ELEKTROHYDRAULISCHE STEUERVORRICHTUNG UND DRUCKMINDERVENTIL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Steuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein direkt gesteuertes Druckminderventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.

[0002] Zur Absicherung einer Werkstückeinspannung in einer Werkzeugmaschine, z.B. in einer Spanneinrichtung eines Drehautomaten, wird der Steuerung der Werkzeugmaschine ein Gutmeldesignal übermittelt, wenn der erforderliche Spanndruck vorliegt, bzw. ein Fehlersignal übermittelt, wenn der Spanndruck unterschritten wird. Wird der Spanndruck nicht erreicht, bleibt das Gutsignal aus. Der Spanndruck wird über ein Druckminderventil unabhängig von einem Versorgungsdruck eingesteuert und in seinem Druckwert am Druckminderventil auf das jeweilige Erfordernis eingestellt. Unterschiedliche Werkstücke bzw. unterschiedliche Materialien der Werkstücke benötigen unterschiedliche Spanndrücke.

[0003] Aus einer Druckschrift 750 1614.05.02.86 der Firma Herion Werke KG, D-7012 Fellbach, ist es bekannt, jeder Verbraucherleitung einen einstellbaren Druckschalter zuzuordnen, der bei Änderung des Spanndrucks nachgestellt werden muß. Dies stellt ein Sicherheitsrisiko dar, da die korrekte Nachstellung der Druckschalter häufig ungewollt unterlassen oder fehlerhaft durchgeführt wird. Aus der Druckschrift ist es ferner bekannt, zur Beseitigung dieses Sicherheitsrisikos einen Druckschalter in das Druckminderventil zu integrieren, der bei einer Verstellung des Druckminderventils automatisch verstellt wird. Es handelt sich jedoch um ein indirekt gesteuertes Druckminderventil, dem ein Regeldruck aus der jeweils beaufschlagten Verbraucherleitung über ein beiden Verbraucherleitungen gemeinsames Wechselventil zugeleitet wird.

[0004] Aus DE-C-35 32 592 ist ein direkt gesteuertes Druckminderventil bekannt, in dem zusätzlich zum Regelkolben ein eigener, von einer eigenen Feder belasteter Topfkolben vorgesehen ist, der als Meßkolben einen Druckschalter druckunabhängig betätigt.

[0005] Aus DE-C-30 39 002 ist ein direkt gesteuertes Druckminderventil in einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung bekannt, bei dem zusätzlich zum Regelkolben ein getrennter Drosselkolben als Meßkolben zur Betätigung zweier Druckschalter vorgesehen ist. Der Drosselkolben wird mit zwei Federn zentriert. Der Regeldruck wird am Ausgang des Druckminderventils abgeleitet.

[0006] Bei einem aus der DE-C-32 04 055 bekannten, indirekt gesteuerten Druckminderventil in einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung für eine Werkzeugmaschinen-Komponente wird der Druckschalter vom Vorsteuerventil des Regelkolbens des Druckminderventils betätigt. Der Regeldruck für den Regelkolben und für das Schließelement des Vorsteuerventils wird aus der über das Wegeventil beaufschlagten Verbraucherleitung über ein beiden Verbrauchleitungen gemeinsames Wechselventil abgeleitet.

[0007] Bei einem aus DE-C-23 10 193 bekannten Druckminderventil in einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung einer Werkzeugmaschinenkomponente ist der Regelkolben in einem Hilfskolben angeordnet, der druckabhängig verstellt wird und als Meßkolben einen Druckschalter betätigt. Der Regeldruck für den Regelkolben wird stromauf des nachgeordneten Wegeventils abgeleitet. Der Schaltdruck für den Hilfskolben und den Druckschalter wird hingegen von der beaufschlagten Verbraucherdruckleitung über eine Steuerleitung und ein vorgespanntes Rückschlagventil abgeleitet. Für die Sicherheitsfunktion sind zwei Steuerleitungen mit Rückschlagventilen und eine gemeinsame Leckageleitung mit einer Ablaufdrossel erforderlich. Diese zusätzlichen Komponenten erhöhen nicht nur den Bauaufwand, sondern schaffen zusätzliche mögliche Fehlerquellen für die Sicherheitsfunktion. Das Druckminderventil ist kompliziert und vielteilig.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Steuervorrichtung der zuletzt genannten Art sowie ein dafür geeignetesdirekt gesteuertes Druckminderventil zu schaffen, die baulich einfach und hinsichtlich der angestrebten Sicherheitsfunktion zuverlässig sind, und nur aus wenigen, die Anzahl potentieller Fehlerquellen reduzierenden Einzelteilen bestehen.

[0009] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmalen gelöst.

[0010] In der elektrohydraulischen Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1 wird der Regeldruck auf baulich einfache Weise direkt im Wegeventil und dort nur abgegriffen, wenn das Wegeventil ordnungsgemäß eine Verbraucherleitung mit dem Ausgang des Druckminderventils verbunden hat. Eine gesonderte Überwachung des Wegeventils auf seine korrekte Funktion entfällt, wie auch die Notwendigkeit getrennter Steuerleitungen, eines Wechselventils oder von Rückschlagventilen. Die Steuervorrichtung ist einfach und besteht aus wenigen Komponenten. Die Sicherheitsfunktion ist zuverlässig, weil die Druckschaltvorrichtung nur bei ordnungsgemäßer Funktion des Wegeventils betätigt wird. Die Druckschalteinrichtung wird bei einer Verstellung des Druckminderventils mit eingestellt. Sollte das Wegeventil bei einer Betätigung hängen bleiben und die überwachte Steuerstellung nicht korrekt einnehmen, dann wird kein ein Ansprechen der Druckschalteinrichtung hervorrufender Regeldruck erzeugt. Die Druckschalteinrichtung gibt kein Gut-Signal ab oder ein Fehler-Signal, so daß gewarnt wird oder Schäden verhindernde Maßnahmen getroffen werden können. Der Regeldruck wird erst abgeleitet, wenn das Wegeventil, gegebenenfalls bei noch möglichem Reststellhub, so weit verstellt ist, daß die ordnungsgemäße Versorgung der Spanneinrichtung sicher gewährleistet ist. Da der Spanndruck der Spanneinrichtung das wichtigste Kriterium für die Sicherheit ist, ist es zweckmäßig, den Regeldruck zur Minderung des Versorgungsdrucks nur bei einer Beaufschlagung der Verbraucherleitung zum Spannen abzuleiten. Hingegen kann für das Lösen der Spanneinrichtung die Druckminderung unterlassen und der Versorgungsdruck eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird bei Verbindung der anderen Verbraucherleitung über das Wegeventil mit dem Ausgang des Druckminderventils kein Regeldruck abgeleitet, so daß das Druckminderventil dann öffnet und nicht regelnd eingreift.

[0011] Mit der gemäß Anspruch 2 bewegungsübertragenden Verbindung zwischen dem Regelkolben und der Druckschaltvorrichtung ist die Sicherheitsfunktion zuverlässig, weil die Druckschaltvorrichtung direkt auf Bewegungen oder die Stellung des Regelkolbens anspricht.

[0012] Gemäß Anspruch 3 ist sichergestellt, daß in Zwischenstellungen und/oder in einer Mittelstellung des Wegeventils kein Regeldruck entsteht, sondern eventuell vorhandener Druck sogar abgebaut wird. Am einfachsten läßt sich die Druckentlastung durch eine Verbindung zum Rücklauf herstellen.

[0013] Gemäß Anspruch 4 wird ein kostengünstiger 4/2- oder 4/3-Wegeschieber benutzt, der im Gehäuse einen Steuerkanal aufweist, dessen Mündung Teil der Verbraucherdruckanzapfung ist. Zum Unterbringen der Druckanzapfung ist keine Modifikation des Grundkonzepts des Wegeschiebers erforderlich. Die Druckanzapfung kann bei Bedarf für nur eine oder für beide Verbraucherleitungen benutzt werden.

[0014] Gemäß Anspruch 5 ist für die Druckanzapfung in jeder oder nur einer Steuerstellung der Längskanal in den Schieberkolben eingeschnitten oder eingefräst. Es wird durch die Ausbildung und Anordnung des Längskanals sichergestellt, daß in Zwischenstellungen kein Regeldruck abgeleitet wird, und die Druckschaltvorrichtung nur ein Signal erzeugt, wenn der Wegeschieber ordnungsgemäß auf Durchgang geschaltet hat.

[0015] Gemäß Anspruch 6 wird die Druckentlastung direkt über den Querschlitz zum Tankanschluß sichergestellt. Wird die Druckanzapfung nicht benutzt, kann der Tankanschluß verschlossen werden. Bei den drei vorgenannten Ausführungsformen können, um Platz zu sparen und um kurze, verlustarme Strömungswege zu schaffen, der Wegeschieber und das Druckminderventil mit der Schalteinrichtung in einem gemeinsamen, kompakten Gehäuse angeordnet sein.

[0016] Die Maßnahme von Anspruch 7 ist wichtig, damit die Strömungswege stets in der vorbestimmten Weise geöffnet und geschlossen sind. Die Verrasteinrichtung hält den Schieberkolben bei Stromausfall in der Steuerstellung, damit die Spanneinrichtung nicht sofort löst. Es wäre denkbar, die Verrasteinrichtung mit zwei Abtastungen auf ordnungsgemäße Einrastung zu überwachen, um ein das korrekte Schalten des Wegeschiebers repräsentierendes Signal abzugreifen. Dies ist für Ausführungsformen zweckmäßig, bei denen der Regeldruck nicht über die Druckanzapfung sondern an anderer Stelle am Druckminderventil, abgegriffen wird. Alternativ könnten die Betätigungsmagneten oder der Schieberkolben mit Wegmeldern überwacht werden.

[0017] Das direkt gesteuerte Druckminderventil gemäß Anspruch 8 zeichnet sich durch wenige Einzelteile, einen kompakten Aufbau und hohe Zuverlässigkeit aus, da die Druckschaltvorrichtung über den Stößel direkt vom Regelkolben betätigt wird. Bei einer Verstellung der Regelfeder des Druckminderventils braucht die Druckschaltvorrichtung nicht gesondert nachgestellt zu werden. Das Druckminderventil läßt sich universell für hydraulische Steuervorrichtungen verwenden, bei denen für die Drucküberwachung mittels einer Druckschaltvorrichtung ein Regeldruck zur Verfügung steht.

[0018] Die Ausführung gemäß Anspruch 9 hat den Vorteil einer direkten Betätigung des Druckschalters durch den Regelkolben. Das Druckminderventil besteht nur aus wenigen Einzelteilen und baut kompakt.

[0019] Gemäß Anspruch 10 wird die Bewegung bzw. Stellung des Regelkolbens über den Stößel mechanisch auf den Druckschalterstößel übertragen. Der Stößel wird nicht druckabhängig, sondern wegabhängig vom Regelkolben verstellt. Es läßt sich der Druckschalter seitlich anordnen, was kompakte Abmessungen des Druckminderventils und eine exakte Justierung des Druckschalters ermöglicht.

[0020] Gemäß Anspruch 11 läßt sich durch die progressive Kennlinie der Feder oder Federanordnung ein möglichst kleiner Druckunterschied am Schaltpunkt des Druckschalters, z.B. beim Druckaufbau am Ausgang des Druckminderventils oder bei Änderung der Fördermenge, erreichen.

[0021] Baulich einfach ist die Bewegungsübertragung gemäß Anspruch 12. Es kann ein herkömmlicher Regelkolben benutzt werden, weil das Federwiderlager die Kopplung übernimmt.

[0022] Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 13 wird der Regeldruck entweder direkt von der jeweils beaufschlagten Verbraucherleitung oder direkt im Druckminderventil abgeleitet. Das Druckminderventil kann auch für andere Betriebsweisen benutzt werden, bei denen der Regeldruck nicht aus dem Arbeitsweg zum Verbraucher abgeleitet wird.

[0023] Die Ausführungsform gemäß Anspruch 14 ist universell an unterschiedliche Betriebsweisen anpaßbar, indem der jeweils benötigte Kanal angeschlossen, der andere hingegen verschlossen wird.

[0024] Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

ein Blockschaltbild einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung,

Fig. 2 + 3

zwei einander zugeordnete Schnitte eines Druckminderventils in den Schnittebenen II-II in Fig. 3 und III-III in Fig. 2,

Fig. 4,5,6

drei einander zugeordnete Schnitte eines Wegeventils in den Ebenen IV-IV, V-V und VI-VI,

Fig. 7

einen Schnitt einer geänderten Ausführungsform des Druckminderventils, und

Fig. 8

einen Schnitt einer weiteren geänderten Ausführung des Druckminderventils.

[0025] Eine elektrohydraulische Steuervorrichtung S gemäß Fig. 1 dient zur sicherheitsüberwachten Betätigung einer Werkzeugmaschinenkomponente K, wie eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders einer Spanneinrichtung eines Drehautomaten. Eine durch einen Motor M getriebene luftgekühlte Konstantpumpe 1 saugt aus einem Tank 2 an und lädt gegen ein Druckbegrenzungsventil über eine Druckleitung 3 einen Druckspeicher 4. Von der Druckleitung 3 zweigt eine Leitung 3a zu einem Druckminderventil V ab. Eine Rücklaufleitung 5a führt vom Druckminderventil V zu einer Rücklaufleitung 5 und zum Tank 2. Mit dem Druckminderventil V ist eine Druckschalteinrichtung D baulich verbunden. Ausgangsseitig ist das Druckminderventil V über eine Leitung 6 an ein Wegeventil W, und zwar einen 4/2-Wegeschieber, angeschlossen, von dem eine Rücklaufleitung 5b zur Rücklaufleitung 5 führt (Anschlüsse P und T am Wegeventil W). Ausgangsseitig ist das Wegeventil W über Verbraucherleitungen 11, 12 mit der Werkzeugmaschinenkomponente K verbunden (Anschlüsse A und B). Das Wegeventil W verfügt über eine Verbraucherdruck-Anzapfung Z (im Symbol des Wegeventils schematisch angedeutet), die über eine Steuerleitung 7 mit einem Regeleingang 20 des Druckminderventils V verbunden ist. Das Wegeventil W enthält einen Schieberkolben 8, der durch zwei Betätigungsmagneten 9, 10 zwischen zwei Steuerstellungen a und b umstellbar ist. In Zwischenstellungen zwischen den beiden Steuerstellungen ist die Druckanzapfung Z mit der Rücklaufleitung 5b verbunden und die Steuerleitung 7 drucklos.

[0026] Der Aufbau des Druckminderventils V ist aus den Fig. 2 und 3 (1. Ausführungsform) im Detail erkennbar. Das Druckminderventil V enthält in einer Gehäusebohrung 13 einen Regelkolben 14 mit zwei Steuerkanten 15, die blendenartig den an die Leitung 6 angeschlossenen Ausgang, der mit seiner Mündung 18 die Gehäusebohrung 13 schneidet, wechselseitig mit einem Druckanschluß 19 (an die Leitung 3a angeschlossen) und einem Tankanschluß 17 (an die Rücklaufleitung 5a angeschlossen) verbindet, um im Ausgang 6 einen bestimmten Druck einzustellen. Der Regelkolben 14 besitzt ein Kolbenende 16, das mit dem am Regeleingang 20 eingespeisten Regeldruck beaufschlagbar ist, und zwar entgegengesetzt zur Kraft einer Feder 22, die in einer druckentlasteten Kammer 28 angeordnet und in ihrer Vorspannung verstellbar ist, und den Regelkolben 14 über ein Federwiderlager 23 beaufschlagt. Im Federwiderlager 23 ist eine Nut 24 vorgesehen, in die ein Kopfteil 27 eines in einer zur Gehäusebohrung 13 parallelen Bohrung 25 verschiebbaren Stößel 26 formschlüssig eingreift. Der Stößel 26 ist mechanisch über das Federwiderlager 23 bewegungsübertragend mit dem Regelkolben 14 gekoppelt. Der Stößel 26 ist auf einen abgedichtet aus der Bohrung 25 herausgeführten Druckstößel 28 ausgerichtet, mit dem ein Druckschalter 29 der Druckschalteinrichtung D betätigbar ist.

[0027] Zwei Kanäle 30, 32 sind über einen Verbindungskanal 33 mit dem Regeleingang 20 verbunden. Der Kanal 30 schneidet die Mündung 18 und dann den Kanal 33. Der Kanal 32 führt zu einem Anschluß 7' in der Außenseite des Druckminderventils V, an den die Steuerleitung 7 anschließbar ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Kanal 30 durch einen Stopfen zwischen der Mündung 18 und dem Kanal 33 abgesperrt und nach außen durch eine Verschlußschraube 31 abgedichtet. Der Anschluß 7' ist hingegen offen und mit der Steuerleitung 7 verbunden. Wird der Anschluß 7' verschlossen, dann wird die Verbindung zur Mündung 18 geöffnet, damit der Regeleingang 20 mit dem Regeldruck aus dem Ausgang 6 gespeist wird. An den Anschluß 7' könnte auch eine Steuerleitung angeschlossen werden, die über ein Wechselventil den jeweils höheren Verbraucherdruck in einer der beiden Verbraucherleitungen 11, 12 führt.

[0028] Die Feder 22 könnte eine Federanordnung mit progressiver Kennlinie sein. Zu diesem Zweck können mehrere stufenartig zur Wirkung kommende Federn vorgesehen werden oder eine mit unterschiedlich gewickelten Abschnitten versehene Feder. Eine progressive Kennlinie hat den Vorteil, daß der Schaltdruck des Druckschalters 29 mit zunehmender Fördermenge bzw. mit steigendem Arbeitsdruck nahe beim Arbeitsdruck liegt.

[0029] Im Wegeschieber ist gemäß Fig. 4, 5 und 6 in einer Schieberbohrung 34 der Schieberkolben 8 abgedichtet verschieblich geführt und durch Stößel 37 wechselseitig verschiebbar. Die Stößel 37 werden von den Betätigungsmagneten 9, 10 verstellt. Eine Rasteinrichtung 36 sichert mechanisch die beiden Steuerstellungen des Schieberkolbens 35. In der Schieberbohrung 34 liegt mittig ein mit dem Ausgang 6 des Druckminderventils V verbundener Zulauf 38, zu dessen beiden Seiten Auslässe 39, 40 in Form eingedrehter Nuten angeordnet sind. An der dem Zulauf 38 abgewandten Seite jedes Auslasses 39, 40 ist ein Tankanschluß 43, T vorgesehen, an den die Rücklaufleitung 5b (Fig. 1) angeschlossen ist. Im mit einem zylindrischen Dichtabschnitt 42 ausgebildeten Schieberkolben 8 sind zwei diametral gegenüberliegende Strömungstaschen 41 eingeformt, die innen im Schieberkolben 8 verbunden sind und in jeder Steuerstellung den Zulauf 38 mit einem Auslaß 39 oder 40 verbinden, während über eine Einschnürung 35 im Schieberkolben 8 der andere Auslaß 40, 39 mit dem benachbarten Tankanschluß 43 verbunden ist. Es würde eine Strömungstasche 41 an einer Seite des Schieberkolbens 8 ausreichen; aus Gründen des Druckausgleichs und der Leichtgängigkeit des Schieberkolbens 8 sind zwei diametral gegenüberliegende Strömungstaschen 41 zweckmäßig.

[0030] In Umfangsrichtung sind zu den Strömungstaschen 41 versetzt zwei diametral gegenüberliegende Längskanäle 44 (eingefräste Nuten im Dichtabschnitt 42) vorgesehen, die über eine schräge Durchgangsbohrung 48 miteinander verbunden sind. Auf den einen Längskanal 44 (in Fig. 5 unten) ist eine Steuerkanalmündung 45 in der Schieberbohrung 34 ausgerichtet, die einem Steuerkanal 51 (mit der Steuerleitung 7 verbunden) angehört. Der gegenüberliegende Längskanal 44 wird von einem Querschlitz 49 geschnitten, der bei der Bewegung des Schieberkolbens 8 einen Tankanschluß 46 eines Tankkanals 50 überfährt und dann eine Strömungsverbindung zwischen den Längskanälen 44 und der Rücklaufleitung 5b (Fig. 1) herstellt, über die die Steuerleitung 7 druckentlastet wird. Der Tankanschluß 46 ist gegenüber dem Längskanal 44 zur Seite versetzt, so daß er nur vom Querschlitz 49 überfahren wird.

[0031] In den Fig. 4 bis 6 ist der Schieberkolben 8 in seiner Steuerstellung b gezeigt, in der der Auslaß 40 mit dem Zulauf 38 verbunden ist, während der Auslaß 39 mit dem Tankanschluß 43 verbunden ist. Der in der Verbraucherleitung 12 herrschende Druck wird als Regeldruck der Steuerkanalmündung 45 aufgegeben, so daß er über die Steuerleitung 7 an den Regeleingang 20 des Druckminderventils (Fig. 1) übertragen wird. Zum Tankanschluß 46 besteht keine Verbindung, weil der Querschlitz 49 (Fig. 5) rechts neben dem Tankanschluß 46 steht. Es wird auf diese Weise nicht nur der korrekte Druck in der Verbraucherleitung 12 als Regeldruck gemeldet, sondern auch gewährleistet, daß der Schieberkolben 8 tatsächlich in seiner korrekten Steuerstellung b angelangt ist. Bleibt der Schieberkolben 8 in der Zwischenstellung hängen, z.B. ohne daß die Rasteinrichtung 36 eingegriffen hat, dann wird über den Querschlitz 49 die Steuerkanalmündung 45 mit dem Tank verbunden und kein Regeldruck gemeldet.

[0032] Besonders wichtig ist, daß bei allen Ausführungsformen des Druckminderventils mit einem einzigen Stellelement, nämlich der Einstellschraube für die Vorspannung der Feder oder Federanordnung 22 die Einstellung des Druckminderventils und der Druckschalteinrichtung D synchron veränderbar sind. In besonders zweckmäßiger Weise wird der Regelkolben, z.B. 14 in Fig. 2, des Druckminderventils V gleichzeitig als Meßkolben des Druckschalters 29 verwendet, weil zwischen dem Regelkolben und dem Druckschalter kein weiteres, druckabhängig verstellbares Element vorgesehen ist.

[0033] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 weist der Regelkolben 14' des Druckminderventils V' an seinem dem Regeleingang 20 benachbarten Ende einen angeformten axialen Stößel 54 auf, der auf den Druckschalter 29 ausgerichtet ist und diesen betätigt. Der Stößel 54 durchsetzt eine Dichtanordnung der Gehäusebohrung. Der Regeldruck wird hier vom Ausgang 6 über den Kanal 30, 33 abgeleitet. Ist dieser Kanal verschlossen, dann kann der Regeleingang 20 auch wie gezeigt an die Druckanzapfung Z in Fig. 1 oder auch direkt über ein Wechselventil an die beiden Verbraucherleitungen 11, 12 angeschlossen sein.

[0034] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 des Druckminderventils V" ist der Stößel 26' wie in Fig. 2 über das Federwiderlager mit dem Regelkolben 14 bewegungsübertragend gekoppelt. Am Stößel 26' ist eine Schaltkulisse 56 vorgesehen, an der ein Tastarm 55 eines Druckschalters 29' anliegt, der an einer Seite des Druckminderventils V" außen angeordnet und Teil der Druckschalteinrichtung D ist.

[0035] Anstelle eines 4/2-Wegeschiebers könnte als Wegeventil W ein 4/3-Wegeschieber vorgesehen sein (in Fig. 1 angedeutet). Die Verbraucher-Druckanzapfung Z wird - ausgenommen in der oder den korrekten Steuerstellungen (a und/oder b) - entweder durch die Verbindung mit dem Tankanschluß oder durch eine Verbindung mit dem Tankanschluß oder durch eine Verbindung mit der gerade mit der Rücklaufleitung offenen Verbraucherleitung entlastet. Beim 4/3-Wegeschieber ist in der Mittelstellung über den Schieberkolben die Steuerleitung für den Regeldruck direkt mit der Rücklaufleitung verbunden, während entweder beide Verbraucherleitungen abgesperrt oder gemeinsam an die Rücklaufleitung angeschlossen sind. Wird Regeldruck nur in einer Steuerstellung abgeleitet, dann ist die Steuerleitung in der anderen Steuerstellung mit der gerade zum Rücklauf offenen Verbraucherleitung verbunden und entlastet. Diese Maßnahmen - einzeln oder kombiniert - sollen fehlerhafte Gut-Signale der Druckschalteinrichtung ausschließen, auf die sonst die übergeordnete Steuerung der Spanneinrichtung reagieren würde.

Ansprüche

1. Elektrohydraulische Steuervorrichtung (S) für eine spanneinrichtung (K), insbesondere einer Werkzeugmaschine, z.B. eines Drehautomaten, mit einem an eine Druckquelle (1) angeschlossenen, einstellbaren Druckminderventil (V, V', V"), dessen mit einem Regelkolben (14, 14') zusammenwirkender Ausgang (6) über ein nachgeordnetes, mit dem Tank (2) verbundenes, zwischen Steuerstellungen (a,b) umstellbares Wegeventil (W) wechselweise mit einer von zwei Verbraucherleitungen (11, 12) der Spanneinrichtung (K) verbindbar ist, mit einer funktionell in das Druckminderventil (V, V', V") eingegliederten Druckschaltvorrichtung (D), die einen vom Druckminderventil (V,V',V") eingestellten Druck in wenigstens einer über das Wegeventil (W) ordnungsgemäß beaufschlagten Verbraucherleitung (11, 12) überwacht, und mit einem Regeleingang (20) im Druckminderventil (V,V',V"), der mit einem vom Ausgangsdruck des Druckminderventils für die beaufschlagte Verbraucherleitung (11, 12) abgeleiteten Regeldruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Wegeventil (W) für das Ableiten des Regeldrucks eine Verbraucher-Druckanzapfung (Z) vorgesehen ist, an der nur in der Steuerstellung (a und/oder b) des Wegeventils (W), in der der Ausgang (6) des Druckminderventils (V, V', V") über das Wegeventil (W) ordnungsgemäß mit einer Verbraucherleitung (11, 12) verbunden ist, der Regeldruck ableitbar ist, und daß die Verbraucher-Druckanzapfung (Z) mit dem Regeleingang (20) des Druckminderventils (V, V', V") verbunden ist.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (14, 14') mit der Druckschalteinrichtung (D) bewegungsübertragend gekoppelt ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckanzapfung (Z) im Wegeventil (W) zwischen den Steuerstellungen (a und b) eines Schieberkolbens (35) des Wegeventils (W) druckentlastet ist, vorzugsweise in einer die Verbraucherleitungen (11, 12) absperrbares oder zum Tank (2) entlastenden Mittelstellung und/oder in Zwischenstellungen zwischen den Steuerstellungen (a und b) bzw. zwischen der Mittelstellung und den Steuerstellungen (a und b).

4. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegeventil (W) ein 4/2-oder 4/3-Wegeschieber mit einem in einer Schieberbohrung (34) durch wenigstens einen Betätigungsmagneten (9, 10) zwischen zwei Steuerstellungen (a oder b) verstellbaren Schieberkolben (35) ist, der in jeder Steuerstellung eine Verbindung zwischen einem mit dem Ausgang (6) des Druckminderventils (V) verbundenen Zulauf (38) und einem mit einer Verbraucherleitung (11, 12) verbundenen Auslaß (39, 40) öffnet und gleichzeitig einen mit der anderen Verbraucherleitung (11, 12) verbundenen Auslaß (40, 39) mit einem Tankanschluß (T) verbindet, daß in der Schieberbohrung (34) eine Verbraucher-Druckanzapfungs-Steuerkanalmündung (45) vorgesehen ist, die der Schieberkolben (35) in jeder Steuerstellung (a oder b) mit wenigstens einem Auslaß (39, 40) verbindet und zwischen den Steuerstellungen von beiden Auslässen (39, 40) trennt, und daß vorzugsweise, das Druckminderventil (V) und der Wegeschieber in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schieberkolben (35) an mindestens einer Seite in einem zylindrischen Dichtbereich (42) eine axial und in Umfangsrichtung begrenzte Strömungstasche (41) aufweist, daß die Steuerkanalmündung (45) in Umfangsrichtung der Schieberbohrung (34) gegenüber der Strömungstasche (41) versetzt außerhalb des Umrisses der Strömungstasche (41) angeordnet ist, und daß im Schieberkolben (35) im Dichtbereich (42) ein auf die Steuerkanalmündung (45) ausgerichteter, axial begrenzter Längskanal (44) vorgesehen ist, der in wenigstens einer Steuerstellung eine Verbindung zwischen der Steuerkanalmündung (45) und einem Auslaß (39, 40) herstellt.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Längskanal (44) ausschließlich in Zwischenstellungen und/oder in der Mittelstellung zwischen den Steuerstellungen (a, b) des Schieberkolbens (35) über einen den Längskanal (44) schneidenden Querschlitz (49) im Schieberkolben mit einem Tankanschluß (46) der Schieberbohrung (34) verbindbar ist.

7. Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (35) in der Schieberbohrung (34) gegen Verdrehen gesichert ist, und daß in der Schieberbohrung (34) eine Verrasteinrichtung (36) mit zwei definierten, den Steuerstellungen (a oder b) entsprechenden Raststellungen vorgesehen ist, die am Schieberkolben (35) angreift.

8. Direkt gesteuertes Druckminderventil (V, V', V") für eine elektrohydraulische Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, mit einem in einer Ventilbohrung (13) durch einen Regeldruck gegen Federkraft (22) verschiebbaren Regelkolben (14, 14'), der mit axial beabstandeten Steuerkanten (15) blendenartig wechselseitig die Verbindung eines Ausgangs (6) mit einem Druckanschluß (19) und einem Tankanschluß (17) steuert, und mit der am Druckminderventil vorgesehenen, signalerzeugenden Druckschaltvorrichtung (D) zur überwachung des am Ausgang (6) herrschenden Drucks dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Regelkolben (14, 14') und der Druckschaltvorrichtung (D) ein mit dem Regelkolben (14, 14') verstellbarer Stößel (54, 26, 26') vorgesehen ist, der Bewegungen des Regelkolbens (14, 14') mechanisch überträgt und die Druckschaltvorrichtung (D) bei Erreichen des mittels der Federkraft (22) eingestellten Ausgangsdrucks betätigt.

9. Druckminderventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (54) abgedichtet verschiebbar am Regelkolben (14') angeordnet und auf einen Druckschalter (29) ausgerichtet ist.

10. Druckminderventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (26 oder 26') zum Regelkolben (14) parallel angeordnet, mit dem Regelkolben (14) mechanisch gekoppelt und entweder auf einen abgedichtet verschiebbaren Druckschalter-Stößel (28) ausgerichtet ist oder eine Schaltkulisse (56) für einen Tastarm (53) des Druckschalters (29') aufweist.

11. Druckminderventil nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (14, 14') durch eine Feder oder eine Federanordnung (22), zum Beispiel aus mehreren stufenartig wirksam werdenden Federn oder unterschiedlich gewickelten Schraubenfedern, mit progressiver Kennlinie, beaufschlagt ist.

12. Druckminderventil nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Feder oder Federanordnung (22) und dem Regelkolben (14) ein Federwiderlager (23) angeordnet ist, und daß der Stößel (26, 26') mechanisch an das Federwiderlager (23) gekoppelt ist.

13. Druckminderventil nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regeldruck für die Verstellung des Regelkolbens (14, 14') am Ausgang (6) des Druckminderventils (V, V') oder aus einer mit dem Ausgang (6) verbundenen Verbraucherleitung (11, 12) abgeleitet wird.

14. Druckminderventil nach den Ansprüchen 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckminderventil (V, V') ein Regeleingang (20) zum Regelkolben (14) wahlweise über einen von zwei Kanälen (32, 30) mit dem Regeldruck beaufschlagbar ist, wobei der eine Kanal (30) vom Ausgang (6) des Druckminderventils (V, V' ) und der andere Kanal (32) von einem Gehäuseanschluß (7') zum Regeleingang (20) führt.

Claims

1. An electrohydraulic control device (S) for a holding fixture (K), in particular for a holding fixture of a machine tool such as an automatic lathe, comprising an adjustable pressure reducing valve (V, V', V"), which is connected to a pressure source (1) and the outlet (6) of which cooperates with a control piston (14, 14') and is adapted to be alternately connected to one of two consumer lines (11, 12) of the holding fixture (K) via a downstream directional control valve (W) which is connected to the reservoir (2) and which is adapted to be changed over between control positions (a, b), further comprising a pressure switch means (D) which is functionally incorporated into the pressure reducing valve (V, V', V"), said pressure switch means (D) monitoring a pressure which is set by the pressure reducing valve (V, V', V") and which prevails in at least one consumer line (11, 12) acted upon via the directional control valve (W) as intended, and still further comprising a control input (20) in the pressure reducing valve (V, V', V"), said control input (20) being adapted to have applied thereto a pilot pressure derived from the output pressure of the pressure reducing valve (V, V', V") for the consumer line (11, 12) acted upon, characterized in that the directional control valve (W) has provided therein a consumer pressure tapping point (Z), which is used for deriving the pilot pressure and from which the pilot pressure can only be derived at the control position (a and/or b) of the directional control valve (W) at which the outlet (6) of the pressure reducing valve (V, V', V") is connected to a consumer line (11, 12) via the directional control valve (W) as intended, and that the consumer pressure tapping point (Z) is connected to the control input (20) of the pressure reducing valve (V, V', V").

2. A control device according to claim 1, characterized in that the control piston (14, 14') is coupled to the pressure switch means (D) in a motion-transmitting manner.

3. A control device according to claim 1, characterized in that the pressure tapping point (Z) in the directional conrol valve (W) is relieved from pressure between the control positions (a and b) of a slide piston (35) of the directional control valve (W), preferably at a central position at which the consumer lines (11, 12) are blocked or relieved due to communication with the reservoir (2) and/or at intermediate positions between the control positions (a and b) or between the central position and the control positions (a and b).

4. A control device according to claims 1 and 3, characterized in that the directional control valve (W) is a 4/2 or a 4/3 way slide valve comprising a slide piston (35) which is adapted to be displaced in a bore (34) for the slide piston between two control positions (a or b) by at least one operating magnet (9, 10) and which opens at each control position a connection between an inlet (38), which is connected to the outlet (6) of the pressure reducing valve (V), and an outlet (39, 40), which is connected to a consumer line (11, 12), and connects simultaneously an outlet (40, 39), which is connected to the other consumer line (11, 12), to a reservoir connection (T), that the bore (34) for the slide piston has provided therein a consumer pressure tapping control passage mouth (45) which the slide piston (35) connects at each control position (a or b) to at least one outlet (39, 40) and which said slide piston (35) separates from both outlets (39, 40) between the control positions, and that the pressure reducing valve (V) and the directional control valve (W) are preferably arranged in one common casing.

5. A control device according to claim 4, characterized in that, in a cylindrical sealing section (42), the slide piston (35) has on at least one side thereof a flow pocket (41) delimited axially and in the circumferential direction, that the control passage mouth (45) is arranged outside of the contour of the flow pocket (41) such that it is displaced relative to the flow pocket (41) when seen in the circumferential direction of the bore (34) for the slide piston, and that an axially delimited longitudinal passage (44) is provided in the sealing section (42) of the slide piston (35), said longitudinal passage (44) being in alignment with the control passage mouth (45) and establishing a connection between said control passage mouth (45) and an outlet (39, 40) at at least one control position.

6. A control device according to claim 5, characterized in that the longitudinal passage (44) can be connected to a reservoir connection (46) of the bore (34) for the slide piston via a transverse slot (49), which is provided in the slide piston (35) and which intersects the longitudinal passage (44), exclusively at intermediate positions and/or at the central position between the control positions (a, b) of the slide piston (35).

7. A control device according to claims 4 to 6, characterized in that the slide piston (35) is secured against rotational displacement within the bore (34) for the slide piston, and that said bore (34) has provided therein a detent means (36) with two defined detent positions corresponding to the control positions (a or b), said detent means (36) acting on the slide piston (35).

8. A directly controlled pressure reducing valve (V, V', V") for an electrohydraulic control device according to claim 1, comprising a control piston (14, 14'), which is adapted to be displaced within a valve bore (13) in response to a pilot pressure and against the force of a spring (22) and which, by means of axially spaced control edges (15), alternately controls the communication of an outlet (6) with a pressure connection (19) and a reservoir connection (17), and further comprising the signal-generating pressure switch means (D), which is provided on the pressure reducing valve and which is used for the purpose of monitoring the pressure at said outlet (6), characterized in that the control piston (14, 14') and the pressure switch means (D) have provided between them a tappet (54, 26, 26'), which is adapted to be displaced together with the control piston (14, 14') and which mechanically transmits movements of the control piston (14, 14') and actuates the pressure switch means (D) when the output pressure set by means of the force of the spring (22) has been reached.

9. A pressure reducing valve according to claim 8, characterized in that the tappet (54) is arranged on the control piston (14') such that it is adapted to be sealingly displaced and that it is in alignment with a pressure switch (29).

10. A pressure reducing valve according to claim 8, characterized in that the tappet (26 or 26') is arranged parallel to the control piston (14), that it is mechanically coupled to said control piston (14), and that it is either in alignment with a sealingly displaceable pressure switch tappet (28) or provided with a cam surface (56) for a cam follower arm (53) of the pressure switch (29').

11. A pressure reducing valve according to claims 8 to 10, characterized in that the control piston (14, 14') is acted upon by a spring or a spring arrangement (22) consisting e.g. of a plurality of springs which become effective in steps or of differently wound helical springs and having a progressive characteristic.

12. A pressure reducing valve according to claims 8 to 11, characterized in that a spring abutment (23) is arranged between said spring or spring arrangement (22) and the control piston (14), and that the tappet (26, 26') is mechanically coupled to said spring abutment (23).

13. A pressure reducing valve according to claims 8 to 12, characterized in that a pilot pressure for displacing the control piston (14, 14') is derived from the outlet (6) of the pressure reducing valve (V, V') or from a consumer line (11, 12) connected to said outlet (6).

14. A pressure reducing valve according to claims 8 to 13, characterized in that in said pressure reducing valve (V, V') a control input (20) leading to the control piston (14) is adapted to have selectively applied thereto the pilot pressure via one of two passages (32, 30), one of said passages (30) leading from the outlet (6) of the pressure reducing valve (V) to said control input (20) and the other passage (32) leading from a casing connection (7') to said control input (20).

Revendications

1. Dispositif de commande électro-hydraulique (S) pour un dispositif de serrage (K), notamment d'une machine-outil, tel que par exemple d'un tour automatique, comprenant une soupape de réduction de pression (V, V', V") réglable, raccordée à une source de pression (1), et dont la sortie (6) coopérant avec un piston de régulation (14, 14') peut être reliée alternativement à l'une de deux conduites utiles d'utilisation (11, 12) du dispositif de serrage (K) par l'intermédiaire d'un distributeur (W) en aval, relié au réservoir (2) et pouvant être commuté entre des positions de commande (a, b), un dispositif de manocontacteur (D) intégré fonctionnellement dans la soupape de réduction de pression (V, V', V") et contrôlant la pression réglée dans au moins une conduite utile d'utilisation (11, 12) alimentée correctement par l'intermédiaire du distributeur (W), et une entrée de régulation (20) dans la soupape de réduction de pression (V, V', V"), pouvant être alimentée par une pression de régulation dérivée de la pression de sortie de la soupape de réduction de pression pour la conduite utile d'utilisation (11, 12) alimentée,
caractérisé en ce que dans le distributeur (W) peut être prévu, pour la dérivation de la pression de régulation, un piquage de pression utile d'utilisation (Z) où la pression de régulation peut être dérivée uniquement dans la position de commande (a et/ou b) du distributeur (W) dans laquelle la sortie (6) de la soupape de réduction de pression (V, V', V") est reliée correctement, par l'intermédiaire du distributeur (W), à une conduite utile d'utilisation (11, 12), et en ce que le piquage de pression utile d'utilisation (Z) est relié à l'entrée de régulation (20) de la soupape de réduction de pression (V, V', V").

2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de régulation (14, 14') est couplé au dispositif de manocontacteur (D) par un couplage de transmission de mouvement.

3. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piquage de pression utile d'utilisation (Z) dans le distributeur (W) est en état de détente entre les positions de commande (a et b) d'un piston de distributeur (35) du distributeur (W), de préférence dans une position centrale obturant les conduites utiles d'utilisation (11, 12) ou les mettant en état de détente vers le réservoir (2), et/ou dans des positions intermédiaires entre les positions de commande (a et b) ou entre la position centrale et les positions de commande (a et b).

4. Dispositif de commande selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que le distributeur (W) est un distributeur 4/2 ou 4/3 (4 orifices et 2 ou 3 voies) comprenant un piston de distributeur (35) qui peut être déplacé dans un alésage de distributeur, entre deux positions de commande (a ou b), au moyen d'au moins un électroaimant d'actionnement (9, 10), et qui dans chaque position de commande ouvre une liaison entre une entrée (38) reliée à la sortie (6) de la soupape de réduction de pression (V) et une sortie (39, 40) reliée à une conduite utile d'utilisation (11, 12), et relie simultanément une sortie (40, 39) reliée à l'autre conduite utile d'utilisation (11, 12) à un raccord de réservoir (T), en ce que dans l'alésage de distributeur (34) est prévu un orifice de canal de commande de piquage de pression utile d'utilisation (45), que le piston de distributeur (35) relie dans chaque position de commande (a ou b) à au moins une sortie (39, 40), et qu'il isole des deux sorties (39, 40) entre les positions de commande, et en ce que la soupape de réduction de pression (V) et le distributeur sont de préférence disposés dans un même carter.

5. Dispositif de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston de distributeur (35) présente sur au moins un côté, dans une zone d'étanchéité (42) cylindrique, une cavité d'écoulement (41) limitée axialement et en direction périphérique, en ce que l'orifice de canal de commande (45) est disposé de manière décalée par rapport à la cavité d'écoulement (41), dans la direction périphérique de l'alésage de distributeur (34), en-dehors du tracé de la cavité d'écoulement (41), et en ce que dans le piston de distributeur (35), dans la zone d'étanchéité (42) est prévu un canal longitudinal (44) limité axialement, orienté en direction de l'orifice de canal de commande (45), et établissant, au moins dans une position de commande, une liaison entre l'orifice de canal de commande (45) et une sortie (39, 40).

6. Dispositif de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce que le canal longitudinal (44) peut être relié à un raccord de réservoir (46) de l'alésage de distributeur (34), uniquement dans des positions intermédiaires et/ou dans la position centrale entre les positions de commande (a, b) du piston de distributeur (35), par l'intermédiaire d'une fente transversale (49) coupant le canal longitudinal (44) dans le piston de distributeur.

7. Dispositif de commande selon les revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le piston de distributeur (35) est arrêté à l'encontre d'une rotation dans l'alésage de distributeur (34), et en ce que dans l'alésage de distributeur (34) est prévu un mécanisme d'encliquetage (36) qui présente deux positions d'encliquetage définies et correspondant aux positions de commande (a ou b), et qui agit sur le piston de distributeur (35).

8. Soupape de réduction de pression (V, V', V") à commande directe pour un dispositif de commande électro-hydraulique selon la revendication 1, comprenant un piston de régulation (14, 14') qui peut coulisser dans un alésage de soupape (13), sous l'effet d'une pression de régulation, à l'encontre d'une force de ressort (22), et qui au moyen de bords de commande (15) axialement espacés, commande à la manière d'un obturateur alternativement la liaison d'une sortie (6) à un raccord de pression (19) et un raccord de réservoir (17), l'ensemble comprenant également le dispositif de manocontacteur (D) qui est prévu sur la soupape de réduction de pression, produit le signal et est destiné à contrôler la pression régnant à la sortie (6), caractérisée en ce qu'entre le piston de régulation (14, 14') et le dispositif de manocontacteur (D) est prévu un poussoir (54, 26, 26') pouvant être déplacé avec le piston de régulation (14, 14'), transmettant mécaniquement des mouvements du piston de régulation (14, 14'), et actionnant le dispositif de manocontacteur (D) lorsqu'on atteint la pression initiale réglée à l'aide de la force de ressort (22).

9. Soupape de réduction de pression selon la revendication 8, caractérisée en ce que le poussoir (54) est disposé sur le piston de régulation (14') de manière à pouvoir coulisser de façon étanche, et est orienté en direction d'un manocontacteur (29).

10. Soupape de réduction de pression selon la revendication 8, caractérisée en ce que le poussoir (26 ou 26') est disposé parallèlement au piston de régulation (14), est couplé de manière mécanique au piston de régulation (14), et, soit est orienté en direction d'un poussoir de manocontacteur (28) pouvant coulisser de manière étanche, soit présente une coulisse de commande (56) pour un bras de palpeur (53) du manocontacteur (29').

11. Soupape de réduction de pression selon les revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le piston de régulation (14, 14') est sollicité par un ressort ou un agencement de ressort (22), par exemple constitué de plusieurs ressorts devenant actifs par paliers ou de ressorts hélicoïdaux enroulés différemment, avec une courbe caractéristique progressive.

12. Soupape de réduction de pression selon les revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'entre le ressort ou l'agencement de ressort (22) et le piston de régulation (14) est disposé un palier de butée de ressort (23), et en ce que le poussoir (26, 26') est couplé mécaniquement au palier de butée de ressort (23).

13. Soupape de réduction de pression selon les revendications 8 à 12, caractérisée en ce qu'une pression de régulation pour le déplacement du piston de régulation (14, 14') est dérivée de la sortie (6) de la soupape de réduction de pression (V, V') ou d'une conduite utile d'utilisation (11, 12) reliée à la sortie (6).

14. Soupape de réduction de pression selon les revendications 8 à 13, caractérisée en ce dans la soupape de réduction de pression (V, V'), une entrée de régulation (20) vers le piston de régulation (14) peut être alimentée avec la pression de régulation, au choix par l'intermédiaire d'un de deux canaux (32, 30), l'un (30) des canaux conduisant de la sortie (6) de la soupape de réduction de pression (V, V'), et l'autre canal (32) du raccord de carter (7') à l'entrée de régulation (20).

Zeichnung