DE3313381C2

DE3313381C2 - Einrichtung zur Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines Verbrauchers

Info

Publication number: DE3313381C2
Application number: DE19833313381
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Heller Hydraulik GmbH, 7440 Nürtingen
Current assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1985-02-21
Also published as: DE3313381A1

Abstract

Die Einrichtung dient zur Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines Verbrauchers und weist ein in einer Zuleitung von einem Hydraulikaggregat zum Verbraucher liegendes Druckregelventil auf, mit dem der jeweilige Arbeitsdruck eingestellt werden kann. In der Zuleitung ist eine mit einem Schaltkolben versehene Schaltvorrichtung angeordnet, der mit einem Schaltglied zusammenarbeitet. An die Schaltvorrichtung ist eine Steuervorrichtung angeschlossen, die mit ihrem einen Anschluß über eine Steuerleitung mit der Zuleitung und mit ihrem anderen Anschluß über eine Zuleitung mit einer Rückführleitung verbunden ist, die vom Verbraucher zum Hydraulikaggregat führt. Die Steuervorrichtung verschiebt bei Unterschreiten eines vorgegebenen Hydraulikdruckes den Schaltkolben zur Auslösung eines Schaltsignales. Da die Steuervorrichtung mit beiden Anschlüssen an die Zu- und Rückführleitung vom Hydraulikaggregat zum Verbraucher angeschlossen ist, ist eine unmittelbare Verbindung zur Hydraulikzuleitung vorhanden, so daß ein Druckabfall unmittelbar der Zuleitung entnommen werden kann. Die Ausbildung des Druckregelventiles für die Funktionsfähigkeit der Einrichtung spielt hierbei keine Rolle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines Verbrauchers, vorzugsweise einer Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim Einsatz von beispielsweise hydraulischen Spannzylindern oder hydraulischen Pinolen von Werkzeugmaschinen kommt es in vielen Fällen darauf an, aus Sicherheitsgründen einen bestimmten Arbeitsdruck aufrechtzuerhalten oder zu erreichen, damit eine sichere Einspannung des Werkstückes während der Bearbeitung gewährleistet ist. So darf der eingestellte Druck nicht unter einen bestimmten Wert abfallen, damit über die gesamte Dauer der Bearbeitung das Werkstück zuverlässig eingespannt ist. Sobald der Druck unter diesen bestimmten Wert abgefallen ist, wird ein Schaltglied betätigt, das beispielsweise ein Schaltsignal abgibt und beispielsweise die Maschine sofort stillsetzt. Das Schaltglied wird auch bei einer Veränderung des Arbeitsdrukkes dann betätigt, wenn der neue Arbeitsdruck erreicht ist.

Bei der bekannten Überwachungseinrichtung (DE-AS 23 10 193) ist der Schaltkolben als Führungsbuchse ausgebildet, die innerhalb eines Gehäuses unter dem

Arbeitsdruck gegen die Kraft einer Regelfeder verschiebbar ist In der Führungsbuchse ist ein als Schieber ausgebildetes Ventilglied verschiebbar angeordnet, mit dem der eingestellte Arbeitsdruck selbsttätig geregelt werden kann. Wenn der Arbeitsdruck oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, liegt die Führungsbuchse "unter dem Arbeitsdruck an einem gehäusefesten Anschlag an. Fällt der Druck unter diesen vorgegebenen Wert, der durch die Vorspannkraft der Regelfeder bestimmt ist, wird die Führungsbüchse von der Regelfeder axial verschoben, wodurch über eine Kolbenstange das Schaltglied betätigt wird, wodurch beispielsweise die Werkzeugmaschine abgeschaltet wird.

Mit dieser Überwachungseinrichtung kann nur ein direkt gesteuertes Druckminderventil verwendet werden, das unmittelbar durch den in der Zuleitung vom Hydraulikaggregat zum Verbraucher herrschenden Spanndruck eingestellt wird. Für vorgest.euerte oder porportional gesteuerte Druckminderventile ist diese Überwachungseinrichtung nicht geeignet Darüber hinaus ist diese Überwachungseinrichtung konstruktiv aufwendig ausgebildet und damit störanfällig. Außerdem kann mit dieser Überwachungseinrichtung der Einfluß des Lecköls des Verbrauchers nicht ausgeschaltet werden, d. h. die Überwachungseinrichtung erfaßt nicht den Druckabfall infolge dieser Leckölverluste.

Es ist auch eine Überwachungseinrichtung bekannt, mit der direkt gesteuerte und vorgesteuerte Druckminderventile verwendet werden können. Bei dieser Einrichtung ist dem Regelkolben ein Drosselkolben zugeordnet, der auf einer Stirnseite mit dem Verbraucher und auf seiner anderen Stirnseite mit einer Stirnseite des Regelkolbens verbunden ist. Der Drosselkolben ist als Differenzdruckschalter ausgebildet, der aufgrund unterschiedlicher Drücke an seinen beiden Stirnseiten axial verschoben wird. Er ist so ausgelegt, daß er bei normalem Arbeitsdruck eine Mittellage einnimmt. Steigt oder fällt der Arbeitsdruck, wird der Drosselkolben infolge der unterschiedlichen Drücke auf beiden Stirnseiten nach rechts oder links verschoben und jeweils ein Schalter betätigt, wodurch der Verbraucher oder die gesamte Anlage abgeschaltet wird. Auch diese Überwachungseinrichtung funktioniert nicht, wenn eine langsame Druckänderung erfolgt, wie dies bei Leckölverlusten der Fall ist. Solche Fehler im Hydrauliksystem werden von dieser Einrichtung nicht erfaßt. Darüber hinaus ist diese Einrichtung wegen des Differenzdruckschalters und der beiden Schalter konstruktiv sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Überwachungseinrichtung so auszubilden, daß sie in konstruktiv einfacher Weise für unterschiedlich gesteuerte Druckregelventile eingesetzt werden kann und feinfühlig auch auf Leckverluste reagiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Schaltkolben durch die Steuervorrichtung entsprechend dem im gesamten System herrschenden Hydraulikdruck so gesteuert, daß bei Abfall des Arbeitsdruckes unter einen vorgegebenen Wert der Schaltkolben derart verschoben wird, daß am Schaltglied ein Schaltsignal erzeugt wird. Da die Steuervorrichtung mit ihren beiden Anschlüssen an die Zu- und Rückführleitung vom Hydraulikaggregat zum Verbraucher angeschlossen ist, ist eine unmittelbare Verbindung zur Hydraulikzuleitung vorhanden, so daß ein Druckabfall unmittelbar der Zuleitung entnommen werden kann. Da die Schalt- und die Steuervorrichtung unmittelbar an die Zu- und Rückführleitung angeschlossen sind, spielt die Ausbildung des Druckregelventils für die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung keine Rolle. Für die unterschiedlichen Druckregelventil-Ausbildungen ist scmit nur eine Art von Schalt- und Steuervorrichtungen erforderlich, wodurch der konstruktive Aufwand der erfindungsgemäßen Einrichtung klein gehalten werden kann. Die Steuervorrichtung kann so empfindlich ausgebildet werden, daß sie auf Leckölverluste zuverlässig

to reagiert und den Schaltkolben steuern kann.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung den Hydraulikschaltplan und die konstruktive Ausgestaltung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung,

F i g. 2 bis 7 in Darstellungen entsprechend F i g. 1 weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtungen,

F i g. 8 die Kräfteverhältnisse am Schaltkolben der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung,

Fig.9 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung in einer Darstellung entsprechend F i g. 1.

F i g. 1 zeigt den Hydraulikplan einer Einrichtung zur

Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes einer Spannvorrichtung 10, mit der ein Werkstück 11 eingespannt werden kann. Die Spannvorrichtung 10 hat einen Spannzylinder 12 mit einem Spannkolben 13, dessen Kolbenstange 14 über beide Stirnseiten des Spannzylinders 12 ragt. Auf dem einen Ende der Kolbenstange 14 sitzt ein Nocken 15, mit dem zwei Endschalter 16 und 17 betätigt werden können. Sie werden in den beiden Endstellungen des Spannkolbens 13 im Spannrylinder 12 durch den Nocken 15 betätigt. Am anderen Ende der Kolbenstange 14 befindet sich ein Mitnehmer 18 für einen Spannhebel 19, der als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist und mit dem das Werkstück 11 gespannt werden kann. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage des Spannhebels 19 wird das Werkstück 11 innen gespannt, während in der mit gestrichelten Linien angedeuteten Lage des Spannhebels das Werkstück außen gespannt wird.

Zur Betätigung des Spannzylinders 12 ist ein Hydraulikaggregat 20 vorgesehen, das einen Motor 21 für eine Pumpe 22 aufweist. Die Pumpe 22 ist über eine Leitung 23, in der ein Rückschlagventil 24 sitzt, mit einem manuell einstellbaren Druckminderventil 25 a!s Druckregelventil verbunden. Zwischen dem Rückschlagventil 24 und dem Druckminderventil 25 zweigt eine Zweigleitung 26 ab, in der ein Manometer 27 sitzt, an dem der an der Pumpe 22 eingestellte Maximaldruck des Hydrauliksystems abgelesen werden kann. Die Zweigleitung 26 verbindet die Leitung 23 mit einer Tankleitung 28, die einen Speicher 29 für das Hydraulikmedium mit einem Tank 30 des Hydraulikaggregates 20 verbindet. In der Tankleitung 28 sitzt in bekannter Weise ein Sicherheitsventil 31. Der Speicher 29 mit dem Sicherheitsventil 31 und den nicht näher beschriebenen Sperrhähnen sowie das Manometer 27 bildet zusammen mit dem Rückschlagventil 24 eine weitere Druckmittelquelle, mit der im Notfall, wie noch beschrieben werden wird, die Spannvorrichtung 10 wenigstens so lange mit dem Hydraulikmedium versorgt werden kann, bis über die

Überwachungseinrichtung die die Spannvorrichtung aufweisende Anlage oder Maschine abgeschaltet wird.

Das Druckminderventil 25 ist über eine Zuleitung 2 mit einem Wegeventil 32 verbunden, mit dem die Umsteuerung von Spannen auf Lösen und umgekehrt der Spannvorrichtung vorgenommen wird. Vom Wegeventil 32 führt dann eine Zuleitung 3 zu dem in F i g. 1 linken Zylinderraum 33 des Spannzylinders 12. Der in der Zuleitung 2 herrschende, infolge des Druckminderventils 25 gegenüber dem Druck in der Leitung 23 verminderte Druck kann mit einem Manometer 34 abgelesen werden.

In den in F i g. 1 rechten Zylinderraum 35 des Spannzylinders 12 mündet eine Steuerleitung 4, die den Spannzylinder mit dem Wegeventil 32 verbindet. Von ihm führt eine Rückführleitung 5 zum Tank 30.

Die Hydrauliksteuerung 36 mit dem Wegeventil 32 und dem Druckminderventil 25 wird durch eine automatische Überwachungseinrichtung 37 überwacht, mit der die Spannvorrichtung 10 betätigt wird. Sie hat eine Schaltvorrichtung 38 mit einem Schaltkolben 39, der gegen die Kraft einer Schaltfeder 40 in einem Schaltzylinder 41 verschiebbar ist Im Schaltzylinder 41 befindet sich ein zweiter Schaltkolben 42, der mit dem anderen Schaltkolben 39 wirkverbunden ist. Auf der Kolbenstange 43 des Schaltkolbens 39 sitzt ein Betätigungsglied 44 für ein Schaltglied 45.

In den Schaltzylinder 41 mündet auf der vom Schaltkolben 39 abgewandten Seite des Schaltkolbens 42 eine Steuerleitung 4', die mit der Steuerleitung 4 leitungsverbunden ist In der in F i g. 1 dargestellten Lage der beiden Schaltkolben mündet im Bereich zwischen ihnen in den Schaltzylinder 41 eine Zuleitung 3', die mit der Zuleitung 3 verbunden ist Die Steuerleitung 4' und die Zuleitung 3' sind im Bereich zwischen dem Wegeventil 32 und dem Spannzylinder 12 an die zugehörigen Leitungen 4 und 3 angeschlossea

Die beiden Schaltkolben 39,42 haben unterschiedlich große Kolbenflächen. Die in F i g. i linke Kolbenfläche 46 des Schaitkoibens 42 wird mit 100% angenommen. Die rechte Kolbenfläche 47 des Schaltkolbens 39 ist um einen Betrag χ kleiner, so daß ihre Fläche 100%— χ beträgt Im Extremfall kann χ den Wert Null annehmen.

In den Schaltzylinder 41 mündet auf der vom Schaltkolben 42 abgewandten Seite des anderen Schaltkolbens 39 eine Steuerleitung 2', die im Bereich zwischen dem Druckminderventil 25 und dem Wegeventil 32 an die Zuleitung 2 angeschlossen ist.

Die Überwachungseinrichtung 37 hat außerdem eine Steuervorrichtung 48, die mit der Schaltvorrichtung 38 leitungsverbunden ist Die Steuervorrichtung 48 hat einen Steuerkolben 49, der gegen die Kraft einer Feder 50 in einem Steuerzylinder 51 verschiebbar ist In den linken Zylinderraum 52 mündet die Steuerleitung 2', während in den rechten Zylinderraum 53 eine Rückführleitung 5' mündet die im Bereich zwischen dem Druckminderventil 25 und dem Wegeventil 32 an die Rückführleitung 5 angeschlossen ist In der Steuerleitung 2' liegt ein Rückschlagventil 54.

Wenn das Wegeventil 32 in die Schaltstellung a verschoben worden ist, dann sind die Anschlüsse P und B miteinander verbunden. Das vom Hydraulikaggregat 20 über die Zuleitung 2 geförderte Hydraulikmedium strömt über das Wegeventil 32 und die Steuerleitung 4 in den rechten Zylinderraum 35, wodurch der Spannkolben 13 in die in F i g. i durch gestrichelte Linien dargestellte linke Endstellung verschoben wird. Der Spannhebel 19 wird dadurch in seine Lösestellung geschwenkt Vom Anschluß P der Pumpe 22 fließt ein Ölstrom, dessen Größe im statischen Zustand des Hydrauliksystems von den Leckölströmen der einzelnen Geräte bestimmt wird. Am Manometer 27 kann der an der Pumpe 22 eingestellte Maximaldruck des Hydrauliksystems abgelesen werden. Am Manometer 34 wird der am Druckminderventil 25 eingestellte geminderte Lösedruck angezeigt Über die Steuerleitung 4' wird die linke Kolbenfläche 46 des Schaltkolbens 42 ebenfalls mit Lösedruck beaufschlagt, während über die Steuerleitung 2" die rechte Kolbenfläche 47, des Schaltkolbens 39 beaufschlagt wird. Außerdem ist der Steuerkolben 49 über die Steuerleitung 2' auf seiner linken Kolbenfläche mit Lösedruck beaufschlagt. Über die Zuleitung 3^r ist die rechte Kolbenfläche 55 des Schaltkolbens 52 und die linke Kolbenfläche 56 des anderen Schaltkolbens 39 mit Tankdruck beaufschlagt Beide Kolbenflächen 55, 56 sind gleich groß wie die linke Kolbenfläche 46 des Schaltkolbens 42. Außerdem ist die rechte Kolbenfläche 57 des Steuerkolbens 49 über die Rückführleitung 5' mit Tankdruck beaufschlagt. Auch die linke Fläche des Spannkolbens 12 ist mit dem Tankdruck beaufschlagt.

Auf die rechte Kolbenfläche 57 des Steuerkolbens 49 wirkt die Feder 50. Sie ist so dimensioniert, daß sie noch nicht ganz zusammengedrückt ist, wenn der am Manometer 34 abgelesene, verminderte Druck gleich dem am Manometer 27 ablesbaren Maximaldruck ist. Die Schaltfeder 40 wirkt außerdem auf die Kolbenstange 43 des Schaltkolbens 39. Die Schaltfeder 40 ist so dimensioniert daß sie bei einem angenommenen minimalen Spanndruck weniger Kraft abgibt als die Kraftdifferenz, die aus dem gewählten Flächenverhältnis von linker Kolbenfläche 46 bzw. 56 (100%) und der rechten Kolbenfläche 47 (100%-*) am Schaltkolben 39 resultiert.

Dadurch kann die Schaltfeder 40 bei Lösedruck die Schaltkolben 39, 42 nicht gegen den Lösedruck nach links verschieben, so daß das Betätigungsglied 44 am Schaltglied 45 anliegt Der Schaltkolben 42 ist dadurch unter dem Lösedruck in seine rechte Endlage verschoben und liegt am Schaltkolben 39 an, wodurch dieser ebenfalls in seine rechte anschlagbegrenzte Endlage verschoben wird. Die Schaltfeder 40 wird durch den Schaltkolben 39 bzw. durch dessen Kolbenstange 43 gespannt Das Betätigungsglied 44 bedämpft in dieser Lage das Schaltglied 45. Der Steuerkolben 49 wird so weit nach rechts verschoben, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen dem mittels des Druckminderventils 25 eingestellten Druck, der über die Steuerleitung 2' im linken Zylinderraum 52 herrscht, und der Federkraft auf der rechten Spite des Steuerkolbens 49 besteht Auf der linken Seite des Steuerkolbens 49 im Zylinderraum 52 ist somit eine druckproportionale Ölmenge gespeichert In der geschilderten Lösestellung liegt der Nocken 15

am Endschalter 17 an und betätigt diesen, während das Schaltglied 45 durch das Betätigungsglied 44 bedämpft ist Dadurch ist eine Kontrolle vor Einleiten des Spannvorganges gegeben, daß im Hydrauliksystem ein Druck anliegt, der wenigstens dem minimal zulässigen Spanndruck entspricht

Wenn nun der Spannzylinder 12 gespannt werden soll, wird das Wegeventil 32 in den Schaltstellung b verschoben, die in F i g. 1 dargestellt ist Nunmehr sind die Anschlüsse P und A und die Anschlüsse B und Tdes Wegeventils miteinander verbunden. Das Druckminderventil 25 verharrt kurzzeitig in seiner geschlossenen Stellung. Dadurch erfolgt beim Verschieben des Spannkolbens 13 nach rechts durch das in der Zuleitung 2 vorhandene Kompressionsvolumen ein Druckabbau,

der am Anschluß χ des Druckminderventils 25 ebenfalls einen Druckabbau bewirkt. Dadurch wird das Druckminderventil 25 durch die Kraft einer verstellbaren Regelfeder 58 geöffnet, so daß das Hydraulikmedium zum Anschluß A des Spannzylinders 12 strömen kann. Der Spannkolben 13 wird dadurch weiter nach rechts verschoben. Der Druck im linken Zylinderraum 33 ist dabei geringer als der Einstelldruck des Druckminderventils 25 und wird üblicherweise als Bewegungsdruck bezeichnet. Die Steuerleitungen 4,4' sind weitgehend drucklos, während die Zuleitungen 3, 3' unter dem Bewegungsdruck stehen. In der Steuerleitung 2' schließt das Rückschlagventil 54 infolge des Druckabfalles und des geminderten Druckes auf der linken Seite des Steuerkolbens 49. Er wirkt zusammen mit dem eingespeicherten Hydraulikölvolumen als hydraulische Feder über die Steuerleitung 2" auf die rechte Kolbenfläche 47 des Schaltkolbens 39. Dieser wird dadurch nach links verschoben, da die Steuerleitung 4' drucklos ist und sich auf der linken Seite des Schaltkolbens 42 kein Druck aufbauen kann. Infolge des Verschiebens des Schaltkolbens 39 wird über die Kolbenstange 43 das Betätigungsglied 44 vom Schaltglied 45 entfernt, das dadurch ein elektrisches Signal abgibt Während der Bewegung des Spannkolbens 13 nach rechts entspannt sich also die als hydraulische Feder wirkende Steuervorrichtung 37, wobei das Hydraulikmedium vom Steuerkollben durch die Steuerleitung 2" unter Umgehung des in dieser Phase geschlossenen Rückschlagventils 54 in eine Umgehungsleitung 59 gedrückt wird, in der eine Düse 60 sitzt. Das Hydraulikmedium wird dadurch in die Steuerleitung 2' im Be-eich vor dem Rückschlagventil 54 geleitet.

Kurz bevor der Spannhebel 19 zur Anlage am Werkstück 11 kommt, wird über den Nocken 15 der Endschalter 16 betätigt. Sobald der Spannhebel 19 das Werkstück 11 berührt, wird die Bewegung des Spannkolbens 13 nach rechts beendet. Nunmehr kann sich im Zylinderraum 33 der durch das Druckminderventil 25 vorgegebene Spanndruck aufbauen. Hierbei steigt der Druck in den Steuerleitungen 2.2' und in den Zuleitungen 3,3' an. Durch den Druckanstieg wird am Anschluß χ des Druckminderventils 25 der (nicht dargestellte) Druckminderventilkolben so lange in Schließrichtung bewegt, bis ein Kräftegleichgewicht zwischen der Einstellkraft der Feder 58 und d?m auf die Steuerfläche des Druckminderventilkolbens wirkenden Druck herrscht. Infolge des Druckanstieges in den Leitungen 2" und 3' wird der Schaltkolben 39 gegen die Kraft der Schaltfeder 40 nach rechts verschoben, so daß das Betätigungsgiied 44 wieder das Schaitglied 45 bedampfen kann. Außerdem wird das Rückschlagventil 54 wieder geöffnet und der Steuerkolben 49 gegen die Kraft der Feder 50 so weit nach rechts verschoben, bis wieder ein Kräftegleichgewicht zwischen Federkraft und Druck in der Steuerleitung 2' herrscht Infolge der Steuerleitung zwischen dem Rückschlagventil 54, der Düse 60 und dem Steuerkolben 49 weist die Steuerleitung 2' wegen des in der Steuervorrichtung 37 gespeicherten ölvolumens eine flachere Druckanstiegskennlinie auf.

Solange das Betätigungsglied 44 am Schaltglied 45 anliegt steht der Spannkolben 13 unter dem zur Einspannung des Werkstückes 11 erforderlichen Spanndruck.

Anhand von F i g. 8 werden die Druck- und Kraftverhältnisse am Schaltkolben 39 beschrieben. Die linke Kolbenfläche 56 des Schaltkclbens 39 hat die Fläche A und die rechte Kolbenfläche 47 die Fläche A-x. Auf die Kolbenfläche 56 wirkt über die Zuleitung 3' die Kraft

Fisb während auf die rechte Kolbenfläche 47 über die Steuervorrichtung 48 die Kraft F₁₀/; sowie über die Schaltfeder 40 die Kraft F_F wirkt. Kräftegleichgewicht am Schaltkolben 39 besteht dann, wenn F;_s, = F_soh+Ff ist. Dieses Kräftegleichgewicht kann auch wie folgt ausgedrückt werden:

py-A = (A-x)-

Hierbei ist der Druck p\ ein Solldruck, der in der Steuervorrichtung 48 eingespeichert ist. Der Druck p%· ist der sogenannte Sicherheitsdruck, bei dessen Unteroder Überschreiten das Schaltsignal erzeugt werden soll. Aus der obigen Gleichgewichtsbeziehung läßt sich ableiten, wann dieser Sicherheitsdruck py, erreicht ist:

Py

(A -x) -_Pl+F_F

Dieser Sicherheitsdruck p3· stellt den niedrigsten Arbeitsdruck dar, bei dem das System noch arbeitet, ohne daß ein Schaltsignal erzeugt wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist der gespeicherte Solldruck in der Steuervorrichtung 48, wie beschrieben, gleich dem in der Anschlagstellung der Spannvorrichtung 10 herrschenden Arbeitsdruck. Die Anschlagstellung der Spannvorrichtung 10 ist beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 die Löse- oder Spannstellung.

Der jeweils erforderliche Spanndruck kann am Druckminderventil 25 eingestellt werden. Soll der Druck erhöht werden, dann wird die Vorspannung der Regelfeder 58 erhöht. Die in F i g. 1 schematisch dargestellte Steuerkante P-A des Druckminderventils 25 wird dadurch geöffnet und läßt das Hydraulikmedium in die Steuerleitung 2 so lange strömen, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen der der Regelfeder 58 zugewandten Seite und der dem Anschluß χ zugewandten Seite des (nicht dargestellten) Kolbens des Druckminderventils 25 hergestellt ist Gleichzeitig erfolgt ein Druckaufbau in den Steuerleitungen 2, 2', 2" und den Zuleitungen 3, 3'. Dadurch wird der Steuerkolben 49 gegen die Kraft der Feder 50 entsprechend dem erhöhten Druck weiter nach rechts verschoben, während außerdem infolge des erhöhten Druckes der Schaltkolben 39 in seiner rechten Endstellung verbleibt, so daß das Betätigungsglied 44 das Schaltglied 45 weiterhin bedämpft. Die Steuerleitung zwischen dem Rückschlagventil 54, der Düse 60 und dem Steuerkolben 49 hat wiederum eine etwas flachere Druckanstiegskennlinie als die anderen Leitungen 2,2' bzw. 3,3\

Soll der Druck niedriger eingestellt werden, wird die Vorspannkraft der Regelfeder 58 verringert Dadurch schließt die Steuerkante P—A des Druckminderventils

25. Das Hydraulikmedium strömt nun über Leckage bzw. die Kante Λ—Tim Druckminderventil ab. Auch in den Steuerleitungen 2, 2' und in den Zuleitungen 3, 3' erfolgt synchron ein Druckabbau. Infolge des verringerten Druckes kann die Feder 50 den Steuerkolben 49 nach links verschieben und das Hydraulikmedium über die Steuerleitung 2" auf die rechte Seite des Schaltkolbens 39 drücken. Dieser wird dadurch nach Unterschreiten des Sicherheitsdruckes p? nach links verschoben, wodurch das Betätigungsglied 44 vom Schaltglied 45 entfernt und ein Schaltsignal erzeugt wird. Da der Verschiebeweg des Schaltkolbens 39 begrenzt ist, kann der freigegebene Zylinderraum unter Umständen nicht ausreichen, um so viel Hydrauliköl aus dem Steuerzylinder

51 zu verdrängen, wie zum Druckabbau auf den niedrigeren Wert erforderlich wäre. In diesem Fall wird die restliche Hydraulikölmenge durch die Düse 60 vom Steuerkolben 49 verdrängt. Kurz vor Erreichen des Druckausgleiches bewegt sich der Schaltkolben 39 infolge des Kräfteungleichgewichtes nach rechts, bis das Betätigungsglied 44 das Schaltglied 45 bedämpft.

Die Überwachungseinrichtung 37 reagiert auf Druckabfälle im Hydrauliksystem und gibt ein Schaltsignal ab, mit dem beispielsweise die Anlage oder die Maschine abgestellt werden kann. Sollte in den Zuleitungen 3, 3' oder in den Steuerleitungen 4,4' ein Leitungsbruch auftreten, dann fällt in diesen Leitungen der Druck sehr rasch ab. Dieser Druckabfall wirkt sich auch in den Steuerieitungen 2,2' bzw. in den Rückführleitungen 5,5' aus. Infolge des rasch abfallenden Druckes wird der Steuerkolben 49 durch die Feder 50 nach links verschoben und drückt in der beschriebenen Weise das Hydraulikmedium über die Steuerleitung 2" in den rechts vom Schaltkolben 39 liegenden Zylinderraum, wodurch dieser ebenfalls nach links verschoben wird. Das Schaltglied 45 wird dadurch entdämpft und gibt ein Schaltsignal ab. Im Vergleich zu der oben beschriebenen Druckverminderung durch Einstellung des Druckminderventils 25 erfolgen die Vorgänge beim Bruch in den Leitungen 3,3' oder 4,4' wesentlich rascher, so daß die Anlage augenblicklich stillgesetzt werden kann.

Sollte in der Zweigleitung 26 ein Bruch auftreten, dann erfolgt wiederum, wie beim Bruch in den Leitungen 3,3' oder 4,4' beschrieben, ein rascher Druckabfall in den Steuerleitungen 2, 2' und den Zuleitungen 3, 3'. Die Kolben 49 und 39 werden darum in der beschriebenen Weise nach links verschoben und das Schaliglied 45 entdämpft, welches dann das Schaltsignal abgibt Außerdem wird der Speicher 29 infolge der gebrochenen Zweigleitung 26 entleert.

Bei einer Abwandlung der in F i g. 1 dargestellten Überwachungseinrichtung 37 ist anstelle der Umgehungsleitung 59 mit Düse 60 eine Entlastungsleitung 70 vorgesehen, die in F i g. 1 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist und die an den Schaltzylinder 41 und an die Steuerleitung 2' im Bereich zwischen der Steuerleitung 2 und dem Rückschlagventil 54 angeschlossen ist. Diese Abwandlung ist besonders vorteilhaft bei einem langsamen Druckabfall im Hydrauliksystem. Bei anliegendem Spanndruck ist der Schaltkolben 39 maximal nach rechts verschoben. Der Anschluß der Entlastungsleitung 70 an den Schaltzylinder 41 ist so gelegt, daß in dieser Lage des Schaltkolbens 39 der Anschluß geschlossen ist Erfolgt nun ein Bruch in der Leitung 23 zwischen der Pumpe 22 und dem Rückschlagventil 24 oder tritt ein Stromausfall am Pumpenantriebsmotor 21 auf, dann wird die Hydraulikölversorgung vom Speicher 29 übernommen, der über das Rückschlagventil 24 von der Pumpe 22 getrennt ist Es erfolgt dann ein schleichender, leckagebedingter Druckabbau in den Leitungen 2,2' und 3,3' oder 4,4'. Da die Steuerleitung 2' zwischen dem Rückschlagventil 54 und dem Steuerzylinder 51 nicht mehr über eine Umgehungsleitung mit Düse mit der Steuerleitung 2' vor dem Rückschlagventil 54 verbunden ist, bleibt die Steuervorrichtung 48 voll wirksam. Der Steuerkolben 49 steht dann unter Druck und kann den Schaltkolben 39 in der beschriebenen Weise nach links verschieben, wenn der schleichende Druckabfall in der Zuleitung 2' und in der Zuleitung 3' oder der Steuerleitung 4' erfolgt Das Schaltglied 45 wird dann wiederum entdämpft und das Schaltsignal abgegeben. Nach dem Schaltsignal wird durch einen kleinen Zusatzhub der Anschluß der Entlastungsleitung 70 am Schaltzylinder 41 freigegeben, so daß beim Umschalten auf einen geringeren Druck die Solldruck-Einspeicherung dieses neuen Druckes in die Steuervorrichtung 48 in der oben beschriebenen Weise ermöglicht wird. Mit dieser Entlastungsleitung 70 wird also auch zuverlässig ein schleichender Druckabbau erkannt und angezeigt.

Mit der beschriebenen Überwachungseinrichtung 37 kann in einfacher Weise das gesamte Hydrauliksystem überwacht werden, so daß beispielsweise Brüche in den verschiedenen Leitungen oder der Ausfall des Pumpenmotors 21 sofort erfaßt und über das Schaltglied 45 angezeigt bzw. zur Abschaltung der Anlage verwendet werden kann.

Da die Überwachungseinrichtung 37 unmittelbar an die Steuerleitungen 2 und 4, an die Zuleitung 3 und an die Rückführleitung 5 angeschlossen ist, können verschiedene Arten von Druckminderventilen verwendet werden, ohne daß hierzu die Überwachungseinrichtung umgebaut werden muß. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 wird wiederum ein direkt gesteuertes Druckminderventil 25a verwendet, das für zwei manuell einstellbare Spanndrücke verwendet werden kann. Das Hydraulikaggregat 20a, die Spannvorrichtung 10a und die Überwachungseinrichtung 37a sind gleich ausgebildet wie bei der vorigen Ausführungsform. Auch die Anordnung und Verbindung des Speichers 29a mit dem Tank 30a und der Leitung 23a ist gleich ausgebildet wie bei der vorigen Ausführungsform. Der Spann- und Lösevorgang dieser Ausführungsform erfolgt gleich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Zum Umschalten von einer auf eine andere Druckstufe sind nunmehr zwei Druckminderventile 25a und 61 vorgesehen, von denen das Druckminderventil 25a zur Einstellung eines Hochdruckes und das andere Druckminderventil 61 zur Einstellung eines Niederdruckes verwendet werden. Außerdem ist zwischen diesen beiden Druckminderventilen und dem Wegeventil 32a ein zweites Wegeventil 62 vorgesehen. Die Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck und umgekehrt entspricht im Prinzip der Umstellung des Druckminderventils 25 gemäß Fig. 1. Wie dort beschrieben, bleibt bei einer Druckerhöhung das Schaltglied 45a bedämpft, während bei einer Druckverminderung das Schaltglied so lange entdämpft wird, bis der reduzierte Druck erreicht wird. Danr wird der Schaltkolben 39a wieder in der beschriebenen Weise infolge der ungleichen Kolbenflächen nach rechts verschoben und das Schaltglied 45a bedämpft. Zur Umso schaltung zwischen den verschiedenen Druckstufen werden zwei verschiedene, von der Bauart des Spannmittels 19a abhängige Abläufe angewendet Handelt es sich um ein Spannmittel ohne Selbsthemmung, wie z. B. eine hydraulische Reitstockspitze, dann wird zur Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck der Magnet b des Wegeventils 62 erregt In den Steuerleitungen 2,2' und den Zuleitungen 3,3' erfolgt ein Druckaufbau. Über die Steuerleitung 2" wird dadurch der Steuerkolben 49a der Steuervorrichtung 48a gegen die Kraft der Feder 50a nach rechts verschoben. Außerdem wird über den zunehmenden Druck in der Zuleitung 3' der Schaltkolben 39a über seine linke Kolbenfläche 56a mit Druck beaufschlagt, so daß er in seiner rechten Endlage bleibt, so daß das Schaltglied 45a bedämpft bleibt Während des Druckanstieges wird somit kein Schaltsignal vom Schaltglied 45a abgegeben.

Wird bei dem Spannmittel ohne Selbsthemmung von Hochdruck auf Niederdruck umgeschaltet dann wird

der Magnet a des Wegeventils 62 erregt. Dadurch tritt eine Druckverringerung in den Zuleitungen 3, 3' auf. Der Schaltkolben 39a wird dadurch in der beschriebenen Weise nach links verschoben, wodurch das Betätigungsglied 44a vom Schaltglied 45a abhebt, welches dann das Schaltsignal erzeugt. Der Schaltkolben 39a wird in der beschriebenen Weise kurz vor Erreichen des Druckausgleiches infolge des Kräfteungleichgewichts dann wieder nach rechts verschoben. Der Schaltkolben 39a bedämpft über das Betätigungsglied 44a das Schaltglied 45a.

Wird ein Spannmittel mit Selbsthemmung verwendet, z. B. ein Drehmaschinen-Spannfutter, dann wird vor dem Umschalten auf eine andere Druckstufe ein kurzer Lösehub gefahren und die Spannbacken dann neu augestellt, um den Einfluß der Reibung auszuschalten. Mit dem Anstellen erfolgt die Umschaltung von Hoch- auf Niederdruck und umgekehrt in der soeben beschriebenen Weise. Bei dem kurzen Lösehub muß nicht der gesamte Lösehub durchfahren werden, vielmehr erfolgt nur eine kurze Entlastung zur Lösung der Selbsthemmung. Dadurch wird beim erneuten Anlegen ein Druck aufgebaut, durch den in der anhand von F i g. 1 beschriebenen Weise das Schaltglied bedämpft wird.

Die Überwachungseinrichtung 37a kann, wie dies anhand der Ausführungsform gemäß F i g. 1 beschrieben ist, Störungen im gesamten Hydrauliksystem in der gleichen Weise feststellen und anzeigen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 sind die Überwachungseinrichtung 37b, das Hydraulikaggregat 20b, die Spannvorrichtung 1OZ? und die Ausbildung und der Anschluß des Speichers 29b an den Tank 30b und an die Leitung 236 gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Lediglich das Druckminderventil 256 ist ein vorgesteuertes Druckminderventil für einen manuell einstellbaren Spanndruck. Die Löse- und Spannvorgänge erfolgen im Prinzip gleich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Da ein vorgesteuertes Druckminderventil 25b verwendet wird, fließt über eine Vorsteuerstufe 63 des Druckminderventils ständig ein bestimmter Ölstrom von der Steuerleitung 2 über die Vorsteuerstufe zum Tank 306. Hierzu ist die Vorsteuerstufe 63 über eine Verbindungsleitung 64 mit der Steuerleitung 2 und eine Verbindungsleitung 65 mit der Rückführleitung 5 verbunden.

Sollte bei dieser Ausführungsform ein Leitungsbruch zwischen der Pumpe 22b und dem Rückschlagventil 246 bzw. bei einem Ausfall der Pumpe 22b ein Druckeinbruch im Hydrauliksystem erfolgen, dann ist die Entleerungszeit des Speichers 29b wesentlich kürzer als bei der Aüsfühiuiigsforin gemäß Fig. i, weil das Hydrauliköl über die Verbindungsleitungen 64 und 65 rasch in den Tank 3Ui> zurückgeführt wird. Aber auch hierbei wird mittels der Überwachungseinrichtung 37b in der anhand von F i g. 1 beschriebenen Weise das Schaltsignal augenblicklich erzeugt, so daß die Anlage sofort abgeschaltet werden kann. Im übrigen können die verschiedenen Störungsfälle, wie sie anhand von F i g. 1 beschrieben worden sind, bei der Ausführungsform gemäß Fig.3 in gleicher Weise erfaßt und zur Abschaltung herangezogen werden.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie die Ausführungsform gemäß F i g. 3. Für das vorgesteuerte Druckminderventil 25c sind je zwei manuell einstellbare Vorsteuerventile 63c, 66 vorgesehen, die über ein Magnetventil 67 wahlweise aufschaltbar sind. Derartig vorgesteuerte Druckminderventile für manuell einstellbare Spanndrücke sind an sich bekannt. Mit dem Vorsteuerventil 63c kann ein Hochdruck und mit dem Vorsteuerventil 66 ein Niederdruck eingestellt werden. Mittels des Magnetventils 67 erfolgt die Umstellung auf die beiden Vorsteuerstufen. Das Lösen und Spannen der Spannvorrichtung 10c erfolgt in gleicher Weise, wio dies anhand des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 beschrieben worden ist. Bei der Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck bzw. umgekehrt laufen die gleichen Vorgänge ab, wie sie anhand von Fig.3 dargestellt worden sind. Bei der Umschaltung von Niederdruck auf Hochdruck erfolgt in den Steuerleitungen 2,2', 2" sowie in den Zuleitungen 3, 3' ein Druckaufbau, wodurch die Kolben 39c und 49c jeweils nach rechts belastet bzw. verschoben werden. Das Schaltglied 45c bleibt dadurch bedampft. Wird ein niederer Spanndruck eingestellt, wird zunächst der Schaltkolben 39c, wie oben beschrieben, infolge des Druckabfalles in den Steuerleitungen 2, 2', 2" und den Zuleitungen 3,3' durch den Steuerkolben 49c nach links verschoben, so daß das Schaltglied 45c entdämpft und das Schaltsignal abgegeben wird. Der Schaltkolben 39c wird wieder kurz vor Erreichen des Druckausgleichs infolge des Kräfteungleichgewichts nach rechts verschoben. Das Schaltglied 45c wird dann wieder durch das Betätigungsglied 44c bedämpft.

Sobald im Hydrauliksystem ein Druckeinbruch erfolgt, wird er mittels der Überwachungseinrichtung 37c erfaßt, die in der anhand von F i g. 1 beschriebenen Weise die Spannvorrichtung 10c augenblicklich abschaltet.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 5 wird ein proportional gesteuertes Druckminderventil 25c/ verwendet, mit dem verschiedene Spanndrücke eingestellt werden können. Die übrige Ausbildung der Hydrauliksteuerung entspricht der Ausführungsform gemäß F i g. 1. Zur Steuerung des Druckminderventils 25c/ dient ein Proportionalmagnet 68, mit dem das Druckminderventil 25c/elektrisch auf beliebig viele Spanndrücke eingestellt werden kann. Eine solche Ausbildung eines Druckminderventils mit Proportionalmagnet ist wiederum für sich bekannt. Der Proportionalmagnet 68 ist im Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß er gegen die mit Steuerdruck beaufschlagte Seite des Vorsteuerventils 63c/ arbeitet. Das Spannen und Lösen der Spannvorrichtung 10c/erfolgt auf gleiche Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Wenn der Spanndruck mittels des Druckminderventils 25c/erhöht wird, steigt der Druck in den Steuerleitungen 2,2', 2" und in den Zuleitungen 3,3' an, so daß der Steuerkolben 49c/ der Steuervorrichtung 48c/ so weit nach rechts gegen die Kraft der Feder 50c/ verschoben wird, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Außerdem wird der Schaitkoiben 39d der Schaltvorrichtung 38c/ auf seiner Sinken Kolbenfläche 56c/ beaufschlagt, so daß er in seiner rechten Endstellung verbleibt, in der das Schaltglied 45c/ vom Betätigungsglied 44c/bedämpft ist.

Wenn der Spanndruck auf ein niedrigeres Niveau eingestellt werden soll, tritt in den Steuerleitungen 2,2' und in den Zuleitungen 3,3' ein Druckabfall ein, so daß, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2, der Schaltkolben 39c/ nach links verschoben wird und das Betätigungsglied 44c/vom Schaltglied 45c/ abhebt Dieses gibt dann das Schaltsignal ab. Der Schaltkolben 39c/ wird kurz vor Erreichen des Druckausgleiches infolge des Kräfteungleichgewichts in seine rechte Endlage verschoben, wodurch das Schaltglied 45c/ wieder bedämpft wird. Dann ist die Überwachungseinrichtung 37c/, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, wieder selbsttätig an den neuen Spanndruck angepaßt

ί3

worden

Die Überwachungseinrichtung 37d arbeitet bei Störungen im Hydrauliksystem in gleicher Weise, wie dies anhand des Ausführungsbeispieles gemäß F i g. 1 erläutert worden ist Sobald also in den Leitungen 3,3', 4,4', 26 oder 23 ein Bruch auftritt oder ein Stromausfall am Pumpenantriebsmotor 21 d eintritt, wird der Druckabfall im Hydrauliksystem mittels der überwachungseinrichtung 37d feinfühlig erfaßt und das Schaltsigna] augenblicklich abgegeben, so daß die Anlage oder die Maschine abgeschaltet wird.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die Steuervorrichtung einen Sollwertspeicher, anhand dessen die Drucküberwachung im Hydrauliksystem erfolgt Sobald der Sicherheitsdruck py im Hydrauliksystem, wie anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele beschrieben, unterschritten wird, tritt die Steuervorrichtung in der beschriebenen Weise in Funktion. Die Sollwertstellung der Steuervorrichtung bildet sich bei sämtlichen beschriebenen Ausführungsbeispielen erst dann, wenn die Anschlagstellung des Spannkolbens erreicht ist Wird der Spanndruck verringert, dann stellt sich die Steuervorrichtung automatisch auf den neuen Spanndruck ein, wie oben beschrieben worden ist Es wird somit von der Steuervorrichtung der jeweils vorgesehene Sollwert selbsttätig gespeichert anhand dessen die Drucküberwachung im Hydrauliksystem durchgeführt wird. Wird bei den beschriebenen Ausführungsformen jedoch von einem niederen auf einen höheren Spanndruck umgestellt dann bleibt die Schaltvorrichtung in der Schaltstellung, das heißt das Schaltglied bleibt bedämpft Es erfolgt dadurch kein Schaltsignal, das anzeigt, daß der neue, höhere Mindestspanndruck auch tatsächlich erreicht worden ist. F i g. 6 zeigt nun eine besonders vorteilhafte Ausführungsform, bei der auch beim Hochschalten auf einen höheren Spanndruck ein Schaltsignal zuverlässig erzeugt wird, so daß einwandfrei festgestellt werden kann, ob der erhöhte Mindestspanndruck auch tatsächlich erreicht worden ist. Die Ausführungsform gemäß F ι g. 6 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform nach F i g. 2. Lediglich das Wegeventil 32e ist anders ausgebildet Im Unterschied zur Ausführungsform nach F i g. 2 hat das Wegeventil 32e drei Schaltstellungen. In der gezeichneten Stellung nimmt das Wegeventil 32e die Spannstellung b ein, in der die Spannvorrichtung 1Oe in der beschriebenen Weise gespannt wird. Der Schaltkolben 39e nimmt seine rechte Endlage ein, in der das Schaltglied 45e bedämpft ist Der Steuerkolben 49eder Steuervorrichtung 48e nimmt seine dem jeweiligen Sollwert entsprechende Lage ein. Zum Lösen der Spannvorrichtung 1Oe wird das Wegeventil 32e in die entsprechende Lösestellung a umgeschaltet, wodurch in der beschriebenen Weise das eingespannte Werkstück Hefreigegeben werden kann. Wenn nun von e^;nem niederen Spanndruck auf einen höheren Spanndruck umgestellt werden soll, dann wird das Wegeventil 32e in seine Mittelstellung 0 verstellt, in der die Zuleitung 2 keine Leitungsverbindung mehr mit dem Zyünderraum 33e der Spannvorrichtung 1Oe hat. Dadurch wird zunächst nicht der Spannkolben 13e verstellt, sondern über die Steuerleitung 2' und 2" der Steuerkolben 49e auf seiner linken Seite mit dem neuen Spanndruck beaufschlagt. Der Steuerkolben 49e wird dadurch entsprechend dem neuen Sollwert gegen die Kraft der Feder 5Oe so weit nach rechts verschoben, bis Kräftegleichgewicht zwischen dem neuen Spanndruck und der Federkraft herrscht. Da die Zuleitung 3 im wesentlichen drucklos ist, ist der Schaltkolben 39e auf seiner linken Kolbenfläche 56e ebenfalls im wesentlichen drucklos. Dadurch kann der Schaltkolben 39e nach links verschoben werden, da über die Steuerleitung 2" der entsprechend neue Spanndruck herrscht Das Betätigungsglied 44e hebt dadurch vom Schaltglied 45e ab, so daß das Schaltsignal erzeugt wird. Nach einer vorgegebenen Zeit wird dann das Wegeventil 32e selbsttätig auf die Spannstellung b umgeschaltet was beispielsweise durch ein Zeitglied vorgenommen werden kann. Dann erfolgt in der anhand von F i g. 2 bzw. F i g. 1 beschriebenen Weise der Spannvorgang. Nach dem Umschalten des Wegeventils 32e kann das Hydraulikmedium in den Zyünderraum 33e gelangen und den Spannkolben 13e nach rechts in seine Spannstellung verschieben. Über die Zuleitungen 3,3' erfolgt dann im Schaltzylinder 41 e der Schaltvorrichtung 38e ein Druckaufbau. Sobald der auf die linke Kolbenfläche 56e des Schaltkolbens 39e wirkende Druck den Sicherheitsdruck P₃- überschreitet wird der Schaltkolben 39e infolge der verschieden gro-Ben Kolbenflächen 56e, 47e nach rechts verschoben, so daß das Betätigungsglied 44e das Schaltglied 45e bedämpft Dadurch wind das Schaltsignal erzeugt und angezeigt daß de vorgegebene Mindestspanndruck erreicht ist.

Die verschiedenen Störungsfälle im Hydrauliksystem werden auf die gleiche Weise von der Überwachungseinrichtung 37e erkannt, wie dies anhand der vorigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 ist das Wegeventil 32e notwendig, um die Spannvorrichtung 1Oe während des Einstellens der Steuervorrichtung 48e auf den neuen Solldruck von der Spannvorrichtung zu trennen.

F i g. 7 zeigt nun eine Ausführungsform, bei der eine solche Trennung der Steuervorrichtung 48/ von der Spannvorrichtung 10/ während des Umstellens auf einen neuen Spanndruck nicht erforderlich ist. Dadurch kann wieder das anhand der F i g. 1 bis 5 beschriebene Wegeventil 32/verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel ist ein Druckminderventil 25/mit einem Proportionalmagneten 68/dargestellt. Anstelle eines solchen proportionalgesteuerten Druckminderventils kann aber auch ein vorgesteuertes Druckminderventil verwendet werden. Die Ausführungsform gemäß F i g. 7 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß F i g. 5. An die Leitung 23 vom Rückschlagventil 24 zum Druckminderventil 25/ist eine Steuerleitung 69 angeschlossen. Die Vorsteuerstufe des Proportionalmagneter. 68/ arbeitet in an sich bekannter Weise mit primärer Steueröl-Versorgung. Dadurch fließt Hydraulikmedium in einem vorgegebenen Druck zu einem Anschluß 71 der Überwachungseinrichtung 37/ An ihn ist die Steuerleitung 2" angeschlossen, so daß im Zylinderraum 52/der Steuervorrichtung 48/ und auf der rechten Kolbenfläche 47/ des Schaltkolbens 39/ der Schaltvorrichtung 38/ der durch den Proportionalmagneten 68/vorgegebene Solldruck herrscht. Über den Proportionalmagneten 68/ kann somit jeder gewünschte Sollwert in der Steuervorrichtung 48/und damit auch in der Schaltvorrichtung 38/ eingestellt werden. In der Zuleitung 2 wird der Hydraulikdruck durch das Druckminderventil 25/ eingestellt. Mit dieser Ausführungsform wird ebenfalls ein Schaltsignal erzeugt, wenn von einem niederen auf einen höheren Schaltdruck umgestellt wird und der neue Mindestspanndruck erreicht wird. Wenn auf einen höheren Spanndruck umgestellt wird, dann bildet sich in den Steuerleitungen 69 und 2" sofort der neue Solldruck aus, wodurch der Schaltkolben 39/ nach links bewegt und

15 16

dadurch das Schaltglied 45/entdämpft wird. Dadurch ist ehe des Ventilkolbens des Druckminderventils 25/resulder für den neuen Spanndruck erforderliche Solldruck tierende Druck. Bei einer solchen Ausbildung mit ervorgegeben. Beim anschließenden Spannen der Spann- niedrigtem Sicherheitsdruck /J₃- können nun die beiden vorrichtung 10/baut sich da. αϊ in den Zuleitungen 2,3,3' Kolbenflachen 56i 47/des Schaltkolbens 39/gleich groß ein Druck auf. Sobald der auf die linke Kolbenfläche 56/ 5 sein, so daß auf die zusätzliche Kolbenstange verzichtet des Schaltkolbens 39/wirkende Druck den Sicherheits- werden kann, wodurch der konstruktive Aufbau dieser druck p3· überschreitet, wird der Schaltkolben 39/infol- Vorrichtung vereinfacht wird. Da nunmehr beide KoI-ge der unterschiedlich großen Kolbenflächen 47i 56/ benflächen gleich groß sind, wird der Sicherheitsdruck wieder nach rechts verschoben, so daß das Betätigungs- P₃- wieder auf eine Höhe angehoben, die der Höhe des | glied 44/das Schaitglied 45/bedämpft und das Schaltsi- 10 Sicherheitsdruckes p₃· gemäß den Ausführungsfcrmen § gnal erzeugt wird. Damit wird angezeigt, daß der neue, nach den F i g. 1 bis 6 entspricht. Somit kann auch mit erhöhte Mindestspanndruck in der Spannvorrichtung einem proportional- und vorgesteuerten Druckminderauch erreicht worden ist Die Funktionsfähigkeit des ventil die vorteilhafte Abschaltung mittels der Steuer-Proportionalmagneten 68/ wird beispielsweise elek- vorrichtung 48/zuverlässig durchgeführt werden,
irisch oder elektronisch überwacht Zwischen der Lei- 15 F i g. 9 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlitung 23 und dem Proportionalmagneten 68/sitzt in der chen der Ausführungsform gemäß F i g. 7 entspricht. Steuerleitung 69 ein Mengenbegrenzer 72. Der Proportionalmagnet 6Sg des Druckminderventils

Die Ausführungsform nach F i g. 7 arbeitet sehr emp- 25^ wird bei dieser Ausführung jedoch nicht mehr elek-

findlich. Die Steuervorrichtung 48/dient nicht nur zur trisch oder elektronisch, sondern ausschließlich hydrau-

Steuerung der Schaltvorrichtung 38i sondern auch als 20 lisch überwacht Dadurch kann der mit der elektrischen

Dämpfungseinrichtung, mit der Spannungsspitzen in oder elektronischen Überwachung zusammenhängende

der Steuerleitung 69 bzw. 2" aufgefangen werden kön- Mehraufwand vermieden werden. Die Steuerleitung

nen. Im übrigen arbeitet die Überwachungseinrichtung 69g mündet entsprechend der Steuerleitung 2', 2" ge-

37/auf gleiche Weise, wie dies anhand der Ausführungs- maß den F i g. 1 bis 6 in den Zylinderraum 52g· der Steu-

formen nach den F i g. 1 bis 5 beschrieben worden ist 25 ervorrichtung 48g. Diese Ausführungsform arbeitet

Anstelle des beschriebenen Proportionalmagneten zum Lösen und Spannen der Spannvorrichtung tOg auf

6Sf, mit dem der Spanndruck stetig verändert werden gleiche Weise wie die Ausführungsform gemäß F i g. 7.

kann, können auch zwei oder mehrere manuell einstell- Sollte nun der Proportionalmagnet 68g ausfallen, findet

bare Vorsteuerstufen für ein Druckminderventil vorge- ein Druckabfall in der Steuerleitung 69g statt und das i

sehen sein, die über das Hochdruck- und Niederdruck- 30 Rückschlagventil 54g schließt. Dadurch bleibt der Soll-

ventil, wie es beispielsweise in F i g. 4 dargestellt ist, an- wert, der in der Steuervorrichtung 48g gespeichert ist,

gewählt werden. aufrechterhalten, daß heißt die rechte Kolbenfläche 47g &

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 bis 6 des Schaltkolbens 39g bleibt über die Steuerleitung 2" § wird der Sollwert, der in der Steuervorrichtung 48 ge- mit dem Solldruck beaufschlagt. Mit dem Ausfall des speichert wird, von dem in der Leitung 2 herrschenden 35 Proportionalmagneten 68g fällt auch das Druckminder-Arbeitsdruck abgeleitet Dadurch hängt die Höhe des ventil 25g aus, so daß in den Zuleitungen 2,3 und 3' ein Sicherheitsdruckes P₃- vom Verhältnis der Flächen A Druckabfall stattfindet Sobald bei diesem Druckabfall und A —x des Schaltkolbens 39 sowie der Kraft F_F der der Sicherheitsdruck P₃-- unterschritten wird, wird der Schaltfeder 40 ab. Bei der Ausführungsform gemäß Schaltkolben 39g vom Steuerkolben 49g nach links ver-F i g. 7 wird der Sollwert, der in der Steuervorrichtung 40 schoben, so daß das Betätigungsglied 44g vom Schalt-48/gespeichert wird, nicht vom Arbeitsdruck abgeleitet, glied 45g· abhebt und das Schaltsignal erzeugt wird. Dasondern von der Vorsteuerstufe des Proportionalma- durch wird zuverlässig der Ausfall des Proportionalmagneten 68/ Der Druck in der Vorsteuerstufe ist um ei- gneten 68g angezeigt.

nen konstanten Wert kleiner als der in der Leitung 2 Die gleichen Schaltvorgänge erfolgen sinngemäß,

herrschende Arbeitsdruck bei stationären Betriebsbe- 45 wenn der Mengenbegrenzer 72 in der Steuerleitung 69

dingungen. Diese Druckverminderung hängt von der schließen sollte, beispielsweise durch Verschmutzung.

Kraft der Feder 73 des Druckminderventils 25/ab. Der Auch in diesem Fall findet ein Druckabfall in der Steuer-

vom Proportionalmagneten 68/ erzeugte variable leitung 69g statt, wodurch das Rückschlagventil 54g

Druck, der auf den (nicht dargestellten) Kolben des schließt und über die Steuervorrichtung 48g zunächst

Druckminderventils 25/wirkt, hat gleiche Wirkrichtung 50 der Solldruck in der Schaltvorrichtung 38gder Überwa-

wie die Kraft der Feder 73. Aus diesem Grunde ist der chungseinrichtung 37g aufrechterhalten bleibt In der

vom Proportionalma^neten erzeugte hydraulische beschriebenen Weise findet dann auch am Druckmin-

Druck um einen dem Betrag der Federkraft entspre- derventil 25g der Druckabfall statt, so daß nach Unter-

chenden Druckwert erniedrigt. Der in der Steuervor- schreiten des Sicherheitsdruckes p_r in den Leitungen 2,

richtung 48/zu speichernde Sollwert des Druckes ist aus 55 3,3' der Schaltkolben 39g nach links verschoben wird,

diesem Grunde um dem durch die Federkraft verringer- Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 9 ist die Entla-

ten Druckwert im Vergleich zu den Ausführungsformen stungsleitung 70g zur Steuerleitung 69g durch einen

nach den F i g. 1 bis 6 erniedrigt. Der Sicherheitsdruck Stopfen 74 versperrbar. Außerdem ist über eine zusätz-

ist somit niedriger als der beim Ausführungsbeispiel ge- liehe Leitung 75 die Entlastungsleitung 70g über einen

maß F i g. 1 beschriebene Sicherheitsdruck p₃·. Für den 60 wahlweise schließbaren Stopfen 76 mit einer Rückführ-

erniedrigten Sicherheitsdruckp₃" gemäß Fig. 7 gilt fol- leitung 5' verbunden, die an die Tankleitung 5 ange-

gende Beziehung: schlossen ist. Wird nun mit dem Proportionalmagneten

(A -x\ (n - 'ϊ + F ®*^g ^au^ ^e'^nen niederen Druck umgestellt, dann äußert

Py, = - ^X'W2 P)Tt¹F sich dies zunächst in einem Druckabfall in der Steuerlei-

Λ 65 tung 69g; Das Rückschlagventil 54g schließt, so daß die

Steuervorrichtung 48g noch auf dem vorigen, höheren

Hierbei bedeutet P₂ der Arbeitsdruck in der Zuleitung Sollwert bleibt. Das Druckminderventil 25g stellt sich

2 und p'der aus der Kraft der Feder 73 auf die Steuerflä- nun entsprechend der Einstellung des PiOportionalma-

17

gneten 68^ auf den niederen Druck ein, so daß der Arbeitsdruck in den Leitungen 2,3 und 3' abfällt Dadurch nimmt der auf die linke Kolbenfläche 56^des Schaltkolbens 39g wirkende Druck ab. Da die Steuervorrichtung 4Sg noch auf den ursprünglichen, höheren Wert eingestellt ist, wird nun der Schaltkolben 38g vom Steuerkolben 4&g nach links verschoben. Sollte das hierbei aus dem Zylinderraum S2g der Steuervorrichtung 4Sg austretende Hydraulikmedium noch nicht ausreichen, um den Zylinderraum auf den neuen Sollwert zu entlasten, wird der Schaltkolben 39g- so weit nach links verschoben, daß die Verbindung zur Entlastungsleitung 75 geöffnet wird. Somit kann aus dem Zylinderraum 52g über die Steuerleitung 2' über die Entlastungsleitung 75 öl durch den Stopfen 76 und die Rückführieitung 5' mit höherem Druckgefälle in die Tankleitung 5 abströmen, als dies bei einem Abströmen über die Entlastungsleitung 70g der Fall wäre. Aus diesem Grunde ist hierbei der Stopfen 74 geschlossen, so daß das überschüssige Hydraulikmedium durch den Stopfen 76 zum Tank 30g strömen kann. Der Schaltkolben 39^ wird kurz vor Erreichen des Druckausgleichs nach rechts verschoben, wobei er die Verbindung zur Entlastungsleitung 75 schließt und das Schaltglied 45g bedämpft. Durch die beschriebene Ausbildung kann sich somit die Schaltvorrichtung 4Sg sehr rasch bei Druckabsenkung auf den jeweils neuen, niedrigeren Sollwert einstellen.

Wird nun von einem niederen auf einen höheren Spanndruck umgeschaltet, dann erfolgt der Druckaufbau in der Steuerleitung 69g über das Rückschlagventil 54g im Zylinderraum 52g. Dadurch wird der Schaltkolben 39g über die Steuerleitung 2" nach rechts verschoben, da der Druckaufbau in den Zuleitungen 2, 3, 3' langsamer erfolgt als in der Steuerleitung 69^·. Das Betätigungsglied 44^ hebt dadurch vom Schaltglied 45g ab, das das Schaltsignal erzeugt. Wenn nun der Druckaufbau in den Zuleitungen 2, 3, 3' entsprechend dem neu eingestellten Druckwert erfolgt, wird der Schaltkolben 39g kurz vor Erreichen des Druckausgleiches nach rechts verschoben, so daß das Schaltglied 45g wieder bedämpft wird.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Werkstück 11 jeweils innen gespannt worden. Hierzu muß der Spannkolben 13 nach rechts verschoben werden. Die Überwachungseinrichtung kann auch beim Außenspannen der Werkstücke eingesetzt werden. In diesem Fall wird dei Spannkolben 13 nach links verschoben, so daß der Spannhebel 19 nach rechts geschwenkt wird und das Werkstück spannt. Die Wegeventile zur Steuerung der Löse- und Spannvorgänge müssen dann entsprechend in das Hydrauliksystem eingebaut werden. An der grundsätzlichen Funktionsweise der Überwachungseinrichtung ändert sich dadurch aber nichts. Beim Spannvorgang wird hierbei der Schaltkolben 42 auf der Kolbenfläche 46 mit Spanndruck beaufschlagt, so daß der Schaltkolben 42 und damit auch der Schaltkolben 39 in die rechte Einstellung verschoben werden.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen ist die Überwachungseinrichtung unmittelbar, das heißt ohne Zwischenschaltung von Störgliedern, wie Drosseln, Ventile und dergleichen, an die den Arbeitsdruck aufweisenden Leitungen 2, 3,4 angeschlossen. Dadurch ist eine absolute Gewähr dafür gegeben, daß im Störungsfalle ein Fehler im Hydrauliksystem zuverlässig angezeigt wird.

65 Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung des hydraulischen Arbeitsdruckes eines Verbrauchers, vorzugsweise einer Spannvorrichtung einer Werkzeugmaschine, mit mindestens einem in einer Zuleitung von einem Hydraulikaggregat zum Verbraucher liegenden Druckregelventil zur Einstellung des jeweiligen Arbeitsdruckes und mit einer in der Zuleitung angeordneten Schaltvorrichtung, die einen Schaltkolben aufweist, der mit einem Schaltglied zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schaltvorrichtung (38, 38a, 386, 38e, 3Sf, 38g) eine Steuervorrichtung (48,48a, 48b, 48e, 48/; 48g) angeschlossen ist, die mit ihrem einen Anschluß über eine Sfjuerleitung (2', 2") mit der Zuleitung (2) und mit ihrem anderen Anschluß über eine Zuleitung (5') an eine Rückführleitung (5) vorn Verbraucher (10, 10a

,bis 10g) zum Hydraulikaggregat (20, 20a, 20Z>; verbunden ist und die bei Unterschreiten eines vorgegebenen Hydraulikdruckes den Schaltkolben (39, 39a, 39c, 39c/, 39e, 39f, 39g) zur Auslösung eines Schaltsignals verschiebt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (48, 48a, 4Sd) einen Steuerkolben (49, 49a, 49c, 49d) aufweist, der durch den Arbeitsdruck bzw. einen Steuerdruck gegen Federkraft verschiebbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48,48a, 49d) ein in Richtung auf die Steuervorrichtung öffnendes Rückschlagventil (54,54a, 54c, 54d) sitzt

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2") im Bereich zwischen dem Rückschlagventil (54,54a, 54c 54d) und der Steuervorrichtung (48, 48a, 4Sd) mit der Schaltvorrichtung (38,38a, 38er,! leitungsverbunden ist.

5. Einrichtung mit einem unterschiedlich große Kolbenflächen aufweisenden Schaltkolben, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die größere Kolbenfläche (56,56a, 56c, 5Sd) mit Arbeitsdruck und die kleinere Kolbenfläche (47,47a, 47c, 4Td) mit einer von der Steuervorrichtung (48, 48a, 4Sd) erzeugten Steuerkraft beaufschlagbar ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (50,50a, 5Od) der Steuervorrichtung (48, 4Sa, 4Sd) derart dimensioniert ist, daß sie bei maximalem Arbeitsdruck noch einen Vorspannweg aufweist.

7. Einrichtung mit einer eine Schaltfeder aufweisenden Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (40) derart dimensioniert ist, daß ihre Federkraft bei einem minimalen Arbeitsdruck kleiner ist als die ajs den unterschiedlich großen Kolbenflächen (47, 56; 47a. 56a; 47c, 56c,- 47c/, 5Sd) des Schaltkolbens (39,39a, 39c, 39d) sich ergebende Kraftdifferenz.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48,48a, 4Sd) in den durch die kleinere Kolbenfläche (47,47a, 47c, 4Td) begrenzten Zylinderraum der Schaltvorrichtung (38, 38a, 3Sd) mündet.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48, 48a, 4Sd) zur Überbrükkung des Rückschlagventils (54, 54a, 54c, 54d) eine Umgehungsleitung (59) aufweist

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß in der Umgehungsleitung (59) eine Düse (60) sitzt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Steuerleitung (2') der Steuervorrichtung (48) im Bereich zwischen dem Rückschlagventil (54) und der Zuleitung (2) durch eine Entlastungsleitung (70) mit einem Anschluß der Schaltvorrichtung (38) verbunden ist der bei Arbeitsdruck durch den Schaltkolben (39) geschlossen ist

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (2') und die Zuleitung (5') der Steuervorrichtung (48, 48a, 4Sd) im Bereich zwischen dem Wegeventil (32, 32a) und dem Druckregelventil (25, 25a bis 25d) an die Zuleitung (2) und an die Rücklaufleitung (5) angeschlossen sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (32e) ein Dreistellungsventil ist, das in einer Mittelstellung die Zuleitung (2) zum Verbraucher (1Oe) sperrt und eine Leitungsverbindung zur Steuervorrichtung (37e) herstellt.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckminderventil (25f) durch einen Proportionalmagneten (6Sf) steuerbar ist, und daß der Proportionalmagnet über eine Steuerleitung (69) mit dem Zylinderraum (52d) der Steuervorrichtung (4Sf) und dem von der kleineren Kolbenfläche (47/? des Schaltkolbens (39f) der Schaltvorrichtung (38/; begrenzten Zylinderraum verbunden ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß in der Steuerleitung (69) ein Mengenbegrenzer (72) sitzt.