DE8527184U1 - Drucksteuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drucksteuerventil mit einem in einer Druckleitung in einem Gehäuserahmen angeordneten, dichtsitzenden Dichtkolben zur Steuerung des Druckes, insbesondere in Spanneinrichtungen für Werkzeuge.

Zur Steuerung des Druckes, insbesondere in Spanneinrichtungen für Werkstücke, mußten bisher ein Druckbegrenzungsventil und ein Druckschalter verwendet werden, deren Einstellung verhältnismäßig schwierig durchzuführen war.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drucksteuerventil zu schaffen, mit dem die Einstellung des Ventils in Verbindung mit der Ein- und Ausschaltung des Druckes leicht durchzuführen ist, wobei mit einer einzigen Einstellung sowohl die Wirkung des Begrenzungsventils als auch des Druckschal tmechanismus eingestellt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein Drucksteuerventil mit einem in einer Druckleitung in einem Gehäuserahmen angeordneten, dichtsitzenden Dichtkolben zur Steuerung des Druckes, ins-

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besondere in Spannenrichtungen für Werkzeuge, vorgeschlagen, Welches dadurch gekennzeichnet Istj daß die druckabgewandte Seite des Sitzkolbens die Abstüzung eines reibungsarm gelagerten, zweiarmigen Hebels bildet, dessen einer Arm im Abstand von (S1) durch eine in ihrer Federkonstanten einstellbaren Feder mit der Last (F1) belastet wird und dessen anderer Arm im Abstand Von (52) durch die Wirkung eines mit dem Druckraum verbundenen Meßkolbens mit der Last (F2) belastet wird, wobei der wirksame Querschnitt des Meßkolbens (Druck mal Querschnitt) gleich oder größer ist als die Druckwirkung aus dem Sitzkolben (Druck mal Querschnitt von Sitzkolben) und zur Bestimmung der Quantität der Feder die Übersetzung der Hebelarme (SI) : (S2) so gewählt wird, daß nur kleine Kräfte von der Feder verlangt werden, wobei das äußere Ende des einen Armes des Hebels sich bei Gleichgewicht der druckbestimmenden Lasten in der Lage (II) um den Sitzkolben befindet, während bei noch nicht erreichtem Gleichgewicht der druckbestimmenden Lasten eine winkelmäßig veränderte Lage (I) durch das äußere Ende des Hebelarmes erreicht wird, die von einem Anschlag am Meßkolben und von der Federkonstanten abhängt und das äußere Ende des Hebelarmes mit einer den Motor der Druckpumpe steuernden, elektrischen Schalteinrichtung Verbunden ist.

Mit dem Drucksteuerventil gemäß der Erfindung wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß durch einfaches Einstellen der Federkonstanten der Druckreduziermechanismus und der Druckschaltmechanismus ohne Schwierigkeiten eingestellt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Ausführungsform des Steuerventils gemäß Anspruch. 2 besteht darin, daß die Kraft des Meßkolbens über einen reibungsarm gelagerten Waagenmechanismus, der z. B. aus einem Waagenhebel, einem Abstützbock und einem Druckbolzen besteht, durch Verschie-

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ben des Lägerbockes mittels einer im Gehäuse gelagerten Justierschraube mit einer Hebel übersetzung ((S3 : S4) als Druck (F2) wirkend eingestellt werden kann.

Gemäß Anspruch 3 besteht das Drucksteuerventil darin, daß der Drehweg des Hebels innerhalb seiner Stellungen (I) und (II) über einen Gelenkbolzen auf einen Tastbolzen übertragen wird, der mit einer elektrischen Schalteinrichtung verbunden ist, derart, daß in der Stellung (II) ein Druckabschaltsignal und in der Stellung (I) ein Druckeinschaltsignal erzeugt wird, wobei die Stellung (||) mit dem Auslösepunkt der Druckbegrenzung des Sitzventils zusammenfä! 11.

Gemäß Anspruch 4 ist das Drucksteuerventil dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der Anpreßbarkeit der Federkonstanten der Feder eine weitere Feder jenseits des Gelenkdrehpunktes des Hebels am Sitzkolben angeordnet ist, welche den Hebel in der Stellung (I) zusätzlich zu der Last (F1) mehr belastet, bei der Kräftekompensation durch den Meßkolben zur Stellung (II) hin aber entlastet.

( \ Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht das Drucksteuer

ventil nach Anspruch 5 darin, daß der Tastbolzen im Bereich seines aus unmagnetischem Material bestehenden Zylinderteils mit der Entfernung (d) nahe an dem einen Pol eines Dauermagneten angrenzt, dessen anderer Pol an einem Magnetjoch ferromagnetischem Material liegt und einen Magnetfluß durch den

magnetisch betätigten Kontakt erzeugt, welcher seine Feldstärke

abstandsabhängig von der Entfernung des Kontaktpols zur Ober

fläche des Tastbolzenzyl indertei Is verändert, so daß bei Gegenüberliegen in der Stellung (I) des Zylinderteils der Kontakt ge-· schaltet wird, während bei Gegenüberliegen der entfernteren Oberfläche des Tastbolzens des ZyIinderteiles die Flußstärke so geschwächt wird, daß der Kontakt in die Ruhelage zurückfällt oder in ihr verbleibt.

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Anhand der Zeichnungen soll am Beispiel einer Prinzipdarstellung und einer bevorzugten Ausführungsform das DrUcksteuer-* ventil gemäß der Erfindung näher erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Prinzipdarstellung des Drucksteuerventils gemäß der Erfindung mit einem Prinzipschaltbild.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Drucksteuerventils gemäß der Erfindung.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, ist in einem Gehäuserahmen 1 in einer Druckleitung 2 mit dem Arbeitsdruck P ein dichtsitzender Sitzkolben 3 mit dem Querschnitt A1 angeordnet. Die Druckleitung 2 steht mit einer durch einen Elektromotor 4 angetriebenen Druckpumpe 5 in Verbindung, die zur Arbeitsdruckleitung 6 zum Spannen der Werkstücke führt. Der Zufluß und der Rückfluß 7 führen zu einem Tank 8 für das Druckmedium.

-* Die druckabgewandte Seite des Sitzkolbens 3 bildet die Abstützung

eines reibungsarm gelagerten, zweiarmigen Hebels 9. Der eine Arm des Hebels wird im Abstand S1 durch eine in ihrer Federkonstanten einstellbare Feder 10 mit der Last FI belastet. Der andere Arm des Hebels 9 wird im Abstand von S2 durch die Wirkung eines mit dem Druckraum P verbundenen Meßkolbens 11 mit der Last F2 belastet. Der wirksame Querschnitt des Kolbens 11 ergibt sich aus dem Querschnitt A2 mal dem Druck P und ist mit F4 bezeichnet. Dieser Druck ist vorzugsweise größer als die Druckwirkung aus dem Sitzkolben 3, welche sich zu P mal Al = F3 ergibt.

Außerdem wird die Meßkolbenkraft F4 über einen reibungsarm ge

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lagerten Waagenmechanismus auf den einen Arm des Hebels 9 übertragen. Dieser Waagenmechanismus besteht aus dem Waagenhebel 12, einem Abstützbock 13, einem Druckbolzen 14, der auf den rechten Arm des Hebels 9 im Abstand 52 vom Lagerungspunkt am Sitzkolben 3 einwirkt.

Durch Verschieben des Lagerbockes 13, beispielsweise mittels einer axial formschlüssig im Gehäuserahmen 1 gelagerten Justierschraube 15 in Richtung von R1 oder R2 kann mit der Hebel übersetzung ' S3 : S4 die Kraft F2 eingestellt werden.

Unter der Drucksteuerfunktion ergibt sich d>e Last aus dem Meßkolben 4 zu

F2 = F4 χ S4/S3.

Bei Gleichgewicht der druckbestimmenden Last F1 + F5 ergibt sich eine Stellung Il des Hebels 9 um die Lagerung des Sitzkolbens 3. In dieser Stellung wird der Druck, wie noch weiter unten beschrieben wird, abgeschaltet.

/·- Bei noch nicht erreichtem Gleichgewicht nimmt der Hebel 9 die

Lage I ein, welche durch eine Anschlageinrichtung 16 am Druckkolben 11 begrenzt wird. Innerhalb eines Druckbereiches, der von der Federkonstanten der Feder 10 abhängt, wird der Hebel 9 analog proportional in die Stellung Il bewegt.

Zur Bestimmung der Quantität der druckbestimmenden Federkraft F1 der Feder 10 wird die Übersetzung des zweiarmigen Hebels S1 : S2 so gewählt, daß nur kle'- Kräfte von der Feder 10 aufgebracht werden müssen. Mh ;-,;ife der Achse 17 kann die Ein-· stellung der Feder 10 vorgenommen Werden.

Der Drehweg des Hebels 9 um die" Lagerung des Sitzkolbens 3 wird innerhalb seiner Stellungen I Und Il über einen Gelenk-

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bolzen 18 auf einen Tastbolzen 19 übertragen, der mit einer elektrischen Schalteinrichtung verbunden ist, derart, daß in Stellung Il über den Schalter 20 ein Druckabschaltsignal und in der Stellung I ein Druckeinschaltsignal durch Schließen des Schalters 20 erzeugt wird, wobei die Stellung I mit dem Auslösepunkt der Druckbegrenzung des Sitzventils 3 zusammenfällt.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform weist der Tastbolzen 19 e^:nen zylindrischen Bereich 21 aus unmagnetischem Material

*-' auf> der mit der Entfernung d nahe an den einen Pol eines Dauermagneten 22 angrenzt, dessen anderer Pol am Magnetjoch 23 liegt und einen Magnetfluß Q durch den magnetisch betätigten Kontakt

24 erzeugt. Der Magnetfluß ist in seiner Feldstärke abstar.dsabhängig von der Entfernung des Kontaktpoles 24 zur Oberfläche des zylidnrischen Teiles des Tastbolzens 19. Bei Gegenüberliegen in Stellung I des zylindrischen Teiles 19 wird der Kontakt geschaltet, während bei Gegenüberliegen der entfernteren Überfläche

25 des Tastbolzens die Flußstärke so geschwächt wird, das der Kontakt in die Ruhelage zurückfällt oder in ihr verbleibt.

Zur Erleichterung der Anpreßbarkeit der Federkonstanten der Fe-/ der 2 ist eine weitere Feder 26 jenseits des Gelenkdrehpunktes

des Hebels 9 am Sitzkolben 3 angeordnet, welche den Hebel 9 in der Stellung I zusätzlich zur Last F2 mehr belastet, bei der Kräftekompensation durch den Meßkolben zur Stellung Il hin aber entlastet.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Drucksteuerventils gemäß der Erfindung dargestellt. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß der Druckkolben 11 um 180° gedreht ist und ohne Waagenmechanismus unmittelbar auf den Hebel 9 einwirkt. Die Feder 26 wirkt dabei in gleicher Richtung.

Claims (4)

I ·· · ■· I I I I ■ ■ I··· III ■ ·■· ■ B JlIl 03.12.85 G 85 27 184.5 VÖHRINGER, Karl SCHUTZANSPRÜCHE

1. Drucksteuerventil mit einem in einer Druckleitung in einem Gehäuserahmen angeordneten, dichtsitzenden Dichtkolben zur Steuerung des Druckes, insbesondere in Spanneinrichtungen für Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabgewandte Seite des Sitzkolbens (3) die Abstützung eines reibungsarm gelagerten, zweiarmigen Hebels (9) bildet, dessen einer Arm im Abstand von (51) durch eine in ihrer Fed^rkonstanten einstellbare Feder (10) mit der Last (FI) belastet wird und dessen anderer Arm im Abstand von (S2) durch die Wirkung eines mit dem Druckraum (P) verbundenen Meßkolbens (11) mit der Last (F2) belastet wird, wobei der wirksame Querschnitt des Meßkolbens (P χ A2 = F4) gleich oder größer ist als die Druckwirkung aus dem Sitzkolben (D χ A1 = F3) und das äußere Ende des Hebelarmes (9) mit einem den Motor der Druckpumpe steuernden, elektrischen Schalter (20) verbunden ist.

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkolben (11) über einen reibungsarm gelagerten Waagenmechanismus, z. B. einen Waagenhebel (12), eineti Abstützbock (13) und einen Druckbolzen (14), mit dem Hebel (9) verbunden ist, wobei

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' der Waagenmechanismus einen Lagerbock (13) aufweist, der

*, , mittels einer im Gehäuse gelagerten Justierschraube (15)

fc einstellbar ist.

3. Drucksteuerventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, daß zur Erleichterung der

\ϋ Anpreßbarkeit der Federkonstanten der Feder (10) eine wei-

·§ tere Feder (26) jenseits des Gelenkdrehpunktes der Hebels

I (9) am Sitzkolben (3) angeordnet ist, welche den HeUeI in

J, O der Stellung (I) zusätzlich zu der Last (F1) mehr belastet,

f¹ bei der Kräftekompensation durch den Meßkolben zur Stellung

# (II) hin aber entlastet.
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4. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der vorhergehen-

f den Ansprüche, dadurch gekennzeich-

I net, daß der Tastbolzen (19) im Bereich seines aus

I unmagnetischem Material bestehenden Zylinderteils (21) mit

I der Entfernung (d) nahe an dem einen Pol eines Dauermag-

I neten (22) angrenzt, dessen anderer Pol an einem Magnet-

ä joch (23) aus ferromagnetischem Material liegt.