DE3440849C2 - Device for controlling the amount of working fluid coming from a consumer, in particular from a press cylinder, to be fed to a tank - Google Patents
Device for controlling the amount of working fluid coming from a consumer, in particular from a press cylinder, to be fed to a tankInfo
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Abstract
Vorrichtung zur Steuerung der von einem Verbraucher kommenden zu einem Tank zu leitenden Arbeitsflüssigkeitsmenge, mit einem selbstschließenden hydraulisch angesteuerten Proportionaldrosselventil und mit Abströmmitteln die bei dem bestimmten Druck die Selbstschließeigenschaften des selbstschließenden hydraulisch angesteuerten Proportionaldrosselventils aufheben und die Arbeitsströmungsflüssigkeit über das Drosselventil zum Tank abströmen lassen.Device for controlling the amount of working fluid coming from a consumer to be led to a tank, with a self-closing hydraulically controlled proportional throttle valve and with outflow means which, at the certain pressure, cancel the self-closing properties of the self-closing hydraulically controlled proportional throttle valve and allow the working flow fluid to flow to the tank via the throttle valve.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einer Pressensteuerung ist der Verbraucher häufig ein Hydraulikzylinder, dessen austretende Arbeitsflüssigkeit entsprechend dem gewünschten Pressenbetrieb gesteuert werden muß.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1. In a press control system, the consumer is often a hydraulic cylinder, the escaping working fluid of which must be controlled according to the desired press operation.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist bereits als Pressensteuerung bekannt. Dabei wird ein selbstschließendes hydraulisch angesteuertes Proportional-Drosselventil eingesetzt, welchen einen Verbraucheranschluß und einen Tankanschluß aufweist, wobei ferner Mittel vorgesehen sind, die sicherstellen, daß bei einem bestimmten Druck die Arbeitsflüssigkeit zum Tank abströmen kann. Mit dieser bekannten Steuervorrichtung kann durch den Proportionalmagneten das Proportional-Drosselventil hinsichtlich seiner Drosselung derart eingestellt werden, daß die Eilganggeschwindigkeit einer Presse bestimmt wird. Ganz allgemein wird dadurch das Problem gelöst, die von einem Verbraucher kommende Arbeitsflüssigkeitsmenge beispielsweise auf einen konstanten Wert zu regeln.A device of the type mentioned at the beginning is already known as a press control. A self-closing, hydraulically controlled proportional throttle valve is used, which has a consumer connection and a tank connection, and means are also provided to ensure that the working fluid can flow to the tank at a certain pressure. With this known control device, the proportional throttle valve can be adjusted in terms of its throttling by the proportional magnet in such a way that the rapid traverse speed of a press is determined. In general, this solves the problem of regulating the amount of working fluid coming from a consumer, for example to a constant value.
Da das Proportional-Drosselventil selbstschließend ist, bedeutet dies bei einer Störung, wie beispielsweise einem Kabelbruch o. dgl., daß das Ventil in seine Schließstellung gelangt. Dies kann zu unerwünschten Schäden, beispielsweise am Verbraucher führen. Im Falle einer Pumpensteuerung würde beispielsweise dann, wenn der Störungsfall auftritt und das Drosselventil selbsttätig schließt, bei bereits eingeleiteter Abwärtsbewegung die Pumpenförderung weitergehen, was aufgrund der Druckübersetzung im Hydraulikzylinder zu einem beträchtlichen Druckanstieg führen würde, was eine Zerstörung des Zylinders und/oder zugehöriger Bauteile zur Folge hätte.Since the proportional throttle valve is self-closing, this means that in the event of a fault, such as a broken cable or similar, the valve will return to its closed position. This can lead to undesirable damage, for example to the consumer. In the case of a pump control, for example, if a fault occurs and the throttle valve closes automatically, the pump delivery would continue if the downward movement had already begun, which would lead to a considerable increase in pressure due to the pressure transmission in the hydraulic cylinder, which would result in the cylinder and/or associated components being destroyed.
Beim Stand der Technik gemäß der im folgenden beschriebenen Fig. 1 wird dieses Problem durch ein Druckbegrenzungsventil gelöst, welches mit dem Verbraucheranschluß in Verbindung steht. Das Druckbegrenzungsventil ist derart eingestellt, daß beim Übersteigen des Betriebsdrucks das Öl abgespritzt wird, so daß Hydraulikzylinder und Steuerblöcke abgesichert sind. Dabei ist nachteilig, daß eine große Ölmenge durch das Druckbegrenzungsventil fließen muß, was wiederum ein großes und damit teueres Ventil zur Folge hat.In the state of the art according to Fig. 1 described below, this problem is solved by a pressure relief valve which is connected to the consumer connection. The pressure relief valve is set in such a way that when the operating pressure is exceeded, the oil is sprayed out, so that the hydraulic cylinder and control blocks are protected. The disadvantage here is that a large amount of oil has to flow through the pressure relief valve, which in turn results in a large and therefore expensive valve.
Inhalt der älteren DE-OS 33 43 620 ist eine Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitsflüssigkeit. Dazu besitzt die Vorrichtung im Gegensatz zum Gegenstand der Erfindung ein Stromregelventil, das nicht proportional arbeitet.The content of the older DE-OS 33 43 620 is a device for controlling a working fluid. In contrast to the subject matter of the invention, the device has a flow control valve that does not work proportionally.
Der vorliegenden Erfindung liegt ganz allgemein die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung, eine Steuervorrichtung vorzusehen, die einen Druckanstieg im Verbraucher und den zugehörigen Bauelementen verhindert, und zwar unter Einsatz kostengünstiger Bauteile.The present invention is based on the general object of avoiding the disadvantages of the prior art. In particular, the invention intends to provide a control device which prevents a pressure increase in the consumer and the associated components, using inexpensive components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Man verwendet also nicht das beim Stand der Technik gemäß Fig. 1 vorgesehene Begrenzungsventil zum Abspritzen einer großen Ölmenge, sondern man stellt sicher, daß bei einem bestimmten Druck oberhalb des Betriebsdrucks die Selbstschließeigenschaften des an sich selbst schließenden hydraulisch angesteuerten Proportional-Drosselventils ganz oder teilweise, vorzugsweise aber ganz aufgehoben werden.This object is achieved according to the invention by the device characterized in claim 1. Thus, the limiting valve provided in the prior art according to Fig. 1 for spraying out a large amount of oil is not used, but it is ensured that at a certain pressure above the operating pressure, the self-closing properties of the self-closing hydraulically controlled proportional throttle valve are completely or partially, but preferably completely, canceled.
Obwohl die erfindungsgemäße Steuervorrichtung grundsätzlich für jede hydraulische Anlage eingesetzt werden kann, bei der ein Proportional-Drosselventil und ein Druckventil parallel zueinander angeordnet sind, so wird die Erfindung jedoch insbesondere für eine Pressensteuerung verwendet.Although the control device according to the invention can in principle be used for any hydraulic system in which a proportional throttle valve and a pressure valve are arranged parallel to each other, the invention is used in particular for a press control.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the device according to the invention are characterized in the subclaims.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird ein stabiler Betrieb errichtet.According to a preferred embodiment according to claim 6, a stable operation is established.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 7 werden gefährliche Schließbewegungen des Pressenkolbens verhindert.According to a preferred embodiment according to claim 7, dangerous closing movements of the press piston are prevented.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und der Zeichnung schematisch erläutert; in der Zeichnung zeigtThe invention is explained schematically below using preferred embodiments and the drawing; in the drawing shows
Fig. 1 eine Steuervorrichtung gemäß dem Stand der Technik; Fig. 1 shows a control device according to the prior art;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung, wie sie insbesondere bei einer Presse eingesetzt werden kann; Fig. 2 shows a control device according to the invention, as it can be used in particular in a press;
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der Steuervorrichtung gemäß Fig. 2; Fig. 3 shows a further embodiment of the control device according to Fig. 2;
Fig. 4 die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zusammen mit einer an sich bekannten Sicherheitsschaltung einer Pressensteuerung; Fig. 4 shows the control device according to the invention together with a known safety circuit of a press control;
Fig. 5 eine ins einzelne gehende Darstellung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3. Fig. 5 is a detailed illustration of the embodiment according to Fig. 3.
Fig. 1 zeigt schematisch eine bekannte Steuervorrichtung 1 die dazu dient einen Verbraucher 4 (hier in der Form eines Pressenzylinders dargestellt) zu steuern. Der Pressenzylinder 4 steht über eine Verbraucherleitung 5 mit der Steuervorrichtung 1 in Verbindung, und die Steuervorrichtung 1 ihrer seits steht über eine Tankleitung 7 mit einem Tank 6 in Verbindung um je nach den gewünschten Betriebsverhältnissen mehr oder weniger Arbeitsflüssigkeit vom Pressenzylinder 4 zum Tank 6 zu leiten. Fig. 1 shows a schematic of a known control device 1 which serves to control a consumer 4 (shown here in the form of a press cylinder). The press cylinder 4 is connected to the control device 1 via a consumer line 5 , and the control device 1 in turn is connected to a tank 6 via a tank line 7 in order to direct more or less working fluid from the press cylinder 4 to the tank 6 depending on the desired operating conditions.
Die Steuervorrichtung 1 weist als wichtigstes Bauteil ein selbstschließendes hydraulisch angesteuertes Proportionaldrosselventil (im folgenden kurz Drosselventil genannt) 2 auf. Ferner weist die Steuervorrichtung 1 Abströmmittel 20 auf, die bei einem bestimmten den Betriebsdruck übersteigenden Druck (im folgenden auch als Abströmdruck bezeichnet) ein Abströmen der vom Pressenzylinder 4 kommenden Arbeitsflüssigkeit unter Umgehung des Drosselventils 2 ermöglichen.The control device 1 has as its most important component a self-closing hydraulically controlled proportional throttle valve (hereinafter referred to as throttle valve) 2. Furthermore, the control device 1 has discharge means 20 which, at a certain pressure exceeding the operating pressure (hereinafter also referred to as discharge pressure), enable the working fluid coming from the press cylinder 4 to flow out while bypassing the throttle valve 2 .
Das Drosselventil 2 steht mit seinm Anschluß A über die Verbraucherleitung 5 mit dem Pressenzylinder 4 in Verbindung. Der Anschluß B ist an Tankleitung 7 angeschlossen. Der Steuerölanschluß X des Drosselventils 2 steht über Steuerölleitung 9 mit dem Anschluß A in Verbindung, und ferner ist der Anschluß A über eine Steuerölleitung 10 derart an das Drosselventil 2 angeschlossen, daß dessen nicht gezeigter Kolben entgegen einer Feder 8 belastet wird, die dazu dient das Drosselventil 2 aus seiner in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung in seine Schließstellung zu verschieben. Steuerölanschluß Y steht über Steuerölleitung 12 mit Tank 6 in Verbindung.The throttle valve 2 is connected with its connection A via the consumer line 5 to the press cylinder 4. The connection B is connected to the tank line 7. The control oil connection X of the throttle valve 2 is connected to the connection A via the control oil line 9 , and furthermore the connection A is connected to the throttle valve 2 via a control oil line 10 in such a way that its piston (not shown) is loaded against a spring 8 , which serves to move the throttle valve 2 from its operating position shown in Fig. 1 to its closed position. The control oil connection Y is connected to the tank 6 via the control oil line 12 .
Die Abströmmittel 20 weisen ein Druckbegrenzungsventil 3 auf welches eingangsseitig über eine Leitung 11 mit der Verbraucherleitung 5 verbunden ist. Ausgangsseitig steht das Druckbegrenzungsventil 3 über eine Tankanschlußleitung 13 mit dem Tank 6 in Verbindung. Das Druckbegrenzungsventil 3 ist also praktisch parallel zum Drosselventil 2 geschaltet, d. h. überbrückt diese im Falle des Erreichens des Abströmdrucks.The discharge means 20 have a pressure relief valve 3 which is connected on the inlet side to the consumer line 5 via a line 11. On the outlet side, the pressure relief valve 3 is connected to the tank 6 via a tank connection line 13. The pressure relief valve 3 is thus practically connected in parallel to the throttle valve 2 , ie it bridges it if the discharge pressure is reached.
In Fig. 1 ist das Drosselventil 2 in seiner Betriebsstellung gezeigt, d. h. die vom Pressenzylinder 4 kommende Arbeitsflüssigkeitsmenge wird entsprechend der durch den Proportionalmagneten des Drosselventils 2 eingestellten Drossel mehr oder weniger gedrosselt. Auf diese Weise kann z. B. die Eilganggeschwindigkeit einer Presse bestimmt werden.In Fig. 1, the throttle valve 2 is shown in its operating position, ie the amount of working fluid coming from the press cylinder 4 is throttled more or less according to the throttle set by the proportional magnet of the throttle valve 2. In this way, for example, the rapid traverse speed of a press can be determined.
Das Drosselventil 2 ist aber selbstschließend, d. h. bei Kabelbruch oder Stromausfall geht das Ventil aus der in Fig. 1 gezeigten Betriebsstellung in seine Schließstellung. Ohne das Vorhandensein der Abströmmittel 20 könnte dies zu einer Zerstörung der Hydraulikanlage führen. Bei bereits eingeleiteter Abwärtsbewegung des Kolbens des Pressenzylinders 4 würde nämlich die den Pressenzylinder 4 beliefernde nicht gezeigte Pumpe ihre Förderung fortsetzen. Durch die unterschiedlichen Flächen an der Kolbenoberseite und an der Kolbenunterseite würde es zu einer Druckübersetzung kommen, welche die erwähnte Zerstörung zur Folge haben würde.The throttle valve 2 is self-closing, ie in the event of a cable break or power failure, the valve moves from the operating position shown in Fig. 1 to its closed position. Without the presence of the discharge means 20 , this could lead to destruction of the hydraulic system. If the piston of the press cylinder 4 has already started to move downwards, the pump (not shown) supplying the press cylinder 4 would continue to pump. The different surfaces on the top and bottom of the piston would lead to a pressure increase, which would result in the destruction mentioned.
Diese Gefahr der Druckübersetzung wird durch das Druckbegrenzungsventil 3 gebannt welches bei einem Ansteigen des Drucks in Leitung 5 vom Betriebsdruck auf den Abströmdruck öffnet und die gesamte Ölmenge über Tankanschlußleitung 13 zum Tank 6 abströmen läßt. Da es sich hier um eine große Arbeitsflüssigkeits- oder Ölmenge handelt, muß auch das Ventil 3 entsprechend groß ausgebildet werden.This risk of pressure increase is averted by the pressure relief valve 3 , which opens when the pressure in line 5 rises from the operating pressure to the discharge pressure and allows the entire oil quantity to flow through the tank connection line 13 to the tank 6. Since a large amount of working fluid or oil is involved here, the valve 3 must also be designed to be correspondingly large.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung 21, die ebenfalls als Pressensteuerung verwendet werden kann. Die Steuervorrichtung 21 sowie auch die im folgenden noch anhand der Fig. 3 und 4 zu beschreibende Steuervorrichtung 22 kann auch ganz allgemein dazu verwendet werden um die von einem beliebigen Verbraucher 4 normalerweise kommende Ölmenge auf einen gewünschte Wert, beispielsweise einen konstanten Wert zu drosseln. Dabei soll in kostengünstiger Weise das Entstehen eines Druckanstiegs bei Kabelbruch oder Stromausfall vermieden werden. Fig. 2 shows a control device 21 according to the invention, which can also be used as a press control. The control device 21 as well as the control device 22 to be described below with reference to Figs. 3 and 4 can also be used in general to throttle the amount of oil normally coming from any consumer 4 to a desired value, for example a constant value. The aim is to avoid the occurrence of a pressure increase in the event of a cable break or power failure in a cost-effective manner.
Die Steuervorrichtung 21 gemäß Fig. 2 weist ebenfalls ein selbstschließendes hydraulisch angesteuertes Proportionaldrosselventil (im folgenden kurz Drosselventil genannt) 2 auf und ferner Abströmmittel 27.The control device 21 according to Fig. 2 also has a self-closing hydraulically controlled proportional throttle valve (hereinafter referred to as throttle valve) 2 and also discharge means 27 .
Das Drosselventil 2 ist mit seinem Anschluß A über Verbraucherleitung 5 mit einem Verbraucher 4 verbunden. Der Verbraucher 4 kann beispielsweise ein Pressenzylinder sein wie anhand Fig. 1 beschrieben, kann aber auch irgendein anderer Verbraucher sein. Mit seinem Anschluß B steht das Drosselventil 2 über Tankleitung 7 mit Tank 6 in Verbindung. Der Steuerölanschluß Y steht über eine Steuerölleitung 12 mit Tank 6 in Verbindung. Eine Steuerölleitung 10 verbindet den Anschluß A mit einer Seite des Kolbens des Drosselventils 2 derart, daß in Leitung 10 unter Druck stehende Steuerölflüssigkeit die Tendenz hätte, den Kolben des Drosselventils 2 in seine Öffnungsstellung zu verschieben.The throttle valve 2 is connected with its connection A to a consumer 4 via consumer line 5. The consumer 4 can be, for example, a press cylinder as described in Fig. 1, but can also be any other consumer. With its connection B , the throttle valve 2 is connected to tank 6 via tank line 7. The control oil connection Y is connected to tank 6 via a control oil line 12. A control oil line 10 connects the connection A to one side of the piston of the throttle valve 2 in such a way that control oil fluid under pressure in line 10 would tend to move the piston of the throttle valve 2 into its open position.
Ferner steht der Steuerölanschluß X über eine Steuerölleitung (Steuerölkreis) 32 mit dem Anschluß A oder der Verbraucherleitung 5 in Verbindung, wobei aber diesmal hier anders als bei Fig. 1 eine Steueröldüse 33 eingeschaltet ist. Die Steueröldüse 33 wirkt als eine Drosselstelle zur Begrenzung des Steuerölstroms. Ferner ist zwischen Steueröldüse 33 und Steuerölanschluß X über Leitung 37 am Verbindungspunkt 34 eine Druckerfassungsvorrichtung 25 angeschlossen, die ausgangsseitig über eine Leitung 26 mit Tank 6 in Verbindung steht. Die eben genannten Bauteile insbesondere die Steueröldüse 33 und die Druckerfassungsvorrichtung 25 bilden die Abströmmittel 27. Die Abströmmittel 27 bewirken, daß bei einem bestimmten den Betriebsdruck übersteigenden Druck, dem sogenannten Abströmdruck die Schließeigenschaft des selbstbeschließenden hydraulisch angesteuerten Proportionaldrosselventils 2 aufgehoben werden. Das Aufheben der Selbstschließeigenschaften kann ganz oder teilweise erfolgen.Furthermore, the control oil connection X is connected to the connection A or the consumer line 5 via a control oil line (control oil circuit) 32 , but this time, unlike in Fig. 1, a control oil nozzle 33 is connected. The control oil nozzle 33 acts as a throttle point to limit the control oil flow. Furthermore, a pressure detection device 25 is connected between the control oil nozzle 33 and the control oil connection X via line 37 at the connection point 34 , which is connected on the output side to tank 6 via a line 26. The components just mentioned, in particular the control oil nozzle 33 and the pressure detection device 25 form the outflow means 27. The outflow means 27 ensure that the closing property of the self-closing, hydraulically controlled proportional throttle valve 2 is canceled at a certain pressure exceeding the operating pressure, the so-called outflow pressure. The self-closing properties can be canceled completely or partially.
Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung 21 gemäß Fig. 2 ist die folgende. In der in Fig. 2 gezeigten Betriebsstellung des Drosselventils 2 wird entsprechend der Erregung des Proportionalmagneten des Drosselventils 2 beispielsweise eine bestimmte konstante Arbeitsflüssigkeitsmenge vom Verbraucher 4 über das Drosselventil 2 zum Tank 6 geleitet. Wenn nun durch Stromausfall oder Kabelbruch die Erregung des Proportionalmagneten entfällt, so bringt die Feder 8 das Drosselventil 2 in seine Schließstellung.The operation of the control device 21 according to Fig. 2 is as follows. In the operating position of the throttle valve 2 shown in Fig. 2, For example, when the proportional magnet of the throttle valve 2 is excited, a certain constant amount of working fluid is passed from the consumer 4 via the throttle valve 2 to the tank 6. If the proportional magnet is no longer excited due to a power failure or cable break, the spring 8 brings the throttle valve 2 into its closed position.
Die Folge davon ist, daß der Druck am Anschluß A ansteigt und dementsprechend auch der Druck am Verbindungspunkt 34. Sobald die Druckerfassungsvorrichtung 25 feststellt daß der Abströmdruck erreicht ist wird die Verbindungsleitung 37 über Leitung 26 mit Tank 6 verbunden. Dadurch entsteht ein Druckabfall an Steueröldüse 33 mit der Folge daß der Druck am Steuerölanschluß X kleiner wird als der über Leitung 10 am anderen Ende des Kolbens des Drosselventils 2 wirkende Druck. Das Drosselventil wird daher in Richtung auf seine Betriebsstellung verschoben, so daß die Arbeitsflüssigkeit vom Anschluß A zum Anschluß B und von dort zum Tank 6 läuft. Die Druckerfassungsvorrichtung ist für eine relativ kleine Steuerflüssigkeitsmenge ausgelegt sein, da die Abströmung in erster Linie durch das Drosselventil 2 erfindungsgemäß durchgeführt wird. Als Druckerfassungsvorrichtung 25 kann beispielsweise eine einstellbare Drossel verwendet werden oder aber, was im folgenden beschrieben wird, ein Druckbegrenzungsventil, und zwar insbesondere eine Serienschaltung aus einer Dämpfungsdrossel und einem Druckbegrenzungsventil.The result of this is that the pressure at connection A rises and, accordingly, the pressure at connection point 34. As soon as the pressure detection device 25 determines that the discharge pressure has been reached, the connecting line 37 is connected to tank 6 via line 26. This causes a pressure drop at control oil nozzle 33 , with the result that the pressure at control oil connection X becomes smaller than the pressure acting via line 10 at the other end of the piston of throttle valve 2. The throttle valve is therefore moved in the direction of its operating position, so that the working fluid flows from connection A to connection B and from there to tank 6. The pressure detection device is designed for a relatively small amount of control fluid, since the discharge is carried out primarily through throttle valve 2 according to the invention. An adjustable throttle can be used as the pressure detection device 25 , for example, or, as described below, a pressure relief valve, in particular a series connection of a damping throttle and a pressure relief valve.
Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Für Fig. 3 gelten sinngemäß die Ausführungen wie Fig. 2. Der Hauptunterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und Fig. 3 besteht darin, daß die Druckerfassungsvorrichtung 25 in Fig. 3 durch eine Serienschaltung aus einer Dämpfungsdrossel 35 und einem Druckbegrenzungsventil 31 ersetzt ist. Fig. 3 shows a preferred embodiment of the invention. The statements made in Fig. 2 apply analogously to Fig. 3. The main difference between the embodiment according to Fig. 2 and Fig. 3 is that the pressure detection device 25 in Fig. 3 is replaced by a series circuit comprising a damping throttle 35 and a pressure relief valve 31 .
Die Arbeitsweise ist ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2. Hier ist das Druckbegrenzungsventil 31 auf den Abströmdruck eingestellt. Sobald der Abströmdruck erreicht wird, fließt eine verhältnismäßig geringe Menge an Steueröl (Steuerflüssigkeit)über Steueröldüse 33, Drossel 35, Druckbegrenzungsventil 31 und Leitung 26 zum Tank 6. Infolge der dadurch bewirkten Öffnung des Drosselventils 2 fließt die Hauptabström-Arbeitsflüssigkeitsmenge direkt durch das Drosselventil 2.The mode of operation is similar to that of the embodiment according to Fig. 2. Here, the pressure relief valve 31 is set to the discharge pressure. As soon as the discharge pressure is reached, a relatively small amount of control oil (control fluid) flows via control oil nozzle 33 , throttle 35 , pressure relief valve 31 and line 26 to tank 6. As a result of the resulting opening of the throttle valve 2, the main discharge working fluid quantity flows directly through the throttle valve 2 .
Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 3 speziell als Pressensteuerung, und zwar zusammen mit einer Sicherheitsschaltung 41. Die Sicherheitsschaltung 41 ist zwischen den Pressenzylinder 4 und die Verbraucherleitung 5 geschaltet. Die an sich bekannte Sicherheitsschaltung 41 weist im allgemeinen zwei überwachte Ventile auf und dient dazu, gefährliche Schließbewegungen des Pressenkolbens zu verhindern. Eingangsseitig liegt an der Sicherheitsschaltung 41 über Leitung 43 ein Druckbegrenzungsventil 42, welches nur bei der anfänglichen Aufstellung der Presse benutzt wird. Sicherheitsvorschriften verlangen dabei, daß zwischen dem Pressenzylinder 4 und der Sicherheitsschaltung 41 kein Sicherheitsventil unüberwacht zum Tank 6 abspritzen kann. Aus diesem Grunde wird das Druckbegrenzungsventil 42 nach dem Aufstellen der Presse blockiert, ist praktisch also nicht vorhanden. Es sei bemerkt, daß der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 21 eine Druckwaage zum Ausschalten des Viskositätseinflusses vorgeschaltet sein kann. Fig. 4 shows the arrangement according to Fig. 3 specifically as a press control, together with a safety circuit 41. The safety circuit 41 is connected between the press cylinder 4 and the consumer line 5. The safety circuit 41, which is known per se, generally has two monitored valves and serves to prevent dangerous closing movements of the press piston. On the input side of the safety circuit 41, via line 43 , there is a pressure relief valve 42 which is only used when the press is initially set up. Safety regulations require that no safety valve between the press cylinder 4 and the safety circuit 41 can discharge unmonitored to the tank 6. For this reason, the pressure relief valve 42 is blocked after the press has been set up, so it is practically not present. It should be noted that a pressure compensator can be connected upstream of the control device 21 according to the invention to switch off the influence of viscosity.
Fig. 5 zeigt im wesentlichen das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 wobei aber hier das Drosselventil 2 mehr ins einzelne gehend dargestellt ist. Fig. 5 essentially shows the embodiment according to Fig. 3, but here the throttle valve 2 is shown in more detail.
Das Drosselventil 2 ist ein durch Feder 8 selbstschließendes hydraulisch angesteuertes Zwei-Wege-Proportional-Drosselventil und zwar dargestellt in der Form eines Einbauventils.The throttle valve 2 is a hydraulically controlled two-way proportional throttle valve that is self-closing by spring 8 and is shown in the form of a built-in valve.
Man erkennt, daß in einem Deckel 51 eine Buchse 52 mit dem Blendenkolben 53 sowie ein Weggeber 54 und eine Vorsteuerung 55 einschließlich eines Proportionalmagneten 56 eingeschraubt sind.It can be seen that a bushing 52 with the orifice piston 53 as well as a travel sensor 54 and a pilot control 55 including a proportional magnet 56 are screwed into a cover 51 .
Zur Einstellung des Drosselventils 2 wird in einem Verstärker 57 ein Vergleich von Sollwert (externes Signal) und Istwert (Rückführung des Weggebersignals) durchgeführt. Entsprechend dem Differenzwert wird der Proportionalmagnet 56 mit einem Strom angesteuert. Der Proportionalmagnet 56 und die Vorsteuerung 55 formen das elektrische Stellsignal in einen Weg der Vorsteuerung 55 um. Im Federraum 58 stellt sich dann der Druck so ein, daß der federbelastete Blendenkolben 53 in eine Lage entsprechend der Sollwertvorgabe einfährt. Sollte der Strom ausfallen oder ein Kabel brechen, so wird der Blendenkolben 53 selbsttätig schließen.To adjust the throttle valve 2 , a comparison of the setpoint (external signal) and the actual value (feedback of the position sensor signal) is carried out in an amplifier 57. The proportional magnet 56 is controlled with a current according to the difference value. The proportional magnet 56 and the pilot control 55 convert the electrical control signal into a path of the pilot control 55. The pressure in the spring chamber 58 is then adjusted so that the spring-loaded orifice piston 53 moves into a position corresponding to the setpoint. If the power fails or a cable breaks, the orifice piston 53 will close automatically.
Wenn es nun zu diesem selbsttätigen Schließvorgang kommt, so wird beim Überschreiten des Betriebsdrucks und bei Erreichen des am Druckbegrenzungsventil 31 eingestellten Abströmdrucks die Steuerflüssigkeit über die Steueröldüse 33 zum Tank geleitet. Das Druckbegrenzungsventil 31 steuert dabei lediglich die über die Steueröldüse 33 geführte Steuerflüssigkeit zum Tank, wobei natürlich diese Steuerflüssigkeit nur eine kleine Menge verglichen mit der Arbeitsflüssigkeitsmenge darstellt, die vom Verbraucher 4 zum Tank 6 zu leiten ist. Demgemäß kann das Druckbegrenzungsventil 31 klein ausgeführt werden.When this automatic closing process occurs, the control fluid is directed to the tank via the control oil nozzle 33 when the operating pressure is exceeded and the discharge pressure set on the pressure relief valve 31 is reached. The pressure relief valve 31 simply controls the control fluid directed to the tank via the control oil nozzle 33 , whereby this control fluid naturally represents only a small amount compared to the amount of working fluid that is to be directed from the consumer 4 to the tank 6. The pressure relief valve 31 can therefore be made small.
Der Steueröl- oder Steuerflüssigkeitsfluß bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil hat eine Druckabnahme in Steuer- oder Federraum 58 des Drosselventils 2 zur Folge. Der Blendenkolben 53 des Drosselventils 2 wird daher entgegen der Kraft der Feder 8 durch den am Anschluß A wirkenden Druck verschoben und somit ein Abströmen der vom Verbraucher 4 kommenden Arbeitsflüssigkeit in erster Linie über das Drosselventil 2 zum Tank 6 erreicht.The flow of control oil or control fluid when the pressure relief valve is open results in a reduction in pressure in the control or spring chamber 58 of the throttle valve 2. The orifice piston 53 of the throttle valve 2 is therefore displaced against the force of the spring 8 by the pressure acting on connection A , thus causing the working fluid coming from the consumer 4 to flow out primarily via the throttle valve 2 to the tank 6 .
Während also beim Stand der Technik gemäß Fig. 1 das parallel geschaltete Druckbegrenzungsventil 3 die gleiche Nennweite aufweisen muß wie das Drosselventil 2, ist dies für das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil 31 nicht erforderlich. Beim Stand der Technik gemäß Fig. 1 muß ja das Druckbegrenzungsventil 3 die ganze vom Verbraucher 4 kommende Arbeitsflüssigkeit ableiten wenn der Betriebsdruck überschritten und der eingestellte Abströmdruck erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird bei Erreichen des Abströmdrucks die vom Verbraucher 4 kommende Arbeitsflüssigkeit über das ohnehin groß bemessene Drosselventil 2 abgeleitet während das Druckbegrenzungsventil 31 lediglich ein Teil der Steuerflüssigkeit ableiten muß und zwar in einer Menge die sich mit der vom Verbraucher 4 zum Tank 6 zu leitenden Arbeitsflüssigkeitsmenge außerordentlich gering ist. Aus diesem Grund kann das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil 31 klein ausgeführt sein.While in the prior art according to Fig. 1 the parallel-connected pressure relief valve 3 must have the same nominal width as the throttle valve 2 , this is not necessary for the pressure relief valve 31 according to the invention. In the prior art according to Fig. 1 the pressure relief valve 3 must drain off all of the working fluid coming from the consumer 4 when the operating pressure is exceeded and the set discharge pressure is reached. According to the invention, when the discharge pressure is reached, the working fluid coming from the consumer 4 is drained off via the throttle valve 2 , which is already large, while the pressure relief valve 31 only has to drain off part of the control fluid, and in an amount that is extremely small compared to the amount of working fluid to be fed from the consumer 4 to the tank 6. For this reason the pressure relief valve 31 according to the invention can be made small.
Claims (7)
mit einem im Störfall selbstschließenden, hydraulisch angesteuerten Proportionaldrosselventil (2), welches mit seinem einen Anschluß (A) mit dem Verbraucher (4) und mit seinem andern Anschluß (B) mit dem Tank (6) in Verbindung steht
und mit Abströmmitteln (20; 27), die bei einem bestimmten, am Verbraucheranschluß (A) des Drosselventils (2) anliegenden, den Betriebsdruck übersteigenden Druck Arbeitsflüssigkeit zum Tank (6) abströmen lassen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmmittel bei dem bestimmten Druck die Selbstschließwirkung des Proportionaldrosselventils (2) zumindest teilweise aufheben, so daß Arbeitsflüssigkeit über das Drosselventil (2) zum Tank abströmt. 1. Device for controlling the amount of working fluid coming from a consumer ( 4 ), in particular a press cylinder, to be conducted to a tank ( 67 ),
with a hydraulically controlled proportional throttle valve ( 2 ) which closes automatically in the event of a fault and which is connected with one connection (A) to the consumer ( 4 ) and with its other connection (B) to the tank ( 6 )
and with discharge means ( 20; 27 ) which allow working fluid to flow to the tank ( 6 ) at a certain pressure applied to the consumer connection (A) of the throttle valve ( 2 ) which exceeds the operating pressure,
characterized in that the discharge means at least partially cancel the self-closing effect of the proportional throttle valve ( 2 ) at the specific pressure, so that working fluid flows to the tank via the throttle valve ( 2 ).
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1984
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| DE3922553A1 (en) * | 1989-07-08 | 1991-01-17 | Rexroth Mannesmann Gmbh | DEVICE FOR RELIEFING A HIGH PRESSURE PRESSURE WORK SPACE FILLED WITH HYDRAULIC FLUID |
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