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    公开号:WO1986006445A1
    申请号:PCT/DE1986/000179
    申请日:1986-04-30
    公开日:1986-11-06
    发明作者:Eckehart Schulze
    申请人:Hartmann + Lämmle Gmbh & Co Kg；
    IPC主号:F15B9-00
    专利说明:
    [0001] Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-Regelkreises
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines zur Bewegungssteuerung einer hydraulischen Vorschub-Antriebseinheit vorgesehenen Nach¬ lauf-Regelkreises, der mit elektrisch, z.B. mittels eines Schrittmotors, gesteuerter Positions-Soll-Wert-Vörgabe und mechanischer Positions-Ist-Wert-Rückmeldung arbeitet, und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten, gattungsbesti menden Merkmalen.
    [0003] Nachlauf-Regelkreise der vorerwähnten Art werden in viel- fältiger Weise eingesetzt, z.B. zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugsbewegungen von Press- oder Stanzwerkzeugen oder zur Steuerung der Relativbewegungen von Werkstück und Werk¬ zeug bei Werkzeugmaschinen, die spanabhebend arbeiten, z.B. Drehbänken sowie auch bei Werkzeugmaschinen, bei denen ein mehr oder weniger schnell routierend angetriebenes Werkzeug wie ein Bohrer, ein Fräser, ein Schleif- oder ein Honwerk¬ zeug Vorschub- und Rückzugsbewegungen ausführen. Die KreisVerstärkung K solcher elektrohydraulischer Regel¬ kreise ist dabei durch die Beziehung
    [0004] Kv = v/ s
    [0005] definiert, worin v die Geschwindigkeit der gesteuerten Werkzeug- bzw. Werkstückbewegungen bezeichnet, die durch den Betrag der über ein Nachlauf-Regelventil der Antriebs¬ einheit zugeleiteten bzw. von dieser abfließenden Arbeits¬ mediumströme bestimmt ist und mit *_ s , der Schlepp- bzw. Nachlauffehler bezeichnet ist, um den sich die Ist- Position des Werkzeugs von der eingesteuerten Soll- Position unterscheidet, wenn im stationären Zustand der Regelung das Nachlauf-Regelventil so weit aufgesteuert ist, daß die für eine erwünschte Vorschubgeschwindigkeit benötig¬ te, zeitbezogene Fördermenge über das Nachlauf-Regelventil strömt. Die Kreisverstärkung K ist dem Betrage nach ein Maß für die Empfindlichkeit der Nachlaufregelung, rlie um so größer ist, je größer die Kreisverstärkung ist. Im Zuge der vorgenannten Werkzeug- bzw. Werkstückbewegungen können erhebliche Lastwechsel auftreten mit der Folge, daß sich die Kreisverstärkung - und damit die Empfindlichkeit der Nachlauf-Regelung bzw. der Positionssteuerung - erheblich ändern kann mit der Folge, daß Abweichungen z.B. der Kontur des bearbeiteten Werkstücks von einer durch die Bearbeitung zu erzielenden "Soll-Kontur" Beträge -annehmen, die außerhalb der .Toleranzgrenzen-liegen", was natürlich nicht hingenommen werden kann.
    [0006] Eine Möglichkeit, diese Schwierigkeiten zu vermeiden, besteht darin, eine Antriebseinheit mit bedarfsgerecht einstellbarer bzw. umschaltbarer Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises z verwenden, die in der eigenen, älteren, nicht vorveröffent¬ lichten Patentanmeldung P 34 36 356.4 unter besonderer Berück- sichtigung der bei Pressen- und Stanzmaschinen-Antrieben vorliegenden Verhältnisse vorgeschlagen. Bei den dort be¬ schriebenen hydraulischen Antriebseinheiten ist im Rahmen der zur Positions-Ist-Wert-Rückmeldung.vorgesehenen - mecha- 5 nischen - Rückmeldeeinrichtung eine selbsttätig arbeitende Umschalteinrichtung vorgesehen, mit der das Verhältnis,mit dem Abweichungen der Regelgröße in Querschnittsänderungen der Durchfluß-Strömungspfade des Nachlauf-Regelventils umge¬ setzt werden, z.B. bei einem Übergang von Eilvorschub- auf
    [0007] 10 Lastvorschub-Betrieb auf einen größeren Wert umgeschaltet wird. Diese "Umschaltung" auf eine andere Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises erfolgt dabei durch bedarfsge¬ rechte Einstellung des Übersetzungsverhältnisses einer mechanischen Umsetzungs-Einrichtung, mittels derer die •1-5 Auslenkungen des Ventilkolbens eines mittels des Nachlauf- Regelventils druck-vorgesteuerten Hauptventils auf das Ventilbetätigungsglied des Nachlauf-Regelventils rückge¬ meldet werden. Nachteilig an dieser Art der Kreisverstär- kungs-Umschaltung bzw. -Einstellung ist der komplizierte
    [0008] 20 Aufbau der dafür erforderlichen mechanischen Umsetzungsein¬ richtungen und der aus konstruktiven Gründen relativ enge Bereich, innerhalb dessen eine Variation der Kreisverstär¬ kung mögloch ist. Derartige Einrichtungen zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-Regelkreises sind daher
    [0009] 25 nur für eine beschränkte Gruppe von Einsatzfällen geeignet.
    [0010] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hinsichtlich des Bereiches, innerhalb dessen eine Einstellung verschiedener Kreisverstärkungen möglich sein soll, keinerlei Beschrän- 30 kungen unterworfen ist und dabei trotzdem wesentlich ein¬ facher aufgebaut und preisgünstiger realisierbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich¬ nenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.
    [0011] Hiernach ist das Nachlauf-Regelventil mit mindestens einem zusätzlichen, die Stellbewegungen eines zur Bewegungssteuerung mit der Kreisverstärkung- K ausgenutzten Ventilelements, z.B. eines Kegel-Sitzventils, mit ausführendem Ventilelement ver¬ sehen. Über dieses Ventilelement führt ein zu demjenigen Strömungspfad des Nachlauf-Regelventils, über den in einer mit dem Wert K , der Kreisverstärkung ablaufenden Betriebs- phase der die Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebseinheit be¬ stimmende Arbeitsmedium-Strom fließt paralleler Strömungs¬ pfad geführt, der, wahrend mit der Kreisverstärkung K , ge¬ arbeitet wird, gesperrt ist. Dieser zusätzliche Strömungs¬ pfad ist durch Ansteuerung einer Verstärkungs-Steuerventil- anordnung freigebbar", mit der Folge, daß ein der Antriebs¬ einheit zugeleiteter bzw. von dieser abströmender Arbeits¬ medium-Strom entsprechend dem zusätzlich freigegebenen Strömungsquerschnitt vergrößert und damit im Ergebnis eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung auf einen Wert K „ erzielt wird. Zur Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventil- anordnung ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, mit der bedarfsgerecht der zusätzliche Strömungspfad aufsteuerbar bzw. absperrbar ist..
    [0012] Hierdurch werden zumindest die folgenden technischen Vor- teile erzielt: die zur bedarfsgerechten Umschaltung der Kreisverstärkung von einem Wert K , auf einen Wert K _ vorgesehene Steuer¬ ventil-Anordnung ist im einfachsten Falle, das heißt wenn nur ein zusätzlicher Strömungspfad vorgesehen ist, mittels eines einfachen, mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbaren, marktüblichen Ventils, realisiert werden, das keinen nennenswerten zusätzlichen technischen Aufwand bedeutet. Dasselbe gilt sinngemäß auch-dann, wenn mehrere zusätzliche Strömungsp ade vorgesehen sind, die einzeln oder zu mehreren freigebbar bzw. absperrbar sind. Der Be— reich, innerhalb dessen Änderungen der Regelkreis- Verstärkung K möglich sind bzw. im Verlauf der Bearbeitung eines Werkstückes auftretende Erniedrigungen der Kreisver¬ stärkung kompensiert werden können, kann durch die Auslegung der auf einen bestimmten Stellweg bezogenen Öffnungsquer- schnitte der Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils in weiten Grenzen variiert werden. Es sind ohne weiteres Ände¬ rungen der Kreisverstärkung im Bereich 1 : 50 möglich.
    [0013] Durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind alternativ wie auch in Kombination realisierbare Möglichkeiten der Führung der zusätzlichen Strömungspfade angegeben, durch deren Freigabe die Kreisverstärkung des Regelkreises ge¬ ändert werden kann. Die kombinatorische Realisierung der Merkmale der Ansprüche 2 und 3 ist erforderlich, wenn ein doppelt wirkender Hydrozylinder der Antriebseinheit als Differential-Zylinder ausgebildet ist.
    [0014] Durch die Merkmale des Anspruchs 4 ist eine Gestaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung angegeben, bei der mit nur einem einzigen zusätzlichen Strömungspfad betrags¬ mäßig große Änderungen der Kreisverstärkung erzielbar sind.
    [0015] i Verbindung hiermit wird durch die Merkmale des An¬ spruchs 5 eine stufenlose Einstellbarkeit der Kreisver¬ stärkung zwischen einem unteren Grenzwert K , und einem oberen Grenzwert Kv2,, erzielt. Der Vorteil einer gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 ge¬ stalteten erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß als Nachlauf-Regelventil, über dessen Ventilelemente sämt¬ liche Arbeitsmedium-Strδme geleitet sind, die zu Änderungen der Kreisverstärkung oder- zu deren Stabilisierung auf einen bestimmten Wert ausgenutzt werden, übliche 4/3-Wege-Regel- ventile einfacher Bauart verwendet werden können, deren Ventilelemente als Einsätze ausgebildet sind, die auf die Einheit des Verstellweges bezogen, unterschiedliche Öffnungs- querschnitte haben.
    [0016] Die durch die Merkmale des Anspruchs 7 ihrem grundsätzlichen Aufbau nach angegebene und durch die Merkmale des Anspruchs 8 näher spezifizierte Gestaltung einer erfindungsgemäßen Ein¬ richtung eignet sich für eine Antriebseinheit mit einem doppelt wirkenden Hydrozylinder, dessen durch den Kolben gegeneinander abgesetzte Arbeitsräume alternativ mit dem geregelten, hohen Ausgangsdruck des Nachlauf-Regelventils beaufschlagt bzw. über die in Rückflußrichtung ausge¬ nutzten Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils an den Tank der Druckversorgungsquelle angeschlossen sind.
    [0017] Die zur Freigabe und Absperrung der zusätzlichen Strömungs¬ pfade vorgesehenen Ventile der Verstärkungs-Steuerventil- anordnung ermöglichen in einer Ausbildung als elektrisch ansteuerbare Magnetventile eine programmgesteuert-wegab- hängige Umschaltung des Nachlauf-Regelkreises auf die je¬ weils zweckmäßigen Werte der Kreisverstärkung.
    [0018] Alternativ können solche Verstärkungs-Steuerventile als auch druckgesteuerte Ventile ausgebildet sein, deren Steuerdruck¬ räume mit je einem der Arbeitsräume des Hydrozylinders der Antriebseinheit kommunizierend verbunden sind. Bei einer derartigen Ausbildung kann eine druckgesteuert-selbst¬ tätige Umschaltung der Einrichtung auf den jeweils bedarfs¬ gerechten Wert der Kreisverstärkung erzielt werden.
    [0019] Die durch die Merkmale des Anspruchs 9 angegebene Gestal¬ tung der erfindungsgemäßen Einrichtung hat den Vorteil, daß mit nur geringem technischem Mehraufwand beide Steuerungs¬ möglichkeiten dem Anwender zur Verfügung stehen.
    [0020] Die erfindungsgemäße Einrichtung erfüllt in dieser letzt- genannten Gestaltung in einem weitestmδglichen Umfang alle Anforderungen, die anwenderseitig bestehen können und ist insofern als eine Standardeinrichtung für die verschie¬ densten Anwendungsfälle geeignet. Dabei kann jeweils eine der beiden Steuerungsmöglichkeiten gleichsam als Sicher- heitsmaßnahme gegen eine Fehlfunktion der ander.en Steuerungs¬ art ausgenutzt werden.
    [0021] Es versteht sich, daß in Fällen, in denen die Antriebs¬ einheit einen Hydrozylinder mit mehr als zwei Arbeits¬ räumen umfaßt, auch Nachlauf-Regelventil-Anordnungen mit entsprechender Multiplizität von Ventilelementen, das heißt im Querschnitt regelbaren Durchlaß-Strömungspfaden, vorgesehen werden müssen, wobei eine Integration dieser Ventilelemente in ein einziges 4/3-Bzw, 8/3- oder allgemein 2n/3-Ventil, wobei n auch Werte grδßer/= 3 annehmen kann, besonders vorteilhaft ist, da der für die Betätigung der Ventilelemente und die Positions-Ist-Wert-Rückmeldung erforderliche technische Aufwand bei solchen Ventilen nicht größer ist als z.B. bei einem 4/3-Nachlauf-Regelventil Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Aus¬ führungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    [0022] 5 Fig. 1 eine hydraulische Antriebsvorrichtung mit einer als Differentialkolben-Hydrozylinder ausgebildeten Leistungs-Antriebseinheit mit einem zur BewegungsSteuerung der Leistungs- Antriebseinheit vorgesehenen Nachlauf- 1° Regelkreis, der mit einer erfindungsgemäßen
    [0023] Einrichtung zur Einstellung der Kreisver¬ stärkung ausgerüstet ist, in vereinfachter, schematischer Schaltbild-Darstellung,
    [0024] Fig. 2 eine funktioneil der Vorrichtung gemäß Fig. 1 "■5 entsprechende hydraulische Antriebsvorrich¬ tung, bei der im Rahmen des Nachlauf-Regel¬ kreises ein als Schieberventil ausgebildetes Nachlauf-Regelventil eingesetzt ist und
    [0025] Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer er- •--0 findungsgemäßen Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung eines Nachlauf-Regel¬ kreises* für eine hydraulische Antriebsvorrich¬ tung, bei der als Leistungs-Antriebseinheit ein doppelt wirkender Hydrozylinder 25 in NormalSchaltung ausgenutzt ist, in einer der Fig. 1 entsprechenden, schematischen Darstellung. Bei der in der Fig. 1, auf deren Einzelheiten ausdrück¬ lich verwiesen sei, dargestellten, insgesamt mit 10 be¬ zeichneten hydraulischen Antriebsvorrichtung, ist als Leistungs-Antriebseinheit ein Differentialkolben-Hydro- zylinder 1. vorgesehen, an dessen einseitig aus dem
    [0026] Zylindergehäuse 12 austretender Kolbenstange 13 ein ledig¬ lich schematisch angedeuteter Werkzeugkopf 14 montiert ist, der im Verlauf einer z.B. spanabhebenden Bearbeitung eines nicht dargestellten Werkstückes in den durch die Pfeile 16 und 17 repräsentierten Richtungen Vorschub- und. Rückzugs-Bewegungen ausführt, die durch zweckgerechte Druckbeaufschlagung der Arbeitsräume 18 und 19 des Hydro- zylinders 11 gesteuert werden.
    [0027] Entsprechend der zur Antriebs-Steuerung des Hydrozyli.nders 11 vorgesehenen Differentialschaltung ist der von der
    [0028] Kolbenstange13 in axialer Richtung durchsetzte, im Quer¬ schnitt ringförmige Arbeitsraum 18 ständig .an den Hoch¬ druck (P) Versorgungsanschluß 21 des hydraulischen Druck- Versorgungsaggregats 22 angeschlossen, das, der Einfach- heit halber, lediglich durch dessen Hydraulikpumpe 23 und den Tank (T) 24 repräsentiert ist. Der durch die kleinere, ringförmige Kolbenfläche 26 des Kolbens- 27 beweglich begrenzte Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 1.1 ist somit ständig mit dem Ausgangsdruck des Druckversor- gungsaggregates '22 beaufschlagt. Der andere, durch die -* Gesamtquerschnittsfläche 28 des Kolbens 27 beweglich begrenzte Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 ist über ein insgesamt mit 29 bezeichnetes Nachlauf-Regelventil für sich bekannter Bauart, das mit elektrischer oder mechanischer Positions-Soll-Wert-Vorgabe und mechanischer Positions-Ist-Wert-Rückmeldung arbeitet, alternativ an den Druckausgang 21 des Druckversorgungs-Aggregats 22 bzw. an dessen Tank 24 anschließbar. Ist der größere Arbeits¬ raum 19 des Hydraulikzylinders 11, z.B. über den .Steuer¬ ausgang 31 (A-Ausgang)des Nachlauf-Regelventils 29 und damit über dieses an den Druckausgang 21 des Druckver¬ sorgungs-Aggregats 22 angeschlossen, so bewegt sich der Kolben 27 und mit diesem der Werkzeugkopf 14 in Richtung des Pfeils 16, gemäß Fig.1 nach oben, wobei Arbeitsmedium aus dem - oberen - Arbeitsraum 18 zurück zur Pumpe 23 gedrängt wird, während ein Arbeitsmedium-Strom gleichen Betrages in den - unteren - Arbeitsraum 19 einströmt.
    [0029] In einer zu diesem Betriebszustand alternativen Betriebs¬ zustand der Leistungs-Antriebseinheit 11 ist der größere - Arbeitsraum 19 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf-. Regelventils und über dieses mit dem Tank 24 des Druck¬ versorgungs-Aggregats verbunden, wobei sich i diesem Falle der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 in Richtung des Pfeils 17 "nach unten" bewegt.
    [0030] Das Nachlauf-Regelventil 29 umfaßt in einem lediglich schematisch angedeuteten Gehäuse 33 insgesamt 4, beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Kegel- Sitzventile ausgebildete Ventilelemente 34, 35, 36 und 37, deren dargestellte Grundstellung die SperrStellung ist. Die kegelförmigen Ventilkörper 38, die durch Rückstell- federn 39 in Richtung auf den jeweiligen, z.B. ringkanten- förmigen Ventilsitz 41 gedrängt werden, haben stiftförmige Fortsätze 42, an deren freien Enden ein-insgesam.it mit 43 bezeichnetes Ventilbetätigungsglied angreifen kann, durch dessen axiale Verschiebungen in den durch die Pfeile 44 und 46 repräsentierten, entgegengesetzten
    [0031] Richtungen entweder die Ventilkδrper der beiden Ventil- elemente 34 und 35, die gemäß Fig. 1 rechts von dem Ventil-Betätigungsglied 43 angeordnet sind, von ihren Ventilsitzen 41 abheben, während die beiden anderen Ventilelemente 36 und 37 in ihrer Sperrstellung bleiben, oder die Ventilkörper 38 dieser letztgenannten Ventil¬ elemente 36 und 37 von ihren Ventilsitzen 41 abheben, während die beiden vorgenannten Ventilelemente 34 und 35 in ihrer Sperrstellung verharren. Die Ventilelemente 34 - 37 sind so ausgebildet, daß die durch eine öffnungs- betätigung der Ventilelemente freiwerdenden .Ventilspalt¬ bzw. Strömungsquerschnitte über die dem Hydrozylinder 11 zugeleitete bzw. von diesem abfließende Arbeitsmedium- Ströme fließen, jeweils den Auslenkungen C 1 bzw. 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43 proportional oder an- nähernd proportional sind, um die die Ventilkörper 38 des einen "rechten" Ventilelementpaares 34, 35 bzw. die Ventilkörper 38 des anderen Ventilelementpaares 36, 37, in Richtung der Pfeile 44 bzw. 46 verschoben werden.
    [0032] Das gemäß Fig. 1 untere, rechte Ventilelement 34 ist das den Durchflußquerschnitt eines ersten, insgesamt mit 47 be¬ zeichneten Strδmungspfades, über den vom P-Versorgungs- anschluß 21 des Druck-Versorgungsaggregates 22 Arbeits¬ medium zum A-Steuerausgang 31 des Nachlauf-Regelventils 29 geleitet ist und über diesen in den den größeren Quer- schnitt aufweisenden Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders einströmen kann.
    [0033] Das gemäß Fig. 1 linke, untere Ventilelement 36 ist das den Durchflußquerschnitt eines ersten, insgesamt .mit 48 bezeichneten Abfluß-Strömungspfades, über den Arbeits- edium aus dem Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen kann.
    [0034] Das gemäß Fig.1 obere, rechte Ventilelement 35 ist das den wirksamen Durchflußquerschnitt eines zusätzlichen, zu dem ersten Zufluß-Strδmungspfad 47 parallel geschal¬ teten, insgesamt mit 49 bezeichneten Zufluß-Strömungs¬ pfades, der vom P-Versorgungsausgang 21 des Druckver¬ sorgung-Aggregates 22 zum B-Steueranschluß 32 des Nach¬ lauf-Regelventils 29 und über diesen zum größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 führt. Dieser zu¬ sätzliche Zufluß-Strδmungspfad 49 ist in der Grund¬ stellung 0 eines als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebil¬ deten ersten Steuerventils 51 gesperrt und freigegeben, wenn das Steuerventil 51 in seine erregte Stellung I 'gesteuert ist.
    [0035] Das gemäß Fig.1 linke, obere Ventilelement 37 ist das den wirksamen Durchflußquerschnitt eines zu dem ersten Abfluß-Strömungspfad 48 parallel geschalteten, insgesamt mit 52 bezeichneten zusätzlichen Abfluß-Strömungspfades, der in der Grundstellung 0 eines zweiten, als 2/2-Wege- Magnetventil ausgebildeten Steuerventils 53 gesperrt und in der erregten Stellung I dieses zweiten Steuer¬ ventils 53 freigegeben ist, so daß auch über diesen zu¬ sätzlichen Abfluß-Strömungspfad 52 Arbeitsmedium aus dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen kann.
    [0036] Die Steuerung der Vorschub- und Rückzugsbewegungen des Hydrozylinders 11 erfolgt durch schrittweise oder konti¬ nuierliche Vorgabe von Positions-Soll-Werten, beim dar- gestellten Ausführungsbeispiel durch Verdrehen einer Spindelmutter 54, die in dem Gehäuse 33 des Nachlauf- Regelventils in Richtung der Pfeile 44 und 46 hin- und her-verschiebbar geführt ist. Die Spindelmutter steht in kämmendem Eingriff mit einer Gewindespindel 56,die im Gehäuse 33 des Nachlauf-Regelventils 29 drehbar ge¬ lagert, jedoch gegen axiale Verrückungen gesichert ist. Ein mit der Gewindespindel 56 drehfest verbundenes Ritzel 57 kämmt mit einer Zahnstange 58, die z.B. über eine starre Verbindung 59 mit der Kolbenstange 13 des Hydrozylinders 11 bewegungsgekoppelt ist. Die durch eine zentrale Öffnung 61 des Ventilbetätigungsgliedes 43 frei hindurchtretende Spindelmutter 54 ist über beid- seits des Ventilbetätigungsgliedes 43 angeordnete Axial- Kugellager 62 und 63 derart mit drem-Ventilbetätigungs- glied 43 verbunden, daß dieses aus einer Verdrehung der Spindelmutter gegenüber der Gewindespindel 56 - resultierende axiale Verschiebungen der Spindelmutter, die, je nach der Drehrichtung in Richtung des Pfeils 44 oder des Pfeils 46 erfolgen, mit ausführt, jedoch nicht auch deren Rotationsbewegungen mit ausführen muß; das Ventilbetätigungsglied 43 ist, was nicht eigens darge¬ stellt ist, gegen Verdrehung gesichert, am Ventilge¬ häuse 33 in axialer Richtung verschiebbar geführt.
    [0037] Zur Erläuterung der Funktion der insoweit erläuterten Antriebsvorrichtung 10 sei der Fall betrachtet, daß der Werkzeugkopf 14 zunächst eine Zustellbewegung in Rich¬ tung des Pfeils 16 "nach oben" ausführen soll, bis er auf ein nicht dargestelltes Werkstück trifft und danach - unter erhöhter Last - einen Arbeitshub s ausführen muß. der gleichsam der Bearbeitungstiefe des Werkstückes entspricht. Danach soll der Werkzeugkopf 14 in die dar¬ gestellte Ausgangslage zurückgebracht werden.
    [0038] Um diese Bewegungen zu steuern, wird die Spindelmutter zunächst, in Richtung des Pfeils 64 gesehen, im Gegen¬ uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Spindelmutter 54 und mit dieser zusammen das Ventilbetätigungsglied.43, da sich am Beginn dieses Steuerungsvorganges der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 praktisch noch nicht bewegt und damit die Gewindespindel 56 sich auch noch nicht dreht, eine Verschiebung in Richtung des Pfeiles 44, nach rechts, erfährt, wodurch die beiden Ventilelemente 34 und 35, die gemäß Fig. 1 rechts von dem Ventilbetätigungsglied ange¬ ordnet sind, aufgesteuert werden. Dabei sei vorausge- setzt, daß sich die-beiden Steuerventile 51 und 53 in der dargestellten Sperrstellung 0 befinden. Es fließt damit zunächst nur über das eine Ventilelement 34-, das heißt über den ersten Zuführungs-Strömungspfad 47' Arbeitsmedium in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydro- Zylinders,wodurch dessen Zustellbewegung einsetzt. Der Einfachheit halber sei vorausgesetzt, daß die Spindel¬ mutter 54 mit konstanter, einem bestimmten Erwartungs¬ wert der Vorschubgeschwindigkeit v entsprechenden Winkel¬ geschwindigkeit angetrieben sei. Sobald die Aufwärts- bewegung des Kolbens 27 des Hydrozylinders 11 einsetzt, wird über den Zahnstangen-/Ritzel-Antrieb 58,57 auch die Gewindespindel 56, in Richtung des Pfeils 64 gesehen, ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn, in Rotation versetzt, wobei, je nach dem Umsetzungsverhältnis, mit dem die Ge- schwindigkeit v der Zahnstangenbewegung in eine dazu proportionale Winkelgeschwindigkeit der Gewindespindel 56 umgesetzt wird, deren Winkelgeschwindigkeit früher oder später gleich derjenigen der Spindelmutter wird, ggf. nach einer Phase, in der die Winkelgeschwindigkeit der Gewindespindel 56 größer war als diejenige der Spindel- mutter 54 und in dem sich einspielenden Gleichgewichts¬ zustand gleicher Winkelgeschwindigkeiten der Spindel¬ mutter 54 und der Gewindespindel 56 diejenige Auslenkung £' 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43 erreicht ist, bei welcher das Ventilelement 37 soweit aufgesteuert ist, daß der über den ersten Strömungspfad 47 in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 eingeleitete Arbeits¬ medium-Strom denjenigen Wert hat, bei dem die Geschwin¬ digkeit der Bewegung des Hydrozylinderkolbens 27 dem durch Verdrehen der Spindelmutter 54 eingesteuerten Sollwert entspricht.
    [0039] Die Vorgabe des Sollwertes der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 27 des Hydrozylinders erfolgt beim darge¬ stellten, speziellen Ausführungsbeispiel in an sich be¬ kannter Weise mit Hilfe eines durch Ausgangs-Steuer- Impulse einer elektronischen Steuereinheit 66 in alter¬ nativen Drehrichtungen antreibbaren Schrittmotors 67, der über einen insgesamt mit 68 bezeichneten Zahnriemen¬ trieb mit der Spindelmutter 54 antriebsgekoppelt ist. Die Rotations- bzw. Winkelgeschwindigkeit der Spindel- mutter 54 ist dabei durch die Frequenz der jeweiligen Steuerimpulse bestimmt, durch die das Abtriebsritzel 69 des Schrittmotors 67 um jeweils ein definiertes Winkel- Inkrement gedreht wird. Durch die zeitbezogene Anzahl der dem Schrittmotor 67 zugeleiteten, zu dessen An- Steuerung in der einen oder der entgegengesetzten Dreh¬ richtung ausgenutzten Steuerimpulse ist somit ein be¬ stimmter Weg s vorgegeben, um den sich der Kolben.27 des Hydrozylinders 11 bzw. der Werkzeugkopf 14 in der Bezugszeitspanne bewegt.
    [0040] Der Nachlauf- oder Schleppfehler Λs , um den sich die momentane Position des Werkzeugkopfes 14, das heißt die Ist-Position desselben von der über den Zahnriementrieb 68 angesteuerten Soll-Position unterscheidet, ent- spricht dann der für den stationären Bewegungszustand charakteristischen Auslenkung £ 1 bzw.
    des Ventil¬ betätigungsgliedes 43 aus seiner Grundstellung, multi¬ pliziert mit dem Umsetzungsverhältnis, mit dem die die Gewindespindel 56, deren Antriebsritzel 57 und die Zahnstange 58 umfassende, mechanische Rückmeldeein¬ richtung Hub-Wege des Kolbens 27 des Hydrozylinders in dazu proportionale Drehwinkel-Beträge der Gewinde¬ spindel 56 umsetzt.
    [0041] Die durch die Beziehung K = v/Δs definierte Kreis- Verstärkung des Nachlauf-Regelkreises der Antriebsvor¬ richtung 10 ist somit um so niedriger, je größer die Auslenkungen £ 1 bzw. £_ sind, um die die Ventil¬ körper 38 der Ventilelemente 34 bzw. 36 ausgelenkt werden müssen, damit bei vorgegebenem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregates 22 der für die Erzielung einer bestimmten Vorschub- bzw. Rückzugsgeschwindigkeit des Werkzeugkopfes 14 erforderliche Arbeitsmedium- Strom über den Strömungspfad 47 dem Hydrozylinder 11 zuströmen bzw. von diesem über den Abfluß-Strömungs- pf d 48 zum Tank 24 hin abströmen kann. Tritt im Verlauf einer z.B. in Richtung des Pfeils 16 erfolgenden Vorschubbewegung des Werkzeugkopfes 14 ein Lastwechsel auf, derart, daß sich der Widerstand, gegen den der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 verschoben wer¬ den muß, vergrößert, wobei jedoch die Geschwindigkeit v der Vorschubbewegung konstant bleiben soll, so reagiert das Nachlauf-Regelventil 29 hierauf mit einer Vergrößerung der Auslenkung £.. des Ventilbetätigungsgliedes 43, mit der Folge, daß die Kreisverstärkung K - wegen der mit der Vergrößerung der Auslenkung £«. verknüpften Vergröße¬ rung des Nachlauffehlers Δ.s - abnimmt. Die Regelung wird unempfindlicher, und es werden daher Abweichungen der Ist-Position des Werkzeuges von der momentan ange¬ steuerten Soll-Position größer.
    [0042] Dasselbe gilt sinngemäß, wenn im Verlauf, einer in Rich¬ tung des Pfeils 17 erfolgenden Rückzugsbewegung des Werkzeugkopfes 14 ein Lastwechsel im Sinne einer Ver¬ größerung des Widerstandes auftritt, gegen den der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 zurückgeschoben werden muß, in welchem Falle das Nachlauf-Regelventil mit einer Vergrößerung der Auslenkung 82 des Ventilbetätigungs¬ gliedes 43 in Richtung des Pfeils 46 reagiert.
    [0043] Um derartige, z.B. lastabhängige Änderungen der Kreis¬ verstärkung des Nachlauf-Regelkreises vermeiden oder zumindest weitgehend kompensieren zu können, aber auch um bedarfsweise gezielt einen anderen Wert der Kreis¬ verstärkung einstellen zu können, sind bei der Antriebs¬ vorrichtung 10 gemäß Fig.1 der zusätzliche Zufluß- Strömungspfad 49 und der zusätzliche Abfluß-Strömungs- pfad 52 vorgesehen. Solange diese zusätzlichen Strömungs- pfade 49 und 52 - in den Grundstellungen 0 der .Steuer¬ ventile 51 und 53 gesperrt sind, ist die Kreisverstärkung des Nachlauf-Regelkreises auf einen maximalen Wert K .. begrenzt.
    [0044] Durch ventilgesteuerte Freigabe des zusätzlichen Zufluß- Strömungspfades 49 kann für den Vorschubbetrieb des Hydrozylinders 11, das heißt wenn sich dessen Kolben 27 in Richtung des Pfeils 16 bewegt, die maximale Kreisver¬ stärkung des Nachlauf-Regelkreises auf den Wert K 2 er- höht werden, da nunmehr bei vorgegebener Auslenkung £ 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43 über die beiden Ventil¬ elemente 34 und 35 der parallelen Zufluß-Strömungspfade 47 und 49 Arbeitsmedium in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 einströmen kann.
    [0045] Desgleichen kann durch ventilgesteuerte Freigabe des zusätzlichen Abfluß-Strömungspfades 52 die Kreisver- . Stärkung des Nachlauf-Regelkreises auch für den Rück¬ zugsbetrieb des Hydrozylinders 11, das heißt, wenn sich dessen Kolben 27 in Richtung des Pfeils 17 "abwärts" bewegt, auf einen maximalen Wert K erhöht werden, da bei vorgegebener Auslenkung £ ~ der Ventilkörper 38 der beiden Ventilelemente 36 und 37 pro Zeiteinheit ein größeres Arbeitsmedium-Volumen über die parallelen Abfluß-Strömungspfade 48 und 52 zum Tank 24 hin ab- strömen kann.
    [0046] Es versteht sich, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Möglichkeit der ventilgesteuerten Freigabe eines zu¬ sätzlichen Zufluß-Strömungspfades 49 und eines Abfluß- Strömungspfades 52 sowohl zu einer Erhöhung der Kreis- Verstärkung als auch zu einer teilweisen oder voll¬ ständigen Kompensation eines Abfalles der Kreisver- Stärkung ausgenutzt werden kann, wobei der Bedarfsfall der Kompensation eines Abfalls der Kreisverstärkung in praxi der häufigere sein wird.
    [0047] In dem zusätzlichen Zufluß-Strömungspfad 49 ist-, in Strömungsrichtung des vom Druckversorgungsaggregat 22 zum Hydrozylinder 11 fließenden Arbeitsmedium-S'tromes gesehen, zwischen dem ersten Steuerventil 51 und dem Ventilelement 35 des Nachlauf-Regelventils 29 eine Drossel 71 mit einstellbarem Strömungswiderstand vor- gesehen; desgleichen ist in dem vom Hydrozylinder 11 über das Ventilelement 37 des Nachlauf-Regelventils 29 führenden zusätzlichen Abfluß-Strömungspfad 52, in Strömungsrichtung gesehen wiederum zwischen dem Ventil- e-lement 37 und dem zweiten Steuerventil 53 eine Drossel 72 mit einstellbarem Strömungswiderstand vorgesehen.
    [0048] Durch bedarfsgerechte Einstellung der Strömungswider¬ stände dieser Drosseln 71 und 72 können die im Vorschub- Betrieb und im Rückzugs-Betrieb maximal ausnutzbaren Werte K ~ unσ K V9' stufenlos eingestellt werden.
    [0049] Beim dargestellten Erläuterungsbeispiel der Antriebs¬ vorrichtung 10 mit einem Differentialkolben-Hydro- zylinder 11 als Leistungs-Antriebseinheit erfolgt die bedarfsgerechte Ansteuerung der Verstärkungs-Steuer¬ ventile 51 und 53 programmgesteuert durch Ausgangs- signale der elektronischen Steuereinheit 66, die auch die Positions-Soll-Wert-Ausgabesignale zur Ansteuerung des Schrittmotors 67 erzeugt, das heißt wegabhängig.
    [0050] Die Fig.2, auf deren Einzelheiten nunmehr ausdrücklich verwiesen sei, zeigt eine funktionell der Antriebsvor- richtung 10 gemäß Fig.1 weitestgehend analoge Antriebs¬ vorrichtung 10' mit einstellbarer Regelkreisverstärkung, wobei für bau- und funktionsgleiche bzw. -analoge Elemente der Antriebsvorrichtungen 10' gemäß Fig.2 und 10 gemäß Fig.1 jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet sind und insoweit auf die diesbezügliche Beschreibung zu Fig.1 verwiesen werden kann.
    [0051] Die Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig.1 im wesentlichen nur durch die spezielle Gestaltung des Nachlauf-Regelventils 29' , das hier als Kolben-Schieberventil ausgebildet ist.
    [0052] Auch bei der Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 werden durch Auslenkungen £ 1 und £.2 eines insgesamit mit 73 bezeichneten. Ventilkolbens, die aus dessen gestrichelt angedeuteter Grundstellung in den durch dϊ e Pfeile 44 und 46 repräsentierten, alternativen Richtungen erfolgen, die in Richtung* der Pfeile 16 bzw. 17 ablaufenden Vor¬ schub- und Rückzugsbewegungen des Kolbens 27 des Hydro¬ zylinders 11 gesteuert.
    [0053] zur Erzielung der erforderlichen Auslenkungen c 1 und *2 des Ventilkolbens 73 erforderliche Einrichtungen zur Positions-Soll-Wert-Vorgabe und zur Rückmeldung der Ist- Position des Kolbens 27 des Hydrozylinders 11 können dieselbe Ausbildung haben wie die diesbezüglich in Verbindung mit der Erzielung der Auslenkungen £ 1 und 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43 des Nachlauf-Regel- ventils 29 gemäß Fig.1 vorgesehenen Funktionselemente undsind der Einfachheit halber nicht dargestellt. In dem lediglich schematisch dargestellten Ventilgehäuse 74 des Nachlauf-Regelventils 29' sind insgesamt sechs die zentrale Gehäusebohrung, in welcher der Ventil¬ kolben 73 verschiebbar-dicht geführt ist, radial er- weiternde Ringnuten 77 - 82 vorgesehen, die, entlang der zentralen Längsachse 83 des Ventilgehäuses 74 äquidistant angeordnet sind, wobei die in derselben Richtung gemessene Weite w dieser Ringnuten 77 - 82 der ebenfalls in dieser Richtung gemessenen Dicke der ringförmigen Zwischenrippen 85 - 89 des Ventilgehäuses 74 entspricht, die je zwei dieser Ringnuten gegeneinander absetzen.
    [0054] Der Ventilkolben 73 hat zwischen seinen Endabschnitten 91 und 92, mit denen er in den entsprechenden Endab- schnitten der Gehäusebohrung 76 geführt ist," insgesamt 4 Ringnuten 93 - 96, die paarweise durch je einen der insgesamt drei Kolbenflansche 97 - 99, deren Durchmesser D dem Durchmesser der zentralen Gehäusebohrung 76 ent¬ spricht, gegeneinander abgesetzt sind, wobei die Ring- nuten 93 - 96 des Ventilkolbens 73, in Richtung dessen Längsache 83 gesehen, die doppelte Weite ww der Ring¬ nuten 77 - 82 des Ventilgehäuses 74 haben und die in derselben Richtung gemessenen Dicken der Kolbenflansche 97, 98 und 99 den axialen Weiten w der Ringnuten 77 - 82 des Ventilgehäuses 74 entsprechen. Die Anordnung der Gehäuse-Ringnuten und die Anordnung der Kolben-Ring¬ nuten 93 - 96 sind somit symmetrisch bezüglich der Quermittelebene 101 des Ventilgehäuses bzw. der Quer¬ mittelebene 102 des Ventilkolbens 73, die in der ge- strichelt eingezeichneten Grundstellung des Ventil¬ kolbens 73 mit der Quermittelebene 101 des Ventilge¬ häuses 73 zusammenfällt. Die gemäß Fig.2 rechts von der Symmetrieebene 101 des Ventilgehäuses 73 angeordnete Ringnut 80 desselben ist mit dem P-Versorgungsanschluß 21 des Druckversorgungs¬ aggregats 22 kommunizierend verbunden, die links von der Gehäuse-Symmetrieebene 101 angeordnete Ringnut 79 mit dem Tank-Versorgungsanschluß 103. Die beiden Ring¬ nuten 78 und 81 , zwischen denen die mit dem Tank-Ver¬ sorgungsanschluß 103 bzw. dem P-Versorgungsanschluß 21 kommunizierenden Ringnuten 79 und 80 angeordnet sind, sind beide über den B-Steuerausgang 32 bzw. den A-
    [0055] Ausgang 31 des Nachlauf-Rεgelventils 29' an den durch die größere Kolbenfläche 28 begrenzten Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 angeschlossen.
    [0056] Die gemäß Fig.2 linke, äußere Ringnut 77 des Ventilge- häuses 74 ist über das Verstärkungs-Steuerventil 51, das in seiner Grundstellung 0 gesperrt, in seiner er¬ regten Stellung I auf Durchlaß geschaltet ist, an den p-Versorgungsausgang 21 des Druckversorgungsaggregats 22 und über diesen an den im Querschnitt kleineren Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 angeschlossen.
    [0057] Die gemäß Fig.2 rechte, äußere Ringnut 82 des Ventil¬ gehäuses 74 ist über das zweite Verstärkungs-Steuer¬ ventil 53, dessen Grundstellung 0 die. Sperrstellung und dessen erregte Stellung I die Durchfluß-Stellung ist, an den mit dem Tank 24 des Druckversorgungsaggregats 22 kommunizierenden Versorgungsanschluß 103 angeschlossen.
    [0058] Die möglichen Auslenkungen £ 1 und £ des Ventil¬ kolbens 73 in den alternativen Auslenkungsrichtungen 44 und 46 sind auf Werte beschränkt, die kleiner sind als die Hälfte der Weite w der Ringnuten 77 - 82 des Ventil¬ gehäuses 74. In der - gestrichelt eingezeichneten - Grundstellung des Ventilkolbens 73 sind sowohl die mit dem größeren Arbeitsraum 1 des Hydrozylinders ;11 ständig in kommunizierender Verbindung stehenden Ringnuten 78 als auch die beiden äußersten Ringnuten 77 bzw.- 82, die an je eines der Steuerventile 51 bzw. 52 ange¬ schlossen sind, gegen die mit je einem der P- bzw. T- Versorgungsanschlüsse 21 bzw. 103 kommunizierenden Ringnuten 80 bzw. 79* des Ventilgehäuses 74 abgesperrt. In dieser Stellung des Ventilkolbens 73 - der Sperr- Stellung des Nachlauf-Regelventils 29' - bleibt der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 stehen.
    [0059] Bei einer Auslenkung £ 1 des Ventilkolbens 73 in Rich¬ tung des Pfeils 44, gemäß Fig.2 nach rechts, gelangt die an den P-Versorgungsanschluß 21 angeschlossene Ringnut 80 in kommunizierende Verbindung mit der mit dem A-Steueranschluß 31 kommunizierenden Ringnut 81 , an dem der größere Arbeitsraum 1 des Hydrozylinders angeschlossen ist, so daß über den ersten Zuführungs- Strömungspfad 47 Arbeitsmedium zu dem größeren Arbeits- räum 19 des Hydrozylinders strömen kann und dessen
    [0060] Kolben 27 sich in Richtung des Pfeils 16 bewegt; des¬ gleichen gelangt auch die zweite, über den B-Steuer- anschluß 32 in ständiger kommunizierender Verbindung mit dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 stehende Ringnut 78 in kommunizierender Verbindung mit der, gemäß Fig.2 linken, äußeren Ringnut 77, so daß, wenn das erste Verstärkungs-Steuerventil 51 in seine Durchlaß-Stellung I gesteuert wird, auch über den zu dem ersten Zuführungs-Strömungspfad 47 parallelen, zusätzlichen Strömungspfad 49 Arbeitsmedium vom P-
    [0061] Versorgungsanschluß 21 in den größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 strömen kann. Die ständig mit dem Tank-Versorgungsanschluß 103 kommunizierende Ring¬ nut 79 und auch die weitere, lediglich in der Durchla߬ stellung I des zweiten Verstärkungs-Steuerventils 53 mit dem Tank kommunizierende Ringnut 82 sind bei einer Auslenkung C1 des Ventilkolbens 73 gegen die jeweils benachbarten Ringnuten 78 bzw. 81 abgesperrt.
    [0062] Bei einer in Richtung des Pfeils 46 erfolgenden Aus¬ lenkung des Ventilkolbens 73 aus seiner Grundstellung wird die mit dem P-Versorgungsanschluß 21 werden so- wohl die mit dem P-Versorgungsanschluß 21 kommunizie- * rende Ringnut 80 als auch die gemäß Fig.2 linke, äußere Ringnut 77 gegen die jeweils benachbarten Ringnuten 79 und 81 bzw. 78. abgesperrt.; dafür gelangt die ständig mit dem Tank 24 kommunizierende Ringnut 79 in kommuni- zierende Verbindung mit der über den B-Steueranschluß
    [0063] 32 mit dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 verbundenen Ringnut 78 des Ventilgehäuses 74 und gleich¬ zeitig auch mit dessen gemäß Fig.2 rechter, äußerer Ringnut 82, die über das zweite Verstärkungs-Steuer- ventil 53 an den T-Versorgungsanschluß 103 ange¬ schlossen ist.
    [0064] Bei einer Auslenkung £ 2 des Ventilkolbens 73 in Rich¬ tung des Pfeils 46 kann somit in jedem Falle über den ersten Abfluß-Strömungspfad 48 Arbeitsmedium aus dem größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 zum Tank 24 hin abströmen und, wenn das zweite Verstärkungs- Steuerventil 53 in seine Durchlaß-Stellung I gesteuert ist, auch über den zusätzlichen Ab luß-Strömungspfad 52.
    [0065] Die jeweils zur Änderung bzw. Einstellung der Kreis- Verstärkung des Nachlauf-Regelkreises erforderliche alternative oder gemeinsame Ansteuerung der beiden Verstärkungs-Steuerventile 51 und 53 erfolgt bei der Antriebsvorrichtung 10' gemäß Fig.2 wie anhand der Fig.1 für die Antriebsvorrichtung 10 beschrieben.
    [0066] Die Fig.3, auf deren Einzelheiten nunmehr verwiesen sei, zeigt eine weitere Ausgestaltung einer hydrau¬ lischen Antriebsvorrichtung 100 mit einer dem Erfin¬ dungsgedanken unterfallenden Einrichtung zur Einstellung der Kreisverstärkung.
    [0067] Die Antriebsvorrichtung 100 gemäß Fig.3 in ihrem grund- sätzliehen Aufbau und ihrer Funktion nach der Antriebs¬ vorrichtung 10 gemäß Fig.1 weitgehend analog, und es sind daher für bau- und funktionsgleiche bzw. -analoge Elemente der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Antriebs¬ vorrichtungen 10 bzw. 100 jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet, so daß insoweit auf die diesbezüglichen Be¬ schreibungsteile zu Fig.1 verwiesen werden kann.
    [0068] Der charakteristische Unterschied der Äntriebsvorrich- tung 100 gemäß Fig.3 gegenüber der Antriebsvorrichtung 10 gemäß Fig.1 besteht darin, daß in beiden Arbeits- Bewegungsrichtungen 16 und 17 des Kolbens 27 des als
    [0069] Leistungs-Antriebseinheit vorgesehenen, doppelt-wirkenden Hydrozylinders 11 jeweils einer seiner beiden Arbeits¬ räume 19 oder 18 über das insgesamt mit 29'' bezeich¬ nete Nachlauf-Regelventil an den P-Druckversorgungs- anschluß 21 des Druckversorgungsaggregats 22 und der jeweils andere Arbeitsraum 18 bzw. 19, ebenfalls über das Nachlauf-Regelventil 29'' an den Tank 24 des Druck¬ versorgungsaggregats 22 angeschlossen sind. Der Kolben 27 des Hydrozylinders 11 bewegt sich in Vorschub-Richtung 16, wenn sein Arbeitsraum 19 mit dem größeren Querschnitt über den A-Steueranschluß 31 des Nachlauf-Regelventils 29' mit dem P-Versorgungsanschluß 21 des Druck-Versorgungs¬ aggregats 22 und sein im Querschnitt kleinerer Arbeits¬ raum 18 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf- Regelventils 29'' mit dem Tank 24 des Druck-Versorgungs¬ aggregats 22 verbunden sind. In der dazu alternativen Rückzugs-Bewegungsrichtung 17 sind der im Querschnitt kleinere Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 über den B-Steueranschluß 32 des Nachlauf-Regelventils 29' ' mit dem Druck-Versorgungsanschluß 21 des Druck-Versόrgungs- aggregats 22 und der im Querschnitt größere Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11 über den A-Steueranschluß 31 des Nachlauf-Regelventils 29'' mit dem Tank 24 des Druck-Versor-gungsaggregats 22 verbunden.
    [0070] zur Steuerung der insoweit erläuterten Arbeitsbewegungen des Hydrozylinderkolbens 27 sind im Rahmen des Nachlauf- Regelventils 29' ' , dessen Aufbau, abgesehen von der Zahl der Ventilelemente, demjenigen des Nachlauf-Regelventils 29 gemäß Fig.1 analog ist, die Ventilelemente 104, 105, 106 und 107 vorgesehen, die zur Freigabe der in den jewei¬ ligen Bewegungs-Richtungen 16 und 17 aufzusteuernden Zufluß- bzw. Abfluß-Strömungspfade wiederum paarweise alternativ aufsteuerbar sind.
    [0071] Mittels weiterer Ventilelemente 108 und 109 sowie 111 und 112 und diesen zugeordneter Verstärkungs-Steuer¬ ventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 können zusätzliche Zuführungs- und Abfluß-Strömungspfade freigegeben werden, mittels derer die wirksame Kreisverstärkung des zur BewegungsSteuerung des Hydrozylinder-Kolbens 27 vorge- sehenen Nachlauf-Regelkreises, sei es zur Erhöhung der Kreisverstärkung oder zur Kompensation einer lastbe¬ dingten Verminderung derselben, freigebbar sind. Durch die Auslenkungen £ 1 und £ 2 des Ventilbetätigungs¬ gliedes 43' , die, in derselben Weise wie anhand der Fig.1 erläutert, aus der Soll-Wert-Einsteuerung und der Positions-Ist-Wert-Rückmeldung über die Schritt¬ motor-gesteuerte Verdrehung der Spindelmutter 54 bzw. die Rotation der Gewindespindel 56 resultieren, werden jeweils 4 der insgesamt 8 Ventilelemente aufgesteuert. B einer Auslenkung 1 des Ventilbetätigungsgliedes 43' in Richtung des Pfeils 44 sind dies die Ventilelemente 104, 105, 108 und 109, die gemäß Fig.3 rechts von dem Ventilbetätigungsglied 43* angeordnet sind. Bei einer Auslenkung 2 des Ventilbetätigungsgliedes 43' werden die links von diesem angeordneten Ventilelemente 1-0-6«, 107 sowie 111 und 112 aufgesteuert.
    [0072] Im "normalen" Vorschubbetrieb des Hydrozylinders 11 in der durch den Pfeil 16 repräsentierten Bewegungsrichtung fließt Arbeitsmedium vom P-Versorgungsanschluß 21 über das eine Ventilelement 104 des Nachlauf-Regelventils 29' ' zum größeren Arbeitsraum 19 des Hydrozylinders 11, während Arbeitsmedium aus seinem im Querschnitt kleineren Arbeitsraum 18 über das ebenfalls aufgesteuerte Ventil¬ element 105 zum Tank 24 des Druckversorgungsaggreg ts 22 zurückströmt. Wird im Verlauf der Vorschub-Bewegung des Hydrozylinderkolbens 27 eine Erhöhung der Kreisverstär¬ kung K oder eine zur Kompensation eines Kreisverstär¬ kungsabfalles geeignete Einstellung der Kreisverstärkung K erforderlich, so kann durch Ansteuerung des Steuer- ventils 113 in dessen Durchflußstellung I ein zusätz¬ licher Zufluß-Strδmungspfad 118 freigegeben werden, durch den vom P-Versorgungsanschluß 21 über das Steuerventil 113 und das an dieses angeschlossene Ventilelement 108 ein zusätzlicher Arbeits-Medium-Strom in den größeren Arbeits¬ raum 19 des Hydrozylinders 11 einströmen kann, wodurch im Ergebnis eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung K erzielt wird. Desgleichen kann durch gleichzeitig oder alternativ zur Ansteuerung des Steuerventils 113 erfol¬ gende Ansteuerung eines weiteren Verstärkungs-Steuer¬ ventils 114 in dessen Durchflu Stellung I ein zusätzlicher Abfluß-Strömungspfad 119 freigegeben werden, der von dem kleineren Arbeitsraum 18 des Hydrozylinders 11 über den B-Steueranschluß 32, das Ventilelement 109 des Nachlauf- Regelventils 29' ' und das weitere zusätzliche Verstär¬ kungs-Steuerventil 114 zurück zum Tank 24 des Druck- Versorgungsaggregats 22 führt.
    [0073] Auch durch die Freigabe dieses weiteren zusätzlichen- Strömungspfades 119 ist eine relative Erhöhung der Kreisverstärkung K des Nachlauf-Regelkreises erzielbar. Diesen zusätzlichen Zufluß- bzw. Abfluß-Strömungspfaden 118' bzw. 119 entsprechende zusätzliche, zur Einstellung erwünschter Werte der Kreisverstärkung geeignete Strömungspfade 121 bzw. 122, die ausnutzbar sind, wenn de.r Hydrozylinder 11 im Rückzugsbetrieb, d.h. mit Be¬ wegung in Richtung des Pfeils 17 betrieben wird, sind durch Ansteuerung der weiteren Verstärkungs-Steuerventile 116 bzw. 117 aufsteuerbar.
    [0074] Die bedarfsgerechte Ansteuerung der Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 erfolgt zweckmäßigerweise durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit 66* , die auch die für die Soll-Wert-Vorgabe ausgenutzten Steuerimpulse für den Schrittmotor 68 erzeugt. Die Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 erfolgt in diesem Falle wegabhängig, das heißt programmgesteuert.
    [0075] Bei der Antriebsvorrichtung 100 gemäß Fig.3 ist, „alter- nativ oder in Kombination mit einer wegabhängigen, elektrischen Ansteuerung der Verstärkungs-Steuerventile 113 und 114 bzw. 116 und 117 auch eine druckgesteuerte Betätigung derselben möglich, wie im oberen Teil der Fig.3 für die Verstärkungs-Steuerventile 114 und 117 dargestellt, die, wenn der Druck in demjenigen Arbeits¬ raum 18 oder 19, aus dem Arbeitsmedium zum Tank 24 hin abströmen soll, einen Schwellenwert überschreitet, in ihre Durchflußstellungen gesteuert werden und da¬ durch den zusätzlichen Abfluß-Strömungsp'fad 119 bzw. 122 freigeben.
    [0076] Es versteht sich, daß eine derartige druckgesteuerte Umschaltung der Verstärkungs-Steuerventile auch in Ver¬ bindung mit den die zusätzlichen Zufluß-Strömungspfade 118 bzw. 121 freigebenden Verstärkungs-Steuerventilen 113 bzw. 116 vorgesehen sein kann.
    [0077] Die Ventilelemente 34 - 37 des Nachlauf-Regelventils 29 gemäß Fig.1 und ebenso die Ventilelemente 104 - 109 sowie 111 und 112 des Nachlauf-Regelventils 29*' gemäß Fig.3 haben, was den schematischen Darstellungen der Fig.1 und Fig.3 nicht zu entnehmen ist,druckausg-≥glichene Ventilkörper 38, die unabhängig davon wie die Druckver¬ hältnisse auf verschiedenen Seiten des Ventilsitzes sind, durch die Rückstellfedern 39 zuverlässig in ihrer Sperr¬ stellung gehalten werden, wenn sich das jeweilige Ventil- betätigungsglied 43 bzw. 43' in seiner neutralen Grund¬ stellung befindet.
    权利要求:
    Claims
    Patentansprüche
    Einrichtung zur Einstellung der KreisVerstärkung eines zur Bewegungssteuerung einer hydraulischen Vorschub-Antriebseinheit vorgesehenen Nachlauf- Regelkreises, der mit elektrisch, z.B. mittels 5 eines Schrittmotors gesteuerter Positions-Soll- Wert-Vorgabe und mechanischer Positions-Ist- ' Wert-Rückmeldung arbeitet, wobei die der Antriebs- Einheit von einer Druckquelle zugeleiteten und von der Antriebseinheit zum Tank der Druckquelle
    10 abströmenden Arbeitsmedium-Ströme, durch deren Betrag die Geschwindigkeit v bestimmt ist, mit der die Bewegungen eines mittels der Antriebs¬ einheit bewegbaren Werkzeuges erfolgen, über Ventilelemente eines Nachlauf-Regelventils gelei-
    15 tet sind, die durch die Soll-Wert-Vorgabe gemein¬ sam um diejenigen Stellwege t1 bezw. 2 auf¬ steuerbar sind, die für die Erzielung einer er¬ wünschten Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich sind, und wobei die Kreisverstärkung K des
    20 Regelkreises durch ventilgesteuerte Betätigung einer Umschalteinrichtung von einem ersten Wert K .. der Regelkreis-Verstärkung auf mindestens einen weiteren Wert K - umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachlauf-Regelventil {29^ 29'f 29'') mindestens ein zusätzliches, die Stellbewegungen der' bzw. des zur BewegungsSteuerung mit der Kreisverstärkung K .. ausgenutzten Ventil¬ elemente(ö) (34 und 36; 104,105,106,107) mit aus¬ führendes Ventilelement (37,39; 108,109,111,112) aufweist, über das ein zu dem Strömungspfad des Nachlauf-Regelventils (29; 29*; 29**), über den in einer mit dem Wert K .. der Kreisverstärkung ab¬ laufenden Betriebsphase der die Arbeitsgeschwindig¬ keit der Antriebseinheit (11) bestimmende Arbeits¬ medium-Strom fließt, paralleler Strömungspfad (49, 52; 118,119,121,122) führt, der durch Ansteuerung einer Verstärkungs-Steuerventil-Anordnung (51,53; 113,114,116,117) , deren Grundstellung die Sperr¬ stellung ist, freigebbar ist, und daß eine Steue¬ rungseinrichtung (66; 66 ' ) vorgesehen ist, mit der die Verstärkungs-Steuerventil.-Anordnung (51,53;
    113,114,116,117) bedarfsgerecht in ihre den Betrieb der Antriebseinheit (11) mit einem geänderten Wert K - vermittelnde(n) Durchflußstellung(en) steuerbar ist.
    Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Strömungs¬ pfad (49) vom Ausgang (21> des Druckversörgungs- aggregats (22) über das weitere Ventilelement (35) zu demjenigen Arbeitsraum der Antriebseinheit (11) führt, der in deren mit der Kreisverstärkung K ,. ablaufenden Betriebsphase mit dem geregelten Ausgangs¬ druck des Nachlauf-Regelventils (29;29') beaufschlagt ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein über ein weiteres zusätzliches Ventilelement (37) des Nachlauf- Regelventils (29;29') führender, mittels der
    *-- Steuerventil-Anordnung (51,53) freigebbarer bzw. absperrbarer Strömungspfad (52) vorgesehen ist, der zu demjenigen Strömungspfad (48) parallel ge¬ schaltet ist, über den in einer mit der Kreisver¬ stärkung K 1 ablaufenden Betriebsphase der An- 10 triebs-Einheit (11) Arbeitsmedium aus einem
    Arbeitsraum (19) der Antriebseinheit (11) ver¬ drängt bzw. abgelassen wird.
    4. Einrichtung naäh einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 3,
    15 dadurch gekennzeichnet,, daß der auf den Stellweg £ .. bzw. C 'bezogene Öffnungsquerschnitt der bzw. des zusätzlichen Ventilelemente(s) (35,37; 108,109,111, 112) des Nachlauf-Regelventils (29;29'; 29' * ) über welche(s) in einer mit der geänderten Kreisver-
    20 Stärkung K 2 ablaufenden Betriebsphase Arbeitsmedium strömt, größer ist als der auf den Stellweg bezogene Öffnungsquerschnitt derjenigen Ventilelemente (34, 36; 104,105,106,107) über die in einer mit der Kreisverstärkung K .. ablaufenden Betriebsphase die
    25 zu der Antriebseinheit fließenden und aus dieser verdrängten bzw. abgelassenen Arbeitsmedium-Ströme fließen.
    5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die zusätzliche(n)
    30 Strδmungspfad(e) (49 und/oder 52) mit einer Drossel (71 bzw. 72) mit einstellbarem Strömungswiderstand versehen ist bzw. sind.
    Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebseinheit als doppelt-wirkender Differentialkolben-Hydrozylinder ausgebildet ist, an dessen durch die kleinere Kolbenfläche beweg¬ lich begrenzten Arbeitsraum der Ausgang des Druck¬ versorgungsaggregats ständig angeschlossen ist, und an dessen durch die größere Kolbenfläche be- weglich begrenzten Arbeitsraum über je ein Rahmen des Nachlauf-Regelventils vorgesehenes Ventilelement mit Stellweg-proportionalem öff¬ nungsquerschni&t,.alternativ der Druckausgang des Druckversorgungsaggregats bzw.dessen Tank an- schließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachlauf-Regel¬ ventil (29) als ein an sich bekanntes 4/3-Wege- Ventil ausgebildet ist, bei dem die Sollwert- Vorgabe durch definierte Vorgabe eines Drehweges einer Spindelmutter (54) relativ zu einer zur
    Ist-Wert-Rückmeldung vorgesehenen Gewindespindel (56) erfolgt, die ihrerseits durch die Vorschub- und Rückzugsbewegungen der Leistungs-Antriebs¬ einheit (11) in alternativen Drehrichtungen, z.B. eines Zahnstangentriebes (58,57) routierend antreibbar ist, und bei dem eine axiale Verrückungen
    C 1 bzw. 2 der Spindelmutter (54) , die aus einer Verdrehung derselben gegenüber der Spindel (56) resultieren, mit ausführendes Ventil-Betätigungs- glied (43) vorgesehen ist, durch dessen Ver¬ rückungen die zur Regelabweichung proportionalen Änderungen der Durchfluß-Querschnitte der Ver- sorgungs-Strδmungspfade der Antriebseinheit (11) ausgelöst werden, wobei durch die in alternativen Richtungen erfolgenden Verrückungen £1 bzw.. £ 2 des Ventil-Betätigungsgliedes (43) jeweils zwei 5 Ventilelemente (34 und 35 bzw. 36 und 37) paarweise in deren Durchlaßstellung gesteuert werden, und wobei über die Ventilelemente (34 und 35) des einen Ventilelementpaares die beiden Strömungs¬ pfade zum größeren Arbeitsraum (19) des Differential-
    10 kolben-Hydrozylinders (11) führen, durch die dieser mit dem Druckausgang (21) des Druck-Versorgungs¬ aggregats (22) verbindbar ist, und über die Ventil¬ elemente (36 und 37) des anderen Ventilelement¬ paares diejenigen Strömungspfade führen, mittels
    15 derer der größere Arbeitsraum (19) an den Tank
    (24) anschließbar ist und daß jeweils einer dieser Druckversorgungs- bzw. Druckentlastungs-Strömungs- pfade mit einem Verstärkungs-Steuerventil (51 bzw. 53) versehen ist, das aus einer den jeweiligen
    20 Strömungspfad sperrenden Grundstellung in eine
    Durchflußstellung steuerbar ist, mit der ein Betrieb der Einrichtung mit erhöhter Kreisverstärkung K 2 verknüpft ist.
    7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 25 1 - 5', bei der die Antriebs-Einheit als ein doppelt¬ wirkender Hydrozylinder ausgebildet ist, mit gleichen oder verschiedenen Werten der die beiden Arbeitsräume jeweils einseitig begrenzenden Kolben¬ flächen, wobei entsprechend den alternativen Be- 30 wegungsrichtungen des Kolbens jeweils einer der Arbeitsräume an einen Druckausgang und der andere an einen Tank-Rücklaufanschluß des Nachlauf-Regel¬ ventils angeschlossen ist und die über das Nachlauf- Regelventil geführten Arbeitsmedium-Zuführungs- und Arbeitsmedium-Abfluß-Strömungspfade jeweils einen 5 der Stell-Auslenkung £- bzw. 2 der Ventilkörper der Ventilelemente des Nachlauf-Regelventils proportionalen Durchfluß-Querschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß zu denjenigen Strömungspfaden, die bei einem Betrieb der An-
    10 triebseinheit (11) mit der Kreisverstärkung K _. mit einem zum Stellweg eines Ventilbetätigungs¬ gliedes (43') des Nachlauf-Regelventils (29'') proportionalen Öffnungsquerschnitt aufgesteuert sind, parallele, weitere Strömungspfade (118,119,121,122),
    15 die durch Ansteuerung von Ventilen (113,114,116, 117) der Steuer-Ventilanordnung freigebbar sind, über zusätzliche Ventilelemente (108,109,111,112) des Nachlauf-Regelventils geführt sind, deren Ventilkörper denselben Strömungs-querschnittsver-
    20 ändernden Auslenkungen unterworfen sind wie die Ventilkörper derjenigen Ventilelemente (104,105, 106 und 107) , über welche die bei einem Betrieb der Einrichtung mit dem - niedrigeren - Wert K - der Kreisverstärkung allein ausgenutzten Strömungs-
    25 pfade geführt sind.
    8. Einrichtung nach Anspruch 7, daß das Nachlauf-Regelventil (29'*) als ein 8/3- Wege-Ventil ausgebildet ist, das zwei Gruppen von je vier gemeinsam betätigbaren Ventilelementen (104, 30 105,108 und 109 bzw. 106,107,111 und 112) enthält. wobei die beiden Gruppen je einer der alternativen Bewegungsrichtungen der Antriebseinheit (11:) zuge¬ ordnet sind.
    Einrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufsteuerung bzw. Sperrung der zusätzlichen Strδmungspfade X118,119,121 ,122) vorgesehenen Ventile (113,114, 116,117) der Verstärkungs-Steuerventil-Anordnung als sowohl elektrisch wie auch hydraulisch an- steuerbare Umschalt-Ventile ausgebildet sind, die mit dem Ausgangsdruck des jeweils ange¬ schlossenen Arbeitsraumes (18 bzw. 19) der An-- triebseinheit (11) aufsteuerbar sind, wenn dieser Ausgangsdruck einen Schwellenwert überschreitet.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0220248B1|1989-07-26|
    EP0220248A1|1987-05-06|
    DE3614577A1|1986-12-11|
    DE3664667D1|1989-08-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-11-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-11-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1987-05-06| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986902788 Country of ref document: EP |
    1987-05-06| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986902788 Country of ref document: EP |
    1989-07-26| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986902788 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE3515566||1985-04-30||
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