Schaltung für doppeltwirkenden hydraulischen Spannzylinder Die Erfindung
bezient sich auf eine Schaltung für eineft doppelt-. wirkenden hydraulischen Spannzylinder,
dessen Kolbenraum über ein Wegevontil entweder mit einer Druckquelle oder mit einem
Behälter verbunden werden kann und dessen Ringraum über eine Leitung mit der oruckquelle
verbunden ist.Circuit for double-acting hydraulic clamping cylinder The invention
refers to a circuit for one double. acting hydraulic clamping cylinder,
its piston chamber via a directional valve either with a pressure source or with a
Container can be connected and its annulus via a line with the oruckquelle
connected is.
In der Hydraulik ist eine solche Schaltung auch unter dem Namen Differentialschaltung
bekannti Ihr Zweck besteht darint beim Ausfahren des Kolbens eine höhere Geschwindigkeit
zu erzielen als mit dem Förderstrom der Druckquelle allein erreichbar wäre. Das
geschieht dadurch, daß die aus dem Ringraum verdrängte Flüssigkeit zusätzlich in
den Kolbenraum gelangt. Wenn das Flächenverhältnis von Kolbenfläche und Ringfläche
2 : 1 ist, ergeben'sich bei einer solchen Schaltung gleiche Kolbengeschwindigkeiten
beim Aus- und Linfahren des Kolbens. Diesem*Vorteil steht aber als Nachteil gegenüberg
daß beim*Ausfahren des Kolbens als wirksame Fläche nur die Kolbenstangenfläche zur
Ve"rftigüng steht, da durch die Druckgleichileit im Kolben- und Ringraum die Ringfläche
von der Kolbenfläche subtrahiert werden muß. Diese Tatsache ist besonders bei Spann-
und Preßvorgängen nachteiligt da der Zylinder nicht voll ausgenutzt worden kann.
Es ist zwar möglich, In die Leitung vom Ringraum zur Druckquelle ein zweites
Wegevontil einzubauen, doch es bedarf weiteren Aufwandes? um ein Umschalten' dieses
iventils zur richtigen Zeit zu erreichen. En ist daher Aufgabe der Windunge
mit geringem Aufwand die beschriebene Schaltung sezu ergänzen,- daß die Cha'rakterlatik
einer-Differentialschaltung erhalten bleibt und zusätzlich ein Spannen oder Pressen
mit der ganzen Kolbenfläche alt wirksame Ylgohe erfolgt, wobei auf die Anbringung
zusätzlicher Wegavontilog Endochalter und dergleichen verzichtei worden soll.
Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Ringraum über eine
Leitung mit einem weiteren Anschluß des Wegeventils verbunden ist, wobei dieser
Anschluß mit dem Be-11,1älter verbunden ist, wenn der l,'olbenraur-i riit der Druckquelle
in Verbindung steht und umgekehrt, und in die Leitung zwischen Wegeventil und Ringraum
ein in Richtung Ringraum öffnendes Rückschlagventil geschaltet ist, das durch eine
parallel geschaltete Drossel umgangen werden kann, und ein weiteres, in Richtung
Druckquelle öffnendes Rückschlagventil in die Leitung zwischen Ringrauni und Druckquelle
eingebaut ist. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß durch Verwendung eines
Rückschlagventils und eines Drosselrückschlagvont ils kein zusätzlicher Raumbedarf
entsteht, da handelsübliche Elemente dieser Art in die Rohrleitung eingebaut werden
können. Da es sich um konstruktiv einfache Teile hande lt, bleiben auch die Kosten
gering. Anhand eines mit Hydrauliksymbolen dargestellten Schaltplanes wird die Erfindung
näher erläutert. In einem Zylinder 1 gleitet ein Kolben 2, der mit einer
Kolbenstange 3 verbunden ist. Die Kolbenstange 3 drUckt ein WerkstUck
gegen einen Anschlag 5. Der Kolbenraum 6 des Zylindars 1 ist
Über eine Leitung 7 mit dem Anschluß A eines Wegeventils
8 verbunden, das Über einen Anschluß P mit einer Druckguelle 9 und
über einen Anschluß T mit einem Behälter lo verbunden ist. Von einem vierten Anschluß
B zweigt eine Leitung 11 zum Ringraum 12 ab. In die Leitung 11 1,st
ein Rückschlagventil 13 geschaltet# welchen in Richtung Ringraum 12 öffnet
und dem eine Drossel 14 parallel geschaltet ist. Eine Leitung 15f in die ein in
Richtung Druckquelle öffnendes Rückschlagventil 16 eingebaut ist, schafft
eine Verbindung vom Ringraum 12 zur Druckquelle 9.
Wenn das Wegeventil
8 auf "parallele Pfeile" geschaltet ist, wird der Kolbenraum 6 mit
der Druckquelle 9 verbunden, und der Kolben 2 fährt aus. Weil die Kolbenfläche
F größer als die Ringfläche 9 ist, entsteht eine DruckUbernetzung
derart#,daß.der
der
Druck in. Ringraum größer wird. Unter Voraussetzung, daß die
Drossel 14 nur aus einer sehr kleinen Öffnung besteht, wirdan dieser Stelle auch'nur
eine sehr geringe, unbedeutende Flüs:-sigkeitsmenje durchströmen. Der Hauptanteil
strömt daher durch die Leitung 15, öffnet aufgrund des Druckunterschiedes
das Rückschlagventil 16 und gelangt über die Anschlüsse P und A des
Wegeventils sowie die Leitung 7 in den Kolbenraum 6., Diese 31fferentialwirkung
bleibt solange bestehen, bis die Kolbenstange 3 auf das Werkstück 4 stößt.
Da nunmehr nach einen. eventuellen, geringen Spannhub 'Keine Bewegung, des Kolbens
mehr stattfindet, fließt auch keine nennenswerte Flüssigkeitsr-iienge mehr aus-dem
Ringraum IZ. Infolgedessen kann sich der Druck im R#ng-raun 12 über die Drossel
14, die"j,a über die Leitung 11 und das Wegeventil 3 mit den, Behälter
la verbunden ist,-abbauen. Das Rückschlagventil 16 schließt sich- aufgrund
der nunmehr einseitigen Druckbeaufschlagung von, der Druckquelle 9 her. Durch
den Druckabbau in Ringraum 12 wird der Kolben 2 auf seiner vollen Fläche F belastet.
Diese Belastung erfolgt automatisch bei Beendigung der Vorschubbewegung unabhängig
von dem zurückgelegten Weg. Dies ermöglicht Z.B. die Spannung verschieden dicker
Werkstücke ohne Änderung der Spannvorrichtung. Das Umschalten des Wegeventils kann
dann beispielsweise elektrisch bei Beendigung eines B6arbeitungsvorgangs erfolgen-.
Grundsätzrlich ist die Art der Wegeventilbetätigung aber freigestellt. Bei Schaltung-
des Viegeventils 8 #uf "gekreuzte Pfeile" wird der Kolbenraum 6 mit
dem Behälter la verbunden, während der Ringraum 12 über die Leitung 11, das
nurLmehr frei durchströmte Rückschlagventil 13 und das Wegeventil
8 mit der Druckquelle 9 verbunden wird. Bei einem Verhältnis von F
: f = 2 : 1 erfolgt das Linfahren des Kolbens 2 etwa so schnell wie
das Ausfahren.. Besonders bei großen, sperrigen WerkstÜcken, dic einen großen Hub
des Kolbens 2 erfordern., ergibt sich so eine beträchtliche Zeitersparnis-.In hydraulics, such a circuit is also known as a differential circuit. Its purpose is to achieve a higher speed when the piston is extended than could be achieved with the flow of the pressure source alone. This happens because the liquid displaced from the annular space also enters the piston space. If the area ratio of the piston area and the ring area is 2 : 1 , the piston speeds when the piston is extended and retracted are the same with such a circuit. This advantage is opposed to the disadvantage that when the piston is extended, only the piston rod surface is available as the effective surface, since the pressure equilibrium in the piston and ring chamber means that the ring surface must be subtracted from the piston surface. This fact is particularly important with clamping -.?. and pressing operations at a disadvantage because the cylinder can not been fully utilized, it is possible to incorporate into the line from the annular space to the pressure source a second Wegevontil, but it requires additional expenses by switching to achieve 'this iventils the right time En is Therefore, the task of the winding to supplement the circuit described with little effort, - that the cha'rakterlatik of a differential circuit is retained and in addition a clamping or pressing with the entire piston surface old effective Ylgohe takes place, with the attachment of additional Wegavontilog Endochalter and the like been dispensed with This problem is solved in accordance with the invention according to the fact that the annular space is connected via a line to a further connection of the directional control valve, this connection being connected to the container when the oil is connected to the pressure source and vice versa, and in the line between the directional control valve and the annulus is connected to a check valve that opens in the direction of the annulus, which can be bypassed by a throttle connected in parallel, and another check valve that opens towards the pressure source is installed in the line between the annulus and the pressure source. The advantage of this circuit is that no additional space is required by using a check valve and a throttle check valve, since commercially available elements of this type can be built into the pipeline. Since these are structurally simple parts, the costs also remain low. The invention is explained in more detail using a circuit diagram shown with hydraulic symbols. A piston 2, which is connected to a piston rod 3 , slides in a cylinder 1. The piston rod 3 presses a workpiece against a stop 5. The piston chamber 6 of the cylinder 1 is connected via a line 7 to the connection A of a directional control valve 8 , which is connected via a connection P to a pressure source 9 and via a connection T to a container lo is. A line 11 branches off from a fourth connection B to the annular space 12. A check valve 13 is connected in line 11 1, which opens in the direction of the annular space 12 and to which a throttle 14 is connected in parallel. A line 15f in which a check valve 16 opening in the direction of the pressure source is installed creates a connection from the annular space 12 to the pressure source 9. If the directional control valve 8 is switched to "parallel arrows", the piston chamber 6 is connected to the pressure source 9 , and the piston 2 extends. Because the piston area F is larger than the ring area 9 , pressure cross-linking occurs in such a way that the the
Pressure in. Annular space becomes larger. Provided that the
Throttle 14 consists only of a very small opening, only a very small, insignificant amount of liquid will flow through at this point. Therefore, the major proportion flows through the line 15 opens due to the pressure difference, the check valve 16 and passes via the ports P and A of the directional valve and the line remains 7 6 into the piston chamber, this 31fferentialwirkung exist until the piston rod 3 to the workpiece 4 bumps. Since now after a. possible "small clamping stroke" No movement, the piston takes place any more, and no more liquid streams worth mentioning flows out of the annular space IZ. As a result, the pressure in the ring 12 can be reduced via the throttle 14, which is connected to the container la via the line 11 and the directional valve 3. The check valve 16 now closes due to the unilateral pressurization from the pressure source 9. Due to the pressure reduction in the annular space 12, the piston 2 is loaded over its full area F. This loading takes place automatically at the end of the feed movement regardless of the distance covered the clamping device. the switching of the directional control valve may then, for example, electrically erfolgen- upon completion of B6arbeitungsvorgangs. Grundsätzrlich the type of directional valve actuation in integrated circuit of Viegeventils but is optional. 8 #uf "crossed arrows" of the piston chamber 6 to the container la is connected, while the annular space 12 via the line 11, the non-return valve 13, through which flow is now free, and the directional control valve 8 is connected to the pressure source 9 . At a ratio of F : f = 2 : 1 , the piston 2 is moved about as quickly as it is extended. Particularly in the case of large, bulky workpieces that require a large stroke of the piston 2, this results in considerable time savings.