DE4227563C2 - Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb - Google Patents
Geregelter hydraulischer VorschubantriebInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem geregelten hydraulischen Vor
schubantrieb, der insbesondere für Werkzeugmaschinen eingesetzt
werden soll und der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspru
ches 1 aufweist.
Ein solcher geregelter hydraulischer Vorschubantrieb ist aus der
Zeitschrift "FLUID" vom Februar 1990, Seite 22 ff. bekannt. Dort
ist die Position des Kolbens bzw. der Kolbenstange eines Diffe
rentialzylinders von einem Weggeber erfaßbar. Mit einem Regel
ventil sind die Druckmittelwege zwischen dem Differentialzylin
der, einer Druckmittelquelle und einem Tank steuerbar, wobei das
Regelventil ein hydraulisch betätigbares Proportionalventil mit
einem ersten Steuerkolben umfaßt, dessen Position von einem
zweiten Weggeber erfaßbar ist. Das Proportionalventil wird von
einem Pilotventil vorgesteuert, das einen zweiten Steuerkolben
besitzt, der in der Mittelstellung eine negative Schaltüberdec
kung aufweist und durch Steuerdruckrückführung mittelstellungs
zentriert ist. Zu dem bekannten geregelten hydraulischen Vor
schubantrieb gehört außerdem eine Regelelektronik für das Regel
ventil und eine CNC-Maschinensteuerung. Die angegebene Litera
turstelle zeigt außerdem einen geregelten hydraulischen Vorschub
antrieb, bei dem ein Regelventil mit einer Vorsteuerung direkt
am Boden eines Hydraulikzylinders befestigt ist.
Aus o + p "Ölhydraulik + Pneumatik", Band 29 (1985) Nr. 4, Seite 315-318 ist
ein geregelter hydraulischer Antrieb mit einem Differen
tialzylinder zur Betätigung eines Kniehebels zum Öffnen und
Schließen der Form einer Kunststoffspritzgieß- oder Druckgießma
schine bekannt. Auch hier wird als Regelventil ein vorgesteuer
tes Proportionalventil verwendet, bei dem die Position des er
sten Steuerkolbens von einem Weggeber erfaßbar ist und das einen
mit einer Druckmittelquelle und einen mit Tank verbundenen Ein
gang sowie zwei mit den beiden Druckräumen des Differentialzy
linders verbundene Ausgänge besitzt. In der Mittelstellung des
Steuerkolbens sind alle Eingänge und Ausgänge gesperrt. Bei dem
Antrieb ist der kolbenstangenseitige Druckraum über ein zu ihm
hin sperrendes Rückschlagventil mit der Pumpenleitung verbunden.
Bei einer Verschiebung des Steuerkolbens in die eine Richtung
ist zunächst der kolbenstangenseitige Druckraum zum Tank hin ab
gesperrt, so daß das Ausfahren der Kolbenstange in Differenti
alschaltung erfolgt. Nach dem Schließen der Form wird zum Druck
aufbau der Steuerkolben weiter verschoben, wobei im Ventil eine
Verbindung zwischen dem kolbenstangenseitigen Druckraum und dem
Tank geschaffen wird, so daß dieser Druckraum zum Tank entlastet
wird.
Auch die DE 23 43 662 C2 zeigt einen hydraulischen Vorschuban
trieb, dessen vorgesteuertes Proportionalventil einen Steuerkol
ben mit einem Arbeitsgangsteuerbereich, über den der kolbenstan
genseitige Druckraum des Differentialzylinders mit Tank verbind
bar ist, und einen Eilgangsteuerbereich mit Rückölverwertung
aufweist. Allerdings ist der kolbenstangenseitige Druckraum
nicht über ein Rückschlagventil mit der Pumpenleitung verbunden.
Vielmehr sind der Steuerkolben und die Kolbenbohrung des Propor
tionalventils so ausgebildet, daß in einer bestimmten Position
des Steuerkolbens beide mit den Druckräumen des Differentialzy
linders verbundene Verbraucherkammern des Ventils mit der mit
der Pumpe verbundenen Pumpenkammer des Ventils verbunden sind.
Die DE 36 42 642 A1 zeigt einen geregelten hydraulischen Vor
schubantrieb, bei dem die Position des Kolbens des Differenti
alzylinders von einem Weggeber erfaßbar ist, dessen Ausgangssi
gnal einer numerischen Maschinensteuerung zugeführt wird. Die
Regelgröße wird mit der jeweils vom Programm abgerufenen Füh
rungsgröße verglichen und eine Regelabweichung gebildet, die auf
der Ausgangsleitung der NC ansteht. In einer üblichen NC-Steue
rung wird die Regelabweichung aus einem Soll-Istwert-Vergleich
ermittelt und mit einem Proportionalregler verstärkt. Diese mehr
oder weniger verstärkte Regelabweichung wird als Spannungs-Aus
gangssignal in den Grenzen von +/- 10 Volt aus der NC ausgege
ben. Das Ausgangssignal wird einer Regelelektronik zugeführt,
von der die Magneten eines direktgesteuerten Proportionalventils
ansteuerbar sind. In der Mittelstellung des Steuerkolbens des
Proportionalventils sind dessen vier Eingänge und Ausgänge durch
eine positive Überdeckung des Steuerkolbens gesperrt. Um einen .
Positionsfehler zu vermeiden, der sich daraus ergeben könnte,
daß der Druckmittelweg von der Druckmittelquelle zum hydrauli
schen Antrieb von dem Proportionalventil geschlossen wird, bevor
die Regelabweichung Null ist, wird von einer Regelelektronik im
Bereich einer kleinen, im Überdeckungsbereich des Proportional
ventils liegenden Regelabweichung ein Signal erzeugt, von dem
ein bestimmter Querschnitt des Proportionalventils offengehalten
wird.
Auch bei einem Ventil nach der EP 0 471 884 A1 wird die positive
Überdeckung eines Proportionalventils durch eine elektrische
Kompensationsschaltung ausgeglichen. Dort wird allerdings nicht
dafür gesorgt, daß der Steuerkolben einen ganz bestimmten Quer
schnitt offenhält, solange die Regelabweichung innerhalb der po
sitiven Überdeckung liegt, sondern es wird zum Stellsignal eine
Konstante hinzuaddiert, so daß der Steuerkolben schön bei klein
sten Regelabweichungen den Totbandbereich überspringt und dann
proportional weiter verstellbar ist. Dadurch wird die
Hub/Durchfluß-Kennlinie des Ventils so linearisiert, daß die
Stellsignal/Durchfluß-Kennlinie linear ist und praktisch durch .
den Nullpunkt geht, also nullpunktlinearisiert ist.
Ein Ventil mit einer positiven Überdeckung wählt man vor allem
aus sicherheitstechnischen Aspekten. Bei einem Ausfall der Elek
trik soll der Steuerkolben des Ventils seine Mittelstellung ein
nehmen und die Verbraucherleitungen zum Hydrozylinder absperren.
Bei dem aus der EP 0 471 884 A1 bekannten Regelventil wird dies
dadurch erreicht, daß die beiden Steuerräume des Steuerkolbens
über einen Bypasskanal verbindbar sind, der durch ein elektrisch
betätigbares Ventil normalerweise gesperrt, im stromlosen Zu
stand des Ventils jedoch offen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen geregelten hy
draulischen Vorschubantrieb mit den Merkmalen aus dem Oberbe
griff des Anspruches 1 so auzubilden, daß unter Beachtung von
sicherheitstechnischen Aspekten eine genaue Lageregelung möglich
ist, daß in beide Richtungen bei kleiner Pumpenleistung eine ho
he Geschwindigkeit gefahren werden kann und daß, wenn kleine Öl
ströme dosiert werden, eine hohe Antriebssteife und eine hohe
Vorschubkraft realisierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen geregelten hy
draulischen Vorschubantrieb gelöst, der neben den Merkmalen aus
dem Oberbegriff auch die Merkmale aus dem kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 aufweist. Durch die Rückölverwertung kann man
auch mit einer relativ kleinen. Pumpe die Kolbenstange schnell
ausfahren. An diesen sog. Eilgang schließt sich ein Arbeitsgang
an, in dem der kolbenstangenseitige Druckraum des Differenti
alzylinders mit Tank verbunden ist, so daß die ganze Fläche des
Kolbens wirksam ist. Das bedeutet hohe Kräfte und eine hohe
Laststeifigkeit. Eine hohe Geschwindigkeit des Kolbens des Dif
ferentialzylinders ist bei einer Fehlfunktion eines hydrauli
schen Antriebs besonders gefährlich, da aufgrund der kinetischen
Energie größere Zerstörungen angerichtet und auch Menschen ge
fährdet werden könnten. Um einen besonders hohen Sicherheits
standard zu erreichen, ist deshalb bei einem erfindungsgemäßen
Vorschubantrieb vorgesehen, daß der Steuerkolben in der Mittel
stellung eine positive Schaltüberdeckung hat. Im Zusammenhang
damit, daß der Steuerdruck auf den Steuerkolben des Pilotventils
rückgeführt ist, so daß das Pilotventil bei einem Ausfall der
Elektrik schnell und sicher in die Mittelstellung zurückkehrt
und in dieser Mittelstellung dann in beiden Steuerräumen des
Proportionalventils gleicher Druck herrscht, so daß der Steuer
kolben des Proportionalventils durch Federkraft zentriert werden
kann, ist also eine hohe Sicherheit gegeben. Durch die Null
punktlinearisierung der Hub/Volumenstromkennlinie des Proportio
nalventils wird diese positive Schaltüberdeckung wieder ausge
glichen, so daß die Ansprechempfindlichkeit des Regelventils
auch um seine Nullage herum bzw. auch bei kleinen Regelabwei
chungen ausreicht, um eine genaue Lageregelung zu realisieren.
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen geregelten
hydraulischen Vorschubantriebs kann man den Unteransprüchen ent
nehmen.
Die Regelung wird besonders gut, wenn das Pilotventil gemäß An
spruch 2 nur im Bereich der negativen Schaltüberdeckung des
zweiten Steuerkolbens betrieben wird. Für die maximale Steuer
druckdifferenz auf den beiden Seiten des ersten Steuerkolbens
hat sich ein Wert von etwa 2 MPa (20 bar) als zweckmäßig erwie
sen. Auch ist es vorteilhaft, wenn die Position des zweiten
Steuerkolbens von einem dritten Weggeber erfaßbar und durch die
Regelelektronik regelbar ist. Eine Schalthysterese kann dadurch
vermieden werden.
Es ist besonders günstig, für den erfindungsgemäßen geregelten
hydraulischen Vorschubantrieb eine heute schon gebräuchliche und
vornehmlich zur Regelung von Elektromotoren eingesetzte Maschi
nensteuerung zu verwenden. Gemäß Anspruch 5 ist deshalb vorgese
hen, daß das Ausgangssignal des ersten Weggebers als Istwert der
Position des Kolbens des Differentialzylinders der Maschinen
steuerung zuführbar und dort mit einem Sollwert vergleichbar ist
und daß entsprechend der Regelabweichung von der Maschinensteue
rung ein Stellsignal zur Regelelektronik übertragbar ist.
Um eine besonders kompakte Bauweise des hydraulischen Vorschub
antriebs zu erhalten, sind gemäß Anspruch 6 das Regelventil und
die Regelelektronik jeweils an einer seitlichen Fläche des Bo
dens des Hydraulikzylinders angeordnet und der erste Weggeber
taucht von der dem Zylinderraum abgewandten Rückseite des Zylin
derbodens in die hohlgebohrte Kolbenstange ein. Ein solcher er
findungsgemäßer Vorschubantrieb weist also nur noch zwei Baugrup
pen, nämlich die Maschinensteuerung einerseits und die Bauein
heit aus Differentialzylinder, Regelventil und Regelelektronik
andererseits auf.
Besonders günstig ist auch eine Ausbildung gemäß Anspruch 7. Es
kann vermieden werden, daß eine Rückkopplung mechanischer Längs
schwingungen der an den Zylinder angekoppelten Masselast auf die
Steuerkolben des Regelventils entsteht.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen geregelten hy
draulischen Vorschubantriebs ist in den Zeichnungen dargestellt.
Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun nä
her erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Systemplan des Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 den Hydraulikkreis mit Überdeckungsbildern des
Proportional- und Pilotventils,
Fig. 3 einen Graph, der die Abhängigkeit der Steuerdrücke,
von der Stellung des Steuerkolbens des Pilotventils
zeigt,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Differentialzylinder mit
angebautem Regelventil und angebauter Regelelektronik
und
Fig. 5 eine Ansicht des Differentialzylinders in Richtung des
Pfeiles A aus Fig. 4.
Der Systemplan nach Fig. 1 zeigt, daß das Ausführungsbeispiel
im wesentlichen nur aus zwei Baueinheiten besteht. Es ist zu
nächst eine Maschinensteuerung vorhanden, die im vorliegenden
Fall eine handelsübliche und vornehmlich für die Regelung von
Elektromotoren eingesetzte CNC-Steuerung 10 ist. Diese enthält
einen Differenzbildner 11, der aus der Differenz zwischen einem
Sollwert und einem Istwert eine Regelabweichung bildet, die ei
nen P-Regler 12 durchläuft. Das Ausgangssignal des P-Reglers ist
die Stellgröße, die am Ausgang 27 der CNC-Steuerung 10 ansteht.
Die andere Baueinheit 13, die in Fig. 1 durch eine strichpunk
tierte Linie gekennzeichnet ist, besteht ans einem Differenti
alzylinder 14 mit angebautem Weggeber 24, der dazugehörenden Sensorelektronik
16, einem Regelventil 17 und einer Regelelektronik 18. Der Zy
linderraum des Differentialzylinders 14 wird durch einen Kolben
19, von dessen einer Seite eine Kolbenstange 20 absteht, in zwei
Druckräume, nämlich einen kolbenstangenseitigen Druckraum 21 und
einen kolbenseitigen Druckraum 22 unterteilt. Die vom Druck im
Druckraum 22 beaufschlagbare Fläche am Kolben 19 ist doppelt so
groß wie die entsprechende Fläche im Druckraum 21. Die Kolben
stange 20 ist hohlgebohrt und nimmt ein Meßrohr 23 des Weggebers
24 auf, von dem die Position des Kolbens 19 erfaßbar ist. Die
Signale des Weggebers 24 werden in der Sensorelektronik 25 in
bestimmter Weise, nämlich im SSI-Format codiert und über eine
Leitung 26 als Istwerte der CNC-Steuerung 10 zugeführt. Das Meß
prinzip des Weggebers 24 kann z. B. auf einer Ultraschall-Lauf
zeitmessung beruhen.
Das Regelventil 17 enthält ein Proportionalventil 35 (siehe Fig. 2), das hy
draulisch von einem elektromagnetisch betätigbaren Pilotventil
45 betätigbar ist. Es besitzt als Eingänge einen Druckanschluß P
und einen Tankanschluß T sowie die zwei Ausgänge A und B, wobei
der Ausgang A mit dem Druckraum 22 und der Ausgang B mit dem
Druckraum 21 des Differentialzylinders 14 verbunden sind. Wie
man dem Schaltbild aus Fig. 1 sowie dem Überdeckungsbild nach
Fig. 2 entnehmen kann, sind in der Mittelstellung des Steuer
kolbens 37 des Proportionalventils 35 die beiden Eingänge und
die beiden Ausgänge gesperrt. Der Steuerkolben 37 hat also in
der Mittelstellung eine positive Überdeckung. In dieser Mittel
stellung wird der Steuerkolben 37 durch zwei Schraubendruckfe
dern 38 zentriert, die derart vorgespannt sind, daß erst ab ei
nem gewissen Steuerdruck im Steuerraum 39 bzw. 40 des Proportio
nalwegeventils 35 der Steuerkolben 37 bewegt werden kann. Wird
der Steuerkolben 37 aus der Mittelstellung bewegt, so sind die
Steuerräume 21 und 22 zunächst gedrosselt mit dem Anschluß P
oder dem Anschluß T verbunden. Insbesondere wird also dann, wenn
der Druckraum 22 mit Druck beaufschlagt wird, das aus dem Druck
raum 21 verdrängte Druckmittel zum Tank abgeführt. Wird der
Steuerkolben noch weiter in der Darstellung der Fig. 1 und 2
nach links bewegt, so erhält man ein Schaltstellung, in der der
Ausgang A mit dem Eingang P weiterhin verbunden bleibt und zu
sätzlich der Druckraum 21 mit dem Ausgang A verbunden ist. Das
aus dem Druckraum 21 verdrängte Öl wird also in einer sog.
Rückölverwertung in den Druckraum 22 gefördert. Die genannte
Schaltstellung kann man also als Eilgangschaltstellung bezeich
nen. Denn mit der gleichen Pumpenfördermenge läßt sich eine we
sentlich höhere Geschwindigkeit des Kolbens 19 erzielen als in
dem Fall, in dem der Druckraum 21 mit dem Tank verbunden ist.
Die Totzone des Proportionalventils von bis zu +/-10% der ma
ximalen Auslenkung des Steuerkolbens 37, die Zone also, in der
der Steuerkolben 37 die Ausgänge A und B positiv überdeckt,
führt zu einer nichtlinearen Hub/Volumenstrom-Kennlinie des Pro
portionalventils. In der Regelelektronik 18 wird die über die
Leitung 41 von der CNC-Steuerung 10 der Regelelektronik 18 zuge
führte Stellgröße verstärkt. Die Verstärkungskennlinie hat, wie
in Fig. 1 angedeutet, im Nullpunkt zwei Knickpunkte und ist
durch eine solchen Offset angehoben bzw. abgesenkt, daß schon
bei einem ganz geringen Wert der Stellgröße der Steuerkolben bis
an den Rand der Totzone, der eine positive Überdeckung hat, be
wegt wird. Damit ergibt sich eine wenigstens annähernd durch den
Nullpunkt gehende lineare Kennlinie zwischen dem von der CNC-
Steuerung abgegebenen Stellsingal und dem Volumenstrom durch das
Proportionalventil 35.
Zu dem Regelventil 17 gehört außer dem Proportionalventil 35 ein
Pilotventil 45 mit einem Steuerkolben 46, der in einer Bohrung
47 verschiebbar ist und die Verbindungen zwischen einer Zulauf
kammer 48 mit Außenanschluß P1, zwei Steuerkammern 49 und 50 mit
Außenanschluß B1 bzw. A1 und zwei Ablaufkammern 51 mit Außenan
schluß T1 steuert. Die Zulaufkammer 48 ist mit einer Druckmit
telquelle 52 verbunden, die dieselbe wie diejenige sein kann,
von der der Differentialzylinder mit Druck beaufschlagbar ist.
Die Steuerkammer 49 ist mit dem Steuerraum 39 des Proportional
ventils und die Steuerkammer 50 mit dem Steuerraum 40 des Pro
portionalventils verbunden. Die Ablaufkammern 51 sind an den
Tank angeschlossen. Der Druck in der von der Steuerkammer 49 zum
Steuerraum 39 führenden Steuerleitung 53 ist auf die eine Stirn
seite und der Druck in der Steuerleitung 54 zwischen der Steuer
kammer 50 und dem Steuerraum 40 ist auf die andere Stirnseite
des Steuerkolbens 46 zurückgeführt. Der Steuerkolben 46 ist von
zwei Elektromagneten betätigbar, die maximal eine solche Kraft
auf den Steuerkolben 46 ausüben können, daß die maximale Druck
differenz in den beiden Steuerkammern ungefähr 2 MPa (20 bar)
entspricht. Diese Druckdifferenz ist in Fig. 3 durch die beiden
waagrechten Linien angegeben.
Der Steuerkolben 46 hat zwei Ringbunde 55, deren Breite etwa so
groß wie die Breite der Steuerkammern 49 und 50 ist. Das vorhandene
Spiel führt jedoch dazu, daß in der Mittelstellung des Steuer
kolbens 46 Druckmedium von der Zulaufkammer 48 über die Steuer
kammern 49 und 50 in die Ablaufkammern 51 strömen kann. Der Öff
nungsquerschnitt zwischen der einen Steuerkante eines Ringbundes
55 und der entsprechenden Steuerkante einer Steuerkammer 49 bzw.
50 und der Öffnungsquerschnitt zwischen den beiden anderen Steu
erkammern sind in der Mittelstellung des Steuerkolbens 46 gleich
groß, so daß in den beiden Steuerleitungen 53 und 54 gleicher
Steuerdruck herrscht. Wie man der Fig. 3 entnehmen kann, in der
der maximale und der minimale Steuerdruck in jeder der beiden
Steuerkammern 49 und 50 durch eine waagrechte Linie gekennzeich
net ist, wird in den Steuerleitungen 53 und 54 nicht der maximal
von der Pumpe 52 erzeugbare Druck oder der Tankdruck erreicht.
D. h., daß innerhalb des Bewegungsbereichs des Steuerkolbens 46
immer Druckmedium von der Zulaufkammer 48 über die Steuerkammern
49 und 50 zu den Ablaufkammern 51 strömt. Von der Wirkung her
läßt sich also sagen, daß sich der Steuerkolben 46 immer im Be
reich einer negativen Überdeckung der Steuerkammern 49 und 50
bewegt, auch wenn die Breite der Ringbunde 55 der Breite der
Steuerkammern 49 und 50 entspricht, von daher also eine Null-
bis leicht positive Überdeckung vorliegt. Durch die Rückführung
des Druckes in den Steuerleitungen 53 und 54 auf die Stirnseiten
des Steuerkolbens 46 wird erreicht, daß dieser bei Ausfall der
Elektrik und damit der Magnete eine Position einnimmt, in der in
den Steuerleitungen 53 und 54 der gleiche Druck herrscht. Die
Schraubendruckfedern 38 können deshalb den Steuerkolben 37 des
Proportionalventils 35 in seine in Fig. 2 gezeigte Mittelstel
lung bringen, in der die Ausgänge A und B positiv überdeckt
sind. Die Überdeckung geschieht durch zwei voneinander beabstan
dete Ringbunde 56 und 57, wobei der Ringbund 57 durch eine Ring
nut 58 in zwei Teilbunde 59 und 60 unterteilt ist. Der Teilbund
59 ist schmaler als der Eingang P und der Teilbund 60 ist schmaler
als der Ausgang B des Proportionalventils 35. Wenn sich der
Teilbund 59 im Bereich des Eingangs P und der Teilbund 60 im Be
reich des Ausgangs B befinden, sind die beiden Ausgänge A und B
und der Eingang P miteinander verbunden. Dann wird das aus dem
Druckraum 21 des Differentialzylinders 14 abströmende Öl direkt
in den Druckraum 22 gefördert. Trotz einer geringen Fördermenge
der Pumpe 61 wird dann die Kolbenstange 20 schnell ausgefahren.
Um eine genaue Regelung zu erhalten, besitzt das Regelventil 17
einen Weggeber 65, mit dem die Position des Steuerkolbens 37 er
faßbar ist und einen weiteren Weggeber 66, mit dem die Position
des Steuerkolbens 46 des Pilotventils 45 erfaßbar ist. Die Si
gnale der beiden Weggeber 65 und 66 werden der Regelelektronik
18 zugeführt.
In den Fig. 4 und 5 ist die Baueinheit 13 der Fig. 1 näher
dargestellt. Man erkennt den Differentialzylinder 14 mit dem
Kolben 19 und der Kolbenstange 20, die hohlgebohrt ist und das
Meßrohr 23 des Weggebers 24 aufnimmt. Befestigt ist der Weggeber
24 am Zylinderboden 67, indem er von dessen Rückseite 68 in die
sen eingeschraubt ist. Der Zylinderboden 67 hat einen im wesent
lichen rechteckigen Querschnitt mit einer geschliffenen Ober
seite 69, auf die das Regelventil 17 so aufgesetzt ist, daß die
Achsen der Steuerkolben 37 und 46 senkrecht zur Achse des Zylin
ders 14 verlaufen. Wie man deutlich aus Fig. 5 sieht, ragt das
Regelventil 17 mit einem Gehäuseteil 70, der den Weggeber 65
enthält, weit über eine Seitenfläche 71 des Zylinderbodens 67
hinaus. An dieser Seitenfläche ist ein Gehäuse 72 für die Sensor
elektronik 16 und die Regelelektronik 18 befestigt. Insgesamt
wird auf diese Weise eine sehr kompakte Einheit 13 geschaffen.
Claims (7)
1. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb, insbesondere
für Werkzeugmaschinen, mit einem Differentialzylinder (14), des
sen Position von einem Weggeber (24) erfaßbar ist, mit einem Re
gelventil (17), mit dem die Druckmittelwege zwischen dem Diffe
rentialzylinder (14), einer Druckmittelquelle (61) und einem
Tank steuerbar sind und das ein hydraulisch betätigbares Propor
tionalventil (35) mit einem ersten, federzentrierten Steuerkol
ben (37), dessen Position von einem zweiten Weggeber (65) erfaß
bar ist, und ein Pilotventil (45) mit einem zweiten Steuerkolben
(46) besitzt, der durch Steuerdruckrückführung mittelstellungs
zentriert ist, mit einer Regelelektronik (18) für das Regelventil (17) und mit einer Maschinensteuerung,
dadurch gekennzeich net, daß das Flächenverhältnis des Differentialzylinders (14) zwei zu eins beträgt, daß der erste Steuerkolben (37) zur Bewe gung des Kolbens (19) des Differentialzylinders (14) in die eine Richtung einen Arbeitsgangsteuerbereich, über den der kolben stangenseitige Druckraum (21) des Differentialzylinders (14) mit dem Tank verbindbar ist, und einen Eilgangsteuerbereich mit Rücköl verwertung aufweist, daß der erste Steuerkolben (37) in der Mit telstellung eine positive Schaltüberdeckung hat und daß die Hub/Volumenstrom-Kennlinie des Proportionalventils (35) durch die Regelelektronik (17) nullpunktlinearisiert ist.
dadurch gekennzeich net, daß das Flächenverhältnis des Differentialzylinders (14) zwei zu eins beträgt, daß der erste Steuerkolben (37) zur Bewe gung des Kolbens (19) des Differentialzylinders (14) in die eine Richtung einen Arbeitsgangsteuerbereich, über den der kolben stangenseitige Druckraum (21) des Differentialzylinders (14) mit dem Tank verbindbar ist, und einen Eilgangsteuerbereich mit Rücköl verwertung aufweist, daß der erste Steuerkolben (37) in der Mit telstellung eine positive Schaltüberdeckung hat und daß die Hub/Volumenstrom-Kennlinie des Proportionalventils (35) durch die Regelelektronik (17) nullpunktlinearisiert ist.
2. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotventil (45) nur im Be
reich der negativen Schaltüberdeckung des zweiten Steuerkolbens
(46) betrieben wird.
3. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Steuerdruckdifferenz
auf den beiden Seiten des ersten Steuerkolbens (37) etwa 2 MPa
(20 bar) beträgt.
4. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des
zweiten Steuerkolbens (46) von einem dritten Weggeber (66) er
faßbar und durch die Regelelektronik (18) regelbar ist.
5. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangs
signal des ersten Weggebers (24) als Istwert der Position des
Kolbens (19) des Differentialzylinders (14) der Maschinensteue
rung (10) zuführbar und dort mit einem Sollwert vergleichbar ist
und daß entsprechend der Regelabweichung von der Maschinensteue
rung (10) ein Stellsignal zur Regelelektronik (18) übertragbar
ist.
6. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelven
til (17) und die Regelelektronik (18) jeweils an einer seitli
chen Fläche (69, 71) des Bodens (67) des Differentialzylinders
(14) angeordnet sind und daß der erste Weggeber (24) von der den
Zylinderraum (21, 22) abgewandten Rückseite (68) des Zylinderbo
dens (67) in die hohlgebohrte Kolbenstange (20) eintaucht.
7. Geregelter hydraulischer Vorschubantrieb nach Anspruch
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil (17) derart ange
ordnet ist, daß die Achsen der Steuerkolben (37, 46) senkrecht
zum Differentialzylinder (14) verlaufen und daß es hauptsächlich
nur eine Seitenfläche (71) des Zylinderbodens (67) überragt, und
daß die Regelelektronik (18) an dieser Seitenfläche (71) des Zy
linderbodens (67) befestigt ist.
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8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE Owner name: BOSCH REXROTH AG, 70184 STUTTGART, DE |
|
8331 | Complete revocation |