JP2011529793A - 金属成形機等の加工機を液圧により作動させるための装置及びこのような金属成形機を作動させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、金属成形機（７２〜７７）等の加工機を液圧により作動させるための装置及び方法と、前記金属成形機を作動させるための装置の制御方法及び使用とに関する。加工機は、水等の加圧された流体を用いる少なくとも２つの圧力ジェネレータ（１，２）によって駆動され、圧力ジェネレータは、圧力をかけられた異なる流体、例えば作動液を用いて可変ポンプ（３１〜３３）によって作動させられる。

Description

本発明は、鍛造プレス、押出しプレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤又はその他の材料成形機等の加工機を作動させるための装置に関する。

本発明の別の目的は、このような装置の適切な使用を提供することである。

本発明は、金属成形機のための方法にも関する。

更に別の目的は、本発明による装置を用いて、鍛造プレス等のこのような金属成形機のための制御方法を提案することである。

鍛造プレス、鍛造ハンマ、押出しプレス、鋼加工機、フライス盤等の金属加工機は公知である。独国特許第３３２６６９０号明細書には、圧力の複数の可変流れ発生器を備えた液圧式鍛造プレスを作動させるための装置が記載されている。これらの発生器は、逆止め弁を介して供給源からブーストポンプによって作動流体を受け取る。

独国特許第１５０２２８２号明細書には、液圧式アクチュエータ及び蓄圧器を備えた鍛造プレスが記載されている。

独国特許第２２２３７０９号明細書による鍛造プレスもまた、分配弁を介して蓄圧器と共に働く。

要するに、一部の液圧式機械は、高水性流体（High Water Based Fluids, HWBF）又は純水と共に働く。これらの流体は、極めて攻撃的であり、いかなる形式のポンプによってもポンピングすることができない。これらの流体を取り扱うための最も一般的な手段は、定容量形往復ポンプ、例えば三シリンダポンプ又は五シリンダポンプを使用することであり、液圧蓄圧器内へ送出し、液圧蓄圧器は次いでエネルギを比例弁を介してシステムへ戻す。この形式のポンプが一定の流れを送出することは、サイクル（アプローチ段階、加工段階、戻り段階）の連続に従って異なる速度を必要とする機械の液圧シリンダを直接に駆動するための使用を妨げる。

モータによって駆動される定容量形ポンプ、液圧蓄圧器、比例弁、及び液圧シリンダを備えたこれらの液圧機械の主な欠点は、以下のことである：
−往復ポンプの使用
−システムを固定するための安全部材を必要とする液圧蓄圧器の使用
−蓄圧器が、所管官庁により定期的に認証される必要がある
−蓄圧器に蓄えられた莫大なエネルギが、比例弁によって制御されなければならず、比例弁は、熱や、浪費電力を発生し、腐食により部材を摩耗させる。

定容量形往復ポンプの原理は：
電気モータシャフトが、回転速度を減じるためにギヤボックス内に進入している。減速ボックスの出口シャフトは、カムシャフトを駆動し、回転運動を直進運動に変換し、直進運動は所定の数（通常は３又は５）のシリンダに伝達される。シリンダのボディは、入口逆止め弁と、出口逆止め弁とを保持している。カムシャフトが一回転する間に、シリンダのピストンは、後退運動を行い、ポンピングされる流体を入口逆止め弁からシリンダ内へ引き込み、次いで、前進運動を行い、流体を出口逆止め弁から送出する。

これらの往復ポンプの主な欠点は以下のことである：
−一定の流量しか送出されない
−送出ポート、圧力管又はチャネルにおける流量又は圧力の脈動
−カムシャフトへの交番荷重が疲れ破損を生じる
−重要なメンテナンスコスト
−機械的摩擦による不要な電力消費。

本発明の課題は、これらの欠点を克服することである。

本発明の１つの課題は、流体加圧媒体による、プレス、鍛造プレス、押出しプレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤又はその他の金属成形機等の処理機の作動のための装置を提供することである。

本発明の別の課題は、本発明による装置の使用を提案することである。

本発明の別の課題は、これらの金属成形機のための方法を提案することである。

本発明の更に別の課題は、これらの金属成形機の制御方法を提供することである。

本発明の更に別の課題は、上述のような金属成形機を提供することである。

第１の課題の解決手段は、請求項１から５までのいずれか１項に独立して記載されている。

上述の金属成形機のような加工機を作動させるための装置は、少なくとも１つの可変吐出量ポンプ又は２つ以上の可変吐出量ポンプを有しており、このポンプは、少なくとも１つの分配弁又は複数の分配弁を介して流体、例えば鉱油を直接に静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ（ラム）のシリンダ室にポンピング（圧送）する。

可変ポンプによって送出される流体の圧力は、５００ｂａｒ、好適には３５０ｂａｒに達することができる。ジェネレータ又はアクチュエータのシールされたピストンは、それぞれ別個のピストンロッドを介して別のピストンに結合されており、この別のピストンは、別の又は同じシリンダにおいて、やはりシールされた状態で可動である。別個のシリンダ室は、様々な管又はチャネルを介して、流体又は水ブースト供給部から別個に所定量の流体又は液体を受取り、この流体又は液体は、向き合って配置されたシリンダにおいて作動する可動なピストンによって圧縮される。この流体若しくは水のような液体のための回路は、流体、例えば作動油をラムの反対側に配置されたシリンダ室へ送出する供給回路から完全に分離されている。ピストン又はラムの対のうちの一方が上昇すると、ピストンの他方の対が下降し、一方が下降すると他方は上昇する。ジェネレータ又はアクチュエータ又はラムが流体、特に水ベースの流体又は純水を、鍛造プレス等の金属成形機に結合された管又はチャネルシステム内へ送出する。圧力ラインにおける周波数又は脈動は、極めて小さくかつ円滑であり、ほとんど等しい。協働しかつ高圧の液体又は流体を金属成形機に通じるシステムへの管又はチャネルへ送出する、３つ以上、例えば４つ又はそれ以上のジェネレータ又はアクチュエータ又はラムが設けられることもできる。

このような装置又は機械の主な利点は：
−可変ポンプの使用
−ロジック弁（開くか閉じるかであり、比例性がない）による回路の単純化
−必要とされる時だけラムが送出するので電力消費が小さく、より優れた効率を有する。

請求項１には、少なくとも１つの分配弁と、流量に応じて可変のモータ駆動式ポンプとを備えた、少なくとも２つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は圧力アクチュエータ又はラムを備えた装置が記載されている。

独立請求項２には、少なくとも２つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は例えば静水圧アクチュエータを備えた、全て流量に応じて可変の多数のモータ駆動式ポンプを備えた加工機を作動させるためのこのような装置が記載されているのに対し、請求項３には、金属成形機に通じた圧力管又はチャネルの管又はチャネルシステムが、１つ又は複数のモータ駆動式ポンプに接続された管又はチャネルから完全に分離されていることを明らかにする、流量に応じて可変のモータ駆動式ポンプと、少なくとも２つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータをとを備えるこのような加工機を作動させるための装置が記載されている。

独立請求項４には、流量に応じて可変の複数のモータ駆動式ポンプが、作動液、作動油、エマルジョン等を送出し、これらを、分離された又は集合的な加圧媒体管又はチャネル内へポンピングし、可変ポンプから延びた加圧媒体管又はチャネルを、分配弁の相互接続を介して加圧ジェネレータ又はアクチュエータのそれぞれに接続することができ、割り当てられた加工機を作動させる目的で圧力ジェネレータ又はアクチュエータが異なる加圧媒体を別個の加圧媒体管又はチャネルシステムに送出し、加圧媒体が、圧力ジェネレータ又はアクチュエータ（ラム）を作動させるために可変ポンプによって送出される流体、例えば作動油とは異なることが記載されている。

独立請求項５には、少なくとも２つの交互に駆動される圧力ジェネレータ又はアクチュエータを作動させる、流量に応じて可変の１つ又は複数のモータ駆動式ポンプを備えた加工機を作動させるための装置も記載されている。可変モータにより駆動されるポンプによって送出される流体は、ジェネレータ又はアクチュエータによって圧縮される流体、例えば純粋又は高水性流体とは異なる。

本発明による装置の使用が請求項２２に記載されている。このような解決手段は、鍛造プレス等の金属成形機に関して特別な利点を有する。

本発明による方法は、独立請求項２３に記載されている。

本発明による制御は、独立請求項２４において請求されている。

従属請求項６から２７には、独立請求項に関連する重要な特徴が記載されている。

本発明の前記課題及び利点並びにその他の課題及び利点は以下の詳細な説明において明らかとなるであろう。説明において、例として発明の好適な実施形態を示す添付の図面が参照される。多くの変更及び修正が当業者に明らかとなるであろう。したがって、発明は、説明された実施形態に限定されるべきではなく、請求項によって定義されるべきである。

発明の１つの実施形態を例として添付の図面を参照しながら説明する。

本発明による概略的な平面図である。 原理を完全に理解するために装置のサイクルの間のシリンダの移動をステップごとに示す図であり、ステップ１はサイクルの最初であり、ジェネレータは出口逆止め弁を介して加圧流体をシステムに送出しており、入口逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンは流体をシステムへ送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられている。 ステップ２において、ジェネレータに、依然として開いている入口逆止め弁を通じて流体が充填されており、逆止め弁が閉じられ、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出し、入口逆止め弁が閉じられている。 ステップ３において、ジェネレータは予備圧縮のために準備されており、逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは依然として出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられている。 ステップ４において、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンはシステムへ流体を送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられている。 ステップ５において、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて加圧流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁が閉じられており、ジェネレータには、依然として開いた入口逆止め弁を通じて流体が充填されており、逆止め弁は閉じられている。 ステップ６において、ジェネレータは依然として加圧流体を出口逆止め弁を通じてシステムへ送出しており、入口逆止め弁が閉じられており、ジェネレータは予備圧縮のために準備されており、逆止め弁は閉じられている。 ステップ７は、サイクルの最後であり、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンは流体をシステムに送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられており、位置は図２ａの位置と同じである。 押出しプレス、鍛造プレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤等の加工機を作動させるための装置を三次元の図で示している。 鍛造プレスに関する、図１による概略図を示している。

図１及び図２において、静水圧圧力ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ（ラム）が、参照符号１及び２でマークされており、各静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ（ラム）は、互いに同軸に配置された２つのピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂから成る。

ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂは、シリンダ１ｃ，１ｄ又は２ｃ，２ｄ内でシールされた状態で方向Ｘ又はＹに軸方向に可動である。シリンダ１ｃ，１ｄ又は２ｃ，２ｄは、それぞれシリンダ１ｃ，１ｄ又は２ｃ，２ｄを含む１つのシリンダ部を形成するように互いに結合されていてもよい。

ピストン１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂ並びにシリンダ１ｃ，１ｄ及び２ｃ，２ｄは、図示された実施形態においては同じ寸法及び同じ直径を有している。しかしながら、ピストン１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂの圧力作用面の寸法は同じであっても、異なってもよいことは明らかである。

ラム１及び２の圧力側においてより高い圧力又はより低い圧力をそれぞれ得るために、ピストン１ｂ，２ｂの圧力作用面はピストン１ａ，２ａの圧力作用面よりも大きくてよいか又は小さくてよいことも、当業者に明らかである。

単純にするために、図面には２つの液圧式ジェネレータ又はアクチュエータ１，２（ラム）が示されているが、１つ又は３つ以上の、例えば４つ又は６つ又は図示よりも多くのアクチュエータ１，２（ラム）を設けることができることも明らかであるべきである。

圧力ジェネレータ１，２は、長手方向軸線が鉛直方向に配置されていてよい。図では、ピストン１ａ，１ｂ及び２ａ，２ｂが方向Ｘ又はＹに移動することができるこれらの軸線は互いに平行であるが、必要であればシリンダは異なる位置、例えば水平方向に又は互いに傾斜して配置されていてもよい。

圧力ジェネレータ１，２は互いに近くてはならないことも当業者に明らかである。１つ又は２つ以上のジェネレータは、他のジェネレータから距離を置いて、例えば以下により詳細に説明される機能を変更することなく他の部屋に配置されてよい。

ピストン１ａの上方及びピストン１ｂの下方にはシリンダ室１ｆ及び１ｅが設けられており、ピストン２ａの上方及びピストン２ｂの下方にはシリンダ室２ｆ及び２ｅが設けられている。

シリンダ室１ｆ及び２ｆはそれぞれ管又はチャネル１９及び２０に接続されており、これらの管又はチャネル１９及び２０は制御マニホルド２５に接続されており、この制御マニホルド２５は、それぞれソレノイドによって作動される２つの給入弁若しくは分配弁２１，２２と、２つの送出弁２３，２４とを有しており、前記ソレノイドはオートメーションキュービクル４８によって制御される。これらの弁２１，２２，２３及び２４はローディングマニホルド２７に接続されていてよい。管５２は、３つのポンプ３４，３５，３６を備えたポンピングステーションへ通じていて、これらのポンプ３４，３５，３６は流量に応じて可変である。各ポンプ３４，３５，３６は、適切なモータ、例えば電気モータ３１，３２，３３によって駆動される。各ポンプ３４，３５，３６は、オートメーションキュービクル４８によって流量に関して制御可能であってよい。ポンプ３４，３５，３６は、個別に又は同時に一緒に流量に関して制御されてよい。４つ以上又は２つ以下、例えば４つのポンプを設けることができ、必要であれば全てのポンプは流量に関して可変である。好適には、全てのポンプ３４，３５，３６は等しく構成されており、同じ制御入力を受け取ると所定の時間の間に同じ流量を発生してよい。

ポンピングステーションには、流体のためのろ過及び冷却ループ４０が設けられており、前記流体はポンプ４２によってポンピングされ、管４６を通じて送出される。この流体は、好適には作動油又はエマルジョン等の作動液であることができる。ろ過及び冷却ループ４０は、モータ４１と、ポンプ４２と、バイパス逆止め弁４３を備えたフィルタエレメント４４と、冷却ステーション４５とを有している。ポンピングステーションの貯蔵部５１は、適切な量の流体、例えば作動油を含んでいてよい。

３つのポンプ３４，３５，３６の圧力ライン又は圧力管３７，３８，３９は、ローディングマニホルド２７に接続されている。図１には、全ての３つのポンプ３４，３５，３６は分岐管又はチャネル３７，３８，３９を介して１つのローディングマニホルド２７に接続されているが、マニホルド２７等の分離されたローディングマニホルドにそれぞれの３つのポンプ３４，３５，３６の圧力管又はチャネルを接続することも可能である。

ローディングマニホルド２７は、電気的に制御される弁２８と、逆止め弁２９と、圧力リミッタ３０とを有している。

静水圧ジェネレータ又はアクチュエータ１及び２からの逆流流体を貯蔵するために、管２６は適切なコンテナ又は貯蔵部５１に通じている。

参照符号１３は、バイパス逆止め弁１５を備えたフィルタ１４と、ポンプ１６を駆動するモータ１７と、作動流体源１８とを備えたろ水ブースト供給部である。

シリンダ室１ｅは、管又はチャネル１１と、出口逆止め弁３とを介して圧力ライン又はチャネル４７に接続されており、この圧力ライン又はチャネル４７は、加工機、例えば鍛造プレスに通じており、この加工機は、液圧式ジェネレータ又はアクチュエータ１及び２によって駆動されなければならない。参照符号７は、ソレノイドを備えた予備圧縮弁を示しており、この予備圧縮弁７は、シリンダ室１ｅを予備圧縮するために作動された時に逆止め弁３をバイパスすることができる。

シリンダ室２ｅは、逆止め弁４を介して、管又はチャネル１２と、圧力ライン４７とに接続されている。参照符号８は、ソレノイドを備えた予備圧縮弁を示しており、この予備圧縮弁８は、シリンダ室２ｅを予備圧縮するために作動された時に逆止め弁４をバイパスすることができる。

両シリンダ室１ｅ及び２ｅは、入口逆止め弁５及び６を介して、それぞれ管又はチャネル９又は１０に接続されており、これらの管又はチャネルは、ろ水ブースト供給部１３に接続されている。

図示された実施形態において、圧力管４７と、管１１，１２，９，１０と、水ブースト供給部１３とによって構成された管又はチャネルシステムは、主に管１９，２０，２６，５２によって構成された管システム又はチャネルから分離されている。

ろ水ブースト供給部１３は、図示の実施例では、純水をシリンダ室１ｅ及び２ｅへ交互に送出するのに対し、ポンプ３４，３５，３６は、作動油又はエマルジョン等の作動流体を給入弁及び送出弁２１，２２，２３，２４を介して静水圧ジェネレータ又はアクチュエータのシリンダ室１ｆ及び２ｆへ交互に送出する。

従って、シリンダ室１ｆ及び２ｆと１ｅ及び２ｅとを充填する両流体は、完全に異なることができる。シリンダ室１ｅ及び２ｅにおいては純水であることができるのに対し、シリンダ室１ｆ及び２ｆへ押し込まれる流体は作動油又はエマルジョンであることができる。圧力を受けてシリンダ室１ｅ及び２ｅを充填する流体、例えば水は、ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂを方向Ｘへ交互に移動させるのに対し、管１９及び２０を通じてシリンダ室１ｆ及び２ｆ内へ送出される流体、例えば作動液は、ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂを方向Ｙへ駆動し、圧力管又はチャネル４７を介して、圧力を受けた流体によって鍛造プレス等の加工機を作動させる。

ろ水ブースト供給部１３によって管９及び１０のそれぞれにポンピングされる水等の流体は、１〜１５ｂａｒ、好適には４ｂａｒの圧力に加圧することができるのに対し、管２６，５２を通じてポンプ３４，３５，３６によって送出される圧力は、５００ｂａｒ、好適には３５０ｂａｒに達することができる。

管４７における流体又は液体の圧力は、本発明による装置によって駆動されなければならない加工機に応じて、１４００ｂａｒに達することができる。

図３において、構成要素は、図１において使用されたものと同じ参照符号でマークされている。参照符号４８は、モータ３１，３２，３３と、ポンプ３４，３５，３６と、全ての弁２１，２２，２３，２４，７，８，２８と、ブースト供給部１３のポンプ１６のためのモータ１７とを制御する、電源及びオートメーション制御キャビネットである。２つのラム又は静水圧ジェネレータ１及び２は、鉛直方向に位置決めされており、ラム又は静水圧ジェネレータの長手方向軸線は互いに平行である。２つのラム１及び２から、加圧された流体を受け取る加工機は図示していない。

ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂのピストン又はラムストロークはそれぞれ、１メートルである。各ラムストロークの全サイクル時間は、約８秒、すなわちポンピングするための４秒と、戻りの３秒と、入口逆止め弁５又は６を閉じるための０．５秒と、流体を予備圧縮するための０．５秒との合計である。

ポンピング及び戻りストロークの間のピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂの速度は、ストロークの最初及び最後における短い加速及び減速期間を除いて、ほとんど一定であり、それぞれ約２５０ｍｍ／秒と３３０ｍｍ／秒との値を有する。これは、三シリンダポンプの平均速度よりも１０倍小さく、三シリンダポンプの最大速度の１５倍以上小さい。

図３に示された実施形態において、ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂのそれぞれの対は、毎分１５メートルの距離を移動する。これは、三シリンダポンプよりも１０倍小さい。シールの寿命と、接触面の摩耗とは、著しく改善される。

戻りにおける図示の装置の制御は、ばねによる入口逆止め弁５又は６の自然の閉鎖を許容するために０．５秒節約する。入口弁５又は６を通る、圧力を受けた逆流は生じず、ひいては三シリンダポンプと比較して全体的な効率が高まる。

ピストン１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂは、図示の実施形態において毎分７．５サイクルを行う。各入口及び出口の逆止め弁５，６又は３，４は、三シリンダポンプにおける逆止め弁の場合の毎分約３００回の開閉と比較して、毎分７．５回作動する。

図１に示された装置は、可変ポンプ、圧力又は容積制御としても働くこともでき、流れが必要とされないときには、ラム又はジェネレータ１ａ，１ｂは定置である。

可変ポンプ３４，３５，３６は、所要の流れを、加工機の各機能のために、圧力ジェネレータ１又は２のシリンダ１ｃ，２ｃに直接に提供することができるという利点を有する。その結果、圧力ジェネレータ１又は２は、それぞれの段階（アプローチ、加工段階、戻り）において加工機の速度を制御するために所要の流れを送出する。

三シリンダポンプ又は水システムと比較すると、これらの定容量形三シリンダポンプは、高圧蓄圧器を充填する。これらの蓄圧器は、アクチュエータの速度を制御するために比例絞り弁を通じて液圧システムに流れを提供するので、
−熱を生じ、
−電力を浪費し、
−侵食により構成部材を摩耗させ、
−汚染粒子を発生する。

ジェネレータ若しくはラム１，２の鉛直方向取付けは、上部に取り付けられたシールが最良の条件において働くことを許容し、同心性を提供し、汚染粒子は底部に位置する（シールから遠く離れている）。

本発明による装置の全体的な効率は、機械的に駆動されるポンプよりも優れている（電力消費が小さい）。

図１及び図３に示された装置は、容易にサイズ決めすることができるので、（例えば）２５０〜１４００ｂａｒ、好適には２５０〜４５０ｂａｒ又は２５０〜８５０ｂａｒの圧力の様々なレベルにおいて、（ラム及びジェネレータのための）純水、作動油、エマルジョン等の様々な流体を用いて働くことができる。

図１及び図３に示された装置は、複数の構成部材から形成されており、これらの構成部材のほとんどは、市販されており、一般に複数のモータ−ポンプグループを備える。１つのグループが故障しても、図１及び図３に示された装置は、特に３つ以上のラム又はジェネレータ１及び２、例えば４つ又は６つのこのようなラム１及び２が設けられているならば、より低い性能で依然として作動することができる。

圧力ジェネレータ１及び２は、圧力管又はチャネル４７における流体圧力の僅かな脈動で、極めて安定した均一な流れを生ぜしめる。ほとんどポンピング効果はない。

図２ａから図２ｇまでは、静水圧ジェネレータ若しくはラム１及び２のピストン１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの典型的なサイクルを示している。

図２ａにおいて、ピストン１ｂは最も下方の位置にあるのに対し、ピストン２ａは最も上方の位置にある。シリンダ室２ｅは予備圧縮位置にあり、この予備圧縮位置においては、管１２から来る流体、例えば純水は予備圧縮弁８を通じてシリンダ室２ｅへ送出されるのに対し、ピストン２ｂは、方向Ｙ（下方）への移動を開始することによって高圧を送出する。

図２ｂは、図２ａの状態から移動を開始して３秒後における同じラム又はジェネレータ１及び２を示している。シリンダ室１ｅに、開いている逆止め弁５を通じて水が充填されている。シリンダ室２ｅから、高圧を受けた流体は、下方位置へのシリンダ２ｂの移動により、逆止め弁４を通じて圧力管４７へ送出される。

図２ｃは、図２ａの状態から３．５秒後の中間位置である。逆止め弁５は閉じられている。シリンダ室２ｅから、高圧下の流体が、逆止め弁４を通じて圧力管４７内へ送出されている。

図２ｄは、図２ａの位置から４秒後の位置を示している。ピストン２ｂは、完全に下方の位置にあり、高圧の流体を、逆止め弁４を通じて管４７内へ送出するのに対し、シリンダ室１ｅは予備圧縮位置にあり、この予備圧縮位置において、管１１から来る流体は、予備圧縮弁７を通じてシリンダ室１ｅ内へ送出される。

図２ｅは、図２ａの位置から始まって７秒後の状況である。シリンダ室１ｅから、高圧の流体は、逆止め弁３を介して圧力管４７内へ送出され、シリンダ室２ｅにおけるピストン２ｂは、流体、例えば純水が予備充填されることにより方向Ｘに移動している。

図２ｆは、図２ａから始まって７．５秒後のジェネレータ又はラムを示している。シリンダ１ｄは、流体、例えば純水を、逆止め弁３によって、高圧下の圧力管４７内へ送出するのに対し、入口逆止め弁６は閉じており、ピストン２ｂは方向Ｘへ完全に移動させられている。

図２ｇは、位置２ａから８秒後の状況である。ピストン１ｂは、方向Ｙへ完全に下方へ移動させられており、シリンダ室２ｅは、弁８の開放により予備圧縮されている。ピストン２ｂは、高圧の流体を逆止め弁４を介して管４７内へ押し込むように準備されている。

図２ａから図２ｇに関して説明したサイクルの間、シリンダ室１ｆ及び２ｆに交互に流体が充填され、このサイクルの間、異なる流体又は液体、例えば作動油は、分配弁２１，２３，２２，２４を介して、適切な電子的及び／又は電気的な制御システム４８によって制御される可変ポンプ３４，３５，３６の作動によって、充填される。

前記説明から、ラム又はジェネレータ１及び２は常時互いに反対方向に移動することが明らかである。例えば、ピストン１ａ，１ｂは方向Ｙに移動しているならば、同時にピストン２ａ，２ｂは方向Ｘに移動しており、又はその逆である。

高圧チャネル４７は、逆止め弁５９を介してローディングマニホルド５７へ通じており、分配弁又は複数方向弁又は分配弁６３へ通じているのに対し、参照符号５８は、ローディング弁を示している。弁６０及び参照符号５８は圧力逃がし弁である。

減圧及び送出弁６１は、管を介して圧力ライン６７を通じて戻しシリンダ６８，６９へ接続されており、戻しシリンダは、図示の実施形態において、主シリンダ７５と、主ラム７４と、鍛造テーブル７１とを備えた鍛造プレスの主ビーム７３におけるピストン及びピストンロッドと共に働く。参照符号７０は、鍛造されるインゴットであり、７６は、圧力パイロット供給部７７を備えたプレフィル弁及び排出弁である。主シリンダ７５は圧力ライン６６に接続されており、圧力ライン６６は、減圧及び送出弁６２と、減圧及び戻しラインとを介して、適切なコンテナに通じているか、又は分配弁６３を介して管４７に通じており、これにより、分配弁６３の位置に応じて、管４７における圧力を受けた作動液は、圧力ライン６６を介して主ラム７４に作用し、鍛造ツール７２を鍛造されるインゴット７０に対して押し付ける。図４に示された鍛造プレスの代わりに、鍛造ハンマ、又は押出機、又は鋼加工機、フライス盤、又はその他の金属成形機等の別の適切な装置を、ラム１，２によってそれぞれ作動される適切な形式で配置することができる。

発明の１つの実施形態が図示及び説明されているが、特に、可変ポンプ及び／又は静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ（ラム）の数に関して、幾つかの変更を行うことができる。従って、発明の精神及び請求項の範囲の中で、示された実施形態において様々な変更が行われてよい。

１ ジェネレータ、アクチュエータ、ラム
１ａ ピストン
１ｂ ピストン
１ｃ シリンダ
１ｄ シリンダ
１ｅ シリンダ室
１ｆ シリンダ室
２ ジェネレータ、アクチュエータ、ラム
２ａ ピストン
２ｂ ピストン
２ｃ シリンダ
２ｄ シリンダ
２ｅ シリンダ室
２ｆ シリンダ室
３ 出口逆止め弁
４ 出口逆止め弁
５ 入口逆止め弁
６ 入口逆止め弁
７ 予備圧縮弁
８ 予備圧縮弁
９ 管、チャネル
１０ 管、チャネル
１１ 管、チャネル
１２ 管、チャネル
１３ 流体ろ過ブースと供給部
１４ フィルタエレメント
１５ バイパス逆止め弁
１６ ポンプ
１７ モータ
１８ 流体又は液体源、液圧源
１９ 管、チャネル
２０ 管、チャネル
２１ 給入弁、分配弁、複数方向弁
２２ 給入弁、分配弁、複数方向弁
２３ 送出弁、分配弁、複数方向弁
２４ 送出弁、分配弁、複数方向弁
２５ 制御マニホルド
２６ 管、チャネル
２７ ローディングマニホルド
２８ 弁
２９ 逆止め弁
３０ 圧力制限器
３１ 主モータ、モータ
３２ 主モータ、モータ
３３ 主モータ、モータ
３４ ポンプ
３５ ポンプ
３６ ポンプ
３７ 管、チャネル、圧力管
３８ 管、チャネル、圧力管
３９ 管、チャネル、圧力管
４０ 冷却及びろ過ループ
４１ モータ
４２ ポンプ
４３ バイパス逆止め弁
４４ フィルタエレメント
４５ 冷却ステーション
４６ 管、チャネル
４７ 管、チャネル
４８ 電源及びオートメーション制御キュービクル、オートメーションキュービクル、
キャビネット
４９ 支持フレーム
５０ 補助モータ
５１ 液圧式貯蔵部、コンテナ
５２ 管、チャネル
５３ −
５４ −
５５ −
５６ −
５７ ローディングマニホルド
５８ 圧力リリーフ弁
５９ 逆止め弁
６０ 弁
６１ 減圧及び送出弁
６２ 減圧及び送出弁
６３ 分配弁
６４ 減圧及び戻りライン
６５ 減圧及び戻りライン
６６ 主シリンダへの圧力ライン
６７ 戻りシリンダへの圧力ライン
６８ 戻りシリンダ
６９ 戻りシリンダ
７０ 鍛造されるインゴット
７１ 鍛造テーブル
７２ 鍛造ツール
７３ 主ビーム
７４ 主ラム
７５ 主シリンダ
７６ プレフィル及び送出弁
７７ 圧力パイロット供給部
Ｘ ピストン１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの後方移動
Ｙ ピストン１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂの前方移動

文献のリスト
ＤＥ ３３２６６９０Ｃ２
ＤＥ １５０２２８２
ＤＥ ２２２３７０９

Claims (22)

1. 流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置において、
   作動油等の液体加圧媒体によって又はエマルジョンを用いて１つ又は複数の分配弁（２１，２２，２３，２４）を介して少なくとも２つの交互に駆動される静水圧アクチュエータ（１，２）を作動させる、吐出流量に関して可変の１つ又は複数のモータ駆動式ポンプ（３４，３５，３６）が設けられており、水等の異なる加圧媒体を、分離された管システムを通じて前記静水圧アクチュエータ（１，２）へ供給することができ、前記異なる加圧媒体は、静水圧アクチュエータ（１，２）によって、鍛造プレス又は押出し機等の割り当てられた鍛造機を作動させるために必要な圧力に加圧され、集合的な加圧媒体管又はチャネルシステム（４７）を介して前記鍛造機を作動させるために前記鍛造機へ送出されることができ、
   予備圧縮弁（７，８）が設けられており、該予備圧縮弁（７，８）は、他方のピストン（１ｂ，２ｂ）が高圧の流体を逆止め弁（３，４）を介して前記管（４７）へ押し込もうとする時に、各アクチュエータ（１，２）のシリンダ室（１ｅ，２ｅ）を管（１２）から流れてくる流体、例えば純水によって当該シリンダ（１ｅ，２ｅ）における予備圧縮弁（７，８）を介して予備圧縮するべく作動させられると、逆止め弁（３，４）のバイパスを許容するものであり、
   前記装置が、可変ポンプ、圧力又は容積制御として働くこともでき、流れが必要とされない時にはアクチュエータ（１ａ，１ｂ）は定置であり、
   複数方向弁として設計された複数の弁（２１，２２，２３，２４）は、制御マニホルド（２５）を構成するように集合的なハウジング又はボックス内に分配弁として配置されていることを特徴とする、流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置。
2. 可変ポンプ（３４，３５，３６）が、集合的に又は互いに独立して、可変ポンプの流量が無限に可変であるか又は調節可能であるように構成されている、請求項１記載の装置。
3. 流量に応じて可変のポンプ（３４，３５，３６）が、それぞれ、少なくとも１つの逆止め弁（２９）を有しており、該逆止め弁を通じて、流体加圧媒体が、割り当てられた１つ又は複数の分配弁（２１，２２，２３，２４）へ搬送される、請求項１又は２記載の装置。
4. 静水圧アクチュエータが、圧力増大装置として構成されており、流体が、少なくとも１つの逆止め弁（５又は６）及び／又はフィルタエレメントを介して、共通の流体源（１８）から、静水圧アクチュエータ（１，２）の圧力側へ送出される、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 静水圧アクチュエータ（１）が、流体を、少なくとも１つの逆止め弁（３又は４）を介して、好適にはフィルタエレメントを介して、加圧媒体管又はチャネルシステム（４７）へ送出する、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 鍛造機、鍛造プレス又は押出し機に接続された圧力管又はチャネルシステム（４７）に結合可能な各シリンダ室（１ｅ又は２ｅ）へ送出される流体が、モータ駆動式ポンプ（１６）から、共通の流体又は液体源（１８）から流れてくる、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 各静水圧アクチュエータ（１，２）は、それぞれ互いに同軸に配置された２つのシリンダ室（１ｅ，１ｆ又は２ｅ，２ｆ）を有しており、作動のために必要なシリンダ室（１ｆ又は２ｆ）は、それぞれ加圧媒体管又はチャネル（１９，２０）を通じて、可変ポンプ（３４，３５，３６）によって供給される加圧された媒体と接続されており、圧力送出のために必要なシリンダ室（１ｅ又は２ｅ）が、作動される鍛造機、鍛造プレス又は押出し機に接続された管又はチャネルシステム（４７）を通じて、加圧媒体管又はチャネルに接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 静水圧アクチュエータ（１，２）内で互いに同軸に配置されたシリンダ室（１ｅ，１ｆ又は２ｅ，２ｆ）において、ピストン（１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂ）が、等しい又は異なる圧力作用ピストン領域を備えて配置されており、長手方向である前後方向（Ｘ−Ｙ）で交互に移動することができる、請求項７記載の装置。
9. 圧力作用ピストン領域は、鍛造機、鍛造プレス又は押出し機に割り当てられた圧力アクチュエータ（１，２）の圧力側（１ｂ又は２ｂ）において、ピストンの反対側のピストン領域（１ａ又は２ａ）と、実質的に、例えば１０％〜４５％だけ異なり、圧力側には、それぞれ可変ポンプ（３４，３５，３６）によって、流体加圧媒体が充填される、請求項７記載の装置。
10. 圧力アクチュエータ（１，２）は、長手方向軸線が互いに平行にかつ鉛直方向平面に位置するように配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 各ラムストロークが、０．５ｍ〜３ｍ、好適には１ｍである、請求項１から１０記載の装置。
12. 全サイクル時間が、４〜２０秒、好適には８秒であり、２〜１０秒、好適には４秒でポンピングし、１〜９秒、好適には３秒で戻し、０．５秒で入口逆止め弁を閉じ、０．５秒で流体を予備圧縮する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. ポンピングストローク及び戻しストロークの間のピストン（１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂ）の速度が、短い加速及び減速機関を除いて一定であり、それぞれ１００ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒、好適には２５０ｍｍ／秒、及び１３０ｍｍ／秒〜７００ｍｍ／秒、好適には３３０ｍｍ／秒の値を有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
14. アクチュエータ（１，２）が、毎分４サイクル〜１２サイクル、好適には毎分７．５サイクルを行い、出口逆止め弁と入口逆止め弁とがそれぞれ、毎分４回〜１２回、好適には毎分７．５回作動する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. アクチュエータ（１，２）が、高水性流体又は純水を、鍛造機、鍛造プレス又は押出し機へ送出し、アクチュエータのピストン（１ａ，１ｂ又は２ａ，２ｂ）が、作動液等の異なる流体又は液体によって駆動される、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 構成部材のモジュールによって構成されている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置において、
    作動油等の液体加圧媒体によって又はエマルジョンを用いて１つ又は複数の分配弁（２１，２２，２３，２４）を介して少なくとも２つの交互に駆動される静水圧アクチュエータ（１，２）を作動させる、吐出流量に関して可変の１つ又は複数のモータ駆動式ポンプ（３４，３５，３６）が設けられており、水等の異なる加圧媒体を、分離された管システムを通じて前記静水圧アクチュエータ（１，２）へ供給することができ、前記異なる加圧媒体は、静水圧アクチュエータ（１，２）によって、鍛造プレス又は押出し機等の割り当てられた鍛造機を作動させるために必要な圧力に加圧され、集合的な加圧媒体管又はチャネルシステム（４７）を介して前記鍛造機を作動させるために前記鍛造機へ送出されることができ、
    一方のピストン（１ｂ）が最も下方の位置に位置しているのに対して、他方のピストン（２ａ）は最も上方の位置に位置しており、１つのシリンダ室（２ｅ）が予備圧縮位置に位置していて、この予備圧縮位置においては、管（１２）から流れてくる流体、例えば純水が、シリンダ室（２ｅ）に予備圧縮弁（８）を通じて送入され、ピストン（２ｂ）は、移動を開始することにより高圧を送出し、アクチュエータ（１，２）のうちの一方が移動を開始した後に、シリンダ室（１ｅ）に逆止め弁（５）を通じて水が充填され、他方のアクチュエータ（２，２ｅ）は、高圧の流体を、圧力管（４７）内へ、下方位置へのピストンの移動によって、逆止め弁（４）を通じて送出し、
    他方のアクチュエータ（２）の逆止め弁（６）がシリンダ室（２ｅ）から閉じられている時に、高圧の流体は逆止め弁（４）を通じて圧力管（４７）へ送出され、
    ピストン（２ｂ）が下方位置に位置している時、シリンダ室（１ｅ）は予備圧縮位置に位置し、この予備圧縮位置において、圧力管（４７）に接続された管（１１）から流れてくる流体は、シリンダ室（１ｅ）に予備圧縮弁（７）を通じて送入され、
    シリンダ室（１ｅ）が高圧の流体を逆止め弁（３）を介して圧力管（４７）へ送出する時、ピストン（２ｂ）及びシリンダ室（２ｅ）は、流体、例えば水を予備充填することによって移動しており、シリンダ（１ｅ）は、流体、例えば純水を逆止め弁（３）を介して高圧の状態で圧力管（４７）内へ送出するのに対し、入口逆止め弁（５）は閉じており、他方のアクチュエータ（２）のピストン（２ｂ）は一方の方向へ完全に移動させられ、ピストン（１ｂ）は他方の方向へ完全に移動させられ、シリンダ室（２ｅ）は予備圧縮弁（８）の開放により予備圧縮され、ピストン（２ｂ）は高圧の流体を逆止め弁（４）を介して圧力管（４７）内へ押し込むように準備され、
    装置は、可変ポンプ、圧力制御装置又は容積制御装置としても働くことができ、流れが必要とされない時には、アクチュエータ又はラム（１ａ，１ｂ）は定置であることを特徴とする、流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置。
18. 流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための方法において、
    作動油等の液体加圧媒体によって又はエマルジョンを用いて１つまたは複数の分配弁（２１，２２，２３，２４）を介して少なくとも２つの交互に駆動される静水圧アクチュエータ（１，２）を作動させる、吐出流量に関して可変の１つ又は複数のモータ駆動式ポンプ（３４，３５，３６）が設けられており、水等の異なる加圧媒体を、分離された管システムを通じて前記静水圧アクチュエータ（１，２）へ供給することができ、前記異なる加圧媒体は、静水圧アクチュエータ（１，２）によって、鍛造プレス又は押出し機等の割り当てられた鍛造機を作動させるために必要な圧力に加圧され、集合的な加圧媒体管又はチャネルシステム（４７）を介して前記鍛造機を作動させるために前記鍛造機へ送出されることができ、
    予備圧縮弁（７，８）が設けられており、該予備圧縮弁（７，８）は、他方のピストン（１ｂ，２ｂ）が高圧の流体を逆止め弁（３，４）を介して前記管（４７）へ押し込もうとする時に、前記シリンダ（１ｅ，２ｅ）における予備圧縮弁（７，８）を介して、管（１２）から流れてくる流体、例えば純水によって各アクチュエータ（１，２）のシリンダ室（１ｅ，２ｅ）を予備圧縮するべく作動させられると、逆止め弁（３，４）のバイパスを許容するものであり、
    前記装置が、可変ポンプ、圧力又は容積制御として働くこともでき、流れが必要とされない時にはアクチュエータ（１ａ，１ｂ）は定置であり、
    複数方向弁として設計された複数の弁（２１，２２，２３，２４）は、制御マニホルド（２５）を構成するように集合的なハウジング又はボックス内に分配弁として配置されていることを特徴とする、流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための方法。
19. 流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置の制御方法において、
    作動油等の液体加圧媒体によって又はエマルジョンを用いて１つまたは複数の分配弁（２１，２２，２３，２４）を介して少なくとも２つの交互に駆動される静水圧アクチュエータ（１，２）を作動させる、吐出流量に関して可変の１つ又は複数のモータ駆動式ポンプ（３４，３５，３６）が設けられており、水等の異なる加圧媒体を、分離された管システムを通じて前記静水圧アクチュエータ（１，２）へ供給することができ、前記異なる加圧媒体は、静水圧アクチュエータ（１，２）によって、鍛造プレス又は押出し機等の割り当てられた鍛造機を作動させるために必要な圧力に加圧され、集合的な加圧媒体管又はチャネルシステム（４７）を介して前記鍛造機を作動させるために前記鍛造機へ送出されることができ、
    予備圧縮弁（７，８）が設けられており、該予備圧縮弁（７，８）は、他方のピストン（１ｂ，２ｂ）が高圧の流体を逆止め弁（３，４）を介して前記管（４７）へ押し込もうとする時に、前記シリンダ（１ｅ，２ｅ）における予備圧縮弁（７，８）を介して、管（１２）から流れてくる流体、例えば純水によって各アクチュエータ（１，２）のシリンダ室（１ｅ，２ｅ）を予備圧縮するべく作動させられると、逆止め弁（３，４）のバイパスを許容するものであり、
    前記装置が、可変ポンプ、圧力又は容積制御として働くこともでき、流れが必要とされない時にはアクチュエータ（１ａ，１ｂ）は定置であり、
    複数方向弁として設計された複数の弁（２１，２２，２３，２４）は、制御マニホルド（２５）を構成するように集合的なハウジング又はボックスに分配弁として配置されていることを特徴とする、流体加圧媒体によって鍛造機、鍛造プレス又は押出し機等の金属成形機を作動させるための装置の制御方法。
20. アクチュエータ（１，２）が、２００〜４５０ｂａｒの圧力の流体を送出する、請求項１９記載の装置の制御方法。
21. アクチュエータ（１，２）が、２００〜１４００ｂａｒ、好適には２００〜８５０ｂａｒの圧力の液体を送出する、請求項１９記載の装置の制御方法。
22. 送出される流量及び／又は圧力が、駆動される鍛造機、鍛造プレス又は押出し機の作動状況によって制御される、請求項１９記載の装置の制御方法。

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