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EP4026689A1 - Hydraulic drive unit for a press - Google Patents

Hydraulic drive unit for a press Download PDF

Info

Publication number
EP4026689A1
EP4026689A1 EP21217269.6A EP21217269A EP4026689A1 EP 4026689 A1 EP4026689 A1 EP 4026689A1 EP 21217269 A EP21217269 A EP 21217269A EP 4026689 A1 EP4026689 A1 EP 4026689A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
pressure
valve
drive unit
press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21217269.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Leopold Sandberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4026689A1 publication Critical patent/EP4026689A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/163Control arrangements for fluid-driven presses for accumulator-driven presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/022Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member in which a rapid approach stroke is followed by a slower, high-force working stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B7/005With rotary or crank input
    • F15B7/006Rotary pump input
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    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6651Control of the prime mover, e.g. control of the output torque or rotational speed
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    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7055Linear output members having more than two chambers
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    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7114Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators
    • F15B2211/7128Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators the chambers being connected in parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/775Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/785Compensation of the difference in flow rate in closed fluid circuits using differential actuators

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive unit with a press cylinder arrangement for presses with one drive unit such as assembly presses or for presses with several drive units with parallel control such as press brakes - according to the preamble of patent claim 1.
  • a disadvantage of such drive units for presses are the various components and modules that have to be assembled individually when assembling a press.
  • the aim of the invention is a drive unit (axis) for a press, in particular for a press brake, in a closed system in which the press cylinder arrangement, control arrangement or control block and a pump form a unit that can be fully functionally mounted on the press without additional effort . Only electrical interfaces and possibly a compressed air supply should be required.
  • the claimed hydraulic drive unit for a press - in particular for a press brake - can also be referred to as an axis and has a Press cylinder assembly having a press chamber and a retraction chamber.
  • the pressing chamber can be formed from several chambers.
  • the drive unit has a pump that can be driven at variable speeds by an electric motor. Therefore, in terms of device technology, the pump can simply be a fixed displacement pump.
  • the pump and the electric motor form a pump unit.
  • a pump connection on the pressure side of the pump can be or is connected to the compression chamber via a pressure line, while a pump connection on the return side can be or is connected to the retraction chamber via a return line.
  • a preloaded low-pressure accumulator and the pump unit are attached to a control block.
  • the drive unit according to the invention or the axis according to the invention can be installed and controlled independently on the press in question.
  • Several drive units or axes according to the invention can be arranged and operated parallel to one another on the press—for example on a press brake. There is less piping work involved. Standard press cylinders can be used.
  • the direction of movement and piston speed and the pressing pressure of the press cylinder arrangement are controlled exclusively via the electric motor of the pump unit.
  • the preload of the low-pressure accumulator can be achieved inexpensively using a compressed air tank.
  • the press cylinder arrangement is also attached to the control block.
  • the pressure line can preferably be connected to the low-pressure accumulator via a relief valve.
  • the relief valve is acted upon in the opening direction by a pressure tapped from the return line or from the pump connection on the return side and via a pressure pressure tapped from the pressure line or from the pump connection on the pressure side.
  • the relief valve can thus act as a load-holding valve for overpressure protection.
  • the low-pressure accumulator is a non-return valve designed as a - preferably preloaded by a spring - with the Pressure line can be connected, the opening direction of which is directed from the low-pressure accumulator to the pressure line.
  • the anti-cavitation valve can be opened via the pressure tapped off from the return line or from the pump connection on the return side.
  • the relief valve can thus act as a pre-opening for the pilot operated non-return valve or filling valve for controlled and shock-free decompression of the press chamber.
  • a directional control valve is preferably arranged in the return line, which in a first switch position - preferably prestressed by a spring - blocks the return chamber from the pump connection on the return side and thereby connects the pump connections to one another, and which in a second switch position - preferably switchable by an electric actuator - the Retraction chamber connects to the return-side pump port.
  • a safety valve designed as a shut-off valve is preferably arranged in the retraction line between the retraction chamber and the directional control valve.
  • a cooler and/or a filter is preferably provided (fluidically) between the low-pressure accumulator and the return line.
  • a check valve is preferably provided (fluidically) between the cooler and/or the filter on the one hand and the return line on the other hand, the opening direction of which is directed from the cooler and/or the filter to the return line.
  • a counterbalance valve designed as a pressure-limiting valve is preferably connected to the retraction chamber, via which the retraction chamber can be connected to the cooler and/or the filter.
  • a safety valve designed as a pressure-limiting valve can be connected to the retraction chamber, via which the retraction chamber can be connected to the low-pressure accumulator.
  • the press in question is constructed in such a way that a pressing direction is essentially downwards along the force of gravity, an upper part hangs on the press cylinder arrangement of the drive unit according to the invention, for example in a starting position of the press.
  • the counterbalance valve is preferably such designed to open at a pressure in the retraction chamber equal to the weight pressure plus 5 - 15%.
  • the safety valve is preferably designed in such a way that it opens at a pressure in the retraction chamber which corresponds to the weight pressure plus 25-35%.
  • the directional control valve and/or the safety valve and/or the safety valve and/or the counterbalance valve and/or the anti-cavitation valve and/or the relief valve and/or the check valve are arranged in or on the control block.
  • the press cylinder arrangement is a three-surface cylinder with a hollow piston in which a rapid-travel chamber is arranged and on the outer circumference of which the retraction chamber is arranged.
  • the press chamber and the retraction chamber are each annular chambers. Then, in connection with a closed sequence valve, via which the press chamber can be shut off from the pump connection on the press chamber side, a closing movement in rapid traverse is possible.
  • the press chamber is not supplied and pressurized by the pump. This saves time with every pressing process.
  • the sequence valve is preferably (fluidically) arranged in the pressure line between the respective connection points for the anti-cavitation valve and the relief valve. Between the pump connection on the compression chamber side and the sequence valve, a rapid-traverse line then branches off from the pressure line, which is connected to the rapid-traverse chamber.
  • the drive unit according to the invention can thus be made smaller compared to the prior art.
  • the rapid motion chamber is preferably always connected to the pump connection on the press chamber side via the rapid motion line.
  • the sequence valve is preferably designed as a seat valve. In a basic position - e.g. prestressed by a spring - it can have a non-return valve function, the opening direction of which is directed from the compression chamber designed as an annular chamber to the pump connection on the compression chamber side. In a switching position, the sequence valve releases a passage.
  • the sequence valve is also preferably arranged in or on the control block.
  • the press cylinder arrangement has a first and at least one further differential cylinder, with an annular chamber of the first differential cylinder forming the retraction chamber, and with the piston bottom chambers of all differential cylinders forming the press chamber.
  • the pressing force can be distributed evenly over the length of the upper press part, especially in the case of longer press upper parts such as e.g.
  • the one or more annular spaces of the at least one further differential cylinder can serve as a store for differential pressure medium in addition to the low-pressure store. This allows the low-pressure accumulator to be further reduced in size.
  • figure 1 shows a circuit diagram of the drive unit according to the invention according to a first embodiment.
  • a control block 12 is flanged to the controllable and speed-variable drive unit consisting of an electric motor M 1 and a pump 4 .
  • the control block 12 contains all valves for the function and for the safety requirements.
  • the electric motor M 1 is a synchronous motor or an asynchronous motor with a frequency converter for variable-speed drive
  • the pump 4 is suitable for changing the direction of rotation (4-quarant operation) such as an axial piston pump with a constant displacement
  • the control block 12 has a modular structure depending on the requirements.
  • a cylindrical tube is attached to the control block 12, which is closed on one side by the control block 12 and on the other side of which a cylinder base is provided.
  • a piston is installed in the low-pressure accumulator 14 as a separating element between the pressure medium of the drive unit and compressed air, similar to a piston accumulator.
  • the cylindrical space is used for the variable and prestressed tank volume or as a low-pressure accumulator 14 for a differential volume of a three-surface cylinder 100 and is designed depending on the differential volume.
  • the low-pressure accumulator 14 is preloaded by an external compressed air tank 16 with approximately 1.5 to 3 bar. Depending on the difference in volume, this can be a commercially available compressed air tank.
  • a position switch (not shown) for the piston of the low-pressure accumulator 14 can be used as a level indicator for the pressure medium.
  • the low-pressure accumulator 14 is connected to a cooler 24, which has a fan wheel driven by an electric motor M 2 .
  • the cooler 24 is connected via a throttle to a branch 26 , which is connected to the return line 20 via a check valve 10 and via the counterbalance valve 6 .
  • the check valve 10 is preloaded with 0.2 bar, for example.
  • the counterbalance valve 6 opens at a pressure which corresponds to the pressure of the weight of the upper part of the press plus, for example, 10%.
  • a pressure cylinder arrangement designed as a three-surface cylinder 100 is connected to the control block 12 .
  • the three-surface cylinder 100 has a pressing chamber 101, which acts downwards in the pressing direction and is designed as an annular pressing chamber, a rapid traverse chamber 103, which also acts downwards, and an annular retraction chamber 102, which acts upwards in the retraction direction
  • Three-surface cylinder 100 also has a central stationary piston, on the outer circumference of which a hollow piston 104 is movably arranged.
  • a press head (not shown) is coupled to a lower end portion of the hollow piston 104 .
  • the rapid motion chamber 103 is arranged in the hollow piston 104 in the region of its end section and is delimited at the top by the stationary piston.
  • the retraction chamber 102 is arranged on the outer circumference of the hollow piston 104 .
  • the pressing chamber 101 is arranged on the outer circumference of one of the stationary pistons or on the outer circumference of its stationary piston rod.
  • a piston collar of the movable hollow piston 104 separates the compression chamber 101 from the rapid travel chamber 103.
  • a pump connection 4A on the pressure side of the pump 4 is connected to the pressure chamber 101 via a pressure line 18 .
  • a pull-back side pump port 4B is connected to the pull-back chamber 102 via a pull-back line 20 .
  • a sequence valve 3 is arranged in the pressure line 18 between the respective connection points for an anti-cavitation valve 7 and a relief valve 8 .
  • a rapid travel line 22 branches off from the compression line 18 , which is connected to the rapid travel chamber 103 .
  • the rapid traverse chamber 103 alone is pressurized.
  • the pressing chamber 101 is switched on via the switching valve 3 .
  • the retraction chamber 102 alone is pressurized.
  • the retraction chamber 102 remains pretensioned with the counter pressure.
  • the small difference in quantity causes only slight heating (power loss) at the relief valve 8.
  • the transition from rapid traverse to pressing can be precisely controlled with pretension in the retraction chamber 102, despite the weight of the upper part of the press.
  • a directional control valve 1 which, in a first switching position preloaded by a spring, blocks the return chamber 102 from the pump connection 4B on the return side and thereby connects the pump connections 4A, 4B to one another. In a second switching position that can be switched by an electric actuator, the retraction chamber 102 is connected to the pump connection 4B on the retraction side.
  • the pump 4 conveys the pressure medium from the retraction chamber 102 into the rapid traverse chamber 103 by means of a variable-speed drive.
  • the low-pressure accumulator 14 absorbs the differential quantity.
  • the pressure medium for the press chamber 101 is sucked in from the low-pressure accumulator 14 via the suction valve 7 .
  • the rapid traverse "lowering the upper part of the press” thus takes place using the weight of the upper part of the press, but is controlled via the speed of the pump 4 with a preload that is defined by the compressed air tank 16 .
  • the pressing chamber 101 For pressing (after reaching a lower rapid traverse position) the pressing chamber 101 is switched on via the switching valve 3 .
  • the target position of the upper part of the press is controlled by the electric motor M1, with suction valves 7 , 9 on both sides being able to make up suction as required.
  • the anti-cavitation valve 7 is designed as a non-return valve that can be opened and is arranged between the low-pressure accumulator 14 or the cooler 24 and the pressure line 18 .
  • the back-pressure valve 9 is arranged between the low-pressure accumulator 14 or the cooler 24 and the return line 20 and is preloaded with, for example, 0.5 bar.
  • the direction of rotation of the electric motor M 1 is changed for decompression.
  • the excess quantity from the compression chamber 101 and the rapid traverse chamber 103 is discharged via the relief valve 8 before the counterbalance valve 6 opens for the counterbalance pressure.
  • the control ratio (opening pressure without control pressure on the return side divided by opening pressure with control pressure on the return side) at the relief valve 8 is set in such a way that the relief valve 8 limits the maximum pressing pressure (like a pressure-limiting valve) without control pressure on the return side.
  • the control pressure on the return side which corresponds at most to the pressure of the weight force, ie is smaller than the opening pressure at the counterbalance valve 6 , the compression pressure is lowered to a pre-opening pressure for the suction valve 7 .
  • the standard property of a lowering brake valve is used, which requires a lower pilot pressure at higher load pressures.
  • the relief valve 8 is therefore used to protect against excess pressure and at the same time as a pre-opening for the anti-cavitation valve 7. A controlled decompression of the compression chamber 101 and the rapid traverse chamber 103 is thus possible.
  • the "Open press” rapid traverse is comparable to pressing but with a different direction of rotation of the electric motor M.
  • FIG 2 shows a circuit diagram of the drive unit according to the invention according to a second embodiment. Only the differences from the first exemplary embodiment are explained below.
  • the press cylinder arrangement 200 has a first differential cylinder 203 and two further differential cylinders. An annular chamber of the first differential cylinder 203 forms the retraction chamber 202, and the three Piston head chambers of the differential cylinders together form the compression chamber 201. The three piston head chambers are therefore connected to the compression line 18 together.
  • the rapid-traverse chamber and the corresponding rapid-traverse line and sequence valve have been omitted.
  • the anti-cavitation valve 7 is connected to the pressure line 18.
  • the cooler has been omitted. Therefore, the throttle, the branch and the check valve are omitted.
  • the annular spaces of the two other differential cylinders are used in addition to the low-pressure accumulator 14 as an accumulator for differential pressure medium. For this purpose, they are connected to the low-pressure accumulator 14 via a line 207 .
  • a hydraulic drive unit for a press with a press cylinder assembly having one or more press chambers and a retraction chamber 102 is disclosed.
  • a rapid traverse chamber 103 can also be provided.
  • the drive unit has a variable-speed pump unit.
  • a compression-side pump connection 4A can be connected or is connected to the compression chamber via a compression line 18
  • a retraction-side pump connection 4B can be or is connected to the retraction chamber 102 via a retraction line 20 .
  • a preloaded low-pressure accumulator 14 and the pump unit are attached to a control block 12 .

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Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Antriebseinheit für eine Presse mit einer Presszylinderanordnung (100), die eine oder mehrere Presskammern (101) und eine Rückzugkammer (102) aufweist. Es kann auch eine Eilgangkammer vorgesehen sein. Weiterhin hat die Antriebseinheit eine drehzahlvariable Pumpeneinheit (4, M1). Ein pressseitiger Pumpenanschluss ist über eine Pressleitung (18) mit dem Pressraum (101) verbindbar oder verbunden, während ein rückzugseitiger Pumpenanschluss über eine Rückzugleitung (20) mit der Rückzugkammer (102) verbindbar oder verbunden ist. An einem Steuerblock (12) sind ein vorgespannter Niederdruckspeicher (14) und die Pumpeneinheit befestigt.

Figure imgaf001
Disclosed is a hydraulic drive unit for a press with a press cylinder arrangement (100) which has one or more press chambers (101) and a retraction chamber (102). A rapid motion chamber can also be provided. Furthermore, the drive unit has a variable-speed pump unit (4, M1). A pump connection on the pressure side can be or is connected to the compression chamber (101) via a pressure line (18), while a pump connection on the return side can be or is connected to the retraction chamber (102) via a return line (20). A preloaded low-pressure accumulator (14) and the pump unit are attached to a control block (12).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit mit einer Presszylinderanordnung für Pressen mit einer Antriebseinheit wie z.B. Montagepressen oder für Pressen mit mehreren Antriebseinheiten mit Parallelregelung wie z.B. Abkantpressen - gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic drive unit with a press cylinder arrangement for presses with one drive unit such as assembly presses or for presses with several drive units with parallel control such as press brakes - according to the preamble of patent claim 1.

Die Druckschrift "Valve-controlled hydraulic Drives for Press Brakes" RE08100, Edition 2020-07 der Anmelderin zeigt Standard-Beschaltungen für Presszylinderanordnungen für Abkantpressen. Auf Seite 4 ist eine Beschaltung offenbart, bei der die Bewegung der Presszylinderanordnung über Proportionalventile gesteuert wird, die aus einem gemeinsamen Tank über eine Pumpe versorgt werden.The applicant's publication "Valve-controlled hydraulic Drives for Press Brakes" RE08100, Edition 2020-07 shows standard circuits for press cylinder arrangements for press brakes. On page 4 a circuit is disclosed in which the movement of the press cylinder arrangement is controlled via proportional valves which are supplied from a common tank via a pump.

Nachteilig an derartigen Antriebseinheiten für Pressen sind die verschiedenen Bauteile und Module, die bei der Montage einer Presse einzeln montiert werden müssen.A disadvantage of such drive units for presses are the various components and modules that have to be assembled individually when assembling a press.

Ziel der Erfindung ist eine Antriebseinheit (Achse) für eine Presse, insbesondere für eine Abkantpresse, in einem geschlossenen System, in dem Presszylinderanordnung, Steueranordnung bzw. Steuerblock und eine Pumpe eine Einheit bilden, die komplett ohne zusätzlichen Aufwand funktionsfähig auf der Presse montiert werden kann. Es sollen nur elektrische Schnittstellen und eventuell eine Druckluftversorgung erforderlich sein.The aim of the invention is a drive unit (axis) for a press, in particular for a press brake, in a closed system in which the press cylinder arrangement, control arrangement or control block and a pump form a unit that can be fully functionally mounted on the press without additional effort . Only electrical interfaces and possibly a compressed air supply should be required.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebseinheit für eine Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This problem is solved by a drive unit for a press with the features of patent claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.Further advantageous refinements of the invention are described in the dependent patent claims.

Die beanspruchte hydraulische Antriebseinheit für eine Presse - insbesondere für eine Abkantpresse - kann auch als Achse bezeichnet werden und hat eine Presszylinderanordnung, die einen Pressraum und eine Rückzugkammer aufweist. Der Pressraum kann aus mehreren Kammern gebildet sein. Weiterhin hat der Antriebseinheit eine Pumpe, die über einen Elektromotor drehzahlvariabel antreibbar ist. Daher kann die Pumpe vorrichtungstechnisch einfach eine Konstantpumpe sein. Die Pumpe und der Elektromotor bilden eine Pumpeneinheit. Ein pressseitiger Pumpenanschluss der Pumpe ist über eine Pressleitung mit dem Pressraum verbindbar oder verbunden, während ein rückzugseitiger Pumpenanschluss über eine Rückzugleitung mit der Rückzugkammer verbindbar oder verbunden ist. An einem Steuerblock sind ein vorgespannter Niederdruckspeicher und die Pumpeneinheit befestigt. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit bzw. die erfindungsgemäße Achse kann autark an der betroffenen Presse verbaut und angesteuert werden. Es können mehrere erfindungsgemäße Antriebseinheiten bzw. Achsen parallel zueinander an der Presse - z.B. an einer Abkantpresse - angeordnet und betrieben werden. Es ergibt sich ein geringer Verrohrungsaufwand. Es sind Standard-Pressenzylinder verwendbar.The claimed hydraulic drive unit for a press - in particular for a press brake - can also be referred to as an axis and has a Press cylinder assembly having a press chamber and a retraction chamber. The pressing chamber can be formed from several chambers. Furthermore, the drive unit has a pump that can be driven at variable speeds by an electric motor. Therefore, in terms of device technology, the pump can simply be a fixed displacement pump. The pump and the electric motor form a pump unit. A pump connection on the pressure side of the pump can be or is connected to the compression chamber via a pressure line, while a pump connection on the return side can be or is connected to the retraction chamber via a return line. A preloaded low-pressure accumulator and the pump unit are attached to a control block. The drive unit according to the invention or the axis according to the invention can be installed and controlled independently on the press in question. Several drive units or axes according to the invention can be arranged and operated parallel to one another on the press—for example on a press brake. There is less piping work involved. Standard press cylinders can be used.

Die Bewegungsrichtung und Kolbengeschwindigkeit und der Pressdruck der Presszylinderanordnung werden ausschließlich über den Elektromotor der Pumpeneinheit gesteuert.The direction of movement and piston speed and the pressing pressure of the press cylinder arrangement are controlled exclusively via the electric motor of the pump unit.

Die Vorspannung des Niederdruckspeichers kann kostengünstig über einen Druckluftbehälter erreicht werden.The preload of the low-pressure accumulator can be achieved inexpensively using a compressed air tank.

Bei einer besonders kompakten Weiterbildung ist auch die Presszylinderanordnung an dem Steuerblock befestigt.In a particularly compact development, the press cylinder arrangement is also attached to the control block.

Vorzugsweise ist die Pressleitung über ein Entlastungsventil mit dem Niederdruckspeicher verbindbar. Das Entlastungsventil ist über einen von der Rückzugleitung oder vom rückzugseitigen Pumpenanschluss abgegriffenen Druck und über einen von der Pressleitung oder vom pressseitigen Pumpenanschluss abgegriffenen Pressdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Das Entlastungsventil kann so als Lasthalteventil zur Überdruckabsicherung wirken.The pressure line can preferably be connected to the low-pressure accumulator via a relief valve. The relief valve is acted upon in the opening direction by a pressure tapped from the return line or from the pump connection on the return side and via a pressure pressure tapped from the pressure line or from the pump connection on the pressure side. The relief valve can thus act as a load-holding valve for overpressure protection.

Vorzugsweise ist der Niederdruckspeicher über ein als - vorzugsweise durch eine Feder vorgespanntes - Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil mit der Pressleitung verbindbar, dessen Öffnungsrichtung von dem Niederdruckspeicher zur Pressleitung gerichtet ist. Das Nachsaugventil ist über den von der Rückzugleitung oder vom rückzugseitigen Pumpenanschluss abgegriffenen Druck aufsteuerbar. Das Entlastungsventil kann so als Voröffnung für das entsperrbare Rückschlagventil bzw. Füllventil zur kontrollierten und stoßfreien Dekompression des Pressraumes wirken.Preferably, the low-pressure accumulator is a non-return valve designed as a - preferably preloaded by a spring - with the Pressure line can be connected, the opening direction of which is directed from the low-pressure accumulator to the pressure line. The anti-cavitation valve can be opened via the pressure tapped off from the return line or from the pump connection on the return side. The relief valve can thus act as a pre-opening for the pilot operated non-return valve or filling valve for controlled and shock-free decompression of the press chamber.

Vorzugsweise ist in der Rückzugleitung ein Wegeventil angeordnet, das in einer - vorzugsweise durch eine Feder vorgespannten - ersten Schaltstellung die Rückzugkammer gegen den rückzugseitigen Pumpenanschluss absperrt und dabei die Pumpenanschlüsse miteinander verbindet, und das in einer - vorzugsweise durch einen elektrischen Aktor schaltbaren - zweiten Schaltstellung die Rückzugkammer mit dem rückzugseitigen Pumpenanschluss verbindet.A directional control valve is preferably arranged in the return line, which in a first switch position - preferably prestressed by a spring - blocks the return chamber from the pump connection on the return side and thereby connects the pump connections to one another, and which in a second switch position - preferably switchable by an electric actuator - the Retraction chamber connects to the return-side pump port.

Vorzugsweise ist in der Rückzugleitung zwischen der Rückzugkammer und dem Wegeventil ein als Absperrventil ausgebildetes Sicherheitsventil angeordnet.A safety valve designed as a shut-off valve is preferably arranged in the retraction line between the retraction chamber and the directional control valve.

Vorzugsweise ist (fluidisch) zwischen dem Niederdruckspeicher und der Rückzugleitung ein Kühler und/oder ein Filter vorgesehen. Vorzugsweise ist (fluidisch) zwischen einerseits dem Kühler und/oder dem Filter und andererseits der Rückzugleitung ein Rückschlagventil vorgesehen, dessen Öffnungsrichtung vom Kühler und/oder vom Filter zur Rückzugleitung gerichtet ist.A cooler and/or a filter is preferably provided (fluidically) between the low-pressure accumulator and the return line. A check valve is preferably provided (fluidically) between the cooler and/or the filter on the one hand and the return line on the other hand, the opening direction of which is directed from the cooler and/or the filter to the return line.

Vorzugsweise ist an die Rückzugkammer ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Gegenhalteventil angeschlossen, über das die Rückzugkammer mit dem Kühler und/oder dem Filter verbindbar ist.A counterbalance valve designed as a pressure-limiting valve is preferably connected to the retraction chamber, via which the retraction chamber can be connected to the cooler and/or the filter.

An die Rückzugkammer kann aus Sicherheitsgründen ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Sicherungsventil angeschlossen sein, über das die Rückzugkammer mit dem Niederdruckspeicher verbindbar ist.For safety reasons, a safety valve designed as a pressure-limiting valve can be connected to the retraction chamber, via which the retraction chamber can be connected to the low-pressure accumulator.

Wenn die betroffene Presse derart aufgebaut ist, dass eine Pressrichtung im Wesentlichen entlang der Schwerkraft nach unten erfolgt, hängt z.B. in einer Ausgangsstellung der Presse ein Oberteil an der Presszylinderanordnung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit. Dann ist das Gegenhalteventil vorzugsweise derart ausgelegt, dass es bei einem Druck in der Rückzugkammer öffnet, der dem Gewichtsdruck plus 5 - 15% entspricht. Dann ist weiterhin vorzugsweise das Sicherungsventil derart ausgelegt, dass es bei einem Druck in der Rückzugkammer öffnet, der dem Gewichtsdruck plus 25 - 35% entspricht.If the press in question is constructed in such a way that a pressing direction is essentially downwards along the force of gravity, an upper part hangs on the press cylinder arrangement of the drive unit according to the invention, for example in a starting position of the press. Then the counterbalance valve is preferably such designed to open at a pressure in the retraction chamber equal to the weight pressure plus 5 - 15%. Then, furthermore, the safety valve is preferably designed in such a way that it opens at a pressure in the retraction chamber which corresponds to the weight pressure plus 25-35%.

Bei einer besonders kompakten Weiterbildung sind das Wegeventil und/oder das Sicherheitsventil und/oder das Sicherungsventil und/oder das Gegenhalteventil und/oder das Nachsaugventil und/oder das Entlastungsventil und/oder das Rückschlagventil in oder an dem Steuerblock angeordnet.In a particularly compact development, the directional control valve and/or the safety valve and/or the safety valve and/or the counterbalance valve and/or the anti-cavitation valve and/or the relief valve and/or the check valve are arranged in or on the control block.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ist die Presszylinderanordnung ein Dreiflächenzylinder mit einem Hohlkolben, in der eine Eilgangkammer angeordnet ist, und an deren Außenumfang die Rückzugkammer angeordnet ist Der Pressraum und die Rückzugkammer sind jeweils Ringkammern. Dann ist in Verbindung mit einem geschlossenen Zuschaltventil, über das der Pressraum gegenüber dem pressraumseitigen Pumpenanschluss absperrbar ist, eine Schließbewegung im Eilgang möglich. Dabei wird der Pressraum nicht von der Pumpe versorgt und druckbeaufschlagt. Damit kann bei jedem Pressvorgang Zeit gespart werden.In a first exemplary embodiment of the drive unit according to the invention, the press cylinder arrangement is a three-surface cylinder with a hollow piston in which a rapid-travel chamber is arranged and on the outer circumference of which the retraction chamber is arranged. The press chamber and the retraction chamber are each annular chambers. Then, in connection with a closed sequence valve, via which the press chamber can be shut off from the pump connection on the press chamber side, a closing movement in rapid traverse is possible. The press chamber is not supplied and pressurized by the pump. This saves time with every pressing process.

Das Zuschaltventil ist in der Pressleitung vorzugsweise (fluidisch) zwischen jeweiligen Anschlussstellen für das Nachsaugventil und das Entlastungsventil angeordnet. Zwischen dem pressraumseitigen Pumpenanschluss und dem Zuschaltventil zweigt dann eine Eilgangleitung von der Pressleitung ab, die mit der Eilgangkammer verbunden ist.The sequence valve is preferably (fluidically) arranged in the pressure line between the respective connection points for the anti-cavitation valve and the relief valve. Between the pump connection on the compression chamber side and the sequence valve, a rapid-traverse line then branches off from the pressure line, which is connected to the rapid-traverse chamber.

Wenn dabei eine Rückzugfläche der als Ringkammer ausgebildeten Rückzugkammer größer als eine Eilgangfläche der Eilgangkammer ist, kann bei der Schließbewegung im Eilgang das aus der Rückzugkammer verdrängte überschüssige Druckmittel über das Entlastungsventil entweder zum Niederdruckspeicher oder weiter über das Nachsaugventil zum Pressraum gefördert werden. Damit kann die erfindungsgemäße Antriebeinheit in vielen Fällen gegenüber dem Stand der Technik verkleinert werden.If a retraction area of the retraction chamber designed as an annular chamber is larger than a rapid traverse area of the rapid traverse chamber, the excess pressure medium displaced from the retraction chamber during the closing movement at rapid traverse can be conveyed via the relief valve either to the low-pressure accumulator or further via the suction valve to the press chamber. In many cases, the drive unit according to the invention can thus be made smaller compared to the prior art.

Vorzugsweise ist die Eilgangkammer über die Eilgangleitung stets mit dem pressraumseitigen Pumpenanschluss verbunden.The rapid motion chamber is preferably always connected to the pump connection on the press chamber side via the rapid motion line.

Das Zuschaltventil ist vorzugsweise als Sitzventil ausgebildet. Es kann in einer - z.B. durch eine Feder vorgespannten - Grundstellung eine Rückschlagventilfunktion haben, deren Öffnungsrichtung von dem als Ringkammer ausgebildeten Pressraum zum pressraumseitigen Pumpenanschluss gerichtet ist. In einer Schaltstellung gibt das Zuschaltventil einen Durchlass frei. Auch das Zuschaltventil ist vorzugsweise in oder an dem Steuerblock angeordnet.The sequence valve is preferably designed as a seat valve. In a basic position - e.g. prestressed by a spring - it can have a non-return valve function, the opening direction of which is directed from the compression chamber designed as an annular chamber to the pump connection on the compression chamber side. In a switching position, the sequence valve releases a passage. The sequence valve is also preferably arranged in or on the control block.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebseinheit weist die Presszylinderanordnung einen ersten und zumindest einen weiteren Differenzialzylinder auf, wobei eine Ringkammer des ersten Differenzialzylinders die Rückzugkammer bildet, und wobei die Kolbenbodenkammern aller Differenzialzylinder den Pressraum bilden. Damit kann die Presskraft insbesondere bei längeren Pressenoberteilen wie z.B. Abkantbalken gleichmäßig über die Länge verteilt in das Pressenoberteil eingebracht werden.In a second exemplary embodiment of the drive unit according to the invention, the press cylinder arrangement has a first and at least one further differential cylinder, with an annular chamber of the first differential cylinder forming the retraction chamber, and with the piston bottom chambers of all differential cylinders forming the press chamber. In this way, the pressing force can be distributed evenly over the length of the upper press part, especially in the case of longer press upper parts such as e.g.

Der oder die Ringräume des mindestens einen weiteren Differenzialzylinders können zusätzlich zum Niederdruckspeicher als Speicher für Differenzdruckmittel dienen. Damit lässt sich der Niederdruckspeicher weiter verkleinern.The one or more annular spaces of the at least one further differential cylinder can serve as a store for differential pressure medium in addition to the low-pressure store. This allows the low-pressure accumulator to be further reduced in size.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the figures.

Es zeigenShow it

  • Figur 1 einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Antriebseinheit für eine Presse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und figure 1 a circuit diagram of the drive unit according to the invention for a press according to a first embodiment, and
  • Figur 2 einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Antriebseinheit für eine Presse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. figure 2 a circuit diagram of the drive unit according to the invention for a press according to a second embodiment.

Figur 1 zeigt einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. An die regelbare und drehzahlvariable Antriebseinheit bestehend aus einem Elektromotor M1 und einer Pumpe 4 ist ein Steuerblock 12 angeflanscht. Der Steuerblock 12 enthält alle Ventile für die Funktion und für die sicherheitstechnischen Anforderungen. figure 1 shows a circuit diagram of the drive unit according to the invention according to a first embodiment. A control block 12 is flanged to the controllable and speed-variable drive unit consisting of an electric motor M 1 and a pump 4 . The control block 12 contains all valves for the function and for the safety requirements.

Der Elektromotor M1 ist ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor mit Frequenzumrichter zum drehzahlvariablen Antrieb, die Pumpe 4 ist für den Drehrichtungswechsel geeignet (4-Quatranten-Betrieb) wie z.B. eine Axialkolbenpumpe mit konstantem Hubvolumen, der Steuerblock 12 ist je nach Anforderung modular aufgebaut.The electric motor M 1 is a synchronous motor or an asynchronous motor with a frequency converter for variable-speed drive, the pump 4 is suitable for changing the direction of rotation (4-quarant operation) such as an axial piston pump with a constant displacement, the control block 12 has a modular structure depending on the requirements.

An dem Steuerblock 12 ist ein zylindrisches Rohr angebaut, das zur einen Seite durch den Steuerblock 12 verschlossen ist, und an dessen anderer Seite ein Zylinderboden vorgesehen ist. Als trennendes Element zwischen Druckmittel der Antriebseinheit und Druckluft ist im Niederdruckspeicher 14 ein Kolben eingebaut, ähnlich wie bei einem Kolbenspeicher. Der zylindrische Raum wird für das variable und vorgespannte Tankvolumen bzw. als Niederdruckspeicher 14 für ein Differenzvolumen eines Dreiflächenzylinders 100 genutzt und je nach Differenzvolumen ausgelegt. Der Niederdruckspeicher 14 wird von einem externen Druckluftbehälter 16 mit ca. 1,5 bis 3 bar vorgespannt. Je nach Differenzvolumen kann dies ein handelsüblicher Druckluftbehälter sein.A cylindrical tube is attached to the control block 12, which is closed on one side by the control block 12 and on the other side of which a cylinder base is provided. A piston is installed in the low-pressure accumulator 14 as a separating element between the pressure medium of the drive unit and compressed air, similar to a piston accumulator. The cylindrical space is used for the variable and prestressed tank volume or as a low-pressure accumulator 14 for a differential volume of a three-surface cylinder 100 and is designed depending on the differential volume. The low-pressure accumulator 14 is preloaded by an external compressed air tank 16 with approximately 1.5 to 3 bar. Depending on the difference in volume, this can be a commercially available compressed air tank.

Ein (nicht gezeigter) Positionsschalter für den Kolben des Niederdruckspeichers 14 ist als Füllstandanzeige für das Druckmittel verwendbar.A position switch (not shown) for the piston of the low-pressure accumulator 14 can be used as a level indicator for the pressure medium.

Der Niederdruckspeicher 14 ist mit einem Kühler 24 verbunden, der ein von einem Elektromotor M2 angetriebenes Lüfterrad aufweist. Der Kühler 24 ist an seinem vom Niederdruckspeicher 14 abgewandten Anschluss über eine Drossel mit einer Verzweigung 26 verbunden, die über ein Rückschlagventil 10 und über das Gegenhalteventil 6 mit der Rückzugleitung 20 verbunden ist. Das Rückschlagventil 10 ist z.B. mit 0,2 bar vorgespannt. Das Gegenhalteventil 6 öffnet bei einem Druck, der dem Druck des Gewichts des Pressenoberteils zuzüglich z.B. 10% entspricht.The low-pressure accumulator 14 is connected to a cooler 24, which has a fan wheel driven by an electric motor M 2 . At its connection facing away from the low-pressure accumulator 14 , the cooler 24 is connected via a throttle to a branch 26 , which is connected to the return line 20 via a check valve 10 and via the counterbalance valve 6 . The check valve 10 is preloaded with 0.2 bar, for example. The counterbalance valve 6 opens at a pressure which corresponds to the pressure of the weight of the upper part of the press plus, for example, 10%.

An den Steuerblock 12 ist eine als Dreiflächenzylinder 100 ausgebildete Presszylinderanordnung angeschlossen. Der Dreiflächenzylinder 100 hat eine nach unten in Pressrichtung wirkende als ringförmige Presskammer ausgebildeten Pressraum 101, eine ebenfalls nach unten wirkende Eilgangkammer 103 und eine nach oben in Rückzugrichtung wirkende ringförmige Rückzugkammer 102. Der Dreiflächenzylinder 100 hat weiterhin einen mittigen ruhenden Kolben, an dessen Außenumfang ein Hohlkolben 104 beweglich angeordnet ist. An einen unteren Endabschnitt des Hohlkolbens 104 ist ein (nicht gezeigtes) Pressenoberteil angekoppelt.A pressure cylinder arrangement designed as a three-surface cylinder 100 is connected to the control block 12 . The three-surface cylinder 100 has a pressing chamber 101, which acts downwards in the pressing direction and is designed as an annular pressing chamber, a rapid traverse chamber 103, which also acts downwards, and an annular retraction chamber 102, which acts upwards in the retraction direction Three-surface cylinder 100 also has a central stationary piston, on the outer circumference of which a hollow piston 104 is movably arranged. A press head (not shown) is coupled to a lower end portion of the hollow piston 104 .

Die Eilgangkammer 103 ist in dem Hohlkolben 104 im Bereich von dessen Endabschnitt angeordnet und nach oben von dem ruhenden Kolben begrenzt. Die Rückzugkammer 102 ist am Außenumfang des Hohlkolbens 104 angeordnet. Der Pressraum 101 ist am Außenumfang eines des ruhenden Kobens bzw. am Außenumfang von dessen ruhender Kolbenstange angeordnet. Ein Kolbenbund des beweglichen Hohlkolbens 104 trennt den Pressraum 101 von der Eilgangkammer 103.The rapid motion chamber 103 is arranged in the hollow piston 104 in the region of its end section and is delimited at the top by the stationary piston. The retraction chamber 102 is arranged on the outer circumference of the hollow piston 104 . The pressing chamber 101 is arranged on the outer circumference of one of the stationary pistons or on the outer circumference of its stationary piston rod. A piston collar of the movable hollow piston 104 separates the compression chamber 101 from the rapid travel chamber 103.

Ein pressseitiger Pumpenanschluss 4A der Pumpe 4 ist über eine Pressleitung 18 mit dem Pressraum 101 verbunden. Ein rückzugseitiger Pumpenanschluss 4B ist über eine Rückzugleitung 20 mit der Rückzugkammer 102 verbunden.A pump connection 4A on the pressure side of the pump 4 is connected to the pressure chamber 101 via a pressure line 18 . A pull-back side pump port 4B is connected to the pull-back chamber 102 via a pull-back line 20 .

In der Pressleitung 18 zwischen jeweiligen Anschlussstellen für ein Nachsaugventil 7 und ein Entlastungsventil 8 ist ein Zuschaltventil 3 angeordnet. Zwischen dem pressraumseitigen Pumpenanschluss 4A und dem Zuschaltventil 3 zweigt eine Eilgangleitung 22 von der Pressleitung 18 ab, die mit der Eilgangkammer 103 verbunden ist.A sequence valve 3 is arranged in the pressure line 18 between the respective connection points for an anti-cavitation valve 7 and a relief valve 8 . Between the pump connection 4A on the compression chamber side and the sequence valve 3 , a rapid travel line 22 branches off from the compression line 18 , which is connected to the rapid travel chamber 103 .

Für den Eilgang "Pressenoberteil senken" wird die Eilgangkammer 103 alleine druckbeaufschlagt. Für das Pressen wird der Pressraum 101 über das Zuschaltventil 3 zugeschaltet. Für den Eilgang "Pressenoberteil anheben" wird die Rückzugkammer 102 alleine druckbeaufschlagt.For the "lower press top" rapid traverse, the rapid traverse chamber 103 alone is pressurized. For the pressing, the pressing chamber 101 is switched on via the switching valve 3 . For the "raise press head" rapid traverse, the retraction chamber 102 alone is pressurized.

Da die Rückzugsfläche der Rückzugkammer 102 geringfügig größer ist als die Eilgangfläche der Eilgangkammer 103 ist, wird beim Eilgang "Pressenoberteil senken" eine relativ geringe Differenzmenge über das Entlastungsventil 8 zu dem Kühler 24 bzw. zum (variablen) Niederdruckspeicher 14 ausgespeist. Somit ist über diese geringe Ausspeisung ein zusätzlicher Druckmittelaustausch zum Niederdruckspeicher 14 gegeben.Since the retraction area of the retraction chamber 102 is slightly larger than the rapid traverse area of the rapid traverse chamber 103, a relatively small differential quantity is discharged via the relief valve 8 to the cooler 24 or to the (variable) low-pressure accumulator 14 during the rapid traverse "lower press upper part". An additional exchange of pressure medium to the low-pressure reservoir 14 is thus provided via this small discharge.

Bei dem Eilgang "Pressenoberteil senken" bleibt die Rückzugkammer 102 mit dem Gegenhaltedruck vorgespannt. Die geringe Differenzmenge verursacht nur geringe Erwärmung (Verlustleistung) am Entlastungsventil 8. Der Übergang von Eilgang auf Pressen ist mit Vorspannung in Rückzugkammer 102 trotz der Gewichtskraft des Pressenoberteils präzise regelbar.During the rapid traverse "lower press head", the retraction chamber 102 remains pretensioned with the counter pressure. The small difference in quantity causes only slight heating (power loss) at the relief valve 8. The transition from rapid traverse to pressing can be precisely controlled with pretension in the retraction chamber 102, despite the weight of the upper part of the press.

In der Rückzugleitung 20 ist ein Wegeventil 1 angeordnet, das in einer durch eine Feder vorgespannten ersten Schaltstellung die Rückzugkammer 102 gegen den rückzugseitigen Pumpenanschluss 4B absperrt und dabei die Pumpenanschlüsse 4A, 4B miteinander verbindet. In einer durch einen elektrischen Aktor schaltbaren zweiten Schaltstellung ist die Rückzugkammer 102 mit dem rückzugseitigen Pumpenanschluss 4B verbunden.In the return line 20 there is a directional control valve 1 which, in a first switching position preloaded by a spring, blocks the return chamber 102 from the pump connection 4B on the return side and thereby connects the pump connections 4A, 4B to one another. In a second switching position that can be switched by an electric actuator, the retraction chamber 102 is connected to the pump connection 4B on the retraction side.

In der in Figur 1 gezeigten Grundstellung sind das Wegeventil 1 und das Sicherheitsventil 2 und das Zuschaltventil 3 nicht geschaltet, die Ventile sind also in den in Figur 1 gezeigten Stellungen.in the in figure 1 In the basic position shown, the directional control valve 1 and the safety valve 2 and the sequence valve 3 are not switched, i.e. the valves are in the in figure 1 shown positions.

Davon ausgehend werden für den Eilgang "Pressenoberteil senken" das Wegeventil 1 und Sicherheitsventil 2 geschaltet. Das Gewicht des Pressenoberteils stützt sich dann auf den rückzugseitigen Pumpenanschluss 4B. Das Gewicht des Pressenoberteils und folglich der Druck im Ringraum 102 ist kleiner als der Aufsteuerdruck des Entlastungsventils 8. In der Rückzugkammer 102 kann maximal der eingestellte Druck am Gegenhalteventil 6 erreicht werden.Based on this, directional control valve 1 and safety valve 2 are switched for the rapid traverse "lower press head". The weight of the upper part of the press is then supported on the pump connection 4B on the return side. The weight of the upper part of the press and consequently the pressure in the annular space 102 is less than the control pressure of the relief valve 8. In the retraction chamber 102, the maximum pressure set at the counterbalance valve 6 can be reached.

Die Pumpe 4 fördert mittels drehzahlvariablen Antrieb das Druckmittel aus der Rückzugkammer 102 in den Eilgangkammer 103. Der Niederdruckspeicher 14 nimmt die Differenzmenge auf. Das Druckmittel für Pressraum 101 wird aus dem Niederdruckspeicher 14 über das Nachsaugventil 7 nachgesaugt.The pump 4 conveys the pressure medium from the retraction chamber 102 into the rapid traverse chamber 103 by means of a variable-speed drive. The low-pressure accumulator 14 absorbs the differential quantity. The pressure medium for the press chamber 101 is sucked in from the low-pressure accumulator 14 via the suction valve 7 .

Damit erfolgt der Eilgang "Pressenoberteil senken" unter Nutzung des Gewichts des Pressenoberteils aber kontrolliert über die Drehzahl der Pumpe 4 bei einer Vorspannung, die von dem Druckluftbehälter 16 definiert ist.The rapid traverse "lowering the upper part of the press" thus takes place using the weight of the upper part of the press, but is controlled via the speed of the pump 4 with a preload that is defined by the compressed air tank 16 .

Zum Pressen wird (nach Erreichen einer unteren Eilgangposition) über das Zuschaltventil 3 der Pressraum 101 zugeschaltet. Die Zielposition des Pressenoberteils wird mit dem Elektromotor M1 geregelt, wobei beidseitig je nach Bedarf über Nachsaugventile 7, 9 nachgesaugt werden kann. Das Nachsaugventil 7 ist als entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet und zwischen dem Niederdruckspeicher 14 bzw. dem Kühler 24 und der Pressleitung 18 angeordnet. Das Nachsagventil 9 ist zwischen dem Niederdruckspeicher 14 bzw. dem Kühler 24 und der Rückzugleitung 20 angeordnet und mit z.B. 0,5 bar vorgespannt.For pressing (after reaching a lower rapid traverse position) the pressing chamber 101 is switched on via the switching valve 3 . The target position of the upper part of the press is controlled by the electric motor M1, with suction valves 7 , 9 on both sides being able to make up suction as required. The anti-cavitation valve 7 is designed as a non-return valve that can be opened and is arranged between the low-pressure accumulator 14 or the cooler 24 and the pressure line 18 . The back-pressure valve 9 is arranged between the low-pressure accumulator 14 or the cooler 24 and the return line 20 and is preloaded with, for example, 0.5 bar.

Zum Dekomprimieren wird die Drehrichtung des Elektromotors M1 geändert. Die Überschussmenge aus dem Pressraum 101 und der Eilgangkammer 103 wird über das Entlastungsventil 8 abgeführt, bevor das Gegenhalteventil 6 für den Gegenhaltendruck öffnet. Das Aufsteuerverhältnis (Öffnungsdruck ohne rückzugseitigen Steuerdruck dividiert durch Öffnungsdruck mit rückzugseitigem Steuerdruck) am Entlastungsventil 8 ist so eingestellt, dass das Entlastungsventil 8 ohne rückzugseitigen Steuerdruck den maximalen Pressdruck (wie ein Druckbegrenzungsventil) begrenzt. Mit dem rückzugseitigen Steuerdruck, der maximal dem Druck der Gewichtskraft entspricht, also kleiner ist als der Öffnungsdruck am Gegenhalteventil 6, wird der Pressruck auf einen Voröffnungsdruck für das Nachsaugventil 7 abgesenkt. Dabei wird die standardmäßige Eigenschaft eines Senkbremsventils genützt, das bei höherem Lastdruck einen niedriger Aufsteuerdruck benötigt.The direction of rotation of the electric motor M 1 is changed for decompression. The excess quantity from the compression chamber 101 and the rapid traverse chamber 103 is discharged via the relief valve 8 before the counterbalance valve 6 opens for the counterbalance pressure. The control ratio (opening pressure without control pressure on the return side divided by opening pressure with control pressure on the return side) at the relief valve 8 is set in such a way that the relief valve 8 limits the maximum pressing pressure (like a pressure-limiting valve) without control pressure on the return side. With the control pressure on the return side, which corresponds at most to the pressure of the weight force, ie is smaller than the opening pressure at the counterbalance valve 6 , the compression pressure is lowered to a pre-opening pressure for the suction valve 7 . The standard property of a lowering brake valve is used, which requires a lower pilot pressure at higher load pressures.

Das Entlastungsventil 8 dient also zur Überdruckabsicherung und gleichzeitig als Voröffnung für das Nachsaugventil 7. Damit ist eine kontrollierte Dekompression des Pressraumes 101 und der Eilgangkammer 103 möglich.The relief valve 8 is therefore used to protect against excess pressure and at the same time as a pre-opening for the anti-cavitation valve 7. A controlled decompression of the compression chamber 101 and the rapid traverse chamber 103 is thus possible.

Der Eilgang "Presse öffnen" ist vergleichbar mit dem Pressen aber mit anderer Drehrichtung des Elektromotors M.The "Open press" rapid traverse is comparable to pressing but with a different direction of rotation of the electric motor M.

Figur 2 zeigt einen Schaltplan der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Presszylinderanordnung 200 hat einen ersten Differenzialzylinder 203 und zwei weitere Differenzialzylinder. Eine Ringkammer des ersten Differenzialzylinders 203 bildet die Rückzugkammer 202, und die drei Kolbenbodenkammern der Differenzialzylinder bilden gemeinsam den Pressraum 201. Daher sind die drei Kolbenbodenkammern gemeinsam an die Pressleitung 18 angeschlossen . figure 2 shows a circuit diagram of the drive unit according to the invention according to a second embodiment. Only the differences from the first exemplary embodiment are explained below. The press cylinder arrangement 200 has a first differential cylinder 203 and two further differential cylinders. An annular chamber of the first differential cylinder 203 forms the retraction chamber 202, and the three Piston head chambers of the differential cylinders together form the compression chamber 201. The three piston head chambers are therefore connected to the compression line 18 together.

Die Eilgangkammer und entsprechend die Eilgangleitung und das Zuschaltventil sind entfallen. Das Nachsaugventil 7 an die Pressleitung 18 angeschlossen.The rapid-traverse chamber and the corresponding rapid-traverse line and sequence valve have been omitted. The anti-cavitation valve 7 is connected to the pressure line 18.

Weiterhin ist der Kühler entfallen. Daher sind die Drossel, die Verzweigung und das Rückschlagventil entfallen.Furthermore, the cooler has been omitted. Therefore, the throttle, the branch and the check valve are omitted.

Die Ringräume der beiden weiteren Differenzialzylinder dienen zusätzlich zum Niederdruckspeicher 14 als Speicher für Differenzdruckmittel. Dazu sind sie über eine Leitung 207 mit dem Niederdruckspeicher 14 verbunden.The annular spaces of the two other differential cylinders are used in addition to the low-pressure accumulator 14 as an accumulator for differential pressure medium. For this purpose, they are connected to the low-pressure accumulator 14 via a line 207 .

Offenbart ist eine hydraulische Antriebseinheit für eine Presse mit einer Presszylinderanordnung, die eine oder mehrere Presskammern und eine Rückzugkammer 102 aufweist. Es kann auch eine Eilgangkammer 103 vorgesehen sein. Weiterhin hat die Antriebseinheit eine drehzahlvariable Pumpeneinheit. Ein pressseitiger Pumpenanschluss 4A ist über eine Pressleitung 18 mit der Presskammer verbindbar oder verbunden, während ein rückzugseitiger Pumpenanschluss 4B über eine Rückzugleitung 20 mit der Rückzugkammer 102 verbindbar oder verbunden ist. An einem Steuerblock 12 sind ein vorgespannter Niederdruckspeicher 14 und die Pumpeneinheit befestigt.A hydraulic drive unit for a press with a press cylinder assembly having one or more press chambers and a retraction chamber 102 is disclosed. A rapid traverse chamber 103 can also be provided. Furthermore, the drive unit has a variable-speed pump unit. A compression-side pump connection 4A can be connected or is connected to the compression chamber via a compression line 18 , while a retraction-side pump connection 4B can be or is connected to the retraction chamber 102 via a retraction line 20 . A preloaded low-pressure accumulator 14 and the pump unit are attached to a control block 12 .

Bezugszeichenliste:Reference list:

11
Wegeventildirectional valve
22
Sicherheitsventilsafety valve
33
Zuschaltventilsequence valve
44
Pumpepump
4A4A
pressseitiger Pumpenanschlusspress-side pump connection
4B4B
rückzugseitiger Pumpenanschlusspump connection on the return side
55
Sicherungsventil (für Rückzugkammer)safety valve (for retraction chamber)
66
Gegenhalteventil (für Rückzugkammer)counterbalance valve (for retraction chamber)
77
Nachsaugventilanti-cavitation valve
88th
Entlastungsventilrelief valve
99
Nachsaugventilanti-cavitation valve
1010
Rückschlagventilcheck valve
1212
Steuerblockcontrol block
1414
Niederdruckspeicherlow-pressure accumulator
1616
Druckluftbehältercompressed air tank
1818
Pressleitungpress line
2020
Rückzugleitungretreat line
2222
Eilgangleitungexpress line
2424
Kühlercooler
2626
Verzweigungbranch
100100
Presszylinderanordnung, DreiflächenzylinderPress cylinder arrangement, trihedral cylinder
101; 201101; 201
Pressraumpressing room
102; 202102; 202
Rückzugkammerretreat chamber
103103
Eilgangkammerrapid feed chamber
104104
Hohlkolbenhollow piston
200200
Presszylinderanordnungpress cylinder arrangement
203203
erster Differenzialzylinderfirst differential cylinder
207207
LeitungManagement
M1M1
Elektromotor für PumpeElectric motor for pump
M2M2
Elektromotor für LüfterradElectric motor for fan wheel

Claims (15)

Hydraulischer Antriebseinheit für eine Presse mit einer Presszylinderanordnung (100; 200), die einen Pressraum (101; 201) und eine Rückzugkammer (102; 202) aufweist, und mit einer Pumpe (4), die über einen Elektromotor (M1) drehzahlvariabel antreibbar ist, wobei ein pressseitiger Pumpenanschluss (4A) der Pumpe (4) über eine Pressleitung (18) mit dem Pressraum (101; 201) verbindbar oder verbunden ist, und wobei ein rückzugseitiger Pumpenanschluss (4B) über eine Rückzugleitung (20) mit der Rückzugkammer (102; 201) verbindbar oder verbunden ist, und mit einem Steuerblock (12), an dem ein vorgespannter Niederdruckspeicher (14) und die Pumpe (4) mit dem Elektromotor (M1) befestigt sind.Hydraulic drive unit for a press with a press cylinder arrangement (100; 200) which has a press chamber (101; 201) and a retraction chamber (102; 202), and with a pump (4) which can be driven at variable speeds via an electric motor (M 1 ). whereby a pressure-side pump connection (4A) of the pump (4) can be or is connected to the compression space (101; 201) via a pressure line (18), and a return-side pump connection (4B) via a return line (20) to the return chamber (102; 201) can be connected or is connected, and with a control block (12) on which a preloaded low-pressure accumulator (14) and the pump (4) are attached to the electric motor (M 1 ). Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei die Presszylinderanordnung (100; 200) an dem Steuerblock (12) befestigt ist.Drive unit according to claim 1, wherein the press cylinder assembly (100; 200) is fixed to the control block (12). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressleitung (18) über ein Entlastungsventil (8) mit dem Niederdruckspeicher (14) verbindbar ist, das über einen von der Rückzugleitung (20) oder vom rückzugseitigen Pumpenanschluss (4B) abgegriffenen Druck und über einen von der Pressleitung (18) oder vom pressseitigen Pumpenanschluss (4A) abgegriffenen Pressdruck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.Drive unit according to one of the preceding claims, in which the pressure line (18) can be connected to the low-pressure reservoir (14) via a relief valve (8), which uses a pressure tapped off from the return line (20) or from the pump connection (4B) on the return side and via a pressure from the pressure line (18) or the pressure tapped off from the pump connection (4A) on the pressure side is applied in the opening direction. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Niederdruckspeicher (14) über ein als Rückschlagventil ausgebildetes Nachsaugventil (7) mit der Pressleitung (18) verbindbar ist, dessen Öffnungsrichtung vom Niederdruckspeicher (14) zur Pressleitung (18) gerichtet ist, und das über einen von der Rückzugleitung (20) oder vom rückzugseitigen Pumpenanschluss (4B) abgegriffenen Druck aufsteuerbar ist.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the low-pressure accumulator (14) can be connected to the pressure line (18) via a suction valve (7) designed as a non-return valve, the opening direction of which is directed from the low-pressure accumulator (14) to the pressure line (18), and which via a pressure tapped off from the return line (20) or from the pump connection (4B) on the return side. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Rückzugleitung (20) ein Wegeventil (1) angeordnet ist, das in einer ersten Schaltstellung die Rückzugkammer (102) gegen den rückzugseitigen Pumpenanschluss (4B) absperrt und dabei die Pumpenanschlüsse (4A, 4B) miteinander verbindet, und das in einer zweiten Schaltstellung die Rückzugkammer (102) mit dem rückzugseitigen Pumpenanschluss (4B) verbindet.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein a directional control valve (1) is arranged in the return line (20), which in a first switching position blocks the return chamber (102) from the pump connection (4B) on the return side and thereby connects the pump connections (4A, 4B) to one another connects, and in a second switching position, the return chamber (102) with the pump connection (4B) on the return side. Antriebseinheit nach Anspruch 5, wobei in der Rückzugleitung (20) zwischen der Rückzugkammer (102) und dem Wegeventil (1) ein als Absperrventil ausgebildetes Sicherheitsventil (2) angeordnet ist.Drive unit according to Claim 5, a safety valve (2) designed as a shut-off valve being arranged in the retraction line (20) between the retraction chamber (102) and the directional control valve (1). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Niederdruckspeicher (14) und der Rückzugleitung (20) ein Kühler (24) und/oder ein Filter vorgesehen sind/ist.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein a cooler (24) and/or a filter is/are provided between the low-pressure accumulator (14) and the return line (20). Antriebseinheit nach Anspruch 7, wobei an die Rückzugkammer (102) ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Gegenhalteventil (6) angeschlossen ist, über das die Rückzugkammer (102) mit dem Kühler (24) und/oder dem Filter verbindbar ist.Drive unit according to claim 7, wherein a counterbalance valve (6) designed as a pressure relief valve is connected to the retraction chamber (102) and via which the retraction chamber (102) can be connected to the cooler (24) and/or the filter. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an die Rückzugkammer (102) ein als Druckbegrenzungsventil ausgebildetes Sicherungsventil (5) angeschlossen ist, über das die Rückzugkammer (102) mit dem Niederdruckspeicher (14) verbindbar ist.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein a safety valve (5) designed as a pressure-limiting valve is connected to the retraction chamber (102) and via which the retraction chamber (102) can be connected to the low-pressure accumulator (14). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Presszylinderanordnung ein Dreiflächenzylinder (100) mit einem Hohlkolben (104) ist, in der eine Eilgangkammer (103) angeordnet ist, und an deren Außenumfang die Rückzugkammer (102) angeordnet ist, wobei der Pressraum (101) und die Rückzugkammer (102) Ringkammern sind.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the press cylinder arrangement is a three-surface cylinder (100) with a hollow piston (104), in which a rapid traverse chamber (103) is arranged, and on the outer circumference of which the retraction chamber (102) is arranged, the press chamber (101 ) and the retraction chamber (102) are annular chambers. Antriebseinheit nach Anspruch 10, wobei eine Rückzugfläche der Rückzugkammer (102) größer als eine Eilgangfläche der Eilgangkammer (103) ist.A drive unit according to claim 10, wherein a retraction area of the retraction chamber (102) is larger than a rapid traverse area of the rapid traverse chamber (103). Antriebseinheit nach Anspruch 10 oder 11, wobei in der Pressleitung (18) ein als Absperrventil ausgebildetes Zuschaltventil (3) angeordnet ist, über das der Pressraum (101) gegenüber dem pressraumseitigen Pumpenanschluss (4A) absperrbar ist, und wobei zwischen dem pressraumseitigen Pumpenanschluss (4A) und dem Zuschaltventil (3) eine Eilgangleitung (22) von der Pressleitung (18) abzweigt, die mit der Eilgangkammer (103) verbunden ist.Drive unit according to claim 10 or 11, wherein a sequence valve (3) designed as a shut-off valve is arranged in the compression line (18), via which the compression chamber (101) can be shut off with respect to the pump connection (4A) on the compression chamber side, and wherein between the pump connection (4A on the compression chamber side) ) and the sequence valve (3), a rapid feed line (22) branches off the compression line (18), which is connected to the rapid feed chamber (103). Antriebseinheit nach den Ansprüchen 3 und 4 und 12, wobei das Zuschaltventil (3) in der Pressleitung (18) zwischen jeweiligen Anschlussstellen für das Nachsaugventil (7) und für das Entlastungsventil (8) angeordnet ist.Drive unit according to claims 3 and 4 and 12, wherein the sequence valve (3) is arranged in the pressure line (18) between respective connection points for the anti-cavitation valve (7) and for the relief valve (8). Antriebseinheit nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Zuschaltventil (3) in einer Grundstellung eine Rückschlagventilfunktion hat, deren Öffnungsrichtung von dem Pressraum (101) zum pressraumseitigen Pumpenanschluss (4A) gerichtet ist, und wobei das Zuschaltventil (3) in einer Schaltstellung einen Durchlass freigibt.Drive unit according to claim 12 or 13, wherein the sequence valve (3) has a non-return valve function in a basic position, the opening direction of which is directed from the compression chamber (101) to the pump connection (4A) on the compression chamber side, and wherein the sequence valve (3) opens a passage in a switching position . Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Presszylinderanordnung (200) einen ersten Differenzialzylinder (203) und zumindest einen weiteren Differenzialzylinder aufweist, wobei eine Ringkammer des ersten Differenzialzylinders (203) die Rückzugkammer (202) bildet, und wobei Kolbenbodenkammern der Differenzialzylinder den Pressraum (201) bilden.Drive unit according to one of Claims 1 to 9, wherein the press cylinder arrangement (200) has a first differential cylinder (203) and at least one further differential cylinder, with an annular chamber of the first differential cylinder (203) forming the retraction chamber (202), and with piston head chambers of the differential cylinders forming the Form press chamber (201).
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