DE8804060U1 - Ventilanordnung zur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauchers - Google Patents

Ventilanordnung zur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauchers

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DE8804060U1 DE8804060U DE8804060U DE8804060U1 DE 8804060 U1 DE8804060 U1 DE 8804060U1 DE 8804060 U DE8804060 U DE 8804060U DE 8804060 U DE8804060 U DE 8804060U DE 8804060 U1 DE8804060 U1 DE 8804060U1
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Description

If » ♦ ♦ ····*
t »·· t t · ·· tt
R. 21582 i.P.
9.3.1988 My/Pi
ROBEBT BOSCH QiBH, 7000 STOTTGART 1
Ventilanordnung sur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hvdmnli sehen Verbrauchers
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung sur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauchers nach der Gattung des H uptanspruchs. Es ist schon eine solche Ventilen- J / Ordnung fur einen Verbraucher, s.B. den Reitstock oder das 8pannfut- ^ ter einer Werkzeugmaschine, aus der DE-OS 32 49 806 bekannt. Bei dieser Ventilanordnung wird der von einem vorgesteuerten Druckminderventil abfließende Steuerölstrom über einen Strömungeanaeiger geleitet, der bei unterschreiten eines vergebenen Arbeitsdruckes ein elektrisches Signal »um Abschalten einer Maschine liefert. Nachteilig ist nun einmal, daß die Druckkontrolle dadurch erfolgt, indem eine indirekte Druckmessung eines einsigen Sehaltpunktes vorgenommen wird. Ferner ist bei dieser Ventilanordnung ein ständiger Steuer81-strom sum Tank erforderlieh, was su unerwünschten Energieverlusten führt. Vor allem baut die bekannte Ventilanordnung relativ aufwendig, weil sie fUr die verschiedenen Funktionen eine Reihe von Bin- »elgerüten benötigt. So ist für eine Richtungssteuerung des Verbrauchers ein 4/2-Megeventil vorgesehen, während sur Begrensung der Spannkraft ein den Druek regelndes, gesondertes Druckminderventil angeordnet ist. Ferner wird fUr die Spanndruokkontrolle ein susttts-
- 2 - R. 21582 i.P.
licher Druckschalter benotigt, während für Geschwindigkeitseinstellungen meist zusätzliche» Drosselrückschlagventile erforderlich sind. Die Vielzahl derartiger Einseigerate fuhrt su einem hohen Bauaufwand. Ferner hat eine derartige Ventilanordnung den Nachteil, daß bei einem Spannungsansfall bsw. bei einem Ausfall der Druckmittelpumpe in der Segel das Druckminderventil öffnet, so daß auf den Spannzylinder entweder der maximale AnpreBdruck geleitet wird oder dieser zum Tank entlastet ist. Nährend tnl maialem AnpreBdruck leicht Beschädigungen des eingespannten Werkstücks auftreten können, führt ein unerwünschter Abfall des Spanndrucks su einem Losen der Spannvorrichtung und damit zu entsprechender Unfallgefahr.
Ähnlich aufwendig bauende Ventilanordnungen für hydraulische Spannvorrichtungen sind aus den Druckschriften DB-OS 32 16 683, 33 13 381, 34 18 261 bekannt.
Ferner ist aus der DE-OS 22 04 186 ein elektrohydraulischer Schrittmotor bekannt, der mit einem Längsschieber arbeitet. Dieser Längsschieber steht an seinem einen Ende mit einem elektromechanischen Drehantrieb in Verbindung, während an seir<m anderen Snde ein die Drehbewegung in eine Längsbewegung umwandelnde Schraubenverbindung angeordnet ist. Bei diesen Schrittmotor bildet die Sehraubenverbindung eine mechanische Rückführung von einer Abtriebswelle einer Axialkolbenpumpe. Eine Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauchers ist hier nicht vorgesehen.
Vorteile der Erfindung
Die «rfindungsgemäOe Ventilanordnung sur Steuerung und überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauehers ait des kennseiehnenden Merkmalen des Bauptanspruohs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine elektrisch ansteuerbare Spannsylindersteuerung &bull;rmbglicht/ dl· bei Spannuagfausfall hohen Sieherheitsan*ord«run~
< I I 1 · I 4
- 3 - B. US62 4.P.
gen genllgb. Dabei kann la de* Veatiiaaordnuag di· jeweilige* aktuel-1· stellung d·· Steuerglied· beibehalten werdea. Daduroh wird ia einer Beihe von Stellungen der Druckeinstellwert beibehalten bsw. eine maximale Druakbeaufaahlagung erreicht« ao daß hierbei ein Druckabfall vermieden und aomit ein unbeabsichtigte· Löten dee Spannsylinders durch Druckabfall verhindert wird. Mit Hilfe des Drucksensor· wird der jeweilige Druck kontinuierlich und direkt gemessen und nach Bedarf entsprechend geregelt« so daß aich die Ventilanordnung besonders für MC-Steuerungen eignet. Da praktisch alle Funktionen in einem einsigen Oerüt realisierbar sind, ergeben sich bei der Steuerung von Druckänderungen kurse Beaktionsseiten. Zudem führt diese Ventilanordnung au einer besonders platssparenlen und kostengünstigen Lösung.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Ventilanordnung möglich. So kann bei einer Ausbildung nach Anspruch 2 die Steuerung und überwachung des Arbeitsdruckes in beiden Verbraucher-Anschlüssen vorgenommen werden. Xufierst sweckmäßig ist eine Ausbildung nach Anspruch 3, wodurch sieh in einfacher und billiger Heise ein feinfühliger Antrieb des Steuerglied· erreichen läßt, das sudem durch die Selbsthemmung des Bewegungswandlers in jeder Stellung stufenlos feststellbar ist. Anspruch 4 begünstigt dabei eine besonders kompakte und einfache Bauart. Gemäß Anspruch 5 lassen sich die Punktionen für die Druckregelung und die Richtungssteuerung für beide Verbraucher-Anschlüsse in einem einsigen Bauelement integrieren, wobei sowohl ein Innenspannen wie auch «ta JtaftHBsaastt eMtteebar ist. B»i «fcra junbüduno; aawb Anspxus^ &bgr; werden dabei besonders holte SicBefheiteaafordenae·» erfüllt.
Besonders hohe Forderungen en die Sicherbeit lasten sieb mit relativ einfachen Mitteln erfüllen, wean gemäß den Ansprächen 11 bis 14 Magnetventilmittel vorgesehen werden, welche bei Spannugättäfall den
- 4 - i. ai&ea i.p.
Bpaansyliadetr suittttlieh bloakierea, to dad aueh bei tinem Regelventil, d«ft«a Lliagesahieber beim Spanaungsfiuifft.il gerade «ine dan Druekabbau atauarada Stallung einnimmt, aia ungewolltes Loten des Spaaasyliadera verhiadart wird.
ebenfalls vorteilhaft ist as« gemäB Anspruch 15 diesen hohen Sicherheitsanforderungen au genügen, indem durch aiaa kleiae Batterie eiae Steuerbewegung aus aiaar Druekabbau-Stellung ia dia benachbarte, blockierende Nullstellung ersialt wird.
Besonders günstig und einfach ist as ferner, nach Anspruch 16 durch &bull;ia spesielles Koasept der Druckregelung dafür su sorgen, daß eine Druckabbau-Stellung beim Spanndruckregeln ia der Begel erst gar nicht angesteuert wird, sondern das auftretende Lecköl im Kegelventil sum Drucksenkea mit ausgeautst wird.
Heitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben eich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Bin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestallt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Ba «eigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Ventilanordnung sur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes «in·· hydraulischen Verbrauchers und figur 2 einen sugehörigen Schaltplan dar Ventilanordnung nach Figur 1. Figur 3 «eigt eine «weite Ventilanordnung mit &bull;ta·» MUnHanjilrtfawntil Mil«·*«« la ba&gsaöfca&fcfc oft fisjur 4 4t* ettfanteifMi SehaltBlaa. figs» S Migt des Setal^latt «last «weite« Sttisefeanplafc&MWeAtil*. Figer &bgr; «»igt du gehaltglatt miamt dvittan vantilaaotfdttuag mit »iner SiIf seiMtgi«gtt*ll· ufld Figur ? 4·» a^sbM^laa einer vierten ventilanordnung mit einem «pesiellen Druckregelkoneept.
et···«
&bull; &bull;&bull;&igr; mi ···· ' j/
I ' &igr; · · t » I t
- S - R. 21683 i.P.
d#r Aus£Uhrungsb«ispieie
Di· Figur 1 seigt «in· Ventilanordnung 10 iur Steuerung und überwachung dee Arbeitsdrücke« eines hydraulischen Verbrauchers» wie er in Figur 2 als Bpannsylinder 11 dargestellt ist·
Die Ventilanordnung 10 weist ein Ventilgehäuse 12 auf, das in einer durchgehenden Längebohrung 13 eine VentilhUlse. 14 aufnimmt· Xn der VentilhUlse 14 ist als Steuerglied ein Längsschieber 15 dicht und gleitend geführt» der sowohl Drehbewegungen als auch Längsbewegungen ausführen kann.
Das Ventilgehäuse 12 ist an seiner einen Stirnseite 16 von einem Kupplungsgehäuse 17 abgedeckt» an dem koaxial sur Längsachse des Läagssehiebers 15 ein Schrittmotor 18 angeflanscht ist. Der Schrittmotor 18 ist als elektromeehanischer Drehantrieb ausgebildet» dessen ausgabeseitige Abtriebswelle 19 Teil einer Kupplung 21 bildet» die innerhalb des Kupplungsgehäuses 17 angeordnet ist und Drehbewegungen der Abtriebswelle 19 spielfrei auf den Längeschieber 15 überträgt, wobei der Längsschieber 15 relativ sur Abtriebswelle 19 axiale Bewegungen ausführen kann. Der Längsschieber 15 steht damit mit seinwa in das Kupplungsgehäuse 17 ragenden Ende über eine lediglich Rotationsbewegungen übertragende Kupplung 21 mit dem Schrittmotor 18 in Hi rkverbindung.
Auf einer dem Kupplungsgehäuse 17 gegenüberliegenden Stirnseite 20 ist die Längsbohrung 13 im Ventilgehäuse durch einen Deckel 22 ver-HkMm. Ma nach innen ragendes Kode des D*ö*elt 21 bildet mit &bull;la·* Verlängerung de» LangescMeBef* IS »la» ewittdevarbiaäuag 23* welch« ein· Drehb am Längsaehieber IS ia eine dasu entsprechend» Längsbewegung uawandelt. Anstelle dieser besonders ei«- fache« 6ewiBdevesbindung 23 kann auch eine andere, geeignete Einrichtung rar Bewegungswandlung verwendet werdea.
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I - &bgr; * B. 2168a l.P.
ih im Ventilgehäuse 12 «lad in einer unteren FlifliOhflKohe U «itmtlieh«
fcrbeittansehlUtte in renn eioei genormten Loehbilde· herausgefUhrt, to daß dort aebea einem Zulaufanschluß 25 und einem faflkaaaehlue 26
- ein erster Verbraucher-Anschluß 27 sowie ein »weiter Verbraucher-Anschluß 28 ausgebildet sind. Im oberen Bereich des Ventilgehäusee 12 ist ein Heohselventil 29 !wischen die beiden Verbrausher-Anschlüsse
&igr;; 27, 28 geschaltet, wobei an jedem der Verbraucher-AatehlUsee 27, 28
I noih ein aueätslicher Prüfanschluß 31 bsw. 32 sum Anbau eines nano- I meters vorgesehen ist. Der Druck aus ein«m Mittelansebluß 30 des
Mechselventiles 29 wird dem Eingang eines elektrohydraulischen Drucksensors 33 sugeführt, der seine elektrischen Signale an eine
&ngr; elektronische Steuereinrichtung 34 weitergibt. Der Drucksensor 33
und die Steuereinrichtung 34 sind somit auf einer Oberseite 35 des
&iacgr; Ventilgehäuses 12 angebaut und durch eine Abdeckung 36 gegen äußere
: Einflüsse geschützt.
£ Wie die Figur 2 näher xeigt, liegen der Drucksensor 33 und der
v; Schrittmotor 18 in einem elektrohydraulischen Regelkreis 3?, der in
I der elektronischen Steuereinrichtung 34 die als Istwerte des Drucks I dienenden Signale mit den an einem elektrischen Eiugang 38 vorgege-
i benen Sollwertsignalen vergleicht und davon abhängig den Schrittmo-
; tor 18 so steuert, daß die Regelabweichung su Hull wird. Nie aus Fi-
I gur 2 näher hervorgeht, kann der als Teil «ines Regelventils 39 die-
■ nende Längsschieber 15 wenigstens fünf Stellungen 41 bis 45 einnehmen, von denan in einer mittleren nullstellung 41 sämtliche Arbeitsanschlüsse 25 bis £o hydraulisch blockiert sind. Der Längsschieber 15 ist ferner so ausgebildet, daß er beiderseits der nullstellung &igr; eine #£·«· (42) b«w. «weite Begeletellung 43 xur steuerung des
f Spanndruckes im gäannsylinder 11 aufweist. Anschließend es die Se-
I gelstellungen 42, 43 schließen sieh nach außen hin jeweils eine
1 erste (44) bsw. »weite Arbeitsstellung 45 an, welche sur eigentlichen Richtungssteuerung des Kolbens 46 im Spannzylinder Vt -aen. Nährend in den beiden Arbeitsstellungen 44, 45 die Verbindung vom
* ■* * se· &phgr; e ·*
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- 7 - R. 21582 i.P.
Zulaufanschluß 25 zu demjenigen Verbraucher-Anschluß* in welchem der Druck geregelt werden soll, aufgesteuert ist, wird in der jeweils angrenzenden Regelstellung 42 bzw. 43 diese Verbindung zum ZulaufanschluB 25 kontinuierlich und somit proportional zur jeweiligen Auslenkung des Längsschiebers 15 mehr oder weniger stark gedrosselt, wobei schließlich diese Verbindung in einer Regelstellung nahe der Bullstellung schließlich vollständig blockiert wird. Die Regelstellungen 42, 43 erstrecken sich somit über einen gewissen Hubbereich, in dem der Längsschieber 15 wie bei einem Proportional-Drosselventil arbeitet.
Hie aus Figur 2 ferner hervorgeht, steht der Zulaufanschluß 25 über ein Ruckschlagventil 47 mit einer Pumpe 48 in Verbindung, der zusätzlich ein Hydrospeicher 49 zugeordnet ist.
Die Wirkungsweise der Ventilanordnung 10 wird wie folgt erläutert, wobei auf Figur 1 und 2 gleichseitig Bezug genommen wird.
Bei der Ventilanordnung 10 kann das von dem Schrittmotor 18 angetriebene Regelventil 39 sowohl die Funktionen der Richtungssteuerung al· auch der Druckregelung für den 8pannsy2inder 11 in beiden Richtungen Übernehmen. Durch Eingabe entsprechender Sollwertsignale nach Größe uad Richtung am elektrischen Bingang 38 ist der Langsschieber 15 wahlweis· in sein· äußeren Arbeitsstellungen 44 bsw. 45 verstellbar, wobei in der «raten Arbeitsstellung 44 die Kolbenstange Sl des SpaansylInders 11 ausfahrbar 1st, wahrend al· la dar geseigten sweitea Arbeitsstellung 45 «infabrbar iat. Di· Geometrie d·· Längssehieb«ra 15 iat dabei ao ausgebildet, daß aeben dieser Richtungssteuerung sugleieh aueh dl· G*sehwindigk«itsfuaktion übernommen wird. Di· Arbeitsstellung» 44, 45 erstrecken sieh somit über ·1&eegr;·&eegr; b«gr«nst«n Bubbereloh d·· Langssehlebers 15, in dm da· Reg·!ventil 3« proportional arbeitet, so daß dar lpannsylind«r 11 in beiden Riehtungen mit uatereebiedliohea Oeiehvindlgfceiten stufenlos verstellbar ift.
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- 8 - R. 21582 i.P.
Zur Druckregelung in entgegengesetzten Bäumen des Spannzylinders 11 ist das Begelventil 39 durch entsprechende elektrische Signalvorgabe in seine Regelstellungen 42 bzw. 43 verfahrbar. Soll hier beispielsweise der Spanndruck im »reiten Verbraucher-Anschluß 28 geregelt werden, so wird der Längsschieber 15 aus seiner gezeichneten «weiten Arbeitsstellung 45 in Richtung sweiter Regelstellung 43 verstellt, wobei die Entlastung des ersten Verbraucher-Anschlusses 27 sum TankanschluB 26 weiterhin geöffnet bleibt, jedoch die Verbindung «wischen «weitem Verbraucher-Anschluß 28 und Zulaufanschluß 25 mehr oder weniger stark angedrosselt wird bsw. im Grensfall auch angesteuert bzw. in Stellung 42 ein su hoher Druck im SpannsylinAer 11 abgebaut wird. Der £a «weiten Verbraucher-Anschluß 28 herrschende Druck wird über das Hechseiventil 29 an den hydraulischen Eingang des Drucksensors 33 geleitet. Dieser Drucksensor 33 gibt ein entsprechendes Istwertsignal über den Regelkreis 37 an die elektronische Steuereinrichtung 34, wo es mit dem vorgegebenen Sollwertsignal verglichen wird und davon abhängig das Regelventil 39 gesteuert wird. Abhängig von der Größe und der Polarität des elektrischen Eingangssignals am Schrittmotor 18 wird dieser eine an der Abtriebswelle 19 hinsichtlich Drehrichtung und Drehwinkel proportionale Drehbewegung ausführen, die von der Kupplung 21 auf den Längsschieber IS übertragen wird, der aufgrund seiner Gewindeverbindung 23 eine daau proportionale Stellbewegung in seiner Längsachse ausführen wird. Meldet der Drucksensor 33 einen gegenüber dem Sollwert 38 su hohen Druck, so wird der Längsschieber IS die Verbindung sum Zulaufaascbluß 25 verstärkt androsseln, bis die Regelabweichung su Hull wird. Umgekehrt wird bei su niedrigem Druck die erwähnte Verbindung entsprechend geöffnet. Diese Betätigung des Läogssehiebers IS mit Hilfe eines Schrittmotors 18 und einer Gewindeverbindung 23 erlaubt &bull;ine feinfUhlige Längsverstellung, wobei der Längsscbieber 15 in jeder Stellung praktisch stufenlos arretierbar ist, so daß er in seinen Regelstellungen 42 bsw. 43 stets seine su den elektrischen Impulses am Schrittmotor 18 proportional« Lag« beibehält.
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Soll der Spanndruck im ersten Verbraucher-Anschluß 27 geregelt werden, so wird das Regelventil 39 in entsprechender Heise in seine erste Regelstellung 42 verfahren, wobei ebenfalls die Verbindung sum Zulaufanschluß 25 entsprechend gedrosselt werden kann.
Bei vorliegender Ventilanordnung 10 werden somit die Funktionen der Richtungssteuerung, der Geschwindigkeitssteuerung und der Druckregelfunktion im Spannsylinder 11 für beide Zylinderseiten 27, 28 mit ein und demselben Regelventil 39 erfüllt. Dabei wird der su kontrollierende und su regelnde Druck direkt und kontinuierlich vom Druckgeber 33 gemessen und seine Signale elektronisch ausgewertet. Eine Vielzahl einzelner, hydraulischer Bauelemente kann daher entfallen. Mit Hilfe des Drucksensors 33 und des Schrittmotors 18 eignet sich die Ventilanordnung 10 besonders zum Einsatz in HC-Steueruugen. Bs läßt sich dabei als Stellglied in einem Druckregelkreis und für die Richtungs- und Geschwindigkeitseinstellung einsetzen. Ferner können programmierte Drucksollwerte geregelt konstant gehalten werden. Dadurch lassen sich besonders leicht Druckprogramme realisieren, wenn s.B. ein Zweidruckspannen mit Druckwechsel innerhalb eines Spannzyklus erwünscht ist oder unterschiedliche Spann- und Entepanndrücke gefahren werden sollen. Bisher hydraulisch-mechanisch dargestellte Funktionsforderungen, insbesondere unterschiedliche Drücke für die Spanndrucküberwachung und die Spanndruckeinstellung, lassen sich nunmehr elektronisch darstellen. Zugleich werden in einer NC-Steuerung programmierte Sollwerte für die Zylinderfahrgeschwindigkeit sowie für ein eeaehwindigkeitsprogramm mit Hilfe der Ventilanordnung 10 realisiert, so daß s.B. ein langsamer Schließ- und ein schneller Öffnungshub durchführbar sind. Zudem eignet sieh das Regelventil 39 für eines universellen Einsatz sum Innenspannen wie auch sum Außenspannen.
Ein besonderer Vorteil der Ventilanordnung 10 ist darin su sehen, daß durch den elektrischen Schrittmotor 18 in Verbindung mit dem Be-
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- 10 - S. 21582 i.P.
wegungswandler 23 sur Verstellung des Längsschiebers 15 gewährleistet ist, daß bei einem Spannungeausfall die aktuelle Schieberstellung erhalten bleibt. Bei einem Spannungsausfall verbleibt das Hegelventil 39 in seiner jeweiligen Lage innerhalb der Segelstellungen 42 bzw. 43, so daß sich der jeweils aufgesteuerte Drosselguerschnitt nicht ändert und der aufgeladene Hydrospeicher 49 die jeweilige Spannkraft aufrechterhält.
Befindet sich das Regelventil 39 bei Sp&anungsausfall s.B. in der Arbeitsstellung 44, wobei von einem Spannen bei ausfahrendem Spannsylinder 11 ausgegangen wird, so baut sich der Speicherdruck, der &igr; großer ist als der Spanndruck, über das geöffnete Regelventil 39 und
: den ersten Verbraucher-Anschluß 27 im Spannsylinder 11 auf. Bin ein-
■ gespanntes Werkstück bleibt auf jeden Fall eingespannt; es könnte
lediglich das Werkzeug durch den höheren Speicherdruck beschädigt werden, was sicherheitstechnisch jedoch unbedenklich ist.
Dieses Verhalten gilt auch für Zwischenstellungen heim Druckregeln ! «wischen Arbeitsstellung 44, Segelstellung 42 und nullstellung 41.
Dabei führt ein kleinerer Öffnungsquerschnitt vom Zulaufanschluß sum ersten Verbraucher-Anschluß 27 lediglich au ein«« langsameren ; Druckaufbau. Die Sicherheitsforderung wird weiterhin gewährleistet*
~) Steht das Regelventil 39 bei Spannungsausfall in Nullstellung 41, so wird der Spanndruck im Spannsylinder 11 annähernd zumindest so laage erhalten, bis ein Stillstand der Spindel mit dem eingespannten Werkstück eintritt. Damit ist die erforderliehe Sicherheit auoh in dieser Stellung gewährleistet.
Entsprechendes gilt« wenn mit den Regelventil 39 ein Spannen Mit einfahrendem Spannsylinder 11 gesteuert wird.
Die Ventilanordnung 10 läßt sich als ein einsiges Gerät kompakt so ausfuhren, daß sie direkt an einem Spannsylinder 11 montiert werden
9 w pv &ngr; ejftf
- 11 - S. 21882 i.t».
kann. Semit ergeben sieh auoh beim Arbeiten kufie Reaktionaaeiten bei Druokttnderungan. Zudem ktfnnea die AnsehlUsse 26 bit 28 der Ventilanordnung aa genormte Loebbilder angepaflt werden, eo d*a eine leichte Montage an bisherigen eteuerblöokea oder Zyliadera oder auch Üblichen tasehluBplattan möglieb ist.
Selbstverständlich sind Xaderungea an der gezeigten AusfUhrungsform s&glish, shss vss a*A**A»* *·*· Krfinduna abzuweichen. So IKBt eich die Ventilanordnung auoh dann noch vorteilhaft verwenden/ weaa eiae Spanndruckregelung nur auf einer Zyliadereeite gewUnacht wird und aofliit eine der Regelstellungen 42 b«w. 43 entfallen könnte. Die aufgezeigte Ventilanordnung, bei der ein Druokseneor mit einem von einem Sotationa-Sobrittmotor angetriebenen Längsachieber-Regelventil in einem elektrohydraulisehea Druck-Regelkreis verwendet wird, stellt eine besonders vorteilhafte Kombination dar.
Obwohl die geieigte nullstellung 41, bei der sämtliche Anschlüsse blockiert sind, besondere vorteilhaft iat, da sie bei Spannungsausfall ein größtes MaB an Sicherheit gewährleistet, kann es bei bestimmten Anwendungefällen auch iveckmäßig aeia, wenn in einer nullstellung die beiden Arbeitsaaschltisee 27, 28 mit dem Tankanschluß verbunden sind, während der Zulaufanschluß 25 blockiert ist.
Die Figur 3 seigt eine sweite Ventilanordnung 60 und Figur 4 dea augehörigen Schaltplaa. Die sweite Ventilanordnung 60 unterscheidet sich von der ersten Ventilanordnung 10 nach Figur 1 bsw. 2 vor allem durch ein susätsliches Zwischenplattenventil 61, in dea als Magnetventilmittel swei einseine 2/2-Magnetventile 62, 63 angeordnet sind. Seid» Ui« et« 63 »lad al« «aaetindi mm» ürtrtft te» tätigte, in der federsentriertan fiuaeetelltta« 64 dopp«l«eieBt· Veatile ausgebildet «did sind jeweils in die Vet»raeeher-*aeehlSe*e 27, 28 geschaltet. Der Spanndruckabgriff *u« IfeclieelvenUl 2» wird mittels Oruckkanalen 65, 66 vorgenomaen, die voa vetbreuöBerseitigen
- 12 - 8. 21582 i.P.
Absohnittea 67, 68 der Anschlüsse 2?« 2&bgr; abfweiten. Pemet w«itt der LJtogssehieber IS «in· mittlere nullstellung 60 auf, bei der beide tobeitiastohltUie 21, 38 miteinander und mit dem fankansahluB 26 verbunden sind.
Die Wirkungsweise der »reiten Ventilanordnung 60 entspricht weitgehend derjenigen der ersten Ventilanordnung 10, ersielt aber durch Amm zw^aeKaumijkfcfcanyattfeii ei «in noch höheres MaB an Sicherheit fUr den Fall« wenn bei Spannungsausfall der Längssohieber 15 gerade sur Oruckredusierung s.B. sich in der sweiten Begelstellung 43 befindet. Dabei kannte ein Druckabfall die tferkseugeinspannung vor Stillstand der Spindel lösen. Verhindert wird dies durch die Magnetventile 62, 63, die bei Bpannungsausfall ihre federsentrierten Buhestellungen 64 einnehmen und den Spannsylinder 11 blockieren, so daß auch in diesem Fall ein ungewolltes Lösen des eingespannten Werkstücks verhindert wird.
Die figur S seigt als Schaltplan ein zweites Zwischenplattenventil 70, das sich von demjenigen nach Figur 3 bsw. 4 dadurch unterscheidet, daß anstelle sweier dichter Magnetventile ein einsiges 4/2-Magnetventil 71 in SchieberausfUhrung verwendet wird. Das 4/2-Magnetventil 71 ist in beide Verbraucher-Anschluss· 27, 28 geschaltet und blockiert diese bei Spannungs-ZStronausfall. Bei diesem Magnetventil 71 mit Läugsschieber erfolgt in der federsentrierten Ruhestellung 72 swar ein langsamer Druckabbau im Spannsylinder 11. Der minimal erforderliche Spanndruck wird jedoch vor Stillstand der Maschine nicht unterschritten, so daß ein unbeabsichtigtes Losen des Werkstücks bei &bull;ich drehende? Spindel vermieden wird. Das 4/2-Magnetventil 71 er-
Die fignr 6 seigt eine Arie.«* Veatiia&ordnitng &bgr;&thgr;, di· sieb voa der ersten Ventilanordnung 10 nach Figur 2 vor all«« dadurch unterscheidet, däB eine Hilfsenergiequelle Bl vorgesehen ist, miete an
- 13 - B, 21582 i.P.
elektronische Steuereinrichtung 34 angeschlossen ist· Dieie Hilfe« efics^ieguall· 81 kann all relativ aehwaeha Batterie auagebildet sein, deren laergie gerade ausreicht, um den La*ngsaahieber IS aua eiaer druekabbauendea Regelstellung 43 bsw« 42 in die benachbarte Nullstellung 41 su verstellen. Diese Hilfsenergieguelle 81 bewirkt bei Spannungs-ZStromausfall die erwähnte Verstellung des Längeschiebers 15 in die blockierende Nullstellung 41, so daß der Spannsylinder 11 hydraulisch blockiert ist und der Spanndruck bis sum Stillstand der Spindel erhalten bleibt. Bei einem in Sichtung ausfahrender Kolbenstange Si spannenden Spannsylinder 11 dient sum Druckabbau die sweite Begelstellung 43, während bei einem in Richtung einfahrender Kolbenstange Sl spannenden Zylinder 11 dasu die erste Regelstellung 42 dient. Somit läßt sich mit der Hilfsenergieguelle 81 ohne susätsliche Zwischenplattenventile ebenfalls ein Höchstmaß an Sicherheit erreichen.
Die Figur 7 seigt einen Schaltplan einer vierten Ventilanordnung 90, die sich von derjenigen nach Figur 2 lediglich durch eine andere elektronische Steuereinrichtung 91 unterscheidet, die nach einem spesiellen Druckregelkonsept arbeitet. Bei der Regelung auf konstanten Spanndruck arbeitet das Begelventil 39 nur in den äußersten (44, 45) und defc daneben liegenden Stellungen 42, 43. Bin Öffnen der Je-( ) weiligen Spanndruckseite des Spannaylinders 11 sum Tankanschluß 26 ist damit nicht möglich. Sollte der Druck im Spannsylinder 11 s.B. durch ein Überschwingen etwas höher als der Sollwert liegen, so wird er durch Lecköl am Regelventil 39 wieder abgebaut. Brst s.B. bei einem Zweidruckspannen wird definiert die Regelstellung 43 bsw. 42 sur Druckentlastung angesteuert; da hierbei jedoch die Spindel stillsteht, tot «to Spaanungeauefall to dieser Phase
Die elektronische Steuereinrichtung 91 weist einen ersten Singaag 92 fur die Einstellung des DrucJcsollwerts auf* eisen «weiten Eingang 93 fur die Einstellung des Druekbereidis und damit des Maximal- und des
&igr;' i J. :·: :: j
- 14 - a. 21862 i.P.
Minimaldruoks, einen dritten Eingang 94 fUr die Steuerung der »iehtunqien link· biw. reehte« einen vierten lingane 95 für die Steuerung der funktionen Innen' biw. AuAenfpannen« einen tUnften liagang 96 für die eeaehwindigkeite-Binitellung, einen ersten Auegang 97 fUr die Oruokübertraohung eowie einen streiten Ausgang 98 für die Angebe des Drucks größer als Maximaldruck bsv. kleiner als Minimaldruck *ur Steuerung s.B. einer Funktion MasoSiinen-Halt.
Ifelbstverständlich sind an den geseigten Ausführungen nach den Figuren 3 bis 7 Änderungen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung absuweichen.

Claims (13)

&mdash;"-Wf" Ii II·· »· ···· ·* It R. 21582 i.P. 4.3.1988 My/Pi ROBBBX BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 Ansprüche
1. Ventilanordnung sur Steuerung und Überwachung des Arbeitsdruckes eines hydraulischen Verbrauchers« s.B. des Spannfutters oder Reitstockes einer Werkzeugmaschine, dessen beide Verbraucher-Anschlüsse jeweils über die Richtung des Verbraucher-Kolbens steuernde Veatilmittel und über Drucksteuermittel mit einer Druckmittelquelle bsw. einem Tank verbindbar sind und mit einem einen Druck abfühlenden« elektrohydraulischen Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrohydraulische Bauelement ein im wesentlichen kontinuierlich arbeitender Drucksensor (33) ist« der den Arbeitsdruck in mindestens einem der Verbraucher-Anschlüsse (27« 28) mißt« daß die den Druck und die Richtung steuernden Mittel als ein einsiges Regelventil (39) ausgebildet sind« dessen Steuerglied (15) von einem Schrittmotor (18) betätigbar ist« der mit dem Drucksensor (33) in einem elektrischen Regelkreis (37) angeordnet ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennseichnet, daß der Drucksensor (33) mit seinem hydraulischen !Singang an den Mittelanschluß (30) einer Masimaldruek-Auswahlvorrichtung, insbesondre eines Meehselveatils (29) angeschlossen ist« das swisehea beide Verbraucher-Anschlüsse (27« 28) gesehaltet ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2« dadurch gekennseichnet, daß das Regelventil (39) als Steuerglied eiaea Lkngsschieber (15) aufweist und der elektromechanisehe Schrittmotor (18) an seinem
It Hfl &igr; t ...» .·*..··. /1
- 2 - H. 21582 i.P.
mechanischen Ausgang (19) eine Drehbewegung abgibt und daß eine die Drehbewegung des Schrittmotors (18) in eine Längsbewegung des Steuerglieds (15) umwandelnde Einrichtung, insbesondere eine Gewin, deverbindung (23) angeordnet ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeverbindung (23) und eine die Drehbewegung übertragende Kupplung (21) an entgegengesetzten Enden des Längsschiebers (15) angeordnet sind.
5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschieber (15) wenigstens fünf Stellungen (41 bis 45) aufweist, von denen beiderseits einer mittleren HuIlstellung (41) jeweils eine Druck-Kegelstellung (42, 43) für einen der beiden Verbraucher-Anschlüsse (27, 28) liegen und an die nach außen hin jeweils eine der Richtungssteuerung zugeordnete Arbeitsstellung (£4, 4?) anschließt.
6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nullstellung (41) alle vier Anschlüsse (25 bis 28) hydraulisch blockiert sind.
7. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelventil (39) ein Ventilgehäuse (12) aufweist, an dessen einer Stirnseite (16) der Schrittmotor (18) angebaut ist und das an einer anderen Seite, insbesondere der Oberseite (35), den Drucksensor (33) und eine elektronische Steuereinrichtung (34) aufweist.
8. Ventilanordnung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß in einer nullstellung beide ArbeitsansehlUsse miteinander und mit dem Tank verbunden sind.
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- 3 - R. 21582 i.P,
9. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
L dadurch gekennzeichnet, daß an den Zulaufanschluß (25) des Regel-
viatils (39) ein Hydrospeicher (49) angeschlossen ist.
10. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Läcgsschiebar (15), der Schrittmotor (18), die Kupplung (21) und die Gewindeverbindung (23) zueinander koaxial angeordnet sind.
11. Ventilanordnimg nach einem oder mehreren der Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einen der Verbraucher-Anschlüsse (27, 28) Magnetventilmittel (62, 63; 71) geschaltet sind, welche bei Stromausfall dessen Verbindung zum Verbraucher (11) sperren und daß der zum Drucksensor (33) geführte Arbeitsdruck in einem ■wischen Magnetventilmittel (62, 63; 71) und Verbraueher (11) liegenden Abschnitt (67, 68) abgegriffen wird.
12. Ventilanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in r jedem Verbraucher-Anschluß (27, 28) als Magnetventilmittel ein federzentriertes, doppeldichtes 2/2-Magnetventil (62, 63) angeordnet ist.
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13. Ventilanordnung nach Ansprucn 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventilfflittel als ein beiden Verbraueber-Ansoblttssen \27, 28) zugeordnetem 4/2-Magnetventil (71) in Schieberbauweise ausgebildet sind, das eine federsentrierte Buhestellung (72) aufweist.
14. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetventilmittel (62, 63; 71) al· ein an das Gehäuse (12) des Kegelventil* (39) anbaubares Zwisohenplattenventil (61, 70) ausgebildet sind.
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- 4 - R. 21882 i.P.
18« Ventilanordnung naeh eiaetn öder Mhre?en dar AnaprUohe 1 bia 7 und 9 bit 10, dadurch gekenaieiohaet, dafi eine Bilfieaergiequelle (&bull;1) vorgesehen lot« dia bei fetaauagatuafall daa LUagtsohiaber (IS) das iagalventile (39) au· einer dem Druckabbau sugeordaeten Hegel-Stellung (43, 42) in seine daran angrengende, blockierende nullstellung (41) verstellt (Figur &bgr;).
16. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennseiohnet/dafi die elektronische Steuereinrichtung (9&Idigr;) so ausgebildet ist, daß der Arbeitsdruck beim Spannen nur mittels druckanhebender Stellungen (42, 44; 43, 45) auf einer einsigen Seite der nullstellung (41) gesteuert wird, während ein Druckabbau dabei Über Lecköl im Regelventil (39) vorgenommen wird.
17. Ventilanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennseichnet, daß die druckabbauende Stellung (43, 45; 42, 44) auf der andetfcn Seite der Mullstellung (41) beim Zweidruckspannen angefahren wird.
&bull; t t · · ·
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019238534A1 (de) * 2018-06-13 2019-12-19 Hydac Mobilhydraulik Gmbh Steuervorrichtung

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