EP0339247A1 - Hydraulic steering device for the drive control of a double-acting hydraulic cylinder - Google Patents

Abstract

In a hydraulic control device for the drive control of a double-acting hydraulic cylinder with a relatively large driving face and a relatively small counterface on its driving piston, a direction- and- motion-control valve is provided in the form of a follow-up control valve which operates with electrically controllable desired position value stipulation and mechanical actual position value feedback. The pressure supply unit provides two supply pressures PN and PH of different magnitude. A pressure-controlled pressure changeover valve is provided which switches over to high supply pressure as required if the load increases. Also provided is a face changeover valve, likewise pressure-controlled, which, after the pressure changeover valve has switched over to higher supply pressure, switches over from differential operation of the hydraulic cylinder to pressurisation on one side of its piston, on the larger piston face of the latter, or, if the requirement for propulsive force has decreased again, after the pressure changeover valve has for this reason switched back to lower supply pressure, for its part switches back to differential operation of the hydraulic cylinder. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuereinrichtung für die Antriebssteuerung eines doppelt-wirkenden Hydro­zylinders, der als Antriebselement für das Werkzeug einer Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist, mit der ein Werkstück, z.B. eine Stahlplatte einer stanzenden oder einer prägenden Kaltverformung unterwerfbar ist, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbe­stimmenden Merkmalen.The invention relates to a hydraulic control device for the drive control of a double-acting hydraulic cylinder, which is provided as a drive element for the tool of a processing machine with which a workpiece, e.g. a steel plate can be subjected to a punching or a shaping cold deformation, and with the further generic features mentioned in the preamble of claim 1.

Eine derartige Steuereinrichtung ist, in Verbindung mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung, Gegenstand der eigenen, älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 37 35 123.0, bei der als Antriebselement ein als Differentialzylinder ausgebildeter, linearer Hydro­zylinder vorgesehen ist, bei dem das Flächenverhältnis F_A/F_G seiner größeren Antriebsfläche F_A und seiner kleineren Antriebs- bzw. Gegenfläche F_G etwa 1/3 beträgt. Die Eil-Vorschub-Bewegungen des Hydrozylinderkolbens und des Werkzeuges, durch welche dieses dem Werkstück zuge­führt und das Werkstück teilweise auch bearbeitet wird, erfolgen in einem Vorschubbetrieb, in dem beide Flächen F_A und F_G des Hydrozylinderkolbens, die erstgenannte über ein Richtungs-Steuerventil, die zweitgenannte über ein druck­ gesteuertes Ventilelement eines Flächen-Umschaltventils mit Druck beaufschlagt werden. Reicht die Kraft, die der Kolben hierbei - im Differentialbetrieb - entfaltet, für eine z.B. durchstoßende Bearbeitung des Werkstückes, nicht aus, so wird das Flächen-Umchaltventil, gesteuert durch den Druck im kleineren Antriebsdruckraum des Hydro­zylinders, sobald dieser Druck einen Schwellenwert über­schreitet, der um einen vorgegebenen Betrag niedriger ist als der Höchstwert des Ausgangsdruckes des Druckver­sorgungs-Aggregates, in seine dem Last-Vorschub-Betrieb zugeordnete Stellung umgeschaltet, in der nunmehr der kleinere Antriebsdruckraum des Hydrozylinders druckent­lastet und nur noch der größere Antriebsdruckraum über das Richtungs- und Bewegungs-Steuerventil an den Druck­ausgang des Druckversorgungs-Aggregates angeschlossen ist, an dem ein hoher Druck von z.B. 200 bar bereitge­stellt wird. Damit das Flächen-Umschaltventil, wenn der Bedarf an Vorschubkraft nur wenig größer ist als diejenige Kraft, die im Differentialbetrieb maximal erreichbar ist, nicht wiederholt einfach "hin- und her"-schaltet, was in ungünstigen Fällen nicht nur den Arbeitsvorgang verzögern, sondern sogar dazu führen könnte, daß der Kolben "stehen" bliebe, ist das Flächen-­Umschalt-Ventil so gestaltet, daß es erst dann wieder auf Differentialbetrieb zurückschaltet, nachdem der Bedarf an Vorschubkraft um eine vorgegebene Sicher­heitsmarge niedriger geworden ist als die im Diffe­rential-Betrieb des Hydrozylinders maximal erzielbare Vorschubkraft.Such a control device, in conjunction with a hydraulic drive device, is the subject of its own, older, not previously published patent application P 37 35 123.0, in which a linear hydraulic cylinder designed as a differential cylinder is provided as the drive element, in which the area ratio F _A / F _{G is} its larger drive surface F _A and its smaller drive or counter surface F _{G is} about 1/3. The rapid feed movements of the hydraulic cylinder piston and the tool, by means of which the latter is fed to the workpiece and the workpiece is partially also machined, take place in a feed operation in which both surfaces F _A and F _{G of} the hydraulic cylinder piston, the former via a directional control valve , the second about a print controlled valve element of a surface switching valve can be pressurized. If the force that the piston releases here - in differential mode - is insufficient for, for example, piercing machining of the workpiece, the surface switch valve is controlled by the pressure in the smaller drive pressure chamber of the hydraulic cylinder as soon as this pressure exceeds a threshold value that is a predetermined amount lower than the maximum value of the outlet pressure of the pressure supply unit, switched to its position assigned to the load feed operation, in which the smaller drive pressure chamber of the hydraulic cylinder is now depressurized and only the larger drive pressure chamber via the direction and movement Control valve is connected to the pressure outlet of the pressure supply unit, at which a high pressure of 200 bar is provided. So that the surface switching valve, when the need for feed force is only slightly greater than the force that can be reached in differential operation, does not simply switch back and forth repeatedly, which in unfavorable cases not only delays the work process, but even could lead to the piston "stopping", the surface switch valve is designed so that it only switches back to differential operation after the need for feed force has become lower by a predetermined safety margin than that in differential operation of the Hydraulic cylinder maximum achievable feed force.

Die hydraulische Stelleinrichtung gemäß der älteren Patentanmeldung P 37 35 123.0 arbeitet insoweit zu­friedenstellend, als in zahlreichen Fällen, in denen die im Differentialbetrieb des Hydrozylinders erziel­bare Vorschubkraft annähernd ausreicht und nur in seltenen Fällen auf den Betrieb mit einseitiger Druck­beaufschlagung des Hydrozylinderkolbens umgeschaltet werden muß, günstig kurze Arbeitszykluszeiten erzielt werden. Um derartig kurze Zykluszeiten jedoch ausnutzen zu können, was insbesondere für eine Stanzbearbeitung dünner Stahlbleche von Vorteil ist und dennoch für die Bearbeitung "dickerer"Stahlbleche genügend Kraftreserven zur Verfügung zu haben, muß das Flächenverhältnis des Hydrozylinders relativ groß gewählt werden, was aber zur Folge hat, daß, wenn das Flächen-Umschaltventil angesprochen hat, eine entsprechend große Steigerung der nunmehr erzielbare Vorschubkraft erzielt wird, die, noch während das Werkzeug durchstoßen wird, schon zu einer erheblichen Beschleunigung des Hydrozylinder­kolbens führen kann, die danach durch Zurückschalten des Flächen-Umschaltventils in dessen dem Differential­betrieb des Hydrozylinders zugeordnete Funktionsstellung wieder aufgefangen werden muß, was zu erheblichen Stößen führen kann, dies um so mehr, je "leichter" das Werkzeug das Werkstück durchstoßen konnte und demgemäß ein "Durchgehen" des Antriebszylinders eintreten kann, bevor dieser durch das Zurückschalten auf Differentialbetrieb wieder abgefangen wird.The hydraulic actuating device according to the older patent application P 37 35 123.0 works satisfactorily insofar as, in numerous cases in which the feed force achievable in the differential operation of the hydraulic cylinder is approximately sufficient and only in rare cases has to be switched over to the operation with one-sided pressurization of the hydraulic cylinder piston, it is advantageously short Working cycle times can be achieved. In order to be able to take advantage of such short cycle times, which is particularly advantageous for punching thin steel sheets and yet has sufficient power reserves available for processing "thicker" steel sheets, the area ratio of the hydraulic cylinder must be chosen to be relatively large, but this has the consequence that when the surface switching valve has responded, a correspondingly large increase in the feed force which can now be achieved is achieved, which, even while the tool is being pierced, can already lead to considerable acceleration of the hydraulic cylinder piston, which can then be achieved by switching the surface switching valve back in Whose function position assigned to the differential operation of the hydraulic cylinder has to be absorbed again, which can lead to considerable impacts, the more, the "easier" the tool was able to pierce the workpiece and accordingly a "runaway" of the drive cylinder can occur before the latter by switching back intercepted again on differential operation.

Zwar könnte daran gedacht werden, derartige Stöße dadurch zu mildern , daß als Richtungs- bzw. Bewegungs-Steuer­ventil ein regelbares Ventil, z.B. ein für sich bekanntes Nachlauf-Regelventil verwendet wird. Dies würde jedoch als einzige Maßnahme nicht nennenswert zu einem sanfteren Ab­lauf eines Arbeitszyklus der vorgenannten Art beitragen können, selbst dann nicht, wenn ein Nachlauf-Regelventil mit mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung benutzt würde, da die Regelfrequenz eines solchen Ventils immer noch relativ klein gegen die Zeitspanne wäre, innerhalb welcher derartige Erschütterungen auftreten können und diese dadurch praktisch nicht vermeidbar wären.One could think of mitigating such shocks by using a controllable valve as a directional or movement control valve, for example a valve known per se Follow-up control valve is used. However, as the only measure, this would not be able to contribute appreciably to a gentler execution of a work cycle of the aforementioned type, not even if a follow-up control valve with mechanical position actual value feedback were used, since the control frequency of such a valve is still relatively low would be the period of time within which such vibrations can occur and would therefore be practically unavoidable.

Es könnte auch daran gedacht werden, anstelle eines Hydro­zylinders mit nur einer Antriebsfläche und einer Gegen­fläche einen solchen zu verwenden, der zwei Antriebs­flächen hat, deren eine zur Steigerung bzw. Ab­schwächung der Vorschubkraft zuschalt- bzw. abschaltbar ist und die Druckbeaufschlagung dieser Arbeitsflächen über ein Nachlauf-Regelventil zu steuern. Dies würde jedoch eine äußerst aufwendige Gestaltung des Hydro­zylinders selbst erfordern, der dann nicht mehr als ein Standard-Aggregat ausgebildet sein könnte, zu dessen bedarfsgerechtem Einsatz lediglich eine geeignete Steuer­peripherie erforderlich ist.It could also be considered to use a hydraulic cylinder with only one drive surface and one counter surface instead of a hydraulic cylinder, which has two drive surfaces, one of which can be switched on or off to increase or decrease the feed force, and the pressurization of these work surfaces via a caster -Control control valve. However, this would require an extremely complex design of the hydraulic cylinder itself, which could then no longer be designed as a standard unit, for whose use only a suitable control periphery is required.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuereinrich­tung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß durch ihren Einsatz in Kombination mit einem einfachen Differentialzylinder als Antriebselement einer hydrau­lischen Antriebsvorrichtung bei gleichwohl einfachem Gesamtaufbau ein erschütterungsarmer Betrieb derselben erzielbar ist, erforderlichenfalls auch dann, wenn die mit dem Antrieb ausgerüstete Maschine mit einer schnellen Arbeitszyklenfolge betrieben werden muß.The object of the invention is therefore to improve a control device of the type mentioned in such a way that its use in combination with a simple differential cylinder as the drive element of a hydraulic drive device with a simple overall structure, low-vibration operation of the same can be achieved, if necessary, even if with the machine equipped with the drive must be operated with a fast work cycle sequence.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merk­male (e) bis (h) gelöst.This object is achieved by the features (e) to (h) mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Durch die hiernach vorgesehene Kombination einfach realisierbarer Maßnahmen, nämlich
- Auslegung des Druckversorgungs-Aggregates dahingehend, daß Versorgungsdrücke auf verschiedenem Niveau, dem niedrigen Niveau P_N und dem höheren Niveau P_H bereit­gestellt werden,
- selbsttätige Umschaltung auf das bedarfsgerechte Versorgungs-Druckniveau mittels eines druckge­steuerten Umschaltventils, das sehr schnell um­schaltet,
- Umschaltung des Flächen-Umschaltventils jeweils erst dann, nachdem das Druck-Umschaltventil, sei es im Sinne einer Erhöhung des Versorgungs-Druckniveaus oder einer Erniedrigung des Versorgungs-Druckniveaus umgeschaltet hat, sowie
- in Kombination hiermit, stufenlos bedarfsgerechte Einstellung des im größeren Antriebsdruckraum des Antriebs-Hydrozylinders herrschenden Betriebsdruckes P_A mittels eines Nachlauf-Regelventils, das mit elektrischer Positions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitet, wird insgesamt ein weitgehend erschütterungsfreier "sanfter" Ablauf der Arbeitszyklen erzielt, da in dieser Kombination der Maßnahmen das Nachlauf-Regelventil, weil es, dank der genannten Druckumschaltung, im Ergebnis mit kleineren Verstellhüben seiner Durchfluß-Ventilelemente aus­kommt, "schneller" reagieren und damit höhere Regel­frequenzen ermöglichen kann, was wiederum der Ver­meidung ruckartiger Kolben- und Werkzeugbewegungen zugute kommt. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung vermittelt daher auch bei rascher Arbeitszyklenfolge einen komfortablen und geräuscharmen Betrieb der Maschine.Through the combination of measures that can be easily implemented, namely
Design of the pressure supply unit in such a way that supply pressures are provided at different levels, the low level P _N and the higher level P _H ,
- automatic switchover to the supply pressure level according to need by means of a pressure-controlled switchover valve that switches very quickly,
- Switchover of the area switchover valve only after the pressure switchover valve has switched, either in the sense of an increase in the supply pressure level or a decrease in the supply pressure level, and
- In combination with this, infinitely needs-based adjustment of the operating pressure P _A prevailing in the larger drive pressure chamber of the drive hydraulic cylinder by means of a follow-up control valve which works with electrical position setpoint specification and mechanical position actual value feedback, overall a largely vibration-free "gentler""The work cycle is achieved because in this combination of measures the overflow control valve, because thanks to the pressure switch mentioned, it results in smaller ones Adjustment strokes of its flow valve elements, "react faster" and thus enable higher control frequencies, which in turn helps to avoid jerky piston and tool movements. The control device according to the invention therefore conveys comfortable and quiet operation of the machine even in the case of a rapid work cycle sequence.

Es kommt hinzu, daß das "Abfangen" des Antriebszylinder­kolbens in der letzten Phase der Bearbeitung des Werk­stückes in jedem Falle erst dann erfolgt, wenn auf Druckversorgung auf dem niedrigen Druckniveau P_N zurückgeschaltet ist, wodurch dieses Abfangen ebenfalls wesentlich erleichtert wird.
Geht man davon aus, daß auch die Steuereinrichtung ge­mäß der älteren Patentanmeldung, je nach Einsatzzweck, mit einem Nachlauf-Regelventil als Richtungs-Steuerventil ausgerüstet sein kann, sei es aus Gründen der einfachen Steuerbarkeit des Bewegungsablaufes bei Verwendung einer CNC-Steuerung, so ergibt sich für einen hiermit zu ver­gleichenden, zur Realisierung einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung erforderlichen technischen Mehraufwand lediglich noch, daß das Druckversorgungs-Aggregat auf zwei Ausgangs-Druckniveaus ausgelegt sein muß und eine Druck­umschalt-Ventilanordnung vorhanden sein muß, um diese ver­schiedenen Ausgangsdruckniveaus bedarfsgerecht ausnutzen zu können. Dieser Mehraufwand ist aber, technisch gesehen, gering, so daß die erfindungsgemäße Steuereinrichtung insoweit als "einfach" gelten kann und es werden durch diesen technischen Mehraufwand die für die Antriebsvor­richtung und die STeuereinrichtung entstehenden Kosten insgesamt nicht entscheidend erhöht, zumal der durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ermöglichte, erschütterungs­ arme Betrieb verschleißmindernd wirkt und daher ge­ringfügig erhöhten Investitionskosten deutlich er­niedrigte Betriebskosten gegenübergestellt werden können,die einen investiven Mehraufwand bei weitem überkompensieren.In addition, the "interception" of the drive cylinder piston in the last phase of the machining of the workpiece only occurs when the pressure supply is switched back to the low pressure level P _N , which also facilitates this interception.
If one assumes that the control device according to the older patent application, depending on the application, can be equipped with a follow-up control valve as a directional control valve, be it for reasons of simple controllability of the movement sequence when using a CNC control, this results For a technical additional effort to be compared with this, which is necessary to implement a control device according to the invention, only that the pressure supply unit must be designed for two output pressure levels and a pressure changeover valve arrangement must be present in order to be able to use these different output pressure levels as required. From a technical point of view, however, this additional effort is low, so that the control device according to the invention can be regarded as "simple" and the overall costs incurred for the drive device and the control device are not significantly increased by this additional technical effort, especially since it was made possible by the control device according to the invention , vibration poor operation has a wear-reducing effect and therefore slightly higher investment costs can be compared to significantly lower operating costs, which more than compensate for additional investment.

In der durch die Merkmale des Anspruchs 2 angegebenen Gestaltung ist die Druckumschalt-Ventilanordnung mittels eines einfachen Rückschlag-Ventils, das gleich­sam die Entkopplung der Druckausgänge des Druckver­sorgungs-Aggregates vermittelt und mittels eines ein­fachen druckgesteuerten 2/2-Wege-Ventils realisier­bar, für das durch die Merkmale des Anspruchs 3 eine typische Auslegung und Gestaltung als Schieber­ventil angegeben ist, das, zur Einstellung der Rück­stellkraft und Anpassung an die jeweils gewünschte Umschaltschwelle z.B. mit einer Rückstellfeder ein­stellbarer Vorspannung ausgerüstet sein kann.In the design specified by the features of claim 2, the pressure changeover valve arrangement can be realized by means of a simple check valve, which, as it were, mediates the decoupling of the pressure outputs of the pressure supply unit and by means of a simple pressure-controlled 2/2-way valve the features of claim 3, a typical design and configuration is given as a slide valve, for example, to adjust the restoring force and adapt to the desired switching threshold can be equipped with a return spring adjustable preload.

In der durch die Merkmale des Anspruchs 4 angegebenen Gestaltung eines solchen Druck-Umschaltventils kann auf einfache Weise der niedrigere Ausgangsdruck des Druckversorgungs-Aggregates zur Erzeugung der Rück­stellkraft ausgenutzt werden, die für die Einstellung der Umschaltschwelle benötigt wird.In the design of such a pressure changeover valve indicated by the features of claim 4, the lower outlet pressure of the pressure supply unit can be used in a simple manner to generate the restoring force that is required for setting the changeover threshold.

Die gemäß Anspruch 5 vorgesehene, bevorzugte Gestaltung des Druck-Umschaltventils hat den Vorteil, daß keiner­lei federelastische Rückstellelemente benötigt werden, um das Druck-Umschaltventil auf die erforderliche Druck-­Umschaltschwelle einzustellen. Es entfällt auch mindestens ein ansonsten erheblichen Belastungen ausgesetztes Ver­schleißteil.The preferred design of the pressure changeover valve according to claim 5 has the advantage that no resilient resetting elements are required to set the pressure changeover valve to the required pressure changeover threshold. There is also at least one wear part that is otherwise exposed to considerable loads.

Durch die Merkmale des Anspruchs 6 sind zum einen eine konstruktiv einfache Gestaltung des Flächen-Umschalt­ventils sowie Dimensionierungs-Vorschriften für die Aus­legung von Steuerflächen eines Steuerventilkolbens sowie der lichten Querschnittsfläche des Ventilkanals eines Sitzventils des Flächen-Umschaltventils angegeben, bei deren Beachtung eine hohe Zuverlässigkeit der Funktions-­Steuerung erzielt wird.The features of claim 6, on the one hand, provide a structurally simple design of the surface switch valve and dimensioning regulations for the design of control surfaces of a control valve piston, as well as the clear cross-sectional area of the valve channel of a seat valve of the surface switch valve, taking into account a high reliability of the function Control is achieved.

Schließlich sind durch die Merkmale der Ansprüche 7 bis 11 spezielle Auslegungen und Dimensionierungen des Druck-Um­schaltventils und des Flächen-Umschaltventils, des An­triebs-Hydrozylinders sowie des Druckversorgungs-Aggre­gates angegeben, die sich in Kombination mit der erfin­dungsgmeäßen Steuereinrichtung als besonders vorteilhaft herausgestellt haben.Finally, the features of claims 7 to 11 indicate special designs and dimensions of the pressure changeover valve and the surface changeover valve, the drive hydraulic cylinder and the pressure supply unit, which have proven to be particularly advantageous in combination with the control device according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Aus­führungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

• Fig. 1 ein Hydraulikschema einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine hydraulische Antriebs­vorrichtung mit einem Zwei-Kammer-Hydrozylinder als Antriebselement, der mittels eines Flächen-­Umschaltventils von Differential-Betrieb auf einen Betrieb mit einseitiger Druckbeaufschlagung seines Kolbens auf dessen größerer Antriebsfläche um­schaltbar ist, und
• Fig. 2 und 3 verschiedene Funktionsstellungen des Flächen-­Umschaltventils der Steuereinrichtung gemäß Figur 1 in vergrößertem Maßstab.

Further details and features of the invention result from the following description of a special exemplary embodiment with reference to the drawing. Show it:

• Fig. 1 is a hydraulic diagram of a control device according to the invention for a hydraulic drive device with a two-chamber hydraulic cylinder as the drive element, which can be switched by means of a surface switch valve from differential operation to an operation with one-sided pressurization of its piston on its larger drive surface, and
• 2 and 3 different functional positions of the surface switch valve of the control device according to Figure 1 on an enlarged scale.

Zweck der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrück­lich verwiesen sei, dargestellten, erfindungsgemäßen, ins­gesamt mit 10 bezeichneten hydraulischen Steuereinrichtung ist die bedarfsgerechte Druckbeaufschlagung und/oder -ent­lastung der Antriebsdruckräume 11 und/oder 12 eines insge­samt mit 13 bezeichneten, doppelt-wirkenden, linearen Hydrozylinders, der bei einer Stanz- oder einer Präge­maschine, allgemeiner ausgedrückt einer Bearbeitungs­maschine, mittels derer ein Werkstück 14, z.B. eine Stahl­platte, einer durchstoßenden - stanzenden - oder einer prägenden Kalt-Verformung unterworfen werden kann, als Antriebselement für das Werkzeug 16 dieser Maschine vor­gesehen ist, das im Verlauf eines Arbeitszyklus dieser Maschine eine zu dem Werkstück 14 hin gerichtete Eil­vorschub-Bewegung ausführt, durch welche das Werkzeug 16 bis in Anlage mit dem Werkstück 14 gelangt, hiernach - erforderlichenfalls unter Erhöhung der in Vorschubrichtung wirkenden Kraft und Reduzierung der Vorschub-Geschwindigkeit seine die Bearbeitung des Werkstückes 14 vermittelnde Lastvorschub-Bewegung aus­führt, und hiernach, nachdem das Werkstück 14 seine er­wünschte Verformung erfahren hat, wieder - in einer Eil-­Rückzugsbewegung - in seine am Beginn des Arbeitszyklus eingenommene - Grundstellung zurückgebracht wird, wobei diese Eil-Rückzugsbewegung wieder bei reduzierter Kraft-­Entfaltung des Antriebselements 13 jedoch unter erhöhter Bewegungs-Geschwindigkeit des Werkzeuges 16 erfolgt.The purpose of the hydraulic control device according to the invention shown in FIG. 1, to the details of which is expressly referred to, designated overall by 10, is the need-based pressurization and / or relief of the drive pressure chambers 11 and / or 12 of a double-action system, designated overall by 13 , linear hydraulic cylinder, which in a punching or embossing machine, more generally a processing machine, by means of which a workpiece 14, for example a steel plate, can be subjected to a piercing - punching - or a shaping cold deformation, as a drive element for the tool 16 thereof Machine is provided which, in the course of a working cycle of this machine, executes a rapid feed movement toward the workpiece 14, through which the tool 16 comes into contact with the workpiece 14, thereafter - if necessary, increasing the force acting in the feed direction and reducing the Feed speed Since it carries out the load feed movement mediating the machining of the workpiece 14, and after this, after the workpiece 14 has undergone its desired deformation, it is returned - in a rapid retraction movement - to its basic position assumed at the beginning of the working cycle, this rapid Retraction movement takes place again with reduced force development of the drive element 13 but with increased movement speed of the tool 16.

"Bedarfsgerecht" im vorstehend gebrauchten Sinn dieses Be­griffes soll hierbei bedeuten, daß sowohl eine weitest­mögliche Minimierung der für die Durchführung der Arbeits­zyklen erforderlichen Antriebsenergie als auch eine Mini­mierung der für die einzelnen Bearbeitungsvorgänge er­forderlichen Zykluszeiten angestrebt werden, wobei der Reduzierung der Zykluszeiten Priorität eingeräumt sei."Needs-based" in the above sense of this term is intended to mean that both the greatest possible minimization of the drive energy required to carry out the work cycles and a minimization of the cycle times required for the individual machining operations are aimed at, with priority being given to reducing the cycle times.

Der Hydrozylinder 13 sei, ohne Beschränkung der Allgemein­heit, als "stehend" angeordnet vorausgesetzt, d.h. mit vertikalem Verlauf seiner zentralen Längsachse 17 bezüg­lich eines horizontal angeordneten Maschinentisches 18, durch den ein im übrigen nicht dargestelltes Maschinen­gestell repräsentiert sein soll, an welchem, gestellfest, auch das Gehäuse 19 des Hydrozylinders 13 fest montiert ist.The hydraulic cylinder 13 is, without restriction of generality, provided as "standing", i.e. with a vertical course of its central longitudinal axis 17 with respect to a horizontally arranged machine table 18, by which a machine frame, not otherwise shown, is to be represented, on which, fixed to the frame, the housing 19 of the hydraulic cylinder 13 is also permanently mounted.

Das auf dem Maschinentisch 18 aufliegende Werkstück 14 kann mittels einer nicht eigens dargestellten Haltevor­richtung an dem Maschinentisch 18 fixierbar oder relativ zu diesem, entsprechend einer "Bearbeitungsbahn", z.B. numerisch gesteuert, verfahrbar sein.The workpiece 14 resting on the machine table 18 can be fixed to the machine table 18 by means of a holding device (not shown) or relative to it, according to a "processing path", e.g. be numerically controlled, movable.

Der Hydrozylinder 13 ist als Differential-Zylinder ausge­bildet, dessen insgesamt mit 21 bezeichneter, innerhalb des Zylindergehäuses 19 auf- und ab-verschiebbarem Kolben innerhalb der Zylinderbohrung 22 die beiden Antriebs­druckräume 11 und 12 druckdicht gegeneinander abgrenzt, durch deren ventilgesteuerte, gemeinsame oder alternative Beaufschlagung mit dem Ausgangsdruck P_N bzw. P_H eines insgesamt mit 23 bezeichneten Druckversorgungs-Aggregats und ggf. Druckentlastung je eines der beiden Antriebsdruck­räume 11 oder 12 die für die Bearbeitung des Werkstückes 14 erforderlichen Vorschub- und Rückzugs-Hübe des Kolbens 21 bzw. des Werkzeuges 16 im vorstehenden Sinne bedarfsgerecht steuerbar sind.The hydraulic cylinder 13 is designed as a differential cylinder, the piston, which is designated as 21 and can be displaced up and down within the cylinder housing 19 within the cylinder bore 22, delimits the two drive pressure spaces 11 and 12 in a pressure-tight manner by means of their valve-controlled, common or alternative action the outlet pressure P _N or P _H of a pressure supply unit designated overall by 23 and, if necessary, pressure relief of each of the two drive pressure chambers 11 or 12, the feed and retraction strokes of the piston 21 or of the tool 16 required for machining the workpiece 14 can be controlled as required in the above sense.

Das Druckversorgungs-Aggregat 23 hat einen ersten Versor­gungs-Druckausgang 24, an welchem ein relativ niedriger Versorgungsdruck P_N bereitgestellt wird, der einen typischen Wert von 60 bar habe, sowie einen zweiten Versorgungs-­Druckausgang 26, an dem ein deutlich höherer Druck P_H bereitgestellt wird, der einen typischen Wert von 180 bar hat.The pressure supply unit 23 has a first supply pressure outlet 24, at which a relatively low supply pressure P _{N is} provided, which has a typical value of 60 bar, and a second supply pressure outlet 26, at which a significantly higher pressure P _{H is} provided which has a typical value of 180 bar.

Das Druckversorgungs-Aggregat 23, auf dessen spezielle Gestaltung nachfolgend, weil als bekannt voraussetzbar, sei durch diese - beispielsweise - Auslegung als hin­reichend erläutert angesehen.The pressure supply unit 23, based on its special design because it can be assumed to be known, is regarded as sufficiently explained by this — for example — design.

Der effektive Betrag der den, gemäß der Darstellung der Fig. 1 oberen, Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 beweglich begrenzenden - größeren - Kolbenfläche 27 des Kolbens 21 des Hydrozylinders 13 ist gleich der Quer­schnittsfläche F₁ der Bohrung 22 des Zylindergehäuses 19.The effective amount of the, according to the representation of FIG. 1, upper drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 movably limiting - larger - piston area 27 of the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 is equal to the cross-sectional area F 1 of the bore 22 of the cylinder housing 19th

Durch eine Beaufschlagung dieses Antriebsdruck raumes 11 mit dem Ausgangsdruck P_A(P_A= P_N oder P_H) des Druckversor­gungs-Aggregats 23 wird auf den Kolben 21 eine in Richtung des Pfeils 28 wirkende, d.h. zum Werkstück 14 hin gerich­tete Kraft K₁ ausgeübt, deren Betrag durch die Beziehung
K₁ = F₁ . P_A      (1)
gegeben ist.By applying this drive pressure chamber 11 with the outlet pressure P _A (P _A = P _N or P _H ) of the pressure supply unit 23, a force K 1 acting on the piston 21 in the direction of arrow 28, ie directed towards the workpiece 14, is exerted, their amount through the relationship
K₁ = F₁. P _A (1)
given is.

Durch eine hierzu gleichzeitige oder alternative Beauf­schlagung des gemäß der Darstellung der Fig. 1 unteren Antriebsdruckraumes 12 des Hydrozylinders 13 wird auf dessen Kolben 21 eine in Richtung des Pfeils 29, d.h. in der entgegengesetzten Richtung wirkende Kraft K₂ ausgeübt, deren Betrag durch die Beziehung
K₂ = F₁ . P_H - (F₁ - F₂) . P_G = F₁ . P_H - F₃ . P_G      (2),
wobei mit P_G der Druck bezeichnet ist, der sich in Ab­hängigkeit von der wirksamen Last-Gegenkraft und dem in den größeren Antriebsdruckraum 14 eingekoppelten Betriebs­druck P_A im unteren, kleineren Antriebsdruckraum 12 ergibt, und mit F₂ die wirksame Querschnittsfläche der gegenüber der Zylinderbohrung 22, in welcher der Zylinderkolben 21 mit seiner größeren Kolbenstufe 31 der Fläche F₁ druck­dicht verschiebbar geführt ist, durch eine innere Gehäusestufe 32 abgesetzten - engeren - Bohrungsstufe 33 des Gehäuses 19 bezeichnet ist, in welcher die mit der größeren Kolbenstufe 31 fest verbundene, mit diesem z.B. einstückig ausgeführte, kleinere, stangenförmige Kolbenstufe 34 druckdicht verschiebbar geführt ist, an deren unterem, freiem Ende das Werkzeug 16 be­festigt ist.By simultaneously or alternatively acting on the lower drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13 as shown in FIG. 1, a force K 2 acting in the direction of arrow 29, ie in the opposite direction, is exerted on its piston 21, the amount of which by the relationship
K₂ = F₁. P _H - (F₁ - F₂). P _G = F₁. P _H - F₃. P _G (2),
where P _G denotes the pressure which results as a function of the effective load counterforce and the operating pressure P _A coupled into the larger drive pressure chamber 14 in the lower, smaller drive pressure chamber 12, and with F₂ the effective cross-sectional area of the cylinder bore 22, in which the cylinder piston 21 with its larger piston stage 31 of the surface F 1 is guided so as to be pressure-tight, by means of an inner housing stage 32 offset - narrower - bore stage 33 of the housing 19, in which the one with the larger piston stage 31 firmly connected, for example in one piece executed, smaller, rod-shaped piston stage 34 is slidably guided pressure-tight, at the lower, free end of the tool 16 is attached.

Mit F₃ ist der wirksame Betrag der im wesentlichen kreisringförmigen "Differenzfläche" 36 bezeichnet, auf welcher der in den unteren Antriebsdruckraum 12 einge­koppelte Druck P_G (P_N ≦ P_G < P_H) auf den Zylinder­kolben 21 im Sinne der Erzeugung der - nach oben ge­richteten - Kraft K₂ wirkt.With F₃ the effective amount of the substantially circular "differential area" 36 is referred to, on which the coupled into the lower drive pressure chamber 12 pressure P _G (P _N ≦ P _G <P _H ) on the cylinder piston 21 in the sense of generating the - upwards directed - force K₂ acts.

Wenn der Hydrozylinder 13 im Differential-Betrieb benutzt wird, d.h. wenn seine beiden Antriebsdruckräume 11 und 12 mit dem Ausgangsdruck P_N bzw. P_H des Druckversorgungs-­Aggregats 23 beaufschlagt werden, so ist die für den Zustell- und Arbeitsvorschub des Werkzeuges 16 jeweils maximal ausnutzbare Kraft K_3N bzw. K_3H, die in Richtung des zu dem Pfeil 28 parallelen Pfeils 37 wirkt, dem Betrage nach jeweils durch die Beziehungen:
K_3N = F₂ . P_N      (3)
bzw.
K_3H = F₁ . P_H - F₃ . P_G      (4)
gegeben.If the hydraulic cylinder 13 is used in differential operation, ie if its two drive pressure chambers 11 and 12 are acted upon by the outlet pressure P _N or P _{H of} the pressure supply unit 23, the maximum for the feed and work feed of the tool 16 is maximum exploitable force K _3N or K _3H , which acts in the direction of arrow 37 parallel to arrow 28, according to the amount in each case through the relationships:
K _3N = F₂. P _N (3)
respectively.
K _3H = F₁. P _H - F₃. P _G (4)
given.

Im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 ist somit als Antriebsfläche seines Kolbens 21 nur die Querschnitts­fläche F₂ seiner kleineren Kolbenstufe 34 wirksam.In differential operation of the hydraulic cylinder 13, only the cross-sectional area F₂ of its smaller piston stage 34 is effective as the drive surface of its piston 21.

Bevor im weiteren die zur Antriebssteuerung des Hydro­zylinders 13 vorgesehene Steuereinrichtung 10 anhand ihrer Funktionskomponenten in baulicher und schaltungs­technischer Hinsicht erläutert wird, sei vorab auf die wesentlichen Funktionen der Steuereinrichtung 10 einge­gangen:Before the control device 10 provided for the drive control of the hydraulic cylinder 13 is explained in terms of construction and circuit technology with reference to its functional components, the essential functions of the control device 10 are discussed in advance:

Im Eil-Vorschub, in dem das Werkzeug 16 seine - gemäß Figur 1 nach unten gerichtete - Zustellbewegung zum Werk­stück 14 hin erfährt, wird der Hydrozylinder 13 im Differentialbetrieb betrieben, wobei die Druckversor­gung zunächst über den Niederdruck-Ausgang 24 des Druck­versorgungs-Aggregats 23 erfolgt.In the rapid feed, in which the tool 16 experiences its feed movement toward the workpiece 14, which is directed downward according to FIG. 1, the hydraulic cylinder 13 is operated in differential mode, the pressure supply initially taking place via the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 .

Der in diesem Betrieb des Hydrozylinders 13 in dessen Antriebsdruckräumen 11 und 12 aufbaubare Druck reicht in Fällen, in denen das Werkstück 14 eine relativ ge­ringe Dicke hat, aus, um die für die Verformung des Werkstückes 14 erforderliche Kraft zu erzeugen, so daß dieses gleichsam im "Eilvorschub-Betrieb" bearbeitet werden kann.The pressure that can be built up in this operation of the hydraulic cylinder 13 in its drive pressure chambers 11 and 12 is sufficient in cases in which the workpiece 14 has a relatively small thickness in order to generate the force required for the deformation of the workpiece 14, so that this, as it were "Rapid feed operation" can be edited.

Bei größeren Dicken des Werkstückes, bei denen der am Niederdruckausgang 24 bereitstellbare Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 23 nicht mehr ausreicht, um die erforderliche (Stanz-) Verformung des Werkstückes 14 zu erreichen, vermittelt die Steuereinrichtung 10 durch das Ansprechen eines Druck-Umschaltventils 39 eine Um­schaltung der Betriebsdruck-Versorgung des Hydrozylin­ders 13 auf den Hochdruck-Ausgang 26 des Druckversorgungs­aggregats 23, an dem in typischer Auslegung desselben ein Druck P_H bereitstellbar ist, dessen maximaler Betrag (ca. 180 bar) wesentlich, für das Ausführungsbeispiel sei angenommen 3 mal, höher ist als der am Niederdruck­ausgang 24 des Druckversorgungsaggregats 23 bereitstell­bare Ausgangsdruck P_N, der um 60 bar betragen möge. Auch nach dem Umschalten auf die Druckversorgung auf höherem Druckniveau wird der Hydrozylinder 13 weiterhin im Differentialbetrieb, d.h. im Eil-Vorschub-Betriebsmodus, betrieben. Die für die Bearbeitung des Werkstückes 14 ausnutzbare Vorschubkraft ist nunmehr entsprechend dem Verhältnis P_H/P_N der Ausgangsdruck-Niveaus an den beiden Druckausgängen 24 und 26 des Druckversorgungs-Aggregats 23 höher.For larger thicknesses of the workpiece, at which the output pressure of the pressure supply unit 23 that can be provided at the low-pressure outlet 24 is no longer sufficient to achieve the required (punching) deformation of the workpiece 14, the control device 10 transmits a switchover by responding to a pressure changeover valve 39 Operating pressure supply of the hydraulic cylinder 13 to the high-pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23, at which a pressure P _{H can be} provided in the typical design thereof, the maximum amount (approx. 180 bar) is significantly higher, for the exemplary embodiment it is assumed 3 times higher than the output pressure P _N which can be provided at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 and which may be around 60 bar. Even after switching to the pressure supply at a higher pressure level, the hydraulic cylinder 13 continues to operate in differential mode, ie in the rapid feed mode. The feed force that can be used for machining the workpiece 14 is now higher in accordance with the ratio P _H / P _{N of} the outlet pressure levels at the two pressure outlets 24 and 26 of the pressure supply unit 23.

Reicht diese erhöhte Vorschubkraft nicht aus, um das Werk­stück 14 zu bearbeiten, mit der Folge, daß der Betriebs­druck in den Antriebsdruckräumen 11 und 12 des Hydro­zylinders 13 einen Wert überschreitet, der um einen vor­gegebenen Betrag von z.B. 20 bar geringer ist als der maximale Ausgangsdruck am Hochdruckausgang 26 des Druck­versorgungs-Aggregats 23, so spricht ein durch den im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 herrschenden Druck gesteuertes Flächen-Umschaltventil 42 an, wodurch der Hydrozylinder 13 von dem für den Eil-­Vorschub-Betrieb ausgenutzten Differentialbetrieb auf einen Last-Vorschub-Betrieb umgeschaltet wird, in welchem nur noch der, gemäß der Darstellung der Fig. 1 obere, größere Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders an den Hochdruck-Ausgang 26 des Druckversorgungsaggregats 23 an­geschlossen ist, der andere, untere, Antriebsdruck­raum 12 des Hydrozylinders 13 jedoch zu dem - drucklosen - Tank 43 des Druckversorgungs-Aggregates 23 hin druckent­lastet ist.If this increased feed force is not sufficient to machine the workpiece 14, with the result that the operating pressure in the drive pressure chambers 11 and 12 of the hydraulic cylinder 13 exceeds a value which is increased by a predetermined amount of e.g. Is 20 bar lower than the maximum outlet pressure at the high-pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23, then a surface switching valve 42, which is controlled by the pressure prevailing in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13, responds, whereby the hydraulic cylinder 13 detects the pressure required for the rapid feed. Operated differential operation is switched to a load-feed operation, in which only the larger, larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder, as shown in FIG. 1, is connected to the high-pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23, the other, lower, Drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13, however, is relieved of pressure toward the - unpressurized - tank 43 of the pressure supply unit 23.

In diesem Last-Vorschub-Betrieb ist die maximal ausnutz­bare Vorschubkraft, mit der das Werkzeug 16 angetrieben ist, durch die Beziehung (4) gegeben. Die Vorschub-­Geschwindigkeit ist gegenüber dem Eil-Vorschub-Betrieb um das Verhältnis F₂/F₁ der wirksamen Flächen F₂ und F₁ der kleineren Kolbenstufe 34 und der größeren Kolben­stufe 31 des Hydrozylinder-Kolbens 21 reduziert.In this load feed operation, the maximum usable feed force with which the tool 16 is driven is given by the relationship (4). The feed speed is reduced compared to the rapid feed operation by the ratio F₂ / F₁ of the effective areas F₂ and F₁ of the smaller piston stage 34 and the larger piston stage 31 of the hydraulic cylinder piston 21.

Sobald das Werkstück 14 bearbeitet - beim gewählten Er­läuterungsbeispiel durchstoßen - ist, was zur Folge hat, daß der Betriebsdruck P_A im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 drastisch abfällt, werden das Flächen-Umschaltventil 42, falls es zuvor angesprochen hatte, sowie das Druck-Umschaltventil 39 wieder in ihre mit dem Eil-Vorschub-Betrieb verknüpften Ausgangs- bzw. Grund­stellungen zurückgeschaltet, so daß der gleichsam "letzte" Teil des Bearbeitungshubes des Werkstückes 14 wieder im "schnellen" Eil-Vorschub-Betrieb erfolgen kann.As soon as the workpiece 14 is machined - pierced in the selected explanatory example - which has the consequence that the operating pressure P _A in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 drops drastically, this will be Surface changeover valve 42, if it had previously addressed, as well as the pressure changeover valve 39 switched back to their initial or basic positions associated with the rapid feed operation, so that the "last" part of the machining stroke of the workpiece 14 is again in the "fast" rapid feed operation can take place.

Nachdem die Bearbeitung des Werkstückes 14 erfolgt ist, wird der Hydrozylinder 13 auf Eil-Rückzugsbetrieb umge­schaltet, in welchem der als Ringraum ausgebildete kleinere Antriebsdruckraum 12 allein an den Niederdruck-Ausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregates 23 angeschlossen ist und der größere Antriebsdruckraum 11 zum drucklosen Tank 43 des Druckversorgungs-Aggregats 23 hin druckentlastet ist.After the machining of the workpiece 14 has taken place, the hydraulic cylinder 13 is switched to rapid retraction mode, in which the smaller drive pressure chamber 12, which is designed as an annular space, is connected only to the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 and the larger drive pressure chamber 11 to the pressureless tank 43 of the pressure supply unit 23 is relieved of pressure.

Die Steuerung der Zustell- und Arbeits-Hub- sowie der Rückzugsbewegungen des Hydrozylinder-Kolbens 21 bzw. des mit diesem fest verbundenen Werkzeuges 16 nach Hub und Geschwindigkeit erfolgt mittels eines elektro-hydraulischen Nachlauf-Regelventils, das in für sich bekannter Bau- und Funktionsweise mit elektrisch, z.B. Schrittmotor-gesteuer­ter Positions-Sollwert-Vorgabe und mechanischer Positions-­Istwert-Rückmeldung arbeitet. Nachlauf-Regelventile, die im Rahmen der Steuereinrichtung 10 als Hub- und Bewegungs-­Steuerventil 44 eingesetzt werden können, sind z.B. durch die DE-PS 20 62 134 oder die DE 36 30 176 A1 bekannt, auf deren Inhalt hinsichtlich Aufbau und Funktion solcher Nachlauf-Regelventile einschließlich ihrer Schrittmotor-Steuerung und elektronischen Ansteuerung desselben Bezug genommen sei.The control of the infeed and working stroke as well as the retraction movements of the hydraulic cylinder piston 21 or the tool 16, which is firmly connected to the latter, according to the stroke and speed is carried out by means of an electro-hydraulic follow-up control valve which is of known construction and function works with electrical, eg stepper motor-controlled position setpoint specification and mechanical position actual value feedback. Overrun control valves, which can be used in the context of the control device 10 as a stroke and movement control valve 44, are known, for example, from DE-PS 20 62 134 or DE 36 30 176 A1, on their content with regard to the structure and function of such overrun Control valves including their stepper motor control and electronic control of the same.

Derartige Nachlauf-Regelventile sind, ihrem grundsätzlichen Aufbau nach, als 4/3-Wege-Ventile ausgebildet, die aber mit der aus der Fig. 1 ersichtlichen hydraulischen Schaltungs-­Peripherie des Hydrozylinders 13 auch als 3/3-Wege-Ventile benutzt werden können.Such follow-up control valves are, according to their basic structure, designed as 4/3-way valves, which, however, can also be used as 3/3-way valves with the hydraulic circuit periphery of the hydraulic cylinder 13 shown in FIG. 1 .

Demgemäß kann es als ausreichend angesehen werden, wenn das Nachlauf-Regelventil 44 nachfolgend lediglich anhand seiner Funktion erläutert wird und auf die zur Erzielung dieser Funktionen geeigneten, vielfältigen Konstruktions­möglichkeiten nicht eigens eingegangen wird.Accordingly, it can be considered sufficient if the follow-up control valve 44 is only explained below on the basis of its function and the diverse design options suitable for achieving these functions are not specifically addressed.

Die bei der Steuereinrichtung 10 gemäß Fig. 1 ausgenutzten funktionellen Eigenschaften des Nachlauf-Regelventils 44 sind, mehr im einzelnen, die folgenden:

• a) durch eine Ansteuerung des Schrittmotors 46 in der einen seiner beiden möglichen Drehrichtungen, z.B. im Uhrzeiger­sinn, der in der zur Fig. 1 durch den Dreh-Richtungs­pfeil 47 veranschaulicht ist, gelangt das Nachlauf-­Regelventil 44 aus seiner dargestellten Grundstellung O, in welcher der größere Antriebsdruckraum 11 sowohl gegen die Druckausgänge 24 und 26 des Druckversorgungs-­Aggregats 23 als auch gegen dessen Tank 43 abge­sperrt ist, in seine Funktionsstellung I, in welcher der größere Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13, je nach der Funktionsstellung des Druck-Umschalt­ventils 39, entweder an den Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregats 23 oder an dessen Hochdruck-­Ausgang 26 angeschlossen, jedoch gegen den Tank 43 des Druckversorgungs-Aggregats 23 abgesperrt ist. Diese Funktionsstellung I des Nachlauf-Regelventils 44 ist dem "Vorwärts"-Betrieb des Hydrozylinders 13 zuge­ordnet, in welchem die Eil-Vorschub-Bewegung, der Arbeits-Vorschub und ggf. die Last-Vorschub-Bewe­gung des Werkzeuges 16 sowie dessen Weiterbewegung bis in seine "untere" Endstellung erfolgen. Die Ansteuerung des Schrittmotors 46 geschieht dabei inkremental, d.h. durch eine Folge 48 von Ausgangs­impulsen 49 eines - programmierbaren - elektronischen Steuergeräts 51. "Inkremental" bedeutet hierbei, daß, wann immer der Schrittmotor 46 mit einem dieser Ausgangsimpulse 49 angesteuert wird, der Anker des Schrittmotors eine Drehung um einen definiert vor­gegebenen Winkelbetrag erfährt, mit dem auch ein bestimmter Bruchteil des Hubes des Kolbens 21 des Hydrozylinders 13 verknüpft ist. Durch Vorgabe der Zahl der Impulse 49, mit denen der Schrittmotor 46 angesteuert wird und deren Frequenz ist somit der Weg einstellbar, den der Kolben 21 des Hydro­zylinders 13 bzw. das Werkzeug 16 zurücklegt, sowie die Geschwindigkeit, mit der die "Vorwärts"-­Bewegungen des Werkzeuges 16 erfolgen. Bei Gleich­heit von Soll- und Ist-Position, die mittels der,ins­gesamt mit 52 bezeichnet, mechanischen Rückmelde­einrichtung erfaßt wird, gelangt das Nachlauf-­Regelventil 44 in dessen - dargestellte - Grund­stellung O.
• b) Die Rückzugsbewegungen des Hydrozylinderkolbens 21 und des mit diesem fest verbundenen Werkzeuges 16 werden auf analoge Weise dadurch gesteuert, daß der Schrittmotor 46 mit einer Impulsfolge 53 ange­ steuert wird, durch welche eine Antriebssteuerung des Schrittmotors 46 in dem durch den Drehrich­tungspfeil 55 repräsentierten Gegenuhrzeigersinn erfolgt, wodurch das Nachlauf-Regelventil 44 in seine Funktionsstellung II gelangt, in welcher der obere, seiner Querschnittsfläche nach größere, Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 mit dem - drucklosen - Tank 43 des Druckversorgungs-Aggre­gats 23 verbunden, jedoch gegen dessen Druck-­Ausgangsseite 24,26, abgesperrt ist.
• c) Je größer, sowohl im "Vorwärts"- als auch im "Rück­wärts"-Betrieb des Hydrozylinders 13 die Abweichung des Werkzeuges 16 von seiner Soll-Position ist, desto größer ist auch der Querschnitt des Durch­fluß-Strömungspfades 54 bzw. 56, über den - in der Funktionsstellung I - die Druckeinspeisung in den Antriebsdruckraum 11 erfolgt bzw. - in der Funktionsstellung II des Nachlauf-Regelventils - ein Abströmen von Druckmedium zum Tank 43 des Druckversorgungs-Aggregats 23 hin erfolgt.
  Wann immer Gleichheit zwischen Soll- und Ist-­Position des Werkzeuges 16 gegeben ist, nimmt das Nachlauf-Regelventil 44 seine Grundstellung O ein.

The functional properties of the follow-up control valve 44 used in the control device 10 according to FIG. 1 are, more specifically, the following:

• a) by controlling the stepper motor 46 in one of its two possible directions of rotation, for example clockwise, which is illustrated in FIG. 1 by the direction of rotation arrow 47, the overrun control valve 44 comes from its illustrated basic position O, in which the larger drive pressure chamber 11 is shut off both against the pressure outlets 24 and 26 of the pressure supply unit 23 and against its tank 43, into its functional position I, in which the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13, depending on the functional position of the pressure changeover valve 39, either connected to the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 or to its high pressure outlet 26, but is shut off against the tank 43 of the pressure supply unit 23. This functional position I of the follow-up control valve 44 is assigned to the "forward" operation of the hydraulic cylinder 13, in which the rapid feed movement, the work feed and possibly the load feed movement of the tool 16 and its further movement take place into its "lower" end position. The control of the stepper motor 46 is done incrementally, ie by a sequence 48 of output pulses 49 of a - programmable - electronic control unit 51. "Incremental" means that whenever the stepper motor 46 is controlled with one of these output pulses 49, the armature of the stepper motor undergoes a rotation by a defined predetermined angular amount, with which a certain fraction of the stroke of the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 is also linked. By specifying the number of pulses 49 with which the stepper motor 46 is actuated and their frequency, the path that the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 or the tool 16 travels and the speed with which the "forward" movements are thus adjustable of the tool 16. If the target and actual positions are the same, which is detected by means of the mechanical feedback device, denoted overall by 52, the overrun control valve 44 reaches its - shown - basic position O.
• b) The retraction movements of the hydraulic cylinder piston 21 and the tool 16 firmly connected to it are controlled in an analogous manner in that the stepper motor 46 is provided with a pulse train 53 is controlled by which drive control of the stepper motor 46 takes place in the counterclockwise direction represented by the direction of rotation arrow 55, as a result of which the follow-up control valve 44 reaches its functional position II, in which the upper, cross-sectional area larger, the drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 with the - unpressurized - tank 43 of the pressure supply unit 23 is connected, but is blocked off from its pressure outlet side 24, 26.
• c) The greater the deviation of the tool 16 from its desired position, both in the "forward" and in the "backward" operation of the hydraulic cylinder 13, the greater the cross section of the flow-through flow paths 54 and 56, respectively which - in the functional position I - the pressure is fed into the drive pressure chamber 11 or - in the functional position II of the run-on control valve - there is an outflow of pressure medium to the tank 43 of the pressure supply unit 23.
  Whenever the desired and actual positions of the tool 16 are identical, the overrun control valve 44 assumes its basic position O.

Das Druck-Umschaltventil 39 ist als druckgesteuertes 2/2-­Wege-Ventil ausgebildet, das die Funktion hat, sobald der Betriebsdruck P_A im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydro­zylinders 13 einen Schwellenwert P_A1 überschreitet, der, zum Zweck der Erläuterung, zu 90 % des am Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungsaggregates 23 bereitgestellten - niedri­geren - Versorgungsdruckes P_N angenommen sei, erreicht bzw. überschreitet, aus seiner zuvor eingenommenen Sperrstellung 0 in eine Durchfluß-Stellung I umgeschaltet wird, in welcher nunmehr der Hochdruckausgang 26 des Druckversorgungsaggre­gates 23 an den Versorgungsdruck-(P)-Anschluß des Nachlauf-­Regelventils 44 angeschlossen ist.The pressure changeover valve 39 is designed as a pressure-controlled 2/2-way valve, which has the function as soon as the operating pressure P _A in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 exceeds a threshold value P _A1 , which, for the purpose of explanation, is 90% of the - lower - supply pressure P _N provided at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 is assumed, reached or exceeded, is switched from its previously assumed blocking position 0 to a flow position I in which the high pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23 is now connected to the supply pressure (P) connection of the follow-up control valve 44 is connected.

Zwischen den Versorgungsdruck-Anschluß 57 des Nachlauf-Regel­ventils 44 und dem Niederdruck-Ausgang 24 des Druckver­sorgungsaggregates 23 ist ein Rückschlagventil 58 geschaltet, das durch höheren Druck am Versorgungsdruck-Anschluß 57 als am Niederdruck-Ausgang 24 des Druckversorgungsaggregates in seiner Sperrstellung gehalten ist. Durch dieses Rückschlag­ventil 58, wird - während das Druckumschaltventil 39 seine Sperrstellung einnimmt - der am Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungsaggregates 23 bereitgestellte Betriebs­druck P_N zum Versorgungs-Druckanschluß 57 des Nachlauf-Regel­ventils 44 hin übertragen.Between the supply pressure connection 57 of the follow-up control valve 44 and the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23, a check valve 58 is connected, which is held in its blocking position by higher pressure at the supply pressure connection 57 than at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit. Through this check valve 58, the operating pressure P _N provided at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 is transmitted to the supply pressure connection 57 of the follow-up control valve 44 while the pressure changeover valve 39 is in its blocking position.

Bei Druckversorgung des Hydrozylinders 13 aus dem Hochdruck-­Anschluß 26 des Druckversorgungsaggregates 23 wird durch das Rückschlagventil 58 verhindert, daß vom Hochdruck-Ausgang 26 des Druckversorgungsaggegrates 23 zu dessen Niederdruck-­Ausgang 24 hin Druck übergekoppelt wird.When pressure is supplied to the hydraulic cylinder 13 from the high-pressure connection 26 of the pressure-supply unit 23, the check valve 58 prevents pressure from being coupled over from the high-pressure outlet 26 of the pressure-supply unit 23 to its low-pressure outlet 24.

Das Druckumschaltventil 39 ist beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Schieber-Ventil ausgebildet, in dessen Gehäuse 60 zwei Bohrungsstufen 59 und 61 unterschied­lichen Durchmessers eingebracht sind, die, ineinander über­gehend, durch eine innere, radiale Gehäusestufe 62 gegen­einander abgesetzt und durch je eine Endstirnwand 63 bzw. 64 des Gehäuses abgeschlossen sind.The pressure changeover valve 39 is designed in the special embodiment shown as a slide valve, in the housing 60 of which two bore stages 59 and 61 of different diameters are introduced, which, merging into one another, are offset from one another by an inner, radial housing stage 62 and each have an end end wall 63 or 64 of the housing are completed.

Der den insgesamt mit 66 bezeichneten Ventilschieber bildende Kolben ist mit je einem Endflansch 67 bzw. 68 in der dem Durchmesser nach kleineren Bohrungsstufe 59 bzw. in der dem Durchmesser nach größeren Bohrungsstufe 61 druckdicht ver­schiebbar geführt, wobei diese Endflansche 67 und 68 die druckdicht-beweglichen Begrenzugnen je eines Steuerdruck­raumes 69 bzw. 71 bilden, welche durch die Endstirnwände 63 bzw. 64 gehäusefest abgeschlossen sind.The piston, which is designated overall by 66, is displaceably guided with an end flange 67 and 68, respectively, in the smaller bore step 59 in diameter or in the larger bore step 61 in diameter, these end flanges 67 and 68 being movable in a pressure-tight manner Form boundaries each of a control pressure chamber 69 and 71, which are closed by the end end walls 63 and 64 fixed to the housing.

Der dem Durchmesser nach kleinere Steuerdruckraum 69 des Druck-Umschaltventils 39 ist - permanent - an den Nieder­druckausgang 24 des Druckversorgungsaggregates 23 ange­schlossen.The control pressure chamber 69 of the pressure changeover valve 39, which is smaller in diameter, is - permanently - connected to the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23.

Der dem Durchmesser nach größere Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39 ist mit dem an den größeren An­triebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 angeschlossenen Arbeits-Anschluß 72 des Nachlauf-Regelventils 44 verbunden.The control pressure chamber 71 of the pressure changeover valve 39, which is larger in diameter, is connected to the working connection 72 of the follow-up control valve 44 which is connected to the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13.

An den dem Durchmesser nach größeren Endflansch 68 schließt sich eine dem Durchmesser nach demjenigen der kleineren Bohrungsstufe 59 des Ventilgehäuses 58 entsprechende Kolben­stufe 73 an, mittels derer der Ventilschieber 66 ebenfalls in der dem Durchmesser nach kleineren Gehäusebohrung 59 druckdicht verschiebbar geführt ist. Diese Kolbenstufe 73 ist mittels eines stangenförmigen Kolben-Zwischenstückes 74 mit dem dem Durchmesser ebenfalls der kleineren Bohrungsstufe 59 entsprechenden Endflansch 67 des Ventilkolbens 66 fest ver­bunden, wobei der Kolben 66 insgesamt einstückig ausgeführt ist. Die Endflansche 67 und 68 haben jeweils zu den Endstirn­wänden 63 bzw. 64 des Ventilgehäuses 58 hinweisende, in Richtung der zentralen Längsachse 76 des Druckumschalt-­Ventils 39 gesehen, kurze Stützfortsätze 77 und 78, mittels derer der Kolben 66 in seinen den Funktionsstellungen O und I ent­sprechenden Positionen entweder an der einen, gemäß Fig. 1 "unteren" Endstirnwand 64 oder an der anderen, gemäß Fig. 1 "oberen" Endstirnwand 63 des Ventilsgehäuses 58 zentral abge­stützt ist. In spezieller Auslegung des Druckumschalt-­Ventils 69 ist die wirksame Querschnittsfläche f₂ des größeren Steuer-Endflansches 68 seines Kolbens um 10 % größer als die wirksame Querschnittsfläche f₁ des kleineren Steuer-Endflansches 67 des Ventilkolbens 66, so daß gilt:
f₂ = 1,1 f₁      (5)The diameter of the larger end flange 68 is followed by a piston stage 73 corresponding to the diameter of that of the smaller bore 59 of the valve housing 58, by means of which the valve slide 66 is also shown in FIG which is guided so that it is displaceable in a pressure-tight manner according to the smaller housing bore 59. This piston stage 73 is fixedly connected by means of a rod-shaped piston intermediate piece 74 to the end flange 67 of the valve piston 66 which also corresponds to the diameter of the smaller bore step 59, the piston 66 being embodied in one piece as a whole. The end flanges 67 and 68 each have short support projections 77 and 78, pointing towards the end end walls 63 and 64 of the valve housing 58, in the direction of the central longitudinal axis 76 of the pressure changeover valve 39, by means of which the piston 66 in its functional positions O and I corresponding positions either on the one, according to FIG. 1 "lower" end wall 64 or on the other, according to FIG. 1 "upper" end wall 63 of the valve housing 58 is supported centrally. In a special design of the pressure changeover valve 69, the effective cross-sectional area f₂ of the larger control end flange 68 of its piston is 10% larger than the effective cross-sectional area f₁ of the smaller control end flange 67 of the valve piston 66, so that:
f₂ = 1.1 f₁ (5)

Unter Vernachlässigung geringfügiger Reibungsverluste wird daher der Ventilkolben 66 in seine - in ausgezogenen Linien dargestellte - mit minimalem Volumen seines größeren Steuer­druckraumes 71 verknüpfte Grundstellung gedrängt, wenn und solange der in diesen - größeren - Steuerdruckraum 71 einge­koppelte und gleichzeitig in dem größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 herrschende Betriebsdruck P_A kleiner ist als der mit dem Wert 1,1 dividierte Wert P_N des am Niederdruck-Ausgang 24 des Druckversorgungsaggregates 23 bereitgestellten - niedrigeren - Versorrgungsdruckes P_N, der permanent in den kleineren Steuerdruckraum 69 des Druck-­Umschalt-Ventils 39 eingekoppelt ist, das heißt, wenn gilt:
P_A ≦ P_N / 1,1      (6)Neglecting slight frictional losses, the valve piston 66 is therefore pushed into its basic position - shown in solid lines - linked to the minimal volume of its larger control pressure chamber 71, if and as long as the - larger - control pressure chamber 71 is coupled into the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 and at the same time prevailing operating pressure P _{A is} smaller than the value P _N divided by the value 1.1 of the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 Provided - lower - supply pressure P _N , which is permanently coupled into the smaller control pressure chamber 69 of the pressure changeover valve 39, that is, if:
P _A ≦ P _N / 1.1 (6)

Solange der Ventilkolben 66 seine hierdurch bedingte Grund­stellung 0 einnimmt, ist ein ringspaltförmiger Eingangs­druckraum 79 des Druck-Umschaltventils 39, in den der am Hochdruckausgang 26 des Druckversorgungsaggregates 23 bereitgestellte - höhere - Versorungsdruck P_H eingekoppelt ist, gegen einen - ebenfalls ringspaltförmigen - Ausgangs­druckraum 81 des Druckumschalt-Ventils 39 abgesperrt, der an den Versorgungsdruck-Anschluß 57 des Nachlauf-Regelventils 44 angeschlossen ist.As long as the valve piston 66 assumes its basic position 0 caused thereby, an inlet pressure chamber 79 of the pressure changeover valve 39 in the form of an annular gap, into which the - higher - supply pressure P _H provided at the high pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23 is coupled, against an - also annularly shaped - outlet pressure chamber 81 des Shut off valve 39, which is connected to the supply pressure port 57 of the follow-up control valve 44.

Der Eingangsdruckraum 79 des Druck-Umschaltventils 39 ist - in der in ausgezogenen Linien dargestellten Grundstellung des Ventilkolbens 66 gesehen - gehäusefest durch die kleinere Bohrungsstufe 59 des Ventilgehäuses 58 und - axial - beweg­lich durch die einander zugewandten, kreisringförmigen, inneren Stirnflächen 82 bzw. 83 des kleineren Endflansches 67 des Ventilkolbens 66 und dessen sich an seinen größeren Endflansch 68 anschließender Kolbenstufe 73 begrenzt.The inlet pressure chamber 79 of the pressure changeover valve 39 is - seen in the basic position of the valve piston 66 shown in solid lines - fixed to the housing through the smaller bore step 59 of the valve housing 58 and - axially - movable through the mutually facing, annular, inner end faces 82 and 83 of the smaller end flange 67 of the valve piston 66 and the piston stage 73 adjoining its larger end flange 68.

Der Ausgangsdruckraum 81 des Druck-Umschaltventils 39 ist, gehäusefest, in axialer Richtung sowie radial außen durch eine in die kleinere Bohrungsstufe 59 des Ventilgehäuses 58 eingebrachte Ringnut 84 und radial innen durch die zylind­rische Mantelfläche 86 des kleineren Endflansches 67 des Ventilkolbens 66 begrenzt.The outlet pressure chamber 81 of the pressure changeover valve 39 is fixed to the housing in the axial direction and radially on the outside by an annular groove 84 made in the smaller bore 59 of the valve housing 58 and radially on the inside by the cylindrical outer surface 86 of the smaller end flange 67 of the valve piston 66.

Übersteigt der Betriebsdruck P_A im größeren Antriebsdruck­raum 11 des Hydrozylinders 13 den Wert P_N / 1,1, was der Fall sein wird, wenn das Werkzeug 16 auf das Werkstück 14 auftrifft und - im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 - der am Niederdruck-Ausgang 24 des Druckversorgungsaggre­gates 23 bereitgestellte Ausgangsdruck nicht mehr auszu­reichen "beginnt", um das Werkzeug 16 das Werkstück 14 durchstoßen zu lassen, so gelangt, weil nunmehr die Beziehung:
P_A ≧ P_N / 1,1      (7)
gilt, der Ventilkolben 66 in seine der Offen-Stellung des Druck-Umschaltventils 39 entsprechende Funktionsstellung I, in welcher die die zylindrische Mantelfläche 86 des kleineren Endflansches 67 des Ventilkolbens 66 gegen dessen kreisring­förmige, innere Stirnfläche 82 absetzende Steuerkante 87 innerhalb der lichten Weite der den Ausgangsdruckraum 81 gehäusefest begrenzenden Gehäuse-Ringnut 84 liegt und somit der - in axialer Richtung gleichsam "verschobene" - Eingangs­druckraum 79 des Druck-Umschaltventils 39 mit dessen Aus­gangsdruckraum 81 in kommunizierender Verbindung steht und damit der Hochdruck-Ausgang 26 des Druckversorgungsaggre­gates 23 an den Versorgungsdruck-Anschluß 57 des Nachlauf-­Regelventils 44 angeschlossen ist.If the operating pressure P _A in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 exceeds the value P _N / 1.1, which will be the case when the tool 16 strikes the workpiece 14 and - in the differential operation of the hydraulic cylinder 13 - the outlet pressure provided at the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 no longer "begins to suffice" in order to allow the tool 16 to pierce the workpiece 14, because the relationship:
P _A ≧ P _N / 1.1 (7)
applies, the valve piston 66 in its open position of the pressure changeover valve 39 corresponding functional position I, in which the cylindrical outer surface 86 of the smaller end flange 67 of the valve piston 66 against its annular, inner end face 82 is offset by the control edge 87 within the clear width of the Output pressure chamber 81 housing-bounding housing annular groove 84 is located and thus the - as it were "shifted" in the axial direction - input pressure chamber 79 of the pressure changeover valve 39 communicates with its outlet pressure chamber 81 and thus the high-pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23 to the supply pressure Connection 57 of the follow-up control valve 44 is connected.

Der Hydrozylinder 13 wird in dieser Funktionsstellung I des Druck-Umschaltventils 39 auf höherem Antriebs-­Druckniveau und mit entsprechend erhöhter Vorschubkraft, wenngleich - zunächst - im Differentialbetrieb - betrieben.In this functional position I of the pressure changeover valve 39, the hydraulic cylinder 13 is operated at a higher drive pressure level and with a correspondingly increased feed force, although - initially - in differential operation.

Nach einer solchermaßen erzielten Druck-Umschaltung ist die Vorschubkraft, die der Hydrozylinder 13 entfalten kann, um das Verhältnis P_H / P_N erhöht.After such a pressure changeover has been achieved, the feed force which the hydraulic cylinder 13 can develop is increased by the ratio P _H / P _N.

Reicht die im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 erzielbare Vorschubkraft nicht aus, damit das Werkzeug 16 das Werkstück 14 durchstoßen kann, so vermittelt das Flächen-Umschaltventil 42, das seiner Funktion nach als druckgesteuertes 3/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, eine Druckentlastung des kleineren, ringförmigen Antriebs­druckraumes 12, mit der Folge, daß nunmehr die gesamte Querschnittsfläche F₁ der größeren Kolbenstufe 31 zur Vorschub-Kraft-Entfaltung ausgenutzt wird und diese somit in Fällen höchster Last - große Werkstückdicke - bis auf den Wert F₁ . P_H gesteigert werden kann. In diesem Betriebs­zustand des Hydrozylinders, der durch selbsttätige Um­schaltung des Flächen-Umschaltventils 42 erzielt wird, ist dann allerdings die noch ausnutzbare Vorschub­geschwindigkeit um das Flächenverhältnis F /F₁ reduziert.If the feed force achievable in differential operation of the hydraulic cylinder 13 is not sufficient for the tool 16 to pierce the workpiece 14, the surface switch valve 42, which is designed as a pressure-controlled 3/2-way valve, provides pressure relief for the smaller one , annular drive pressure chamber 12, with the result that now the entire cross-sectional area F₁ of the larger piston stage 31 is used for the feed force development and this thus in cases of high load - large workpiece thickness - down to the value F₁. P _H can be increased. In this operating state of the hydraulic cylinder, which is achieved by automatic switching of the surface switching valve 42, the still usable feed rate is then reduced by the area ratio F / F 1.

Des weiteren erfüllt dieses Flächen-Umschaltventil 42 die Funktion, daß es, nachdem es in seine die Druckentlastung des ringraumförmigen Antriebsdruckraumes 12 des Hydro­zylinders 13 vermittelnde und dadurch die Ausnutzung einer erhöhten Vorschubkraft ermöglichende Funktionsstellung geschaltet worden war, erst dann wieder in seine erneut die Druckbeaufschlagung des ringraumförmigen Antriebs­druckraumes 12 vermittelnde Funktionsstellung zurückge­schaltet wird, nachdem der für die - z.B. durchstoßende - Bearbeitung des Werkstückes 12 erforderliche Bedarf an Vorschubkraft am Werkzeug 16 um einen definierten Mindest­betrag Δ K niedriger geworden ist als derjenige Betrag der Vorschubkraft bzw. des Betriebsdruckes in den Antriebs­druckräumen 11 und 12 des Hydrozylinders 13, durch dessen Überschreiten die Umschaltung des Flächen-Umschalt­ ventils 42 in dessen die Druckentlastung des ringraum­förmigen Antriebsdruckraumes 12 vermittelnde Stellung ausgelöst wurde.Furthermore, this surface switching valve 42 fulfills the function that after it had been switched into its functional position which mediated the pressure relief of the annular drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13 and thereby enabled the use of an increased feed force, only then again in its pressurization of the Annular drive pressure chamber 12 mediating functional position is switched back after the - for example penetrating - machining of the workpiece 12, the need for feed force on the tool 16 has become lower by a defined minimum amount ΔK than the amount of the feed force or the operating pressure in the drive pressure chambers 11 and 12 of the hydraulic cylinder 13, by exceeding it the switchover of the surface switchover valve 42 in which the pressure relief of the annular drive pressure chamber 12 mediating position was triggered.

Hierdurch wird einerseits erreicht, daß, solange wie mög­lich, eine möglichst hohe Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges 16 ausnutzbar bleibt und andererseits sicher­gestellt, daß, nachdem die Steuereinrichtung 10 im Sinne einer Erhöhung der Vorschubkraft umgeschaltet hatte, nicht "zu früh" wieder auf eine reduzierte Vorschub­kraft "zurückgeschaltet" wird, was zu unerwünschten Schwingungen und als Folge davon zu einem "Stillstand" des Werkzeuges 16 führen könnte.On the one hand, this ensures that, as long as possible, the highest possible feed rate of the tool 16 remains usable and, on the other hand, it ensures that after the control device 10 has switched over in the sense of increasing the feed force, it is not "too early" again to a reduced feed force. is switched back ", which could lead to undesired vibrations and, as a result, to a" standstill "of the tool 16.

Zur Realisierung dieser Funktionen ist das Flächen-Um­schaltventil 42 mehr im einzelnen wie folgt ausgebildet, wobei nunmehr zur Erläuterung des Flächen-Umschaltven­tils auch auf die Einzelheiten der Figuren 2 und 3 ver­wiesen sei, welche zwei mögliche Betriebsstellungen des Flächen-Umschaltventils 42 zeigen, während das Flächen-­Umschaltventil in der Figur 1 in seinem dem nicht aktivierten Zustand der Antriebsvorrichtung entsprechen­den Grundstellung dargestellt ist.In order to implement these functions, the surface switching valve 42 is designed in more detail as follows, reference being now made to the details of FIGS. 2 and 3, which show two possible operating positions of the surface switching valve 42, while the Surface changeover valve is shown in FIG. 1 in its basic position corresponding to the non-activated state of the drive device.

Das Flächen-Umschaltventil 42 umfaßt eine erste Ventil­kammer 88, welche über einen Entlastungs-Strömungspfad 89 permanent mit dem Tank 43 des Druckversorgungsaggregats 23 verbunden und dadurch drucklos gehalten ist.The area changeover valve 42 comprises a first valve chamber 88, which is permanently connected to the tank 43 of the pressure supply unit 23 via a relief flow path 89 and is therefore kept depressurized.

Diese Ventilkammer 88 ist durch eine gleichsam die eine Endstirnwand des insgesamt mit 90 bezeichneten Ventil­gehäuses bildende Stellschraube 91 dicht nach außen abge­ schlossen. Durch Verdrehen dieser Stellschraube 91 ist die Vorspannung einer Ventil-Schließfeder 92 einstellbar, die an einem Zentrierstück 93 angreift, das einen als Kugel 94 ausgebildeten Ventilkörper eines insgesamt mit 96 be­zeichneten Sitzventils gegen dessen Ventilsitz 97, d.h. in die Schließstellung dieses Sitzventiles 96 drängt, der durch den inneren, d.h. dem lichten Durchmesser nach kleineren, Rand einer ihrerseits zur Zentrierung der Ventilkugel 94 dienenden, konischen Vertiefung 98 einer Zwischenwand 99 des Ventilgehäuses 90 gebildet ist. Zwischen diesem Ventilsitz 97 und einer zentralen Ventil­kammer 101 erstreckt sich ein in die zentrale Ventil­kammer 101 mündender Ventilkanal 102. Die zentrale Ventilkammer 101 steht über eine erste hydraulische Steuerleitung 103 in ständig kommunizierender Verbindung mit dem ringraumförmigen, kleineren Antriebsdruckraum 12 des Hydrozylinders 13. Die zentrale Ventilkammer 101 ist durch die eine, dem Durchmesser nach kleinere Bohrungsstufe 104 einer insgesamt mit 106 bezeichneten Stufenbohrung des Gehäuses 90 gehäusefest begrenzt, deren dem Durchmesser nach größere Bohrungsstufe 107 am anderen Ende des Gehäuses 90 durch einen die dortige Endstirnwand des Ventilgehäuses 90 bildenden Gehäuse­deckel 108 druckdicht abgeschlossen ist.This valve chamber 88 is sealed off to the outside by an adjusting screw 91 which forms an end end wall of the valve housing, which is designated as a whole by 90 closed. By turning this set screw 91, the bias of a valve closing spring 92 is adjustable, which engages a centering piece 93, which urges a valve body formed as a ball 94 of a seat valve, generally designated 96, against its valve seat 97, ie into the closed position of this seat valve 96, which is formed by the inner, ie the clear diameter towards the smaller, edge of a conical depression 98, which in turn serves to center the valve ball 94, of an intermediate wall 99 of the valve housing 90. Between this valve seat 97 and a central valve chamber 101 extends a valve channel 102 opening into the central valve chamber 101. The central valve chamber 101 is in constant communication with the annular, smaller drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13 via a first hydraulic control line 103. The central valve chamber 101 is bounded by the one, the diameter smaller bore step 104 of a stepped bore of the housing 90, generally designated 106, whose diameter larger bore step 107 at the other end of the housing 90 is sealed pressure-tight by a housing cover 108 forming the end wall of the valve housing 90 there is.

In den beiden Bohrungsstufen 104 und 107 der Stufen­bohrung 106 ist mit je einer Kolbenstufe 109 bzw. 111 entsprechenden Durchmessers ein insgesamt mit 112 be­zeichneter Stufenkolben druckdicht verschiebbar geführt, dessen kleinere Kolbenstufe 109 eine axial-bewegliche Begrenzung der zentralen Ventilkammer 101 bildet, und dessen dem Durchmesser nach größere Kolbenstufe 111 einerseits die axial-bewegliche Begrenzung einer Ring­kammer 115 bildet, die in axialer Richtung gehäusefest durch die zwischen der kleineren Bohrungsstufe 104 und der größeren Bohrungsstufe 107 vermittelnde, ringför­mige Gehäusestufe 113 begrenzt ist,und weiter die axial-­bewegliche Begrenzung einer Steuerkammer 114 bildet, deren gehäusefeste axiale Begrenzung durch den Gehäuse­deckel 108 gebildet ist. Diese Steuerkammer 114 ist über eine zweite hydraulische Steuerleitung 116 in ständig kommunizierender Verbindung mit dem größeren Antriebs­druckraum 11 des Antriebs-Hydrozylinders gehalten.In the two bore stages 104 and 107 of the stage bore 106, a stage piston, designated overall by 112, is displaceably guided in a pressure-tight manner, each with a piston stage 109 or 111, the smaller piston stage 109 of which forms an axially movable boundary of the central valve chamber 101, and its diameter after larger piston stage 111 on the one hand forms the axially movable boundary of an annular chamber 115 which is axially fixed to the housing by the annular housing stage 113 mediating between the smaller bore step 104 and the larger bore stage 107, and further forms the axially movable boundary of a control chamber 114, the housing fixed of which axial limitation is formed by the housing cover 108. This control chamber 114 is kept in constant communication with the larger drive pressure chamber 11 of the drive hydraulic cylinder via a second hydraulic control line 116.

Der Stufenkolben 112 wird durch eine - schwach vorge­spannte - Rückstellfeder 117, die sich an der Innen­seite des Gehäusedeckels 108 abstützt, in Richtung auf die Ventilkugel 94 hin gedrängt, an der er sich in der in der Figur 1 dargestellten Grundstellung mit einem stößelförmigen, axialen Fortsatz 118 seiner kleineren Kolbenstufe 109 abstützt. Der Außendurchmesser dieses stößelförmigen Fortsatzes 118 ist deutlich kleiner als der Durchmesser des Ventilkanals 102, durch den er hin­durchtritt. Die kleinere Kolbenstufe 109 ist gegen­über der größeren Kolbenstufe 111 durch eine ringnut­förmige Einschnürung 119 abgesetzt, die von einer in die Ringkammer 115 mündenden Querbohrung 121 durch­setzt ist. Diese Querbohrung 121 steht über eine die kleinere Kolbenstufe 109 und deren stößelförmigen Fortsatz 108 in axialer Richtung durchsetzende , zentrale Längsbohrung 122 und eine oder mehrere Querbohrung(en) 123 des stößelförmigen Fortsatzes 118 in ständig kommunizie­render Verbindung mit der zentralen Ventilkammer 101.The stepped piston 112 is urged toward the valve ball 94 by a - slightly preloaded - return spring 117, which is supported on the inside of the housing cover 108, on which it rests in the basic position shown in FIG. 1 with a plunger-shaped, axial extension 118 supports its smaller piston stage 109. The outer diameter of this tappet-shaped extension 118 is significantly smaller than the diameter of the valve channel 102 through which it passes. The smaller piston stage 109 is offset from the larger piston stage 111 by an annular groove-shaped constriction 119, which is penetrated by a transverse bore 121 opening into the annular chamber 115. This transverse bore 121 is in constant communication with the central valve chamber 101 via a central longitudinal bore 122 which penetrates the smaller piston stage 109 and its plunger-shaped extension 108 in the axial direction and one or more transverse bore (s) 123 in the plunger-shaped extension 118.

Die kleinere Bohrungsstufe 104 ist, in Richtung der zen­tralen Längsachse 100 des Gehäuses 90 gesehen, in ihrem mittleren Bereich mit einer ringförmigen, radialen Er­weiterung 124 versehen, die über eine dritte Steuer- bzw. Druckversorgungsleitung 134 permanent mit dem Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungsaggregats 23 verbunden ist. Die durch den radial inneren Rand 126 der, gemäß Figur 1 oberen, der zentralen Ventilkammer 101 zugewandten Nutflanke 127 gebildete Kante bildet eine gehäusefeste Steuerkante, mit der der äußere Rand 128 der die zentrale Ventilkammer 101 begrenzenden ring­förmigen Stirnfläche 129 der kleineren Kolbenstufe 109 als bewegliche Steuerkante kooperieren kann.The smaller bore step 104, viewed in the direction of the central longitudinal axis 100 of the housing 90, is provided in its central region with an annular, radial extension 124 which is permanently connected to the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 via a third control or pressure supply line 134 . The edge formed by the radially inner edge 126 of the groove flank 127 facing the central valve chamber 101, as shown in FIG. 1, forms a control edge fixed to the housing, with which the outer edge 128 of the annular end face 129 of the smaller piston stage 109 delimiting the central valve chamber 101 serves as a movable control edge can cooperate.

In der in der Fig.1 dargestellten Grundstellung des Stufen­kolbens 112 steht die bewegliche Steuerkante 128 des Stufen­kolbens 112 in positiver Überlappung mit der gehäusefesten Steuerkante 126, wobei diese Überlappung ΔX₁ nur einem kleinen Bruchteil desjenigen Hubes X₁ entspricht, den der Stufen­kolben 112 aus seiner dargestellten Grundstellung heraus in Öffnungsrichtung des Sitzventils 96, d.h. in Richtung des Pfeils 131 ausführen kann und auch nur einem kleinen Bruchteil desjenigen Hubes X₂, den der Stufenkolben 112 in der Gegenrichtung, d.h. in Richtung des Pfeils 132 ausführen kann.In the basic position of the step piston 112 shown in FIG. 1, the movable control edge 128 of the step piston 112 is in positive overlap with the control edge 126 fixed to the housing, this overlap ΔX 1 corresponding to only a small fraction of the stroke X 1 that the step piston 112 from its shown basic position out in the opening direction of the seat valve 96, ie can perform in the direction of arrow 131 and only a small fraction of the stroke X₂ that the stepped piston 112 in the opposite direction, i.e. can perform in the direction of arrow 132.

In der dargestellten Grundstellung des Stufenkolbens 112 ist die durch die ringnutförmige Erweiterung 124 und die kleinere Kolbenstufe 109 begrenzte Ringkammer 124, unge­achtet der Überlappung ΔX₁ der beweglichen Steuerkante 128 und der gehäusefesten Steuerkante 126 nicht hermetisch gegen die zentrale Ventilkammer 101 abgesperrt, sondern steht mit dieser durch eine periphere Randkerbe 133 mit einem kleinen Überström-Querschnitt noch in kommunizierender Verbindung, die jedoch aufgehoben wird, wenn der Stufen­kolben einen kleinen Bruchteil ΔX₂ seines möglichen Hubes in Richtung des Pfeils 131 ausgeführt hat, wonach die mit dem Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregats 23 in kommunizierender Verbindung stehende, ringnutförmige Erweiterung 124 der kleineren Bohrungsstufe 104 gegen die zentrale Ventilkammer 101 abgesperrt ist.In the illustrated basic position of the stepped piston 112, the annular chamber 124 delimited by the annular groove-shaped extension 124 and the smaller piston step 109, regardless of the overlap ΔX₁ of the movable control edge 128 and the control edge 126 fixed to the housing, is not hermetically sealed against the central valve chamber 101, but stands with it a peripheral edge notch 133 with a small overflow cross-section still in communicating connection, which is canceled, however, when the stepped piston has carried out a small fraction ΔX₂ of its possible stroke in the direction of arrow 131, after which the annular groove-shaped communicating connection with the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 Extension 124 of the smaller bore step 104 is blocked against the central valve chamber 101.

Die Vorspannung der Ventilschließfeder 92 ist, bzw. wird, so hoch eingestellt, daß die Kraft, mit der die Ventil­kugel 94 gegen den kreislinienförmigen Ventilsitz 97 gedrängt wird, annähernd der Kraft entspricht, z.B. 90 % derjenigen Kraft entspricht, wenn die Ventilkugel 94 inner­halb der durch den Ventilsitz 97 berandeten Kreisfläche mit einem Druck beaufschlagt ist, der dem maximalen Aus­gangsdruck des Druckversorgungs-Aggregats 23 entspricht, der an dessen Hochdruckausgang 26 bereitgestellt werden kann.The preload of the valve closing spring 92 is or is set so high that the force with which the valve ball 94 is pressed against the circular valve seat 97 approximately corresponds to the force, e.g. 90% of that force corresponds when the valve ball 94 is pressurized within the circular area delimited by the valve seat 97 with a pressure which corresponds to the maximum outlet pressure of the pressure supply unit 23, which can be provided at its high-pressure outlet 26.

Ein derartiger hoher Druck kann in die zentrale Ventil­kammer 101 eingekoppelt werden, wenn das Werkzeug 16 - im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 - nach einem Umschalten des Druckumschaltventils 39 mit dem hohen Ausgangsdruck P_H beaufschlagt wird, der über das Nachlauf-Regelventil 44 auch in den größeren Antriebs­druckraum 11 des Hydrozylinders 13 eingekoppelt wird.Such a high pressure can be injected into the central valve chamber 101 if the tool 16 - in differential operation of the hydraulic cylinder 13 - is acted upon by the high output pressure P _H after the pressure changeover valve 39 has been switched over, and this pressure is also applied to the larger ones via the follow-up control valve 44 Drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 is coupled.

Einen maximalen Ausgangsdruck des Druckversorgungs-­Aggregats 23 am Ausgang 26 von 180 bar vorausgesetzt, wird demgemäß die Vorspannung der Schließfeder 92 auf einen einem "Schließdruck" von 162 bar äquivalenten Wert eingestellt.Assuming a maximum output pressure of the pressure supply unit 23 at the outlet 26 of 180 bar, the pretensioning of the closing spring 92 is accordingly set to a value equivalent to a "closing pressure" of 162 bar.

Demgegenüber ist die Vorspannung der Rückstellfeder 117 vernachlässigbar und einem Druck von nur wenigen, z.B. 5 bar äquivalent. Bezeichnet man mit F₄ dem Betrage nach die durch den Ventilsitz 97 berandete Kreisfläche, innerhalb derer auf die Ventilkugel 94 der über die erste hydrau­lische Steuerleitung 103 in die zentrale Ventilkammer 101 des Flächen-Umschaltventils 42 eingekoppelte, in dem ring­förmigen Antriebsdruckraum 12 des Hydrozylinders 13 auf­baubare Druck wirken kann, und mit F₅ die Querschnitts­fläche der größeren Kolbenstufe 111 des Stufenkolbens 112, die mit dem Ausgangsdruck P_A des Nachlauf-Regelventils 44 beaufschlagt ist, der auch in den größeren Antriebsdruck­raum 11 des Hydrozylinders eingekoppelt ist, so sind diese Flächen F₄ und F₅ bei dem Flächen-Umschaltventil 42 so dimensioniert, daß sie der folgenden Beziehung genügen:
F₅/F₄ > P_H/P_N      (8)
wobei mit P_H und P_N die Werte des Ausgangsdruckes des Druckversorgungsaggregates 23 an dessen Hochdruckaus­gang 26 bzw. an dessen Niederdruckausgang 24 bezeichnet sind, die beim gewählten, speziellen Erläuterungs­beispiel im Verhältnis 3/1 zueinander stehen.In contrast, the bias of the return spring 117 is negligible and equivalent to a pressure of only a few, for example 5 bar. F₄ denotes the amount of the circular area bordered by the valve seat 97, within which the pressure on the valve ball 94, which is coupled via the first hydraulic control line 103 into the central valve chamber 101 of the area changeover valve 42, can be built up in the annular drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13 can act, and with F₅ the cross-sectional area of the larger piston stage 111 of the stepped piston 112, which is acted upon by the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve 44, which is also coupled into the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder, these surfaces are F₄ and F₅ the area switching valve 42 dimensioned so that they satisfy the following relationship:
F₅ / F₄> P _H / P _N (8)
P _H and P _N denote the values of the outlet pressure of the pressure supply unit 23 at its high-pressure outlet 26 and at its low-pressure outlet 24, which are in the ratio 3/1 to one another in the selected, specific explanatory example.

Die Ringkammer 124 des Flächen-Umschaltventils 42 ist über eine erste Steuerleitung 134 mit dem kleineren Steuer­druckraum 69 des Druck-Umschaltventils 39 verbunden.The annular chamber 124 of the surface changeover valve 42 is connected via a first control line 134 to the smaller control pressure chamber 69 of the pressure changeover valve 39.

Des weiteren ist die durch die größere Kolbenstufe 111 beweglich begrenzte Steuerkammer 114 des Flächen-Umschalt­ventils 42 über eine zweite Steuerleitung 136 mit dem größeren Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39 verbunden.Furthermore, the control chamber 114 of the surface changeover valve 42, which is movably delimited by the larger piston stage 111, is connected to the larger control pressure chamber 71 of the pressure changeover valve 39 via a second control line 136.

Des weiteren sei angenommen, daß das Flächenverhältnis F₁/F₂ des Antriebs-Hydrozylinders 13 den Wert 2 habe und daß die mit F₁ bezeichnete, größere Kolbenfläche 27 des Kolbens 21 des Antriebs-Hydrozylinders 13 einen Betrag von 100 cm² habe.Furthermore, it is assumed that the area ratio F₁ / F₂ of the drive hydraulic cylinder 13 has the value 2 and that the larger piston area 27 designated by F₁ of the piston 21 of the drive hydraulic cylinder 13 has an amount of 100 cm².

Die insoweit sowohl ihrem prinzipiellen Aufbau nach und durch ein spezielles Ausführungsbeispiel charakterisie­rende Dimensionsangaben näher spezifizerte Steuerein­richtung 10 arbeitet in einem typischen Arbeitszyklus mehr im einzelnen wie folgt:In a typical work cycle, the control device 10, which is specified in more detail both in terms of its basic structure and by means of a special exemplary embodiment, operates more specifically as follows in a typical work cycle:

Mit dem Einschalten des Druckversorgungs-Aggregates 23, zur Inbetriebnahme der Antriebs- und der Steuereinrich­tung 10 insgesamt, wird zunächst - einleitend - um das Werkzeug 16 des Hydrozylinders 13 in eine definierte Ausgangslage - z.B. in seine obere Endstellung - zu bringen, das Nachlauf-Regelventil in dessen mit II be­zeichnete Funktionsstellung gesteuert. Dadurch werden der größere Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 und die Steuerkammer 114 des Flächen-Umschaltventils 42 zum Tank 43 des Druckversorgungs-Aggregates 23 hin ent­lastet, während gleichzeitig der am Niederdruck-Aus­gang 24 des Druckversorgungsaggregates 23 bereitge­stellte Ausgangsdruck P_N einerseits in die ringnut­förmige Erweiterung 124 des Gehäuses 90 des Flächen-­Umschaltventils 53, dessen zentrale Ventilkammer 101 und dessen Ringkammer 115 sowie über die erste hydrau­lische Steuerleitung 103 in den ringraumförmigen Antriebsdruckraum 12 des Hydrozylinders 13 und anderer­seits auch - über die erste Steuerleitung 134 des Druck-Umschaltventils 39 in dessen kleineren Steuer­druckraum 69 eingekoppelt wird.When the pressure supply unit 23 is switched on, for the start-up of the drive and control device 10 as a whole, the follow-up control valve is - initially - in order to bring the tool 16 of the hydraulic cylinder 13 into a defined starting position - for example in its upper end position controlled in its functional position designated II. As a result, the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 and the control chamber 114 of the surface switch valve 42 to the tank 43 of the pressure supply unit 23 are relieved, while at the same time the outlet pressure P _N provided at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 is released into the annular groove extension 124 of the housing 90 of the surface switching valve 53, its central valve chamber 101 and its annular chamber 115 and via the first hydraulic control line 103 into the annular drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13 and on the other hand - via the first control line 134 of the pressure changeover valve 39 in its smaller control pressure chamber 69 is coupled.

Der dem Durchmesser nach größere Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39, der über die zweite Steuer­leitung 116 des Druck-Umschaltventils 39 mit der Steuer­kammer 114 des Flächen-Umschaltventils 42 verbunden ist, welche durch die größere Kolbenstufe 111 des Stufen­kolbens 112 des Flächen-Umschaltventils 42 beweglich begrenzt ist, ist ebenfalls zum drucklosen Tank 43 des Druckversorgungsaggregats 23 hin entlastet, mit der Folge, daß das Druck-Umschaltventil 39 in seiner - in der Figur 1 dargestellten - Grundstellung gehalten ist, in welcher, über das Rückschlagventil 58, der - niedrigere - Ausgangsdruck des Druckversorgungs­aggregates 23 einerseits am Versorgungsdruckanschluß 57 des Nachlauf-Regelventils ansteht und andererseits direkt in die ringförmige radiale Erweiterung 124 des Flächen-Umschaltventils 42 eingekoppelt ist.The larger diameter control pressure chamber 71 of the pressure changeover valve 39, which is connected via the second control line 116 of the pressure changeover valve 39 to the control chamber 114 of the surface changeover valve 42, which through the larger piston stage 111 of the stepped piston 112 of the surface changeover valve 42 is movably limited, is also relieved of pressure to the tank 43 of the pressure supply unit 23, with the result that the pressure changeover valve 39 is held in its - shown in FIG. 1 - basic position, in which, via the check valve 58, the - lower - Output pressure of the pressure supply unit 23 is present on the one hand at the supply pressure connection 57 of the follow-up control valve and on the other hand is directly coupled into the annular radial extension 124 of the surface switch valve 42.

Der Kolben 21 des Hydrozylinders 13 gelangt in diesem Betriebszustand der Steuereinrichtung 10 und des Nach­lauf-Regelventils 44 zunächst in seine obere End­stellung, die in der Figur 1 dargestellte Grundstellung, während der Stufenkolben 112 des Flächen-Umschalt­ventils 42, der insgesamt auf einer der Querschnitts­fläche F₅ seiner größeren Kolbenstufe 111 mit dem Ausgangsdruck P_N des Druckversorgungsaggregates 23 beaufschlagt ist, in seine, in der Figur 2 dargestelle, untere, d.h. von der Ventilkugel 94 entfernte End­stellung gedrängt wird.In this operating state of the control device 10 and the follow-up control valve 44, the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 first reaches its upper end position, the basic position shown in FIG. 1, during the stepped piston 112 of the surface switching valve 42, which is in total on one of the cross-sectional area F₅ its larger piston stage 111 is acted upon by the outlet pressure P _{N of} the pressure supply unit 23, is pushed into its lower end position, shown in FIG. 2, ie removed from the valve ball 94.

Diese Funktionsstellung des Flächen-Umschaltventils 42 in Kombination mit der Funktionsstellung II des Nach­lauf-Regelventils 44 entspricht auch dem Rückzugsbetrieb des Hydrozylinders 13, durch den dieser in seine Ausgangs­stellung zurückkehrt, nachdem das Werkzeug 16 seinen Ar­beitshub ausgeführt hat.This functional position of the surface changeover valve 42 in combination with the functional position II of the overrun control valve 44 also corresponds to the withdrawal operation of the hydraulic cylinder 13, through which it returns to its starting position after the tool 16 has carried out its working stroke.

Um aus der Grundstellung des Hydrozylinderkolbens 21 heraus dessen Vorschubbetrieb einzuleiten, wird das Nachlauf-Regelventil 44 durch Ansteuerung des Schritt­motors 46 mit der "Vorwärts"-Steuerimpulsfolge 49 in seine Funktionsstellung I umgeschaltet.In order to initiate its feed operation from the basic position of the hydraulic cylinder piston 21, the overrun control valve 44 is switched to its functional position I by actuating the stepping motor 46 with the “forward” control pulse sequence 49.

Hierdurch werden sowohl der größere, obere, Antriebs­druckraum 11 des Hydrozylinders 13 als auch die Steuer­kammer 114 des Flächen-Umschaltventils sowie der größere Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39 mit dem Ausgangsdruck P_A des Nachlauf-Regelventils 44 beauf­schlagt, der über den Öffnungszustand des Durchfluß-­Strömungspfades 54 des Nachlauf-Regelventils bedarfs­gerecht regelbar ist.As a result, both the larger, upper, drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 and the control chamber 114 of the surface switchover valve and the larger control pressure chamber 71 of the pressure switchover valve 39 are acted upon by the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve 44, which affects the open state of the flow - Flow path 54 of the follow-up control valve can be regulated as required.

In diesem, dem - lastfreien - Eil-Vorschubbetrieb des Kolbens 21 des Hydrozylinders 13 zugeordneten Differen­tial-Betrieb desselben ist der Druck P_A, der in den größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 eingekoppelt werden muß, um dessen Kolben und das Werk­zeug 16 in Richtung auf das Werkstück 14 zu bewegen, nur wenig größer als der Wert P_N·F₃/F₁, beim gewählten Erläuterungsbeispiel somit nur geringfügig größer als P_N/2 und daher erheblich niedriger als der am Nieder­druckausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregats 23 abge­gebene Ausgangsdruck P_N, der - zunächst - für die Steuerung der Eil-Vorschubbewegung des Hydrozylinder­kolbens 21 ausgenutzt wird. Daher bleiben in einer der­ artigen Eil-Vorschub-Betriebsphase das Druck-Umschalt­ventil 39 in seiner dargestellten Grundstellung und das Flächen-Umschaltventil 42 in der in der Figur 2 darge­stellten Funktionsstellung, weil der kleinere Steuerdruck­raum 69 des Druck-Umschaltventils 39 und gleichzeitig auch die in dieser Funktionsstellung des Flächen-Umschaltventils 42 mit der zentralen Ventil­kammer 101 in kommunizierender Verbindung stehende ring­förmige radiale Erweiterung 124 des Ventilgehäuses und die Ringkammer 115 mit einem deutlich höheren Druck, nämlich dem Druck P_N beaufschlagt sind, während der Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39 und die Steuerkammer 114 des Flächen-Umschaltventils 42, die "lediglich" mit dem Ausgangsdruck P_A des Nachlauf-­Regelventils 44 beaufschlagt sind, unter diesem deutlich geringeren Druck, dessen Wert nur weniger größer ist als P_N/2, stehen.In this, the - load-free - rapid feed operation of the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 assigned differential operation of the same is the pressure P _A , which must be coupled into the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13, around the piston and the tool 16 in the direction of to move the workpiece 14, only slightly larger than the value P _N · F₃ / F₁, in the selected explanatory example only slightly larger than P _N / 2 and therefore considerably lower than the output pressure P _N output at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23, which - initially - is used for controlling the rapid feed movement of the hydraulic cylinder piston 21. Therefore stay in one of the like rapid-feed operating phase, the pressure changeover valve 39 in its basic position shown and the surface changeover valve 42 in the functional position shown in FIG. 2, because the smaller control pressure chamber 69 of the pressure changeover valve 39 and at the same time also the in this functional position of the surface Switching valve 42 communicating with the central radial valve chamber 101 annular radial extension 124 of the valve housing and the annular chamber 115 are subjected to a significantly higher pressure, namely the pressure P _N , while the control pressure chamber 71 of the pressure switching valve 39 and the control chamber 114 of the surface - Switching valve 42, which are "only" acted upon by the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve 44, are under this significantly lower pressure, the value of which is only less than P _N / 2.

Sobald das Werkzeug 16 auf das Werkstück 14 auftrifft und damit der Vorschubbewegung des Werkzeuges 16 ein deutlicher Widerstand entgegengesetzt wird, wird im Nachlauf-Regelventil 44 als Folge des nun größer werdenden Nachlauf-Fehlers zwischen der Schrittmotor-gesteuerten Positions-Sollwert-Vorgabe und der mittels der Rückmelde­einrichtung 52 erfaßten Ist-Position des Werkzeuges 16 der Durchfluß-Querschnitt des Durchfluß-Strömungspfades 54 erhöht, mit der Folge, daß der Druck in dem größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 und damit auch in dem größeren Steuerdruckraum 71 des Druck-­Umschaltventils 39 sowie in der Steuerkammer 114 des Flächen-Umschaltventils 42 ansteigt.As soon as the tool 16 hits the workpiece 14 and thus the feed movement of the tool 16 is opposed to a significant resistance, the follow-up control valve 44 as a result of the now increasing follow-up error between the stepper motor-controlled position setpoint specification and the means the feedback device 52 detected actual position of the tool 16, the flow cross section of the flow flow path 54 increases, with the result that the pressure in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 and thus also in the larger control pressure chamber 71 of the pressure changeover valve 39 and in the control chamber 114 of the surface switching valve 42 rises.

Reicht die hierbei erzielbare Vorschubkraft K₃, die durch die Beziehung (3) gegeben ist, aus, um das Werk­stück 14 zu durchstoßen, d.h. den Arbeitshub auszu­führen, so wird dieser im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 bei Druckversorgung aus dem Nieder­druckausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregates 23 vollzogen. Eine "ruckartige" Beschleunigung des Hydro­zylinderkolbens 21 nach dem Durchstoßen des Werk­stückes 14 ist nicht zu befürchten, da die Bewegungs­steuerung des Hydrozylinderkolbens 21 und des Werk­zeuges 16 durch die Nachlauf-Regelung geführt bleibt und ein zu rasches "Durchgehen" des Werkzeuges 16 durch die Regelung "hinreichend sanft" abgefangen werden kann, so daß unerwünschte Erschütterungen der Maschine ver­mieden werden.Is the achievable feed force K₃, which is given by the relationship (3), sufficient to pierce the workpiece 14, i.e. to carry out the working stroke, this is carried out in the differential operation of the hydraulic cylinder 13 with pressure supply from the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23. A "jerky" acceleration of the hydraulic cylinder piston 21 after the workpiece 14 has been pierced is not to be feared, since the movement control of the hydraulic cylinder piston 21 and the tool 16 remains guided by the overrun control and the tool 16 passes too quickly due to the control " can be intercepted sufficiently gently "so that undesirable vibrations of the machine are avoided.

Reicht die im Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 bei Druckversorgung aus dem Niederdruck-Ausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregates 23 erzielbare Vorschubkraft nicht aus, um das Werkzeug 16 das Werkstück 14 durch­stoßen zu lassen, mit der Folge, daß der Ausgangs­druck P_A des Nachlauf-Regelventils 44 sich mehr und mehr dem Ausgangsdruck-Pegel P_N des Niederdruck-Ausganges des Druckversorgungs-Aggregates 23 "nähert", so führt dies zu dem Moment, da der Ausgangsdruck P_A des Nachlauf-­Regelventils 44 den durch die Beziehung (7) angegebenen Wert erreicht bzw. überschreitet, dazu, daß das Druck-­Umschaltventil 39 in seine zu der in der Figur 1 dar­gestellten Grundstellung alternative, gestrichelt ein­gezeichnete Funktionsstellung "umgeschaltet" wird, in welcher nunmehr der Hochdruck-Ausgang 26 des Druckver­sorgungs-Aggregates 23 mit dem Versorgungsdruck-­Anschluß 57 des Nachlauf-Regelventils 44 verbunden, dieser aber durch das Rückschlagventil 58 gegen den Nieder­druck-Ausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregates 23 abge­sperrt ist.If the feed force achievable in differential operation of the hydraulic cylinder 13 with pressure supply from the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 is not sufficient to allow the tool 16 to pierce the workpiece 14, with the result that the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve 44 "Approaching" more and more the outlet pressure level P _{N of} the low pressure outlet of the pressure supply unit 23, this leads to the moment when the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve 44 reaches the value indicated by the relationship (7) or exceeds, that the pressure changeover valve 39 is "switched" to its alternative position, shown in dashed lines to the basic position shown in FIG. 1, in which the high pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23 with the supply pressure connection is now 57 of the follow-up control valve 44, but this is blocked by the check valve 58 against the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23.

Die Folge hiervon ist, daß der Hydrozylinder 13 zwar weiter­hin im Differentialbetrieb, jedoch auf erhöhtem Pegel des Druckes, sowohl im größeren Antriebsdruckraum 11 wie auch in dem kleineren, ringraumförmigen Antriebsdruckraum 12 benutzt wird, wodurch - bei den erläuterten Flächen- und Druckverhältnissen die maximale Kraft, mit der das Werk­zeug 16 seinen Arbeitshub ausführen kann, nunmehr auf einen Wert angehoben ist, der dem dreifachen desjenigen Wertes entspricht, der bei Druckversorgung aus dem Niederdruck-­Ausgang 24 des Druckversorgungs-Aggregates 23 erreicht werden konnte.The consequence of this is that the hydraulic cylinder 13 is still used in differential operation, but at an increased level of pressure, both in the larger drive pressure chamber 11 and in the smaller, annular-shaped drive pressure chamber 12, as a result of which - in the area and pressure ratios explained, the maximum force , with which the tool 16 can carry out its working stroke, is now raised to a value which corresponds to three times the value that could be achieved with pressure supply from the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23.

Für das zur Erläuterung gewählte Auslegungsbeispiel bedeutet dies, daß nunmehr - anstelle einer maximalen Vorschubkraft von 30 000 N/1,1 - eine Vorschubkraft zur Verfügung steht, deren Maximalbetrag durch den Wert 90 000 N beschränkt ist, sofern der Hydrozylinder 13 weiterhin im Differentialbe­trieb benutzt wird.For the selected design example, this means that now - instead of a maximum feed force of 30,000 N / 1.1 - a feed force is available, the maximum amount of which is limited by the value 90,000 N, provided the hydraulic cylinder 13 continues to be used in differential operation becomes.

Reicht in diesem Betriebsmodus die von dem Hydrozylinder 13, nunmehr gemäß der Beziehung (4) höchstens entfaltbare, Vor­schubkraft nicht aus, um das Werkzeug 16 das Werkstück 14 durchstoßen zu lassen, so hat dies, bedingt durch die Nachlaufregelung, im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 einen Druckanstieg zur Folge, der zu­nächst bis in die "Nähe" des Ausgangsdruckniveaus am Hochdruck-Ausgang 26 des Versorgungsdruck-Aggregates 23 führt. Der Stufenkolben 112 des Flächen-Umschaltventils 42 ist nunmehr gleichsam druckentlastet, da er sowohl über die zentrale Ventilkammer 101 und die Ringkammer 115 als auch über die - untere - Steuerkammer 11 4 nahezu denselben Drücken, die dem Betrage nach dem hohen Ausgangsdruck P_H des Druckversorgungs-Aggregates 23 oder nahezu diesem Wert P_H entsprechen, ausgesetzt ist, und insoweit gleich­sam "neutral" druckbeaufschlagt ist. Die relativ schwache Rückstellfeder 117 ist in diesem Betriebszustand des Flächen-Umschaltventils 42 in der Lage, den Stufen­kolben 112 in Richtung auf die Ventilkugel 64 zu ver­schieben und diesen in Anlage mit der Ventilkugel 94, d.h. in die in der Figur 1 dargestellte Position zu bringen. Steigt wegen des zunehmenden Widerstandes, den das Werkstück 14 dem Werkzeug 16 entgegensetzt, der Druck im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylin­ders 13 weiter an, so reicht schließlich der auf die durch den Ventilsitz 97 umrandete Fläche F₄ ausgeübte Druck aus, um die Ventilkugel 94 - gegen die Wirkung der Ventil-Schließfeder 92-von ihrem Sitz 97 abzuheben, wodurch die zuvor noch über die Einkerbung 133 bestehende kommunizierende Verbindung der zentralen Ventilkammer 101 mit der unter dem hohen Ausgangsdruck P_H des Druckversor­gungs-Aggregates 23 stehenden nutförmigen Erweiterung 124 aufgehoben wird. Dadurch gelangt nun der Stufenkolben 112 in die in der Figur 3 dargestellte, "obere" Endstellung, in welcher der ringförmige Antriebsdruckraum 12 über die zentrale Ventilkammer 101 und die "darüber" angeordnete, ohnehin drucklose Ventilkammer 88 zum Tank 43 des Druck­versorgungs-Aggregates 23 hin entlastet ist. Das Flächen-­Umschaltventil 42 hat jetzt "umgeschaltet". Mit dem hohen Ausgangsdruck des Druckversorgungs-Aggregates 23 beauf­schlagt ist jetzt nur noch der obere, größere Antriebs­ druckraum 11 des Hydrozylinders, der nunmehr im Last­vorschub-Betrieb mit erhöhter Vorschubkraft, jedoch mit geringer Vorschub-Geschwindigkeit seinen die Be­arbeitung des Werkstückes 14 vermittelnden Arbeits-­Hub ausführt. In diesem Last-Vorschub-Betrieb, in dem der Hydrozylinder 13 mit gleichsam "einseitiger" Druckbeaufschlagung seines Kolbens 21 ausgenutzt wird, beträgt die maximale Vorschubkraft beim gewählten Erläuterungsbeispiel 180 000 N.If, in this operating mode, the feed force that can at most be deployed by the hydraulic cylinder 13, now in accordance with the relationship (4), is not sufficient to allow the tool 16 to pierce the workpiece 14, this has, due to the overrun control, in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 results in a pressure increase, which initially leads to the "vicinity" of the outlet pressure level at the high-pressure outlet 26 of the supply pressure unit 23. The stepped piston 112 of the surface switching valve 42 is now relieved of pressure, as it were, since it has both the central valve chamber 101 and the annular chamber 115 and the - lower - control chamber 11 4, which are almost the same pressures as the amount after the high outlet pressure P _{H of} the pressure supply unit 23 or almost this value P. _H correspond, is exposed, and as far as it is "neutral" pressurized. In this operating state of the surface changeover valve 42, the relatively weak return spring 117 is capable of displacing the stepped piston 112 in the direction of the valve ball 64 and bringing it into contact with the valve ball 94, ie into the position shown in FIG. 1. If the pressure in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 continues to rise due to the increasing resistance that the workpiece 14 opposes to the tool 16, then the pressure exerted on the area Frand surrounded by the valve seat 97 is sufficient to counter the valve ball 94 to lift the action of the valve closing spring 92 from its seat 97, as a result of which the communicating connection of the central valve chamber 101, which previously existed via the notch 133, with the groove-shaped extension 124, which is under the high outlet pressure P _{H of} the pressure supply unit 23, is canceled. As a result, the stepped piston 112 now reaches the "upper" end position shown in FIG. 3, in which the annular drive pressure chamber 12 via the central valve chamber 101 and the "pressure" valve chamber 88 arranged "above" to the tank 43 of the pressure supply unit 23 is relieved. The surface switching valve 42 has now "switched". Only the upper, larger drive is now subjected to the high outlet pressure of the pressure supply unit 23 pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder, which now carries out its machining stroke imparting the machining of the workpiece 14 in the load feed operation with increased feed force, but at a low feed speed. In this load-feed operation, in which the hydraulic cylinder 13 is used with, as it were, "one-sided" pressurization of its piston 21, the maximum feed force in the selected explanatory example is 180,000 N.

Ist das Werkstück 14 bearbeitet, z.B. durchstoßen, wobei der Druck im größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 wieder abfällt, so tritt der ent­sprechende Druckabfall auch in der Steuerkammer 114 des Flächen-Umschaltventils 42 sowie in dem größeren Steuerdruckraum 71 des Druck-Umschaltventils 39 ein, in dessen kleineren Steuerdruckraum 69 immer noch der am Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungs-Aggre­gates 23 abgegebene Druck P_N von - beim gewählten Erläuterungsbeispiel - 60 bar eingekoppelt ist.If the workpiece 14 has been machined, for example punctured, the pressure in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 dropping again, the corresponding pressure drop also occurs in the control chamber 114 of the surface switchover valve 42 and in the larger control pressure chamber 71 of the pressure switchover valve 39, in its smaller control pressure chamber 69, the pressure P _N delivered at the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23 of - in the selected explanatory example - 60 bar is still coupled.

Sinkt hierbei der durch das Nachlauf-Regelventil 44 bedarfsgerecht geregelte Betriebsdruck P_A unter den unteren Grenzwert, der durch die Beziehung (7) gegeben ist, nämlich unter den Wert von P_N/1,1, der beim ge­wählten Erläuterungsbeispiel 55 bar beträgt, so schaltet das Druck-Umschaltventil 39 wieder in die in der Figur 1 dargestellt Grundstellung zurück, mit der Folge, daß nunmehr die Druckversorgung wieder auf den Niederdruckausgang 24 des Druckversorgungs-­Aggregates 23 umgeschaltet wird. Der Betriebsdruck P_A, der weiterhin in den größeren Antriebsdruckraum 11 des Hydrozylinders 13 eingekoppelt wird, wird dadurch nicht notwendigerweise "zurückgenommen", da das Nach­lauf-Regelventil 44 weiterhin - durch Aufsteuerung des Durchflußpfades 54 - einen Betriebsdruck um 55 bar oder etwas weniger "aufrecht erhalten" kann.If the operating pressure P _A regulated as required by the follow-up control valve 44 drops below the lower limit value given by the relationship (7), namely below the value of P _N / 1.1, which is 55 bar in the selected illustrative example switches the pressure changeover valve 39 back to the basic position shown in FIG. 1, with the result that the pressure supply is now switched back to the low pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23. The operating pressure P _A , which continues in the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13 is not necessarily "withdrawn" as a result, since the follow-up control valve 44 can - by controlling the flow path 54 - "maintain" an operating pressure of 55 bar or a little less.

Erst wenn der Betriebsdruck P_A, weil der Widerstand, den das Werkstück 14 in der Endphase seiner Bearbei­tung dem Werkzeug 16 entgegensetzt, weiter abge­nommen hat, unterhalb desjenigen Wertes - beim Erläuterungsbeispiel 50 bar - abgefallen ist, bei dem der Stufenkolben 112 des Flächen-Umschalt­ventils 42 durch die Druckbeaufschlagung seiner größeren Kolbenstufe 111 auf der Fläche F₅ noch in der Lage ist, das Sitzventil 96 gegen die Wirkung der Ventil-Schließfeder 92 offen zu halten, gelangt das Flächen-Umschaltventil 42, weil die Ventil­schließfeder 92 den Stufenkolben 112 wieder in Richtung auf seine Grundstellung zurückzudrängen vermag, wieder in die in der Figur 1 dargestellte Schließ-Stellung, in welcher der Hydrozylinder 13 nunmehr im Differentialbetrieb, d.h. mit beidseitiger Druckbeaufschlagung seines Kolbens 21 mit höchstens dem niedrigen Ausgangsdruck P_N des Druckversorgungs-Aggregats 23 betrieben wird. Dadurch wird der Kolben 21 des Hydro­zylinders 13 "sanft" abgefangen und eine weitgehend erschütterungsfreie und damit auch die Maschine schonende Steuerung der Eil-Vorschub-, Bearbeitungs- und Last-Vorschub-Bewegungen des Werkzeuges 16 sowie eine gleichsam stetig in den Eil-Rückzugsbetrieb des Hydrozylinders 13 übergehende Steuerung der Kolben- und Werkzeug-Bewegungen erzielt.Only when the operating pressure P _A , because the resistance, which the workpiece 14 opposes to the tool 16 in the final phase of its machining, has decreased further, has dropped below the value - in the explanatory example 50 bar - at which the step piston 112 of the surface switching valve 42 by the pressurization of its larger piston stage 111 on the surface F₅ is still able to keep the seat valve 96 open against the action of the valve closing spring 92, the surface switching valve 42 comes because the valve closing spring 92 the step piston 112 in the direction again is able to push back to its basic position, again into the closed position shown in FIG. 1, in which the hydraulic cylinder 13 is now operated in differential mode, ie with pressure on its piston 21 on both sides, with at most the low outlet pressure P _{N of} the pressure supply unit 23. As a result, the piston 21 of the hydraulic cylinder 13 is "gently" intercepted and a largely vibration-free and thus also machine-friendly control of the rapid feed, machining and load feed movements of the tool 16 and, as it were, steadily into the rapid withdrawal operation of the Hydraulic cylinder 13 transient control of the piston and tool movements achieved.

Im Sinne einer verallgemeinernden Formulierung der vor­stehend für ein spezielles Auslegungsbeispiel angegebenen Dimensionierungsrelationen soll gelten; daß das Druck-­Umschaltventil immer dann umgeschaltet wird, wenn der Betriebsdruck P_A, der momentan in den größeren Antriebs­druckraum 11 des Hydrozylinders 13 eingekoppelt ist, den Wert P_N · b₁ über- oder unterschreitet.In the sense of a generalizing formulation of the dimensioning relations given above for a specific design example, the following shall apply; that the pressure changeover valve is always switched when the operating pressure P _A , which is currently coupled into the larger drive pressure chamber 11 of the hydraulic cylinder 13, exceeds or falls below the value P _N · b₁.

Mit b₁ ist dabei ein Faktor bezeichnet, der kleiner als 1 ist und dem Flächenverhältnis f₁/f₂ der Flächen f₁ und f₂ der Endflansche 67 und 68 des Ventilschiebers 66 des Druck-Umschaltventils 39 entspricht.With b₁, a factor is designated which is less than 1 and the area ratio f₁ / f₂ of the areas f₁ and f₂ of the end flanges 67 and 68 of the valve slide 66 of the pressure changeover valve 39 corresponds.

Funktionsgerechte Werte des Parameters b₁ betragen zwischen 0,85 und 0,95, vorzugsweise um 0,9.Functional values of the parameter b 1 are between 0.85 and 0.95, preferably around 0.9.

Die Umschaltung des Flächen-Umschaltventils 42 soll, nachdem es in seiner die Druckentlastung des kleineren Antriebsdruckraumes 12 des Hydrozylinders 13 ver­mittelnden Stellung gewesen ist, bei einem Betriebs­druck-Wert P_AF erfolgen, der niedriger ist als der Wert P_N . b₁.The switchover of the surface switchover valve 42 should, after it has been in its position providing the pressure relief of the smaller drive pressure chamber 12 of the hydraulic cylinder 13, at an operating pressure value P _AF which is lower than the value P _N. b₁.

Der Wert P_AF ist durch die Beziehung
P_AF = K_R/F₅      (9)
gegeben, wobei mit K_R die Schließkraft der Ventil-­Schließfeder 92 des Rückschlagventils 96 des Flächen-­Umschaltventils 42 bezeichnet ist.The P _AF value is due to the relationship
P _AF = K _R / F₅ (9)
given, with K _R the closing force of the valve closing spring 92 of the check valve 96 of the surface switching valve 42 is designated.

Für diese Schließkraft K_R gilt die Beziehung
K_R = (P_H - ΔP) · F₄      (10),
in der mit ΔP eine Druckdifferenz bezeichnet ist, die einen kleinen Bruchteil von z.B. 10 % des am Hochdruck-Ausgang 26 des Druckversorgungs-Aggregates 23 bereitgestellten - höheren - Versorgungsdruckes P_H ent­spricht.The relationship applies to this closing force K _R
K _R = (P _H - ΔP) · F₄ (10),
in which ΔP denotes a pressure difference which corresponds to a small fraction of, for example, 10% of the - higher - supply pressure P _H provided at the high pressure outlet 26 of the pressure supply unit 23.

Mit der Beziehung (10) äquivalent ist die Beziehung
K_R = b₂ · P_H · F₄      (11),
wobei b₂ wiederum einen Wert bezeichnet, der kleiner als 1 ist und beispielsweise zwischen 0,85 und 0,95, vorzugsweise um 0,9 beträgt. Unter Berücksichtigung der Beziehungen (9), (10) und (11) ergibt sich somit, daß die Forderung, daß das Flächen-Umschaltventil 42 erst dann - in der Endphase eines Arbeitszyklus - in seine den Differentialbetrieb des Hydrozylinders 13 vermittelnde Funktionsstellung "zurückschalten" soll, nachdem das Druck-Umschaltventil 39 zuvor schon in seine - im Ergebnis - die Druckversorgung des Hydro­zylinders 13 aus dem Niederdruck-Ausgang 24 des Druck­versorgungs-Aggregates 23 vermittelnde Funktions­stellung zurückgeschaltet worden ist, dadurch erfüll­bar ist, daß das Flächenverhältnis F₄/F₅ der vom Ventilsitz 97 des Flächen-Umschaltventils 42 um­randeten Querschnittsfläche F₄ zu der Steuerfläche F₅ des Stufenkolbens 112 des Flächen-Umschaltventils 42 der folgenden Beziehung

genügt, die auch in der folgenden Form geschrieben werden kann

wobei mit a eine - kleine Sicherheitsmarge bezeichnet ist, die einen Wert um zwischen 2 % und 10 %, vorzugs­weise einen Wert um 5 % hat.The relationship is equivalent to the relationship (10)
K _R = b₂ · P · _H F₄ (11)
where b₂ in turn denotes a value which is less than 1 and is, for example, between 0.85 and 0.95, preferably around 0.9. Taking into account the relationships (9), (10) and (11), it follows that the requirement that the surface switching valve 42 only "switch back" to its functional position mediating the differential operation of the hydraulic cylinder 13 only in the final phase of a working cycle after the pressure changeover valve 39 has previously been switched back to its - as a result - the pressure position of the hydraulic cylinder 13 from the low-pressure outlet 24 of the pressure supply unit 23, the functional position which can be fulfilled is that the area ratio F₄ / F₅ of the Valve seat 97 of the area switching valve 42 bordered cross-sectional area F₄ to the control surface F₅ of the stepped piston 112 of the area switching valve 42 of the following relationship

is sufficient, which is also written in the following form can be

where a denotes a - small safety margin, which has a value between 2% and 10%, preferably a value around 5%.

Claims (11)

1. Hydraulische Steuereinrichtung für die Antriebs­steuerung eines doppelt wirkenden Hydrozylinders, der als Antriebselement für das Werkzeug einer Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist, mit der ein Werkstück, z.B. eine Stahlplatte einer stanzenden oder einer prägenden Kaltverformung unterwerfbar ist, wobei
(a) das Werkzeug im Verlauf eines Bearbeitungs­zyklus eine zu dem Werkstück hin gerichtete Eil-Vorschub-Bewegung, einen die Verformung des Werkstückes vermittelnden Arbeitshub und eine in eine Ausgangslage für einen nächsten Bearbeitungszyklus zurückführende Rückzugsbewegung ausführt,
(b) der Hydrozylinder insgesamt zwei Antriebs­druckräume hat, die durch Kolbenflächen F₁ und F₂ unterschiedlicher Größe seines als Differentialkolben ausgebildeten Antriebs­kolbens druckdicht-beweglich begrenzt sind,
(b₁) durch dessen Druckbeaufschlagung auf seinen beiden Kolbenflächen mit dem vom Ausgangs­druck eines Druckversorgungs-Aggregates ab­geleiteten Antriebs- bzw. Betriebsdrücken im Eil-Vorschub-Betrieb erfolgende Zustell- und Arbeitsbewegungen des Werkzeuges steuer­bar sind,
(b₂) durch dessen einseitige Druckbeaufschlagung auf seiner größeren Kolbenfläche F₁ und Druckentlastung seiner kleineren Kolben­fläche F₂ bei größerer Last eine erhöhte Vorschubkraft erfordernde Arbeits-Vorschub- Bewegungen steuerbar sind und
(b₃) durch dessen einseitige Druckbeaufschlagung auf seiner kleineren Kolbenfläche F₃ und Druckentlastung seiner größeren Kolben­fläche F₁ die Eil-Rückzugs-Bewegungen des Werkzeuges steuerbar sind, mit
(c) einem elektrisch ansteuerbaren Richtungs- Steuerventil, durch dessen Ansteuerung in alternative Funktionsstellungen, deren eine der Druckbeaufschlagung des durch die größere Kolbenfläche F₁ begrenzten Antriebsdruck­druckraumes des Hydrozylinders und deren andere der Druckentlastung dieses Antriebs- Druckraumes zugeordnet ist, die Vorschub- und Rückzugsbewegungen des Werkzeuges nach Hub und Geschwindigkeit steuerbar sind, sowie
(d) mit einem Flächen-Umschaltventil, das aus einer dem Eil-Vorschub-Betrieb zugeordneten Funktionsstellung, in welcher ein Versor­gungs-Druckausgang des Druckversorgungs-­Aggregates mit dem, dem durch die kleinere Kolbenfläche begrenzten Antriebsdruckraum des Hydrozylinders verbunden ist, gesteuert durch den in dem größeren Antriebsdruckraum des Hydrozylinders herrschenden Druck, in eine hierzu alternative, dem Vorschub-­Betrieb unter erhöhter Last zugeordnete Funktionsstellung steuerbar ist, in welcher der kleinere Antriebsdruckraum des Hydro­zylinders druckentlastet ist, und durch Druckentlastung des größeren Antriebs­druckraumes des Hydrozylinders wieder in die die Ankopplung des kleineren Antriebs­druckraumes des Hydrozylinders an den Druckausgang des Druckversorgungs-Aggregates vermittelnde Funktionsstellung steuerbar ist, wobei
(d₁) die Umschaltung des Flächen-Umschalt-Ventils auf Last-Vorschub-Betrieb des Hydrozylinders erfolgt, wenn der Betriebsdruck im größeren Antriebsdruckraum desselben einen Wert über­schreitet, der einem hohen Bruchteil (von z.B. 85 %) des maximal erzielbaren Betriebs­druckes P_H entspricht und
(d₂) hiernach die Zurückschaltung des Flächen-­Umschalt-Ventils in dessen den Eil-Vorschub-­und -Rückzugs-Bewegungen des Hydrozylinders zugeordnete Funktionsstellung erfolgt, wenn der im größeren Antriebsdruckraum des Hydro­zylinders herrschende Betriebsdruck einen Wert unterschreitet, der einem wesentlich geringerem Bruchteil von z.B. 30 % bis 50 % des maximal ausnutzbaren Betriebsdruckes des Hydrozylinders entspricht,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
(e) das Richtungssteuerventil ist als ein, für sich bekanntes, Nachlauf-Regelventil (44) ausgebildet, das mit elektrisch, z.B. mittels eines Schrittmotors steuerbarer Positions-­Soll-Wert-Vorgabe und mechanischer, z.B. durch einen Spindeltrieb vermittelter, Positions-Ist-Wert-Rückmeldung (52) arbeitet und eine stetige Variation des in den größeren Antriebsdruckraum (11) des Hydro­zylinders (13) einkoppelbaren Betriebs­druckes P_A ermöglicht,
(f) das Druckversorgungs-Aggregat (23) hat zu­sätzlich zu einem ersten Druckausgang (24), an dem Versorgungsdruck auf einem - relativ niedrigen - Druckniveau P_N bereitgestellt wird, einen zweiten Druckausgang (26), an dem Versorgungs-Druck auf einem - deutlich - höheren Druckniveau P_H bereitgestellt wird,
(g) es ist eine durch den im größeren Antriebs­druckraum (11) des Hydrozylinders (13) herrschenden Betriebsdruck P_A gesteuerte Versorgungs-Druck-Umschalt-Ventil-Anordnung (39, 58) vorgesehen, die, wenn und solange der in dem größeren Antriebsdruckraum (11) des Hydro­zylinders (13) herrschende Betriebsdruck P_A niedriger ist als ein einem hohen Bruchteil von z.B. 85 bis 95 % des am Niederdruck-­Ausgang (24) des Druckversorgungs-Aggregates (23) bereitgestellten Ausgangsdruckes P_N entsprechen­der Umschalt-Schwellenwert, den Niederdruck-­Ausgang (24) mit dem P-Versorgungsdruck-­Anschluß (57) des Nachlauf-Regelventils (44) verbindet, alternativ dazu, wenn und solange der Betriebsdruck P_A der im größeren Antriebs­druckraum (11) des Hydrozylinders (13) herrscht, höher ist als dieser Umschalt-Schwellenwert, den Hochdruck-Ausgang (26) des Druckversorgungs-­Aggregates (23) mit dem P-Versorgungsdruck-­Anschluß (57) des Nachlauf-Regelventils (44) verbindet;
(h) das Flächen-Umschaltventil (42) ist dahin­gehend ausgelegt, daß der Umschalt-Schwellen­wert, bei dessen Unterschreiten die Zurück­schaltung des Flächen-Umschaltventils (42) in seine den Eil-Betriebszuständen des Hydrozylinders (13) zugeordnete Funktions­stellung erfolgt, niedriger ist als der Umschalt-Schwellenwert des Druck-Umschalt-­Ventils (39).1. Hydraulic control device for the drive control of a double-acting hydraulic cylinder, which is provided as a drive element for the tool of a processing machine with which a workpiece, for example a steel plate, can be subjected to a punching or a shaping cold deformation, wherein
(a) in the course of a machining cycle, the tool executes a rapid feed movement toward the workpiece, a working stroke imparting the deformation of the workpiece and a retraction movement returning to a starting position for a next machining cycle,
(b) the hydraulic cylinder has a total of two drive pressure spaces, which are limited by movable piston, F₁ and F₂ different sizes of its drive piston designed as a differential piston,
(b₁) by its pressurization on its two piston surfaces with the drive or operating pressures derived from the outlet pressure of a pressure supply unit in rapid feed mode, the delivery and working movements of the tool can be controlled,
(b₂) by the one-sided pressurization on its larger piston surface F₁ and pressure relief of its smaller piston surface F₂ with greater load, an increased feed force requiring work-feed movements are controllable and
(b₃) by the one-sided pressurization on its smaller piston surface F₃ and pressure relief of its larger piston surface F₁, the rapid retraction movements of the tool are controllable with
(c) an electrically controllable directional control valve, by its control in alternative functional positions, one of which is the pressurization of the drive pressure pressure chamber of the hydraulic cylinder limited by the larger piston area F 1 and the other of which the pressure relief of this drive pressure chamber is assigned, the feed and retraction movements of the tool are controllable according to stroke and speed, as well
(d) with a surface switch valve, which is from a function position assigned to the rapid feed operation, in which a supply pressure output of the pressure supply unit is connected to the drive pressure chamber of the hydraulic cylinder, which is limited by the smaller piston surface, controlled by the in The pressure prevailing in the larger drive pressure chamber of the hydraulic cylinder can be controlled in an alternative function position associated with the feed operation under increased load, in which the smaller drive pressure chamber of the hydraulic cylinder is relieved of pressure, and by relieving the pressure in the larger drive pressure chamber of the hydraulic cylinder in which the coupling of the smaller one Drive pressure chamber of the hydraulic cylinder to the pressure output of the pressure supply unit mediating function position is controllable, wherein
(d₁) the switching of the surface switching valve to load-feed operation of the hydraulic cylinder takes place when the operating pressure in the larger drive pressure chamber exceeds a value which corresponds to a high fraction (for example 85%) of the maximum achievable operating pressure P _H and
(d₂) then the downshift of the surface switching valve in its function position assigned to the rapid feed and retraction movements of the hydraulic cylinder takes place when the operating pressure prevailing in the larger drive pressure chamber of the hydraulic cylinder falls below a value which is a much smaller fraction of e.g. Corresponds to 30% to 50% of the maximum usable operating pressure of the hydraulic cylinder,
characterized by the following features:
(e) the directional control valve is designed as a follow-up control valve (44) which is known per se and which has an actual position setpoint value which can be controlled electrically, for example by means of a stepping motor, and mechanical position actual value which is mediated by a spindle drive, for example. Value feedback (52) works and enables a constant variation of the operating pressure P _A that can be coupled into the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13),
(f) the pressure supply unit (23) has, in addition to a first pressure outlet (24) at which supply pressure is provided at a - relatively low - pressure level P _N , a second pressure outlet (26) at which supply pressure is at a - significantly - higher pressure level P _{H is} provided,
(g) a supply pressure changeover valve arrangement (39, 58) controlled by the operating pressure P _A prevailing in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) is provided, which, if and as long as that in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) prevailing operating pressure P _{A is} lower than a high fraction of, for example, 85 to 95% of the output pressure P _N provided at the low pressure outlet (24) of the pressure supply unit (23) Low pressure outlet (24) connects to the P supply pressure connection (57) of the overflow control valve (44), alternatively, if and as long as the operating pressure P _A prevails in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13), higher as this changeover threshold value, connects the high-pressure outlet (26) of the pressure supply unit (23) to the P-supply pressure connection (57) of the follow-up control valve (44);
(h) the area switch valve (42) is designed such that the changeover threshold, below which the switchover of the area switch valve (42) to its rapid operating states of the hydraulic cylinder (13) associated function position is lower than the switching threshold of the pressure switching valve (39). 2. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungs-­Druck-Umschalt-Ventil-Anordnung (39,58) ein druckgesteuertes 2/2-Wege-Ventil (39) umfaßt, das, solange der Betriebsdruck im größeren Antriebsdruckraum (11) des Hydrozylinders (13) niedriger ist als seine Umschaltschwelle in einer den Hochdruck-Ausgang (26) des Druckver­sorgungs-Aggregates (23) gegen den Versorgungs­druck-Anschluß (57) des Nachlauf-Regelventils (44) sperrenden Grundstellung gehalten ist, und, wenn und solange der Betriebsdruck im größeren Antriebs­druckraum (11) des Hydrozylinders (13) höher ist als der Umschalt-Schwellenwert (b₁ . P_N; 0,5 ≦ b₁ kleiner 0,95) in eine den Hochdruckausgang (26) mit dem P-Versorgungs-Anschluß (57) des Nachlauf-­Regelventils (44) verbindende Offen-Stellung ge­steuert ist, sowie ein zwischen den Versorgungs­druck-Anschluß (57) des Nachlauf-Regelventils (44) und den Niederdruck-Ausgang (24) des Druckversor­gungs-Aggregats (23) geschaltetes Rückschlag-­Ventil (58) umfaßt, das durch höheren Druck am Versorgungsdruck-Anschluß (57) des Nachlauf-­Regelventils (44) als dem Ausgangsdruckniveau P_N des Niederdruck-Ausganges (24) des Druckversorgungs­aggregates (23) in seiner Sperrstellung gehalten ist.2. Hydraulic control device according to claim 1,
characterized in that the supply pressure changeover valve arrangement (39, 58) comprises a pressure-controlled 2/2-way valve (39) which, as long as the operating pressure in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) is lower is held as its switchover threshold in a basic position blocking the high-pressure outlet (26) of the pressure supply unit (23) against the supply pressure connection (57) of the follow-up control valve (44), and if and as long as the operating pressure in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) is higher than the switching threshold (b₁. P _N ; 0.5 ≦ b₁ less than 0.95) in a high-pressure outlet (26) with the P-supply connection (57) of the wake -Control valve (44) connecting open position is controlled, as well as a check valve (58) connected between the supply pressure connection (57) of the follow-up control valve (44) and the low pressure outlet (24) of the pressure supply unit (23) ) which is caused by higher pressure at the supply ngsdruck connection (57) of the follow-up control valve (44) as the output pressure level P _{N of} the low pressure outlet (24) of the pressure supply unit (23) is held in its blocking position. 3. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druck-Umschalt-­Ventil (39) als Schieberventil ausgebildet ist, dessen Kolben (66) durch eine Rückstellkraft vorgegebenen Betrages in seine Grundstellung gedrängt wird und einen den Steuerdruckraum einseitig beweglich begrenzenden Steuer-End­flansch (68) hat, dessen Fläche f₂ so bemessen ist, daß die Stellkraft, die für das Umschalten des Druck-Umschaltventils (39) in dessen den Hochdruck-Ausgang (26) des Druckversorgungs-­Aggregates (23) mit dem Versorgungsdruck-­Anschluß (57) des Nachlauf-Regelventils (44) verbindende Funktionsstellung aufzubringen ist, einen Stelldruck P_A erfordert, der durch die Beziehung
P_A ≧ P_N . b₁
begeben ist, wobei mit b₁ ein Faktor bezeichnet ist, der kleiner als 1 (0,85 ≦ b₁ ≦ 0,95) und vorzugsweise einen Wert um 0,9 hat.3. Hydraulic control device according to claim 2,
characterized in that the pressure changeover valve (39) is designed as a slide valve, the piston (66) of which is pushed into its basic position by a restoring force of a predetermined amount and has a control end flange (68) which limits the control pressure chamber and the surface of which is movable f₂ is such that the actuating force required for switching the pressure changeover valve (39) in the high pressure outlet (26) of the pressure supply unit (23) with the supply pressure connection (57) of the follow-up control valve (44th ) connecting functional position is to be applied, requires a signal pressure P _A which is determined by the relationship
P _A ≧ P _N. b₁
is issued, with b₁ denoting a factor that is less than 1 (0.85 ≦ b₁ ≦ 0.95) and preferably has a value around 0.9. 4. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (66) des Druck-Umschalt-Ventils (39) an seinem dem Steuerdruckraum (71), in den der als Betriebs­druck P_A in den größeren Antriebsdruckraum (11) des Hydrozylinders (13) eingekoppelte Ausgangs­druck des Nachlauf-Regelventils (44) ebenfalls eingekoppelt ist, abgewandten Ende einen End­flansch (67) hat, der die druckdicht-bewegliche Begrenzung eines Steuerdruckraumes (69) des Druck-Umschalt-Ventils (39) bildet, in den perma­nent der am Niederdruck-Ausgang (24) des Druck­versorgungs-Aggregates (23) bereitgestellte Ausgangsdruck P_N eingekoppelt ist.4. Hydraulic control device according to claim 3,
characterized in that the valve piston (66) of the pressure changeover valve (39) at its the control pressure chamber (71), into which the outlet pressure of the wake-up pressure coupled as the operating pressure P _A into the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) Control valve (44) also is coupled, the end facing away has an end flange (67), which forms the pressure-tight, movable boundary of a control pressure chamber (69) of the pressure changeover valve (39), in which the pressure supply unit (24) at the low-pressure outlet (24) is permanently 23) provided output pressure P _{N is} coupled. 5. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis f₁/f₂ der Flächen f₁ und f₂ der Endflansche (67 und 68), auf denen diese mit dem Ausgangsdruck P_A des Nach­lauf-Regelventils (44) bzw. dem niedrigen Ausgangs­druck P_N des Druckversorgungs-Aggregates (23) beaufschlagt sind, den Wert b₁ hat, und daß der Ventilkolben (66) des Druck-Umschaltventils (39) als Freikolben ausgebildet ist.5. Hydraulic control device according to claim 4,
characterized in that the ratio f₁ / f₂ of the areas f₁ and f₂ of the end flanges (67 and 68), on which these with the outlet pressure P _{A of} the follow-up control valve (44) and the low outlet pressure P _{N of} the pressure supply unit (23rd ) are acted on, have the value b₁, and that the valve piston (66) of the pressure changeover valve (39) is designed as a free piston. 6. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Offen-­Stellung die Druckentlastung des kleineren Antriebsdruckraumes (12) des Hydrozylinders (13) vermittelnde Ventilelement des Flächen-Umschalt­ventils (42) als Rückschlag-Ventil (96) ausge­bildet ist, das durch den im kleineren Antriebs­druckraum (12) des Hydrozylinders (13) herrschenden, in eine zentrale Ventilkammer 101 des Flächen-­Umschaltventils (42) eingekoppelten Betriebs­druck P_A in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, daß die Schließkraft einer den Ventilkörper (94) dieses Rückschlagventils (96) in dessen Schließ­ stellung drängenden, vorgespannten Schließ­feder (92) einem Öffnungsdruck äquivalent ist, der einem hohen Bruchteil b₂ (0,85 ≦ b ≦ 0,95) des am Hochdruck-Ausgang (26) des Druckversor­gungs-Aggregats (23) bereitgestellten, hohen Versorgungsdruckes P_H entspricht,
daß das Flächen-Umschaltventil (42) als weiteres Ventilelement ein druckgesteuertes Schieber­ventil (101, 111, 114, 124) umfaßt, das, solange das Rückschlagventil (96) in dessen Sperr-­Stellung gehalten ist, eine Offen-Stellung ein­nimmt, in welcher der niedere Ausgangsdruck P_N des Druckversorgungs-Aggregates (23) in den kleineren Antriebsdruckraum (12) des Hydro­zylinders (13) eingekoppelt ist, und das mit dem Öffnen des Rückschlagventils (96) in seine dazu alternative, die Absperrung des kleineren Antriebs­druckraumes (12) des Hydrozylinders (13) gegen den Niederdruck-Ausgang (24) des Druckversorgungs-­Aggregates (23) vermittelnde Sperrstellung gelangt, wobei der Schieber dieses weiteren Ventilelements als Stufenkolben (112) ausgebildet ist, der durch eine - schwach vorgespannte - Rückstellfeder (117) in abstützende Anlage mit dem Ventilkörper (94) des Rückschlagventils (96) gedrängt wird und da­durch in einer Funktionsstellung gehalten ist, aus welcher heraus eine einem kleinen Bruchteil des Öffnungshubes des Rückschlagventils (96) bzw. des Schließhubes des Schieberventils (101, 111, 114, 124) entsprechende Verschiebung des Stufen­ kolbens (112) genügt, um das Schieber-Ventil in dessen Sperr-Stellung zu bringen, in welcher der Stufenkolben (112) einseitig druckentlastet und auf seiner anderen, den Steuerdruckraum (114), in den der im größeren Antriebsdruckraum (11) des Hydrozylinders (13) herrschende Betriebs­druck P_A eingekoppelt ist, begrenzenden Seite auf deren wirksamer Fläche F₅ mit diesem Druck beaufschlagt ist,
und daß das Verhältnis F₄/F₅ dieser Steuerfläche F₅ zu der durch den Ventilsitz (97) des Rück­schlagventils (96) umrandeten Querschnitts­fläche F₄, in welcher sein Ventilkörper (94) - in der Sperrstellung des Rückschlagventils (96) - mit dem im kleineren Antriebsdruckraum (12) des Hydrozylinders (13) herrschenden Druck beaufschlagt ist, der folgenden Beziehung genügt:

in welcher mit b₂ ein Faktor kleiner als 1 (0,85 (0,85 ≦ b₂ ≦ 0,95) bezeichnet ist, um den der Betriebsdruck P_A, bei dem das Sitzventil (96) öffnet, niedriger sein darf als der maximal mög­liche Betriebsdruck P_H und mit a eine Sicher­heitsmarge von einigen Prozent (z.B. 2 bis 10 %) bezeichnet ist.6. Hydraulic control device according to one of the preceding claims,
characterized in that in its open position the pressure relief of the smaller drive pressure chamber (12) of the hydraulic cylinder (13) mediating valve element of the surface switching valve (42) is designed as a check valve (96) which by the in the smaller drive pressure chamber (12 ) of the hydraulic cylinder (13) prevailing, in a central valve chamber 101 of the surface switching valve (42) coupled operating pressure P _A in the opening direction, that the closing force of a valve body (94) of this check valve (96) in its closing position urging, biased closing spring (92) is equivalent to an opening pressure which is a high fraction b₂ (0.85 ≦ b ≦ 0.95) of the high supply pressure P _H provided at the high pressure outlet (26) of the pressure supply unit (23) corresponds to
that the surface switching valve (42) as a further valve element comprises a pressure-controlled slide valve (101, 111, 114, 124) which, as long as the check valve (96) is held in its blocking position, assumes an open position in which the low output pressure P _{N of} the pressure supply unit (23) is coupled into the smaller drive pressure chamber (12) of the hydraulic cylinder (13), and that with the opening of the check valve (96) in its alternative, the shutdown of the smaller drive pressure chamber (12) Hydraulic cylinder (13) against the low pressure outlet (24) of the pressure supply unit (23) mediating blocking position, the slide of this further valve element is designed as a stepped piston (112), which is supported by a - weakly preloaded - return spring (117) System with the valve body (94) of the check valve (96) is pushed and thereby held in a functional position, from which a small fraction the opening stroke of the check valve (96) or the closing stroke of the slide valve (101, 111, 114, 124) corresponding shift of the stage piston (112) is sufficient to bring the slide valve into its blocking position, in which the stepped piston (112) is relieved of pressure on one side and, on the other, the control pressure chamber (114), into that in the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) prevailing operating pressure P _{A is} coupled in, the limiting side on whose effective surface F₅ is subjected to this pressure,
and that the ratio F₄ / F₅ of this control surface F₅ to the cross-sectional area F₄ surrounded by the valve seat (97) of the check valve (96), in which its valve body (94) - in the blocking position of the check valve (96) - with that in the smaller drive pressure chamber ( 12) of the hydraulic cylinder (13), the following relationship is sufficient:

in which b₂ is a factor less than 1 (0.85 (0.85 ≦ b₂ ≦ 0.95)), by which the operating pressure P _A at which the poppet valve (96) opens may be lower than the maximum possible Operating pressure P _H and a denotes a safety margin of a few percent (eg 2 to 10%). 7. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter b₁ einen Wert zwischen 0,85 und 0,95, vorzugsweise einen Wert um 0,9 und der Parameter b₂ einen Wert zwischen 0,8 und 0,95, vorzugsweise ebenfalls einen Wert um 0,9, hat.7. Hydraulic control device according to claim 6,
characterized in that the parameter b₁ has a value between 0.85 and 0.95, preferably a value around 0.9 and the parameter b₂ has a value between 0.8 and 0.95, preferably also a value around 0.9 . 8. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis F₁/F₃ der Querschnittsfläche F₁ des größeren Antriebs­druckraumes (11) des Hydrozylinders (13) und der Querschnittsfläche F₃ des kleineren Antriebs­druckraumes (12) des Hydrozylinders (13) zwischen 1,5 und 3, vorzugsweise um 2, beträgt.8. Hydraulic control device according to claim 6 or claim 7,
characterized in that the ratio F₁ / F₃ of the cross-sectional area F₁ of the larger drive pressure chamber (11) of the hydraulic cylinder (13) and the cross-sectional area F₃ of the smaller drive pressure chamber (12) of the hydraulic cylinder (13) is between 1.5 and 3, preferably around 2 . 9. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die größere Antriebs­fläche F₁ des Hydrozylinderkolbens (13) einen Wert zwischen 60 und 300 cm², vorzugsweise einen Wert um 100 cm², hat.9. Hydraulic control device according to claim 8,
characterized in that the larger drive surface F₁ of the hydraulic cylinder piston (13) has a value between 60 and 300 cm², preferably a value around 100 cm². 10. Hydraulische Steuereinrichtung nach einem der vor­hergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis P_H/P_N der Ausgangsdrücke P_H und P_N des Druckversorgungs-­Aggregates (23) einen Wert zwischen 4 und 2, vorzugsweise einen Wert um 3, hat.10. Hydraulic control device according to one of the preceding claims,
characterized in that the ratio P _H / P _{N of} the outlet pressures P _H and P _{N of} the pressure supply unit (23) has a value between 4 and 2, preferably a value around 3. 11. Hydraulische Steuereinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsdruck­niveau am Niederdruck-Ausgang (24) des Druck­versorgungs-Aggregates (23) zwischen 50 bar und 80 bar, vorzugsweise um 60 bar, beträgt.11. Hydraulic control device according to claim 10,
characterized in that the outlet pressure level at the low pressure outlet (24) of the pressure supply unit (23) is between 50 bar and 80 bar, preferably around 60 bar.

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