DE19959569A1 - Hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zwei unterschiedlich hohen Drücken an einem hydraulischen Verbraucher, insbesondere von zwei unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine - Google Patents
Hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zwei unterschiedlich hohen Drücken an einem hydraulischen Verbraucher, insbesondere von zwei unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten eines Werkstücks in einer WerkzeugmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steueranordnung, die zum Steuern von zwei unterschiedlich hohen Drücken an einem hydraulischen Verbraucher, insbesondere von zwei unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine dient. Bei einer bekannten derartigen hydraulischen Steueranordnung ist ein erstes verstellbares Druckreduzierventil, das auf einen ersten Ausgangsdruck eingestellt ist, und ein zweites verstellbares Druckreduzierventil vorhanden, das auf einen zweiten Ausgangsdruck, der höher als der erste Ausgangsdruck ist, eingestellt ist. Ein Wegeventil weist einen Zulaufanschluß und einen ersten, in einer ersten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß verbundenen Verbraucheranschluß, von dem ein erster Fluidpfad abgeht, und einen zweiten, in einer zweiten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß verbundenen Verbraucheranschluß auf, von dem ein zweiter Fluidpfad abgeht. Im ersten Fluidpfad ist ein Rückschlagventil angeordnet, das zum Wegeventil hin sperrt und nach dem die beiden Fluidpfade zusammengeführt sind. Zur Druckerniedrigung vom hohen auf den niedrigeren Wert sind bei der bekannten hydraulischen Steueranordnung weitere Ventile vorhanden, die die Steueranordnung insgesamt aufwendig und teuer machen. DOLLAR A Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte hydraulische Steueranordnung so auszubilden, daß die gewünschten Funktionen ohne großen Aufwand und kostengünstig erhalten werden. Erfindungsgemäß ...
Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steueranordnung, die zum Steu
ern von zwei unterschiedlich hohen Drücken an einem hydraulischen Verbrau
cher, insbesondere von zwei unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten
eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine dient und die die Merkmale aus
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.
Bei der Bearbeitung eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine muß das
Werkstück bei einer Grobbearbeitung mit einer großen Spannkraft gehalten wer
den, die dazu führen kann, daß das Werkstück verformt wird. Für die anschlie
ßende Feinbearbeitung genügt eine geringere Spannkraft, die nur eine minimale
oder keine Verformung des Werkstücks verursacht. Bei der Feinbearbeitung wer
den somit auch die durch die Verformung des Werkstücks während der Grobbe
arbeitung verursachten Ungenauigkeiten beseitigt.
Es sind hydraulische Steueranordnungen für hydraulische Spannvorrichtungen an
Werkzeugmaschinen bekannt, die ein stetig verstellbares Druckreduzierventil ent
halten und stetige Druck- und damit Kraftänderungen zum Halten des Werkstücks
ermöglichen. Allerdings sind solche hydraulischen Steueranordnungen mit einem
stetig verstellbaren Druckreduzierventil relativ teuer. Denn zur Verstellung des
Druckreduzierventils wird üblicherweise ein kleiner Elektromotor verwendet, des
sen Rotationsbewegung über eine Spindel und eine Spindelmutter in eine axiale
Bewegung des Widerlagers einer Regelfeder umgesetzt wird.
Aus der DE-OS 24 58 958 ist eine hydraulische Steueranordnung zum Halten ei
nes Werkstücks bekannt, mit der der Spanndruck auf zwei unterschiedlich hohe
Werte, einen höheren Wert für die Grobbearbeitung des Werkstücks und einen
niedrigeren Wert für die Feinbearbeitung des Werkstücks, eingestellt werden
kann. Die bekannte hydraulische Steueranordnung weist in Übereinstimmung mit
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein erstes verstellbares Druckreduzier
ventil, das auf einen ersten Ausgangsdruck eingestellt ist, und ein zweites ver
stellbares Druckreduzierventil auf, das auf einen zweiten Ausgangsdruck, der hö
her als der erste Ausgangsdruck ist, eingestellt ist. Die beiden Druckreduzierventi
le sind sogenannte 2-Wege-Druckreduzierventile und parallel zueinander in zwei
Fluidpfaden angeordnet, von denen ein erster Fluidpfad an einen ersten Verbrau
cheranschluß und ein zweiter Fluidpfad an einen zweiten Verbraucheranschluß
eines Wegeventils angeschlossen ist. Das Wegeventil kann zwei Schaltstellungen
einnehmen, wobei in der einen Schaltstellung der erste Fluidpfad mit einem Zu
laufanschlüß und in der zweiten Schaltstellung der zweite Fluidpfad mit dem Zu
laufanschluß des Wegeventils verbunden ist. Jedem Druckreduzierventil ist ein
Rückschlagventil nachgeschaltet. Stromab der Rückschlagventile sind die beiden
Fluidpfade zusammengeführt. Je nach der Schaltstellung des Wegeventils kann
nun das eine oder das andere Druckreduzierventil den Druck stromab der beiden
Rückschlagventile am Zusammenführungspunkt der beiden Fluidpfade bestim
men. Dabei ist, sofern dies notwendig ist, ein Übergang vom niedrigeren Druck
auf den höheren Druck ohne weiteres dadurch möglich, daß das Wegeventil von
der einen Schaltstellung, in der der Eingang des ersten Druckreduzierventils mit
dem Zulaufanschluß des Wegeventils verbunden ist, in die andere Schaltstellung
gebracht wird. Für den üblicherweise gewünschten Übergang vom höheren Druck
auf den niedrigeren Druck sind bei der bekannten hydraulischen Steueranordnung
weitere hydraulische Komponenten, insbesondere auch weitere Wegeventile vor
handen. Diese zusätzlichen hydraulischen Komponenten sowie der Aufwand für
die Steuerung der weiteren Ventile machen die bekannte hydraulische Steueran
ordnung recht teuer.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranord
nung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiter
zuentwickeln, daß ohne großen Aufwand an hydraulischen Komponenten und für
deren Steuerung zwischen den zwei Druckstufen gewechselt werden kann.
Die Lösung für diese Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß entsprechend
dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 das erste Druckreduzierventil,
also das Druckreduzierventil, das auf den niedrigeren Druck eingestellt ist, ein 3-
Wege-Druckreduzierventil mit einem Entlastungsanschluß ist und daß das Rück
schlagventil ein bei einer Verbindung des ersten Verbraucheranschlusses mit dem
Zulaufanschluß des Wegeventils entsperrbares Rückschlagventil ist. Nach der Er
findung wird also für das Wechseln vom hohen Druck auf den niedrigen Druck das
Rückschlagventil entsperrt. Der nun am Ausgang des ersten Druckreduzierventils
anstehende hohe Druck bringt dieses in eine Stellung, in der der Ausgang mit
dem Entlastungsanschluß verbunden ist, so daß das zur Druckerniedrigung abzu
führende Dekompressionsfluid über den Entlastungsanschluß zu einem Behälter
abfließen kann. Wird der niedrigere Druck erreicht, geht das erste Druckreduzier
ventil in seine Regelstellung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steueran
ordnung sind in den Unteransprüchen enthalten.
So ist es günstig, wenn gemäß Patentanspruch 2 das Wegeventil einen Tankan
schluß aufweist, mit dem der erste Verbraucheranschluß verbunden ist, wenn der
zweite Verbraucheranschluß mit dem Zulaufanschluß des Wegeventils verbunden
ist. Günstig ist auch eine Mittelstellung des Wegeventils, in der beide Verbrau
cheranschlüsse mit einem Tankanschluß verbunden sind. Es kann sich dann nicht
durch Zulauf von Druckmittel über ein Druckreduzierventil zum hydraulischen Ver
braucher dort ein in bestimmten Betriebszuständen unerwünschter Druck aufbauen.
Vorteilhafterweise ist gemäß Patentanspruch 4 auch das zweite Druckreduzier
ventil ein 3-Wege-Druckreduzierventil mit einem Entlastungsanschluß.
Wenn der erste Verbraucheranschluß des Wegeventils mit dessen Zulaufan
schluß verbunden ist, so wird gemäß Patentanspruch 5 der zweite Verbraucher
anschluß vorteilhafterweise zum Tankanschluß des Wegeventils entlastet. Im
zweiten Fluidpfad ist dann ein zweites zum Wegeventil hin sperrendes Rück
schlagventil angeordnet, von dessen Eingang der Druck zum zweiten Druckredu
zierventil rückgeführt wird. Das zweite Rückschlagventil verhindert, daß das über
den ersten Fluidpfad in Richtung hydraulische Verbraucher fließende Druckmittel
über den zweiten Fluidpfad zum Tank abströmt. Bei einem solchen Abfluß wäre
kein Druckaufbau am hydraulischen Verbraucher möglich. Bevorzugt ist auch das
zweite Rückschlagventil bei einer Verbindung des zweiten Verbraucheranschlus
ses mit dem Zulaufanschluß des Wegeventils entsperrbar. Diese Entsperrbarkeit
ist an sich nicht unbedingt für die Funktion notwendig, da das zweite Druckredu
zierventil auf den höheren Druck eingestellt ist, durch den das Rückschlagventil
gegen einen niedrigeren Druck stromab der Rückschlagventile jederzeit geöffnet
werden kann. Allerdings sind nun die beiden Fluidpfade von den verwendeten hy
draulischen Geräten her völlig identisch, so daß es keine Rolle mehr spielt, wel
ches der beiden Druckreduzierventile auf den niedrigeren und welches auf den
höheren Druck eingestellt ist.
Vorteilhafterweise ist ein entsperrbares Rückschlagventil gemäß Patentanspruch
7 durch den niedrigeren Druck an seinem Eingang gegen den höheren Druck an
seinem Ausgang hydraulisch entsperrbar.
Es ist möglich, die beiden Druckreduzierventile parallel zueinander in den beiden
Fluidpfaden anzuordnen. Besonders günstig erscheint es jedoch, wenn gemäß
Patentanspruch 9 die beiden Druckreduzierventile mit ihren jeweiligen Primär- und
Sekundäranschlüssen in Serie zueinander stromauf des Zulaufanschlusses des
Wegeventils angeordnet sind. Bei Schaltvorgängen des Wegeventils werden dann
die Fluidpfadabschnitte zwischen dem Wegeventil und den Rückschlagventilen
besonders schnell von Druck entlastet, so daß die hydraulisch entsperrbaren
Rückschlagventile sehr sicher und schnell schließen.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steueranord
nung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnun
gen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels, bei dem die beiden
Druckreduzierventile mit ihren jeweiligen Primär- und Sekundäran
schlüssen in Serie zueinander stromauf des Zulaufanschlusses des
Wegeventils angeordnet sind,
Fig. 2 das Schaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem die beiden
Druckreduzierventile parallel zueinander in den beiden an die Ver
braucheranschlüsse des Wegeventils angeschlossenen Fluidpfaden
angeordnet sind, undFig. 3 schematisch eine Ventilplatte, die zwei in den Fluidpfaden angeordnete
entsperrbare Rückschlagventile enthält.
Die beiden gezeigten hydraulischen Steueranordnungen nach den Fig. 1 und
2 umfassen jeweils eine erste Höhenverkettung 10, die dazu dient, um im kolben
stangenabseitigen Druckraum eines hydraulischen Zylinders 11 zwei unterschied
lich hohe Drücke einzusteuern, um ein Werkstück mit unterschiedlich großen
Kräften in einer Spannvorrichtung zu halten, sowie eine Höhenverkettung 12 und
ein Pilotventil 13, die dazu dienen, die Kolbenstange des Hydrozylinders 11 einzu
fahren und die Einspannung des Werkstücks zu lösen.
Die Verkettungen 10 der beiden Ausführungsbeispiele sind beide aus jeweils
sechs Platten aufgebaut. Eine Platte bestimmter Funktion, die bei dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 1 vorhanden ist, ist in der gleichen Funktion und lediglich
im Hinblick auf die Verbohrung etwas geändert auch bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 vorhanden. Ein erster Baustein einer Höhenverkettung 10 ist ein 4/3-
Wegeventil 15, das in einer Mittelstellung federzentriert ist und durch Ansteuerung
des einen oder des anderen von zwei Elektromagneten 16 bzw. 17 in eine seitli
che Schaltstellung gebracht werden kann. Die vier Anschlüsse des Wegeventils
15 mögen als Zulaufanschluß 18, Tankanschluß 19 und Verbraucheranschluß 20
bzw. 21 bezeichnet werden. Der Tankanschluß 19 ist über eine Tankleitung 22 mit
einem Druckmittelvorratsbehälter 23 verbunden.
Es sind zwei als Zwischenplattenventile ausgebildete verstellbare Druckreduzier
ventile 25 und 26 vorhanden, die hinsichtlich der Bauform völlig identisch zuein
ander ausgebildet sind und sich nur im Druckabgriff (Fig. 1) und im eingestellten
Druck voneinander unterscheiden. Und zwar möge das Druckreduzierventil 25 auf
einen niedrigeren Druck eingestellt sein als das Druckreduzierventil 26. Die bei
den Druckreduzierventile 25 und 26 sind direktgesteuerte 3-Wege-
Druckreduzierventile mit integrierter Überwachung des durch sie eingeregelten
Drucks. Die 3 Wege eines Druckreduzierventils 25 bzw. 26 sind ein Zulaufan
schluß oder Eingang 70 bzw. 72, ein Regelausgang 71 bzw. 73 und ein Entla
stungsanschluß 74, der jeweils mit der Tankleitung 22 verbunden ist. Der Druck
überwachung dient ein elektrischer Schalter 30, der durch einen vom zu überwa
chenden Druck beaufschlagten Überwachungskolben 31 betätigbar ist. Der Re
geldruck ist durch Veränderung der Vorspannung einer Regelfeder 32 einstellbar,
die auf den Regelkolben des Druckreduzierventils 25 bzw. 26 wirkt. Eine zweite
Feder 33 wirkt auf den Überwachungskolben 31 gegen den zu überwachenden
Druck. Die Vorspannung der Regelfeder 32 kann unabhängig von der Vorspan
nung der Druckfeder 33 verändert werden, um eine Differenz zwischen dem
Druck, zu dem der elektrische Schalter anspricht und dem Regeldruck einzustel
len. Außerdem ist es möglich, die Vorspannung der beiden Federn 32 und 33 ge
meinsam zu verändern. Dabei sind die Federkonstanten der beiden Federn so auf
die Wirkflächen des Regelkolbens eines Druckreduzierventils 25 bzw. 26 und des
Überwachungskolbens 31 abgestimmt, daß sich bei einer gemeinsamen Verände
rung der Vorspannung der beiden Federn die Druckdifferenz zwischen dem
Druck, bei dem der elektrische Schalter anspricht und dem Regeldruck nicht än
dert. Druckreduzierventile dieser Art sind in der DE 35 32 592 C2 sowie in dem
Datenblatt RD 26 575/09.96 der Anmelderin auch in konstruktiven Einzelheiten
umfassend beschrieben, so daß sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen.
Eine weitere Platte 39 der Höhenverkettungen 10 enthält zwei Drosselrückschlag
ventile 40 und 41 mit einer einstellbaren Drossel 42 und einem Rückschlagventil
43. Die beiden Drosselrückschlagventile sind in der Platte 39 parallel zueinander
angeordnet. Mit den beiden Drosseln 42 können zwei Ausfahrgeschwindigkeiten
der Kolbenstange des Hydrozylinders 11 unabhängig voneinander eingestellt
werden.
Eine weitere Platte 44 enthält zwei parallel zueinander angeordnete hydraulisch
entsperrbare Rückschlagventile 45 und 46. Der Druck zum Entsperren eines
Rückschlagventils wird jeweils an dessen Eingang abgegriffen. Die Platte 44 ist in
Fig. 3 schematisch dargestellt. Jedes Rückschlagventil 45, 46 besitzt einen
Schließkörper 47, der von einer schwachen Druckfeder 48 in Richtung auf einen
Ventilsitz 49, der sich zwischen einem Eingangskanal 50 und einem Ausgangska
nal 51 befindet, belastet ist. Ein Aufstoßkolben 52 trägt eine Aufstoßstange 53, die
dicht aus dem Zylinderraum, in dem sich der Kolben 52 befindet, herausgeführt ist
und in den Eingangskanal 50 hineinragt. Schließkörper 47, Aufstoßkolben 52 und
Aufstoßstange 53 liegen in derselben Achse. Der Raum stangenseitig des Auf
stoßkolbens 52 ist über einen Kanal 56 mit einem durch die Platte 44 hindurchge
henden Tankkanal 54 verbunden, also praktisch drucklos. Der Raum stangenab
seitig des Aufstoßkolbens 52 ist über einen Kanal 55 fluidisch mit dem Eingangs
kanal 50 verbunden, so daß in ihm derselbe Druck wie im Eingangskanal 50
herrscht. Aus Fig. 3 geht deutlich hervor, daß die vom Druck im Eingangskanal
50 beaufschlagte Fläche des Aufstoßkolbens 52 jedes Rückschlagventils größer
ist als die Sitzfläche 49, die die wirksame Fläche für den in Schließrichtung auf
den Schließkörper 47 wirkenden Druck im Ausgangskanal 51 ist. Es genügt also
ein gegenüber dem Druck im Ausgangskanal 51 niedrigerer Druck im Eingangs
kanal 50, damit der Aufstoßkolben 52 den Schließkörper 47 vom Sitz 49 abheben
und Druckmittel vom Ausgangskanal 51 zum Eingangskanal 50 strömen kann.
Durch entsprechende Wahl des Flächenverhältnisses zwischen dem Aufstoßkol
ben 52 und der Sitzfläche 49 kann man die maximale Differenz zwischen Ein
gangs- und Ausgangsdruck des Rückschlagventils bestimmen, bei der noch ein
Entsperren des Rückschlagventils möglich ist.
Schließlich umfaßt jede Höhenverkettung 10 noch eine Abschlußplatte 60.
Diese dient als Montagehilfe, da die Höhenverkettung normalerweise auf eine
Reihenanschlußplatte oder auf eine maschinenspezifische Anschlußplatte aufge
setzt wird.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist unmittelbar auf das Wegeventil 15 die Platte
39 mit den beiden Drosselrückschlagventilen 40 und 41 aufgesetzt. Dann folgt
das Druckreduzierventil 26, dann das Druckreduzierventil 25, dann die Platte 44
mit den beiden entsperrbaren Rückschlagventilen 45 und 46 und schließlich die
Abschlußplatte 60. Von jedem Verbraucheranschluß 20 bzw. 21 des Wegeventils
15 aus geht durch alle Platten jeweils ein Fluidpfad 61 bzw. 62 hindurch. Im
Fluidpfad 61 befinden sich das Drosselrückschlagventil 40 und das entsperrbare
Rückschlagventil 45, im Fluidpfad 62 das Drosselrückschlagventil 41 und das
entsperrbare Rückschlagventil 46. Innerhalb der Platte für das Druckreduzierventil
26 geht vom Fluidpfad 62 ein Druckrückführkanal 36 ab, über den der am Eingang
des entsperrbaren Rückschlagventils 46 anstehende Druck auf eine Meßfläche
des Regelkolbens und auf eine Wirkfläche des Überwachungskolbens 31 des
Druckreduzierventils 26 geführt ist. Innerhalb der Platte für das Druckreduzier
ventil 25 geht vom Fluidpfad 61 ein Druckrückführkanal 35 ab, über den der Druck
eingangs des Rückschlagventils 45 auf den Regelkolben und den Überwachungs
kolben des Druckreduzierventils 25 geführt ist. Außerhalb der Höhenverkettung 10
sind die beiden Fluidpfade 61 und 62 an einem Punkt zusammengeführt, von dem
aus eine Leitung 65 abgeht, über die der kolbenstangenabseitige Druckraum des
Hydrozylinders 11 an die beiden Fluidpfade 61 und 62 angeschlossen ist. Unmit
telbar am Hydrozylinder 11 befindet sich dabei noch ein Sperrventil 66, das mithil
fe des Pilotventils 13 hydraulisch entsperrt werden kann. Dieses Ventil wird nur
entsperrt, wenn ein gezielter Druckabbau oder ein Entspannungsvorgang von der
Steuerung eingeleitet wird.
Die Höhenverkettungen 12 umfassen ein 4/2-Wegeventil 80 mit einem mit der
Zulaufleitung 67 verbundenen Zulaufanschluß, mit einem mit Tank verbundenen
Tankanschluß und mit zwei Verbraucheranschlüssen 81 und 82, wobei zwischen
dem Verbraucheranschluß 81 und der Leitung 65 ein erster Fluidpfad und zwi
schen dem Verbraucheranschluß 82 und dem kolbenstangenseitigen Druckraum
des Hydrozylinders 11 ein zweiter Fluidpfad besteht. Eine Höhenverkettung 12
umfaßt außerdem ein entsperrbares Rückschlagventil 83, das sich im ersten
Fluidpfad befindet, zum Verbraucheranschluß 81 sperrt und durch einen Druck im
zweiten Verbraucheranschluß 82 entsperrt werden kann, und ein Drosselrück
schlagventil 84, das sich im zweiten Fluidpfad befindet und mithilfe von dessen
verstellbarer Drossel die Geschwindigkeit beeinflußt werden kann, mit der die
Kolbenstange des Hydrozylinders 11 eingefahren wird (Entspannen). Beim Ein
fahren der Kolbenstange steht der volle Systemdruck zur Verfügung.
Bei der Ausführung nach Fig. 1 dient einer der vier Anschlüsse der Platte 60
bzw. der diese ersetzenden Reihenanschlußplatte oder maschinenspezifischen
Anschlußplatte zum Anschließen einer Zulaufleitung 67 an die Höhenverkettung
10. Von diesem Zulaufanschluß 68 aus geht ein Kanal durch die Platte 44 hin
durch, der zum Eingang 70 des Druckreduzierventils 25 führt. Dessen Regelaus
gang 71 ist mit dem Eingang 72 des Druckreduzierventils 26 verbunden. Vom Re
gelausgang 73 des Druckreduzierventils 26 führt ein Kanal durch die Platte 39
hindurch zum Zulaufanschluß 18 des Wegeventils 15. Jedes Druckreduzierventil
25 und 26 hat noch einen Entlastungsanschluß 74, der innerhalb der entspre
chenden Platte mit einem Tankkanal 75 verbunden ist, der von einem Tankan
schluß in der Platte 60 ausgeht und durch die gesamte Höhenverkettung 10 hin
durch zum Tankanschluß 19 des Wegeventils 15 führt. Die beschriebene Anord
nung der beiden Druckreduzierventile 25 und 26 sei hier als seriell bezeichnet, da
bei einem Fluidzulauf zu dem Hydrozylinder 11 der Eingang 72 und der Ausgang
73 des Druckreduzierventils 26 in Serie zum Eingang 70 und Regelausgang 71
des Druckreduzierventils 25 liegen.
In den in Fig. 1 gezeigten Positionen der Wegeventile 15, 80 und 13 ist die Kol
benstange des Hydrozylinders 11 zurückgezogen und es ist kein Werkstück ein
gespannt. In den Tankleitungen sowie an den Verbraucheranschlüssen der We
geventile und in den von den Verbraucheranschlüssen abgehenden Leitungen
und Kanälen herrscht Tankdruck, während an den Zulaufanschlüssen der Wege
ventile der Pumpendruck ansteht. Insbesondere steht am Zulaufanschluß 18 des
Wegeventils 15 der Pumpendruck an, da die Regelfedern 32 die Regelkolben der
beiden Druckreduzierventile 25 und 26 in eine Position gebracht haben, in der der
jeweilige Eingang eines Druckreduzierventils mit dem Ausgang dieses Ventils
verbunden ist. Soll nun ein Werkstück eingespannt und mit großer Kraft gehalten
werden, so wird der Elektromagnet 16 des Wegeventils 16 bestromt und letzteres
in eine Position gebracht, in der der Verbraucheranschluß 21 mit dem Zulaufan
schluß 18 und der Verbraucheranschluß 20 mit dem Tankanschluß 19 verbunden
ist. Somit steht an der Meßfläche des Regelkolbens des Druckreduzierventils 25,
das gegenüber dem Druckreduzierventil 26 auf einen niedrigeren Druck eingestellt
ist, weiterhin Tankdruck an. Eingang und Ausgang des Druckreduzierventils 25
bleiben offen zueinander. Dem Verbraucheranschluß 21 und dem Fluidpfad 62
dagegen wird über die beiden Druckreduzierventile und den Zulaufanschluß 18
des Wegeventils 15 Druckmittel zugeführt, das über das Rückschlagventil 46 zum
Hydrozylinder 11 gelangt. Der Druck im Fluidpfad 62 steigt an, bis der am Druck
reduzierventil 26 eingestellte Druck erreicht wird. Das Druckreduzierventil 26 hält
nun diesen Druck aufrecht. Das Werkstück wird mit großer Kraft gehalten. Zur Er
niedrigung der Spannkraft wird der Elektromagnet 16 des Wegeventils 15 aus-
und der Elektromagnet 17 eingeschaltet. Außerdem wird für eine kurze Zeit das
Pilotventil 13 umgeschaltet und damit das Sperrventil am Hydrozylinder 11
entsperrt. Das Wegeventil 15 gelangt in eine Stellung, in der der Verbraucheran
schluß 20 mit dem Zulaufanschluß 18 und der Verbraucheranschluß 21 mit dem
Tankanschluß 19 verbunden ist. Nun baut sich stromauf des Rückschlagventils 45
im Fluidpfad 61 ein Druck auf. Dieser vermag das Rückschlagventil 45 gegen den
in der Leitung 65 vorhandenen hohen Druck zu öffnen. Nun regelt das Druckre
duzierventil 25 einen niedrigen Druck im Fluidpfad 61, in der Leitung 65 und im
kolbenstangenabseitigen Druckraum des Hydrozylinders 11 ein. Während des
Haltens des Werkstücks verhindert das entsperrbare Rückschlagventil 83 der Hö
henverkettung 12 ein Abfluß von Druckmittel über das Wegeventil 80. Zum Ent
spannen werden das Wegeventil 15 in seine Mittelstellung gebracht und das We
geventil 13 und das Wegeventil 80 umgeschaltet, so daß dem kolbenstangensei
tigen Druckraum des Hydrozylinders 11 über den Verbraucheranschluß 82
Druckmittel zugeführt werden kann. Der Druck am Verbraucheranschluß 82 öffnet
das Rückschlagventil 83, sodaß über dieses sowie über das am Hydrozylinder 11
befindliche Sperrventil, das durch Umschalten des Pilotventils 13 geöffnet ist,
Druckmittel aus dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Hydrozylinders 11
abfließen kann.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind die beiden Druckreduzierventile 25 und 26
parallel zueinander in den beiden Fluidpfaden 61 und 62 angeordnet. Und zwar ist
der Eingang 72 des auf einen höheren Druckwert eingestellten Druckreduzier
ventils 26 unmittelbar mit dem Verbraucheranschluß 21 und der Eingang 70 des
Druckreduzierventils 25 durch das Gehäuse des Druckreduzierventils 26 hindurch
unmittelbar mit dem Verbraucheranschluß 20 des Wegeventils 15 verbunden.
Vom Regelausgang 73 des Druckreduzierventils 26 führt ein Abschnitt des
Fluidpfades 62 durch das Gehäuse des Druckreduzierventils 25 hindurch über das
Drosselrückschlagventil 41 und das entsperrbare Rückschlagventil 46 zur Leitung
65. Vom Regelausgang 71 des Druckreduzierventils 25 führt der Fluidpfad 61
über das Drosselrückschlagventil 40 und das entsperrbare Rückschlagventil 45
zur Leitung 65. Es ist jeweils der Druck unmittelbar am Regelausgang eines
Druckregelventils 25, 26 auf die Meßfläche des jeweiligen Regelkolbens rückge
führt. Die Entlastungsanschlüsse 74 der Druckreduzierventile 25 und 26 sind an
einem durch die gesamte Höhenverkettung 10 hindurchgehenden Tankkanal 75
angeschlossen.
Ausgehend von den in Fig. 2 gezeigten Stellungen der Wegeventile 15, 80 und
13 wird, wenn ein Werkstück mit großer Kraft gehalten werden soll, das Wege
ventil 15 durch Bestromung des Elektromagneten 16 in eine Schaltstellung ge
bracht, in der der Verbraucheranschluß 21 mit dem Zulaufanschluß 18 verbunden
ist, während der Verbraucheranschluß 20 mit dem Tankanschluß 19 verbunden
bleibt. Nun fließt Druckmittel über das Druckreduzierventil 26, die Drossel 42 des
Drosselrückschlagventils 41, das entsperrbare Rückschlagventil 46 und die Lei
tung 65 dem kolbenstangenabseitigen Druckraum des Hydrozylinders 11 zu. Der
Druck steigt an und wird auf einen Wert eingeregelt, der am Druckreduzierventil
26 eingestellt ist. Zum Halten mit niedrigerem Spanndruck wird das Wegeventil 15
in die Schaltstellung gebracht, in der der Verbraucheranschluß 20 mit dem Zu
laufanschluß 18 und der Verbraucheranschluß 21 mit dem Tankanschluß 19 ver
bunden ist. Nun bestimmt das Druckreduzierventil 25 den Spanndruck.
Zum Lösen des Werkstücks wird das Wegeventil 15 in seine Mittelstellung ge
bracht, während die Wegeventile 13 und 80 geschaltet werden. Auch im übrigen
geschieht das Lösen wie bei der Ausführung nach Fig. 1, so daß hier nicht weiter
darauf eingegangen werden muß.
Claims (11)
1. Hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zwei unterschiedlich
hohen Drücken an einem hydraulischen Verbraucher (11), insbesondere von zwei
unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten eines Werkstücks in einer
Werkzeugmaschine,
mit einem ersten insbesondere verstellbaren Druckreduzierventil (25), das auf ei nen ersten Ausgangsdruck eingestellt ist, und mit einem zweiten insbesondere verstellbaren Druckreduzierventil (26), das auf einen zweiten Ausgangsdruck, der höher als der erste Ausgangsdruck ist, eingestellt ist,
mit einem Wegeventil (15), das einen Zulaufanschluß (18) und einen ersten, in einer ersten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß (18) verbundenen Ver braucheranschluß (20), von dem ein erster Fluidpfad (61) abgeht, und einen zweiten, in einer zweiten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß (18) verbun denen Verbraucheranschluß (21) aufweist, von dem ein zweiter Fluidpfad (62) ab geht,
mit einem Rückschlagventil (45), das, zum Wegeventil (15) hin sperrend, im er sten Fluidpfad (61) angeordnet ist und nach dem die beiden Fluidpfade (61, 62) zusammengeführt sind,
mit einer Druckrückführung (35) vom ersten Fluidpfad (61) zum ersten Druckre duzierventil (25) und einer Druckrückführung (36) vom zweiten Fluidpfad (62) zum zweiten Druckreduzierventil (26), dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Druckreduzierventil (25) ein 3-Wege-Druckreduzierventil mit einem Entlastungsanschluß (74) ist und daß das Rückschlagventil (45) ein bei einer Verbindung des ersten Verbraucheranschlusses (20) mit dem Zulaufanschluß (18) des Wegeventils (15) entsperrbares Rückschlagventil ist.
mit einem ersten insbesondere verstellbaren Druckreduzierventil (25), das auf ei nen ersten Ausgangsdruck eingestellt ist, und mit einem zweiten insbesondere verstellbaren Druckreduzierventil (26), das auf einen zweiten Ausgangsdruck, der höher als der erste Ausgangsdruck ist, eingestellt ist,
mit einem Wegeventil (15), das einen Zulaufanschluß (18) und einen ersten, in einer ersten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß (18) verbundenen Ver braucheranschluß (20), von dem ein erster Fluidpfad (61) abgeht, und einen zweiten, in einer zweiten Wegeventilstellung mit dem Zulaufanschluß (18) verbun denen Verbraucheranschluß (21) aufweist, von dem ein zweiter Fluidpfad (62) ab geht,
mit einem Rückschlagventil (45), das, zum Wegeventil (15) hin sperrend, im er sten Fluidpfad (61) angeordnet ist und nach dem die beiden Fluidpfade (61, 62) zusammengeführt sind,
mit einer Druckrückführung (35) vom ersten Fluidpfad (61) zum ersten Druckre duzierventil (25) und einer Druckrückführung (36) vom zweiten Fluidpfad (62) zum zweiten Druckreduzierventil (26), dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Druckreduzierventil (25) ein 3-Wege-Druckreduzierventil mit einem Entlastungsanschluß (74) ist und daß das Rückschlagventil (45) ein bei einer Verbindung des ersten Verbraucheranschlusses (20) mit dem Zulaufanschluß (18) des Wegeventils (15) entsperrbares Rückschlagventil ist.
2. Hydraulisches Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wegeventil (15) einen Tankanschluß (19) aufweist, mit dem der
erste Verbraucheranschluß (20) verbunden ist bei einer Verbindung des zweiten
Verbraucheranschlusses (21) des Wegeventils (15) mit dessen Zulaufanschluß
(18).
3. Hydraulisches Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Wegeventil (15) einen Tankanschluß (19) aufweist, und
daß das Wegeventil (15) eine Mittelstellung besitzt, in der beide Verbraucheran
schlüsse (20, 21) mit dem Tankanschluß (19) verbunden sind.
4. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß auch das zweite Druckreduzierventil (26) ein 3-
Wege-Druckreduzierventil mit einem Entlastungsanschluß (74) ist.
5. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (15) einen Tankanschluß (19) auf
weist, mit dem der zweite Verbraucheranschluß (21) bei Verbindung des ersten
Verbraucheranschlusses (20) des Wegeventils (15) mit dessen Zulaufanschluß
(18) verbunden ist, und daß in dem zweiten Fluidpfad (62) ein zweites zum Wege
ventil (15) hin sperrendes Rückschlagventil (46) angeordnet ist, von dessen Ein
gang der Druck zum zweiten Druckreduzierventil (26) rückgeführt wird.
6. Hydraulisches Steueranordnung nach Anspruch 4 oder nach den An
sprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rückschlagventil (46)
ein bei einer Verbindung des zweiten Verbraucheranschlusses (21) mit dem Zu
laufanschluß (18) des Wegeventils (15) entsperrbares Rückschlagventil ist.
7. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß ein entsperrbares Rückschlagventil (45, 46) durch
den niedrigeren Druck an seinem Eingang gegen den höheren Druck an seinem
Ausgang hydraulisch entsperrbar ist.
8. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckreduzierventile (25, 26) parallel
zueinander in den beiden Fluidpfaden (61, 62) angeordnet sind.
9. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckreduzierventile (25, 26) mit ihren
jeweiligen Primär- und Sekundäranschlüssen (70, 71, 72, 73) in Serie zueinander
stromauf des Zulaufanschlusses (18) des Wegeventils (15) angeordnet sind.
10. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckreduzierventile (25, 26)
solche mit einer integrierten Drucküberwachungsvorrichtung (30, 31) sind.
11. Hydraulisches Steueranordnung nach einem vorhergehenden An
spruch, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Fluidpfad (61, 62)
stromauf des entsperrbaren Rückschlagventils (45, 46) ein Drosselrückschlag
ventil (40, 41) angeordnet ist, dessen Rückschlagteil (43) zum Wegeventil (15) hin
öffnet.
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DE19959569A DE19959569A1 (de) | 1999-12-10 | 1999-12-10 | Hydraulische Steueranordnung zum Steuern von zwei unterschiedlich hohen Drücken an einem hydraulischen Verbraucher, insbesondere von zwei unterschiedlich hohen Spanndrücken zum Halten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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8141 | Disposal/no request for examination |