand vermieden werden. Die Steuerleitung 69g mündet entsprechend der Steuerleitung 2', 2'' gemäß den Figuren 1 bis 6 in den Zylinderraum 52g der Steuervorrichtung 48g.
  • Diese Ausführungsform arbeitet zum Lösen und Spannen der Spannvorrichtung 10g auf gleiche Weise wie die Ausführungsform gemäß Fig. 7. Sollte nun der Proportionalmagnet 68g ausfallen, findet ein Druckabfall in der Steuerleitung 69gstAtund das Rückschlagventil 54g schließt.
  • Dadurch bleibt der Sollwert, der in der Steuervorrichtung 48g gespeichert ist, aufrecht-erhalten, das heißt die rechte Kolbenfläche 47g des Schaltkolbens 39g bleibt über die Steuerleitung 2" mit dem Solldruck beaufschlagt. Mit dem Ausfall des Proportionalmagneten 68g fällt auch das Druckminderventil 25g aus, so daß in den Zuleitungen 2, 3 und 3' ein Druckabfall stattfindet. Sobald bei diesem Druckabfall der Sicherheitsdruck P31, unterschritten wird, wird der Schaltkolben 39g vom Steuerkolben 49g nach links verschoben, so daß das Betätigungsgliea 44g vom Schaltglied 45g abhebt und das Schaltsignal erzeugt wird. Dadurch wird zuverlässig der Ausfall des Proportionalmagneten 68g angezeigt.
  • Die gleichen Schaltvorgänge erfolgen sinngemäß, wenn der Mengenbegrenzer 72 in der Steuerleitung 69 schließen sollte, beispielsweise durch Verschmutzung. Auch in diesem Fall findet ein Druckabfall in der Steuerleitung 69g statt, wodurch das Rückschlagventil 54g schließ und über die Steuervorrichtung 48g zunächst der Solldruck in der Schaltvorrichtung 38g der Überwachungseinrichtung 37g aufrecht-erhalten bleibt. In der beschriebenen Weise findet dann auch am Druckminderventil 25g der Druckabfall statt, so daß nach Unterschreiten des Sicherheitsdruckes p3 " in den Leitungen 2, 3, 3' der Schaltkolben 39g nach links verschoben wird.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist die Entlastungsleitung 70g zur Steuerleitung 69g durch einen Stopfen 74 versperrbar. Außerdem ist über eine zusätzliche Leitung 75 die Entlastungsleitung 70g über einen wahlweise schließbaren Stopfen 76 mit einer Rückführleitung 5' verbunden, die an die Tankleitung 5 angeschlossen ist. Wird nun mit dem Proportionalmagneten 68g auf einen niederen Druck umgestellt, dann äußert sich dies zunächst in einem Druckabfall in der Steuerleitung 69g. Das Riickschiagventil 54g schließt, so daß die Steuervorrichtung 48g noch auf dem vorigen, höheren Sollwert bleibt. Das Druckminderventil 25g stellt sich nun entsprechend der Einstellung des Proportionalmagneten 68g auf den niederen Druck ein, so daß der Arbeitsdruck in den Leitungen 2, 3 und-3' abfällt. Dadurch nimmt der auf die linke Kolbenfläche 56g des Schaltkolbens 39g wirkende Druck ab. Da die Steuervorrichtung 48g noch auf den ursprünglichen, höheren Wert eingestellt ist, wird nun der Schaltkolben 39g vom Steuerkolben 48g nach links verschoben. Sollte das hierbei aus dem Zylinderraum 52g der Steuervorrichtung 48g austretende Hydraulikmedium noch nicht ausreichen, um den Zylinderraum auf den neuen Sollwert zu entlasten, wird der Schaltkolben 39g so weit nach links verschoben, daß die Verbindung zur Entlastungsleitung 75 geöffnet wird. Somit kann aus dem Zylinderraum 52g über die Steuerleitung 2' über die Entlastungsleitung 75 Öl durch den Stopfen 76 und die Rückführleitung 5' mit höherem Druckgefälle in die Tankleitung 5 abströmen, als dies bei einem Abströmen über die Entlastungsleitung 70g der Fall wäre. Aus diesem Grunde ist hierbei der Stopfen 74 geschlossen, so daß das überschüssige Hydraulikmedium durch den Stopfen 76 zum Tank 30g strömen kann. Der Schaltkolben 39g wird kurz vor Erreichen des Druckausgleichs -nach rechts verschoben, wobei er die Verbindung zur Entlastungsleitung 75 schlt und das Schaltglied 45g bedämpft.
  • Durch die beschriebene Ausbildung kann sich somit die Schaltvorrichtung 48g sehr rasch bei Druckabsenkung auf den jeweils neuen, niedrigeren Sollwert einstellen.
  • Wird nun von einem niederen auf einen höheren Spanndruck umgeschaltet, dann erfolgt der Druckaufbau in der Steuerleitung 69g über das Rückschlagventil 54g im Zylinderraum 52g. Dadurch wird der Schaltkolben 39g über die Steuerleitung 2'' nach rechts verSchoben, da der Druckaufbau in den Zuleitungen 2, 3, 3' langsamer erfolgt als in der Steuerleitung 69g. Das Betätigungsglied 44g hebt dadurch vom Schaltglied 45g ab, das das Schaltsignal erzeugt.
  • Wenn nun der Druckaufbau in den Zuleitungen 2, 3, 3' entsprechend dem neu eingestellten Druckwert erfolgt, wird der Schaltkolben 39g kurz vor Erreichen des Druckausgleiches nach rechts verschoben, so daß das Schaltglied 45g wieder bedämpft wird.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Werkstück 11 jeweils innen gespannt worden. Hierzu muß der Spannkolben 13 nach rechts verschoben werden. Die Überwachungseinrichtung kann auch beim Außenspannen der Werkstücke eingesetzt werden. In diesem Fall wird der Spannkolben 13 nach links verschoben, so daß der Spannhebel 19 nach rechts geschwenkt wird und das Werkstück spannt. Die Wegeventile zur Steuerung der Löse- und Spannvorgängemussen dann entsprechend in das Hydrauliksystem eingebaut werden. An der grundsätzlichen Funktionsweise der Überwachungseinrichtung ändert sich dadurch aber nichts.
  • Beim Spannvorgang wird hierbei der Schaltkolben 42 auf der-Kolbenfläche 46 mit Spanndruck beaufschlagt, so daß der Schaltkolben 42 und damit auch der Schaltkolben 39 in die rechte Endstellung verschoben werden.
  • Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen ist die Uberwachungseinrichtung unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung von Störgliedern, wie Drosseln, Ventile und dergleichen, an die den Arbeitsdruck aufweisenden Leitungen 2, 3, 4 angeschlossen. Dadurch ist eine absolute Gewähr dafür gegeben, daß im Störungsfalle ein Fehler im Hydrauliksystem zuverlässig angezeigt wird.
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Claims (22)

  1. Ansprüche ?.)Einrichtung zur Uberwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eine.s Verbrauchers, vorzugsweise einer -Spannvorrichtung einer Werkzeugitiaschine, mit mindestens einem in einer Zuleitung von einem Hydraulikaggregat zum Verbraucher liegenden Druckregelventil zur Einstellung des jeweiligen Arbeitsdruckes und mit einer in der Zuleitung angeordneten DSchaltvorrichtund , die einen Schaltkolben aufweist, der mit einem Schaltglied zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schaltvorrichtung (38 38g 48g 38a,38b, 38e, 38f/) eine Steuervorrichtung (48 ,48a, 48b, 48e, 48f/) angeschlossen ist, die mit ihrem einen Anschluß über eine Steuerleitung (42") mit der Zuleitung (2) und mit ihrem anderen Anschluß über eine Zuleitung (5') an eine Rückführleitung (5) vom Verbraucher (10, 10a bis 10g) zum Hydraulikaggregat (20, 20a, 20b) verbunden ist und die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Hydraulikdruckes den SChaltkolben (39, 39a, 39c, 39d,39e,39f,39g)zur Auslösung eines Schaltsignales verschiebt 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) einen Steuerkolben (49, 49a, 49c, 49d) auf-bzw. einen Steuerdruck weist, der durch den ArbeitsdrucjcYgegefl Federkraft verschiebbar ist.
  2. 3« Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) ein in Richtung auf die Steuervorrichtung öffnendes Rückschlagventi].
  3. (54, 54a, 54c, 54d) sitzt.
  4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2") im Bereich zwischen dem Rückschlagventil (54, 54a, 54c, 54d) und der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) mit der Schal-tvorrichtung (38, 38a, 38d) leitungsverbunden ist.
  5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (39, 39a, 39c, 39d) unterschiedlich große Kolbenflächen (47, 56; 47a, 56a; 47c, 56c; 47d, 56d) aufweist, von denen die größere Kolbenfläche (56, 56a, 56c, 56d) mit Arbeitsdruck und die kleinere Kolbenfläche (47, 47a, 47c, 47d) mit einer von der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) erzeugten Steuerkraft beaufschlagbar ist.
  6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50, 50a, 50d) der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) derart dimensioniert ist, daß sie bei maximalem Arbeitsdruck noch einen Vorspannweg aufweist.
  7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die 3chaltrorrichtunq (38, 38a, 38b) eine Schaltfeder (40) aufweist, die derart dimensioniert ist, daß ihre Federkraft bei einem minimalen Arbeitsdruck kleiner ist als die aus den unterschiedlich großen Kolbenflächen (47, 56; 47a, 56a; 47c, 56c; 47d, 56d) des Schaltkolbens (39, 39a, 39c, 39d) sich ergebende Kraftdifferenz.
  8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) in den durch die kleinere Kolbenfläche (47, 47a, 47c, 47d) begrenzten Zylinderraum der Schaltvorrichtung (38, 38a, 38d) mündet.
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkolben (39, 39a, 39c, 39d) auf einer ein Betätigungsglied (44, 44a, 44c, 44d) für das Schaltglied (45, 45a, 45c, 45d) aufweisenden Kolbenstange (43) sitzt.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) zur Uberbrückung des Rückschlagventils (54, 54a, 54c, 54d) eine Umgehungsleitung (59) aufweist.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgehungsleitung (59) eine Düse (60) sitzt.
  12. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48) im Bereich zwischen dem Rückschlagventil (54) und der Zuleitung (2) durch eine Eatlastungsleitung(70)mit einem Anschluß der Schaltvorrichtung (38) verbunden ist, der bei Arbeitsdruck durch den Schaltkolben (39) geschlossen ist.
  13. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sclealtvorrichtung (38, 38a, 38d) einen zweiten Schaltk.olben (42) aufweist, der mit dem ersten Schit.kolben (39, 39a, 39c, 39d) verbunden ist.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolbenflächen (46, 55) des zweiten Schaltkolbens (42) gleich groß sind wie die größere Kolbenfläche (56, 56a, 56c, 56d) des ersten Schaltkolbens (39,-39a, 39c, 39d).
  15. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umsteuerung von Spannauf Lösedruck und umgekehrt in der Zuleitung (2) und in der Rückführleitung (5) ein Wegeventil (32, 32a) sitzt und daß die Schaltvorrichtung (38, 38a, 38d) über Steuerleitungen (3', 4'lan die Zuleitung (3) bzw. an die Rücklaufleitung (4) im Bereich zwischen dem Wegeventil und dem Verbraucher (10, 1Oa bis 10d) angeschlossen ist.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Steuerleitung (3'), bezogen auf die Lage der Schalekolben (39, 39a, 39c, 39d; 42) bei Beaufschlagung durch Arbeitsdruck, in den Bereich zwischen die beiden SchalEkolben und die andere Steuerleitung (4') in einen vom zweiten Schalekolben (42) begrenzten Zylinderraum mündet.
  17. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') und die Zuleitung (5') der Steuervorrichtung (48, 48a, 48d) im Bereich zwischen dem Wegeventil (32, 32a) und dem Druckregelventil (25, 25a bis 25d) an die Zuleitung (2) und an die Rücklaufleitung (5) angeschlossen sind.
  18. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (32e) ein Dreistellungsventil ist, das in einer Mittelstellung die Zuleitung (2) zum Verbraucher (10e) sperrt und eine Leitungsverbindung zur Stenuervorricill.ung (3 7e) herstellt.
  19. 19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckninderventil (25f) durch einen Proportionalmagneten (68f) steuerbar ist, und daß der Proportionalmagnet über eine Steuerleitung (69) mit den Zylinderraum (52f) der Steuervorrichtung (48f) und dem von der kleineren Kolbenfläche (47f) des Schaltkolbens (39f) der Schaltvorrichtung (38f) begrenzten Zylinderraum verbunden ist.
  20. 20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerleitung (69) ein Mengenbegrenzer (72) sitzt.
  21. 21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 ds 20, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem einen Schaltkolben (39g) begrenzte Zylinderraum über die Entlastungsleitung (70g, 75)mit der Rücklaufleitung (5) verbunden ist.
  22. 22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Entlastungsleitung (70g, 75) und der Rücklaufleitung (5) bzw. der Steuerleitung (69g) abschließbar ist.
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