DE8208187U1

DE8208187U1 - Hydraulikventil mit Stellungsüberwachung

Info

Publication number: DE8208187U1
Application number: DE8208187U
Authority: DE
Original assignee: FAG Kugelfischer Georg Schaefer KGaA
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1982-03-23
Publication date: 1984-06-07

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hydraulikventil mit StellungsÜberwachung gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ventil der genannten Art anzugeben, welches einen vom hydraulischen Schaltweg unabhängigen, kurzen elektrischen Schaltweg und damit eine entsprechend kurze elektrische Schaltzeit aufweist, dessen Uberwachungsglieder keine zusätzliche Reibung für den Steuerkörper erzeugen und das sich leicht in eine Ausführung ohne Stellungsüberwachung umrüsten läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Mittel, welche im Kennzeichen des Anspruches 1 und, in vorteilhaften Ausgestaltungen, in den Kennzeichen der Unteransprüche angegeben sind.

Der Erfindungsgegenstand ist besonders geeignet zur Verwendung in Sicherheitssteuerungen von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Pressen oder Spritzgießmaschinen, welche nach speziellen behördlichen Sicherheitsvorschriften ausgebildet sein müssen.

Die Erfindung und ihre besonderen Vorteile werden nachfolfolgend anhand der Zeichnung erläutert, welche Ausführungsbeispieie schematisiert veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein Rückschlagventil,

Fig. 2 ein einstellbares Drosselventil.

Gemäß Figur 1 ist in dem Armaturenblock 1 ein Ventilgehäuse abgedichtet eingesetzt. Ihm zugeordnet ist ein Hydrauliköl-Zuführungskanal 3 und ein Hydrauliköl-Abflußkanal 4.

Der Steuerkörper dieses Ventiles ist mit 5 bezeichnet. Er besitzt an seinem unteren Ende eine kegelige Schließfläche Letztere arbeitet mit der Schließkante 7 zusammen.

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Der Steuerkörper 5 steht unter dem Druck einer Feder 8, welche sich an einer Zwischenplatte 9 abstützt.

Mit 10 ist der eine Teil der Betätigungsstange für die Mittel zur Stellungsüberwachung bezeichnet. Diese Stange ist mit dem Steuerkörper 5 auf Mitnahme verbunden, beispielsweise durch Verschraubung, wie bei 11 angedeutet.

Der andere Teil der Betätigungsstange ist topfförmig ausgebildet und mit 12 bezeichnet. In seinem Inneren gleitet ein kolbenförmiges Ende 13 des genannten ersten Teiles der Betätigungsstange. Mit 14 ist ein Anschlag für den kolbenförmigen Teil 13 bezeichnet. Das Teil 12 steht unter dem Druck einer weiteren Feder 15, welche sich ebenfalls an der Zwischenplatte 9 abstützt.

Das topfförmige Teil 12 besteht aus weichmagnetischem Material an sich beliebiger Form. Seine obere Frontebene 16 steht mit geringem Abstand einer Anschlagfläche 17 gegenüber. Zentrisch in dieser Fläche ist das Fühlelement 18 eines induktiven Näherungsschalters 19 angesetzt, und zwar so, daß die Fühlebene 20 des Fühlelementes 18 parallel zur Frontebene 16 verläuft.

Der Näherungsschalter 19 setzt sich nach oben hin fort in einem mit Gewinde versehenen -Teil 21, der sein Gegengewinde in dem hutförmigen Aufsatz 22 hat. Mit einer Kontermutter 23 ist der Näherungsschalter 19 im Teil 22 fixiert. Mit 24 sind zwei einander gegenüberliegende Flächen des Näherungsschalters 19 bezeichnet. An ihnen kann suia Verdrehen des Näherungsschalters 19 ein Werkzeug angesetzt werden. Ober die Tülle 25 sind die Stromversorgungs- und Signalanschlüsse 26 für die Elektronik des Näherungsschalters nach außen geführt.

Das hutförmige Teil 22 ist auf dem Armaturenblock 1 mittels Schrauben 27 befestigt, wie durch 28 angedeutet ist. Ein Verbindungskanal 29 verbindet den Abflußkanal 4 mit dem Raum um die Teile 10 und 12. Die Feder 8 ist wesentlich stärker ausgebildet als die Feder 15. Das Kräfteverhältnis liegt in der Größenordnung 10 : 1. Wie ersichtlich, wird das patronenartige Ventil 2 durch den hutförmigen Teil 22 im Annaturenblock 1 befestigt.

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Die Figur 1 zeigt das Ventil in der linken Hälfte in geschlossenem Zustand; in der rechten Hälfte in geöffnetem Zustand. Seine Arbeitsweise ist wie folgt:

Bei Oberschreiten eines durch die resultierende Kraft der Federn 8 und 15 einerseits und die Fläche des Steuerkörpers 5 andererseits vorgegebenen Druckes im Zuführungskanal 3 hebt sich die Schließkante 6 vom Ventilsitz 7 ab. Infolge des Anschlages 14 und der Feder 15 wird diese Abhebebewegung auf das obere Ende, 12, der Betätigungsstange übertragen. Schon nach ganz kurzem Weg kommt dabei die Stirnfläche 16 zur Anlage an der Fläche 17. Hierbei wird der Abstand der Stirnfläche 16 zur Fühlebene 20 des Näherungsschalters 19 verändert. Demzufolge -ergibt derselbe über die Leitungen 26 ein entsprechendes Signal ab.

Im weiteren Verlauf der Abhebebewegung des Steuerkörpers 5 verschiebt sich das kolbenförmige Ende 13 im Inneren des topfförmigen Teiles 12 nach oben. Und zwar so lange, bis der Steuerkörper 5 an der Zwischenplatte 9 anliegt und damit das Ventil 2 seinen größten öffnungsguerschnitt erreicht hat. Wie ersichtlich, handelt es sich in Figur 1 um ein sogenanntes Rückschlagventil; demgegenüber betrifft die Figur 2 ein einstellbares Drosselventil.

Hierzu ist der Näherungsschalter 19 nicht mehr koaxial zur Betätigungsstange 10, 12 angeordnet, sondern so, daß die nach wie vor quer zur Betätigungsstange verlaufende Fühlebene 20 mit der Längsrichtung der Bestätigungsstange einen an sich beliebigen Winkel bildet. Weiterhin ist der weichmagnetische, topfförmige Teil 12 der Betätigungsstange nicht mit einer ebenen Stirnfläche ausgebildet. Vielmehr dient hier eine kegelige Ringfläche 30 als korrespondierendes Element zur Fühlebene 20 des Näherungsschalters 19.

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Mit 31 ist ein Wegbegrenzungsstift bezeichnet. Derselbe trägt ein Gewinde 32, welches im hutförmigen Teil 22 sein Gegefngewinde hat, und besitzt am oberen Ende einen Schlitz 33 zum Ansetzen eines entsprechenden Werkzeuges. Mit der Kontermutter 34 kann der Anschlagstift 31 fixiert werden.

Die Arbeitsweise des in Figur 2 gezeigten Drosselventiles entspricht voll und ganz derjenigen des in Figur 1 gezeigten Ventiles. Jedoch trifft hier das kolbenförmige Ende 13 auf den Anschlagstift 31, je nachdem, auf welchen Abstand dieser Anschlagstift zu dem Teil 13 eingestellt ist. Da, wie weiter oben erwähnt, das Teil 13 über das Teil 10 der Betätigungsstange mit dem Steuerkörper 5 auf Mitnahme verbunden ist, kann mit dem Wegbegrenzungsstift 31 der Öffnungsquerschnitt des Ventiles eingestellt werden.

Die erfindungsgemäße Ventilkonstruktion hat verschiedene wesentliche Vorteile. Wie sich aus den Figuren ergibt, ist der elektrische Schaltweg, nämlich der Abstand der Flächen 16 und (Figur 1) außerordentlich kurz, im Verhältnis zu dem Verschiebeweg des Steuerkörpers 5. Wie weiter ersichtlich, kann das Verhältnis des elektrischen Schaltweges zum hydraulischen Schaltweg bei der Erfindung beliebig gewählt werden. Das bedeutet, daß in sehr kurzer Zeit und bereits nach geringem Abheben des Steuerkörpers 5 vom Ventilsitz eine Signalgabe erfolgt. Die Ansprechgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Ventiles ist daher sehr groß. Dies wird noch dadurch unterstützt»- daß nach Zurücklegen des elektrischen Schaltweges nur noch der eine Teil, 10, der Betätigungsstange zu beschleunigen ist. Dadurch hat das erfindungsgemäße Ventil auch eine relativ hohe hydraulische Schaltgeschwindigkeit .

Es ist nach Vorstehendem offensichtlich, daß sich die Feder 15 nicht notwendigerweise am Ventilkörper 2 abstützen muß. Sie kann sich vielmehr auch unmittelbar am Teil 10 der Betätigungsstange abstützen. Die gezeichnete Ausführung hat jedoch den Vorteil, daß nach Zurücklegen des elektrischen Schaltweges die Kraft

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der Feder 15 außer Wirkung in Bezug auf das Teil 10 kommt. Dies trägt zur Erhöhung der hydraulischen Schaltgeschwindigkeit bei. Das erfindungsgemäße Ventil läßt sich dabei auf einfache Weise konstruktiv auch ohne Stellungsüberwachung ausbilden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Teile 9 bis 26 (Figur 1) wegzulassen und anstelle des hutförmigen Aufsatzes 22 einen einfachen Deckel vorzusehen. Diese leichte ümrüstmöglichkeit kommt einer kostengünstigen Lagerhaltung entgegen.

Wie aus den Figuren entnehinbar, sind die beweglichen Teile der Stellungsüberwachung von Hydraulikflüssigkeit umgeben. Dadurch entfällt jede zusätzliche Reibung, wie sie von Dichtringen und dergleichen hervorgerufen würde.

Die beschriebene Stellungsüberwachung ist nicht auf die erläuterten Ventilarten beschränkt. Sie kann grundsätzlich überall da angewendet werden, wo sich eine Betätigungsstange an dem Steuerkörper anbringen läßt. Als Beispiel sei hier ein Wegeventil mit einem Schieber als Steuerkörper genannt. Hier können die beschriebenen Mittel zur Stellungsüberwachung mit Vorteil dazu verwendet werden, die Mittelstellung des Steuerkörpers zu überwachen.

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Zusammenfassung

Zur Betätigung der Stellungsüberwachung des Ventil-Steuerkörpers dient eine quergeteilte Betätigungsstange, deren Teile durch Federkraft gegen einen Anschlag auseinandergedrückt werden. Das eine Teil ist mit dem Ventil-Steuerkörper auf Mitnahme verbunden, das andere Teil trägt am Ende eine weichmagnetische Stirnfläche für das Zusammenwirken mit einer quer zur Längsrichtung der Betätigungsstange und parallel zur genannten Stirnfläche angeordnete Fühlebene eines induktiven Näherungsschalters. Beim Betätigen des Ventils stößt bereits nach einem Bruchteil des Hubes des Ventil-Steuerkörpers die weichmagnetische Stirnfläche an der Fühlebene des Näherungsschalters an. Hernach schieben sich die Teile der Betätigungsstange zusammen und ermöglichen dadurch die Vollendung des Hubes des Ventil-Steuerkörpers.

(Fig.1)

Claims

G 82 O8 Ί87.5 19- März 1984

Hydraulikventil mit Stellungsüberwachung

Neue Ansprüche

Y^ Hydraulikventil mit Stellungsüberwachung seines SteuerJtörpers, bei dem zur Stellungsüberwachung mit dem Steuerkörpea: eine Betätigungsstange verbunden ist, welche an einem Ende ein Schaltelement für einen in axialer Verlängerung zu ihr angeordneten induktiven Näherungsschalter trägt, dessen Fühlebene quer zur Achse der Betätigungsstange und parallel zur Frontebene des Schaltelementes verläuft, wobei die Betätigungsstange aus zwei Teilen besteht, die zusammenschiebbar sind gegen den Druck einer Feder, welche im Ruhezustand des Ventiles diese Teile gegen einen Anschlag auseinanderdrückt und bei Auswanderung des Steuerkörpers nach Anlage des Schaltelementes an der Fühlebene des Näherungsschalters oder einer derselben zugeordneten Anschlagfläche ein Zusammenschieben der beiden Teile der Betätigungsstange ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die die Teile (10, 12) der

Betätigungsstange auseinanderdrückende Feder (15) mit einem Ende am Ventilgehäuse (9) anliegt.
2. Hydraulikventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil der Betätigungsstange (10,

12) aus einem stabförmigen Teil mit einem kolbenförmigen Ende (13) besteht, daß dieses in einem topfförmigen Hohlraum des anderen Teiles der Betätigungsstange gleitbar angeordnet ist und daß die die Teile der Betätigungsstange auseinanderdrückende Feder (15) um den topfförmigen Hohlraum herum angeordnet ist.
3. Hydraulikventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den topfförmigen Hohlraum enthaltende Teil (12) der Betätigungsstange eine kegelige Ringfläche (30) aufweist, welche einer einen Winkel mit der Betätigungsstange bildenden Fühlebene (20) des Näherungsschalters (19) gegenübersteht, und daß die Stirnseite des den topfförmigen Hohlraum enthaltenden Teiles der Betätigungsstange mit einer Axialbohrung versehen ist, in die sich ein längsverstellbarer Wegbegrenzungsstift (31) erstreckt, welcher dem kolbenförmigen Ende (13) des anderen Teiles der Betäti- ' gungs s tange ge genübe rs teh t.