EP1625011B1 - Hydraulischer antrieb - Google Patents
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- F03C1/00—Reciprocating-piston liquid engines
- F03C1/007—Reciprocating-piston liquid engines with single cylinder, double-acting piston
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- F15B2211/3133—Regenerative position connecting the working ports or connecting the working ports to the pump, e.g. for high-speed approach stroke
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- F15B2211/665—Methods of control using electronic components
- F15B2211/6653—Pressure control
Definitions
- the invention relates to a hydraulic drive for a punching or forming machine according to the preamble of claim 1.
- a working cylinder 2 is divided by a piston 4 into a piston bottom end cylinder chamber 6 and a piston rod side annular space 8.
- the cylinder chamber 6 is supplied via a continuously adjustable valve 10 with pressure medium.
- An input port E of the continuously variable valve 10 is connected to a valve assembly 12.
- the valve arrangement 12 has a pilot-operated check valve 14 and a counter-blocking check valve 16 connected in parallel thereto.
- the unlockable check valve 14 can be unlocked via a predetermined load pressure in the cylinder chamber 6. It is connected via a supply line 28 to a high-pressure accumulator HD.
- the check valve 16 is connected via a supply line 32 with a low-pressure accumulator ND.
- the annular space 8 is constantly connected to the low-pressure accumulator ND.
- the continuously adjustable valve 10 and the valve assembly 12 For quick extension of the piston 4 are the continuously adjustable valve 10 and the valve assembly 12 in the illustrated basic positions.
- the cylinder chamber 6 is acted upon by low pressure, so that the piston 4 expands quickly due to its area difference.
- the pressure in the cylinder chamber 6 increases.
- This load pressure is reported to the pilot operated check valve 14. From a certain load pressure this acts as a switching pressure and the check valve 14 is unlocked. Consequently, the high-pressure accumulator HD is switched on.
- the high pressure is conducted to the input port E and thus into the cylinder chamber 6, so that a maximum punching force can be applied.
- the high pressure is also applied to the check valve 16 so that it closes and the pressure medium connection to the low-pressure accumulator ND is shut off. After punching the load pressure in the cylinder chamber 6 decreases, whereby the pilot-operated check valve 14 resumes its basic position and the low-pressure accumulator ND is switched on.
- a disadvantage of this known solution is that the check valve in the low pressure line only by means of a time delay of 2ms to 5ms closes, so that the pressurized high pressure fluid flows through the check valve to the low-pressure accumulator. At stroke times of about 10ms to 20ms for the extension of the working cylinder thus creates a significant loss of time and energy.
- the drive unit has a working cylinder with a piston which separates an annulus from a cylinder space.
- the annular space acts in the retraction direction and the cylinder space acts in the extension direction on the piston.
- a motor-adjustable valve assembly with two mutually in mechanical operative engagement control valves of two control valves of the cylinder chamber with high pressure, low pressure or a tank pressure can be acted upon.
- the annulus is constantly subjected to low pressure.
- the spools are in contact with each other at the front and are biased by a spring in their basic positions.
- a cam disc acting on one of the spools is controlled via an electric motor such that, depending on the rotation of the cam disc, the spools are transferred from their basic positions to control positions.
- the cylinder chamber is subjected to low pressure. Due to the difference in the area of the piston, the latter extends until it hits a workpiece to be machined.
- To apply a high punching force of the cylinder chamber is subjected to high pressure.
- the cylinder space is depressurized to the tank, so that due to the low pressure acting in the annular space, the piston is moved back to its original position.
- valve arrangement with the two control spools in contact with one another and the motor control is designed to be technically complex.
- the object of the present invention is to provide a hydraulic drive for a stamping or forming machine in which no significant time and energy losses occur during pressure switching.
- the drive unit has a working cylinder whose piston acts directly or indirectly on a workpiece to be machined. At least one pressure chamber of the working cylinder is acted upon for retraction and extension of the piston via a continuously adjustable valve with a tank pressure or a supply pressure. Furthermore, a valve arrangement is provided, which is connected upstream of the continuously adjustable valve, and via which an input terminal of the continuously adjustable valve with a higher or lower supply pressure can be acted upon. According to the invention, the valve arrangement has a switching valve which can be switched between a basic position and a switching position as a function of the load pressure on the working cylinder in order to tap the supply pressure from a low-pressure source or a high-pressure source.
- the working cylinder has a cylinder space and an annulus.
- the pressure in the cylinder chamber acts in the extension direction, and the pressure in the annulus acts in the retraction direction on the piston.
- the pressure in the cylinder chamber acts on a large control surface of the switching valve and forms from a certain load pressure, the switching pressure for switching the switching valve in its switching position, in the opposite direction, the pressure in the annular space acts on a small control surface of the switching valve.
- a pilot valve is provided, via which in the direction of the basic position effective small control surface of the switching valve is relieved, so that at reduced load pressure in the cylinder chamber, the switching valve can be switched and high pressure can be performed to the cylinder chamber.
- the pilot valve is electrically operated.
- the annulus can constantly be subjected to high pressure.
- the annular space is constantly connected to the low-pressure source, since the annular surface is then larger and higher load capacity as a stop.
- the working cylinder can have two or three pressure chambers.
- FIG. 2 shows a highly simplified circuit diagram of a drive 1 of a high-speed nibbling machine. In such Nibbelmaschinen the extension movement takes place within 10 ms to 20 ms.
- the nibbling machine has a working cylinder 2, which has a piston 4 as in the known solution described above, which separates a cylinder chamber 6 from an annular space 8 and acts directly or indirectly on a punching tool.
- the piston 4 has a rear piston rod 18 which extends away from the piston crown and the working cylinder 2 passes through the front side.
- the cylinder chamber 6 is connected to a working port A of a continuously adjustable valve 10 which in one of its control positions (b) opens a connection between the cylinder chamber 6 and a tank line 20 connected to a tank.
- a tank line damper 22 and a biasing valve 24 are arranged in the tank line 20 in the tank line 20, a tank line damper 22 and a biasing valve 24 are arranged in the tank line 20 in the tank line 20, a tank line damper 22 and a biasing valve 24 are arranged.
- the tank line damper 22 pressure fluctuations in the tank line 20 are suppressed and the biasing valve 24, the tank line 20 on biased to the spring of the biasing valve 22 equivalent pressure.
- An input port P of the continuously variable valve 12 is connected to a working port B of a switching valve 26, which is connected to a pressure port P or a pressure port P 'of the switching valve 26 depending on the switching position (1), (2) of the switching valve 26.
- the pressure port P is connected via a feed line 28 to a high pressure accumulator HD, and the pressure port P 'is connected via a branch line 30 and a portion of a feed line 32 with a low pressure accumulator ND.
- the supply line 32 connects the low-pressure accumulator ND with the annular space 8.
- the pressure in the annular space 8 is tapped via a control line 34 and an electrically operated pilot valve 38.
- the pressure is led to a small control surface of the switching valve 26 which is effective in the direction of the basic position (1) of the switching valve 26.
- a control position (y) of the pilot valve 38 the connection to the small control surface is shut off and a connection of the small control surface to the tank T is opened.
- the pressure in the cylinder chamber 6 is tapped off via a control line 36 and led to an effective in the direction of the switching position (2) large control surface of the switching valve 26.
- the switching valve 26 is in its illustrated basic position (1).
- the pilot valve 34 is in its home position (x) and the pressure acting in the annulus 8 becomes the small control surface the switching valve 26 out.
- the continuously adjustable valve 10 is in its illustrated basic position (a).
- the cylinder chamber 6 is subjected to low pressure.
- the annular space 8 is also supplied via the supply line 32 with low pressure, so that the piston 4 extends due to its area difference, wherein pressure medium is displaced from the annular space 8 in the low-pressure accumulator ND.
- the load pressure in the cylinder chamber 6 increases.
- this acts as a switching pressure and the switching valve 26 is brought against the force of a return spring and a force corresponding to the pressure acting on the small control surface in its switching position (2) in which the working port B to the pressure port P is connected so that high pressure on the piston bottom surface is effective and thus the force applied by the working cylinder 2 punching force is increased.
- the switching valve 26 switches back to its normal position (1), in which the pressure port P is shut off and the pressure port P 'is turned on, so that at the working port B is again low pressure.
- the continuously adjustable valve 10 is transferred to its designated (b) control positions, in which the cylinder chamber 6 is connected to the tank T. Due to the low pressure acting in the annular space 8, the piston 4 is pushed back to its original position.
- the pilot valve 38 can be brought into its control position (y), in which the control line 34 shut off and the small control surface of the switching valve 26 is relieved of pressure to the tank.
- the switching valve 26 is transferred against the force of the return spring from its basic position (1) in its switching position (2), so that the pressure port P 'shut off and the pressure port P is turned on. Accordingly, the cylinder chamber 6 is subjected to high pressure, so that even before the construction of the maximum load pressure, the maximum workforce is available.
- the inventive solution with a continuously adjustable valve 10 upstream switching valve 26 can also be used in other cylinder designs, eg. With three pressure chambers.
- a hydraulic drive for a punching or forming machine with a plurality of pressure chambers having working cylinder whose piston acts directly or indirectly on a workpiece to be machined, wherein at least one pressure chamber of the working cylinder for retraction or extension of the piston via a continuously adjustable valve with a Tank pressure or a supply pressure can be acted upon, and with a valve assembly which is connected upstream of the continuously variable valve and via which an input port of the continuously variable valve with a higher or lower supply pressure can be acted upon, the valve assembly having a switching valve, which in dependence on the load pressure on Working cylinder between a basic position and a switching position is switchable to tap the supply pressure from a low pressure source or a high pressure source.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Derartige aus der
US-A 5 042362 bekannte hydraulische Antriebe für Stanz- oder Umformmaschinen, insbesondere schnell laufende Nibbelmaschinen, haben einen als Differentialzylinder ausgeführten Arbeitszylinder, über den ein Stanzwerkzeug betätigt wird. Ein Schaltschema einer bekannten, jedoch nicht in einer Druckschrift beschriebenen Lösung eines derartigen hydraulischen Antriebs ist in derFigur 1 dargestellt. - Ein Arbeitszylinder 2 ist durch einen Kolben 4 in einen kolbenbodendseitigen Zylinderraum 6 und einen kolbenstangenseitigen Ringraum 8 unterteilt. Der Zylinderraum 6 wird über ein stetig verstellbares Ventil 10 mit Druckmittel versorgt. Ein Eingangsanschluss E des stetig verstellbaren Ventils 10 ist mit einer Ventilanordnung 12 verbunden. Die Ventilanordnung 12 hat ein entsperrbares Rückschlagventil 14 und ein dazu parallel geschaltetes entgegengesetzt sperrendes Rückschlagventil 16. Das entsperrbare Rückschlagventil 14 ist über einen vorbestimmten Lastdruck im Zylinderraum 6 entsperrbar. Es ist über eine Zulaufleitung 28 mit einem Hochdruckspeicher HD verbunden. Das Rückschlagventil 16 ist über eine Zulaufleitung 32 mit einem Niederdruckspeicher ND verbunden. Wie weiter
Figur 1 entnommen werden kann, ist der Ringraum 8 ständig mit dem Niederdruckspeicher ND verbunden. - Zum schnelles Ausfahren des Kolbens 4 befinden sich das stetig verstellbare Ventil 10 und die Ventilanordnung 12 in den dargestellten Grundpositionen. Der Zylinderraum 6 wird mit Niederdruck beaufschlagt, so dass der Kolben 4 aufgrund seiner Flächendifferenz schnell ausfährt. Beim Auftreffen des Kolbens 4 auf ein zu stanzenden Werkstück steigt der Druck in dem Zylinderraum 6 an. Dieser Lastdruck wird an das entsperrbare Rückschlagventil 14 gemeldet. Ab einem bestimmten Lastdruck wirkt dieser als Umschaltdruck und das Rückschlagventil 14 wird entsperrt. Folglich wird der Hochdruckspeicher HD zugeschaltet. Der Hochdruck wird zum Eingangsanschluss E und somit in den Zylinderraum 6 geleitet, so dass eine maximale Stanzkraft aufbringbar ist. Der Hochdruck liegt auch am Rückschlagventil 16 an, so dass dieses schließt und die Druckmittelverbindung zum Niederdruckspeicher ND abgesperrt ist. Nach dem Stanzen sinkt der Lastdruck in dem Zylinderraum 6 ab, wodurch das entsperrbare Rückschlagventil 14 wieder seine Grundposition einnimmt und der Niederdruckspeicher ND zugeschaltet wird.
- Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist, dass das Rückschlagventil in der Niederdruckleitung erst mittels einer Zeitverzögerung von 2ms bis 5ms schließt, so dass das mit Hochdruck beaufschlagte Druckmittel über das Rückschlagventil zum Niederdruckspeicher abströmt. Bei Hubzeiten von etwa 10ms bis 20ms für das Ausfahren des Arbeitszylinders entsteht somit ein erheblicher Zeit- und Energieverlust.
- Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, dass die Zuschaltung des Hochdruckspeichers und die Abschaltung des Niederdruckspeichers nicht ohne Lastdruck erzwungen werden kann. In manchen Betriebsarten, z.B. beim Prägen und Umformen in der Nähe des Umschaltdrucks, ist jedoch eine Versorgung des Arbeitszylinders mit einem permanent hohen Lastdruck erforderlich. Entsprechend eignet sich die dargestellte Antriebseinheit nicht uneingeschränkt zum Prägen und Umformen.
- Eine weitere Antriebseinheit ist in der
DE 37 20 266 C2 offenbart. Die Antriebseinheit hat einen Arbeitszylinder mit einem Kolben, der einen Ringraum von einem Zylinderraum trennt. Der Ringraum wirkt in Einfahrrichtung und der Zylinderraum wirkt in Ausfahrrichtung auf den Kolben. Über eine motorisch verstellbare Ventilanordnung mit zwei im mechanischen Wirkeingriff miteinander stehenden Steuerschiebern zweier Regelventile ist der Zylinderraum mit Hochdruck, Niederdruck oder mit einem Tankdruck beaufschlagbar. Der Ringraum ist ständig mit Niederdruck beaufschlagt. - Die Steuerschieber sind stirnseitig in Berührung miteinander und sind über eine Feder in ihre Grundpositionen vorgespannt. Zum Verschieben der Steuerschieber wird eine auf einen der Steuerschieber wirkende Nockenscheibe über einen Elektromotor derart angesteuert, dass je nach Drehung der Nockenscheibe die Steuerschieber aus ihren Grundpositionen in Regelpositionen überführt werden. Zum schnellen Ausfahren des Kolbens wird der Zylinderraum mit Niederdruck beaufschlagt. Aufgrund der Flächendifferenz des Kolbens fährt dieser aus, bis er auf ein zu bearbeitendes Werkstück auftrifft. Zum Aufbringen einer hohen Stanzkraft wird der Zylinderraum mit Hochdruck beaufschlagt. Zum schnellen Rückzug des Kolbens ist der Zylinderraum zum Tank druckentlastet, so dass aufgrund des im Ringraum wirkenden Niederdrucks der Kolben in seine Ausgangslage zurückbewegt wird.
- An dieser Lösung ist nachteilig, dass die Ventilanordnung mit den zwei in Berührung miteinander stehenden Steuerschiebern und der motorischen Ansteuerung vorrichtungstechnisch aufwendig ausgeführt ist.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine zu schaffen, bei dem beim Druckumschalten keine wesentlichen Zeit- und Energieverluste auftreten.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1.
- Die erfindungsgemäße Antriebseinheit hat einen Arbeitszylinder, dessen Kolben unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt. Zumindest ein Druckraum des Arbeitszylinders ist zum Ein- und Ausfahren des Kolbens über ein stetig verstellbares Ventil mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar. Weiterhin ist eine Ventilanordnung vorgesehen, die dem stetig verstellbaren Ventil vorgeschaltet ist, und über die ein Eingangsanschluss des stetig verstellbaren Ventils mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist. Erfindungsgemäß hat die Ventilanordnung ein Schaltventil, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder zwischen einer Grundstellung und einer Schaltstellung umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle oder einer Hochdruckquelle abzugreifen.
- Durch die mechanische Verbindung der Steuerkanten des Schaltventils ist ein zeitlicher Verlust zwischen dem Zuschalten des Hochdrucks und dem Abschalten des Niederdrucks gegenüber der Lösung mit den getrennten Rückschlagventilen wesentlich reduziert. Somit kann unter Hochdruck stehendes Druckmittel nicht in den Niederdruckspeicher abströmen und es tritt kein Energieverlust auf. Folglich erfolgt der Druckaufbau an dem stetig verstellbaren Ventil schneller. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Ventilanordnung einfach und kostengünstig zu realisieren.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Arbeitszylinder einen Zylinderraum und einen Ringraum. Der Druck im Zylinderraum wirkt in Ausfahrrichtung, und der Druck im Ringraum wirkt in Einfahrrichtung auf den Kolben. Weiterhin wirkt der Druck im Zylinderraum auf eine große Steuerfläche des Schaltventils und bildet ab einem bestimmten Lastdruck den Umschaltdruck zum Umschalten des Schaltventil in seine Schaltstellung, wobei in Gegenrichtung der Druck im Ringraum auf eine kleine Steuerfläche des Schaltventils wirkt.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Vorsteuerventil vorgesehen, über das die in Richtung der Grundstellung wirksame kleine Steuerfläche des Schaltventils entlastbar ist, so dass bei reduziertem Lastdruck im Zylinderraum das Schaltventil umgeschaltet und Hochdruck zum Zylinderraum geführt werden kann. Vorzugsweise ist das Vorsteuerventil elektrisch betätigt.
- Grundsätzlich kann der Ringraum ständig mit Hochdruck beaufschlagt sein. Bevorzugterweise ist der Ringraum jedoch ständig mit der Niederdruckquelle verbunden, da die Ringfläche dann größer und als Anschlag höher belastbar ist. '
- Der Arbeitszylinder kann zwei oder drei Druckräume haben.
- Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
- Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
-
Figur 1 ein Schaltschema einer bekannte Lösung eines hydraulischen Antriebs für eine Nibbelmaschine, und -
Figur 2 ein Schaltschema einer bevorzugten erfindungsgemäßen Lösung eines hydraulischen Antriebs für eine Nibbelmaschine. -
Figur 2 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema eines Antriebs 1 einer schnell laufenden Nibbelmaschine. Bei derartigen Nibbelmaschinen erfolgt die Ausfahrbewegung innerhalb von 10 ms bis 20 ms. - Die Nibbelmaschine hat einen Arbeitszylinder 2, der wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Lösung einen Kolben 4 aufweist, der einen Zylinderraum 6 von einem Ringraum 8 abtrennt und mittelbar oder unmittelbar auf ein Stanzwerkzeug wirkt. Der Kolben 4 hat eine rückseitige Kolbenstange 18, die sich vom Kolbenboden weg erstreckt und den Arbeitszylinder 2 stirnseitig durchsetzt.
- Der Zylinderraum 6 ist mit einem Arbeitsanschluss A eines stetig verstellbaren Ventils 10 verbunden, das in einer seiner Regelpositionen (b) eine Verbindung zwischen dem Zylinderraum 6 und einer mit einem Tank verbundene Tankleitung 20 aufsteuert. In der Tankleitung 20 sind ein Tankleitungsdämpfer 22 und ein Vorspannventil 24 angeordnet. Durch den Tankleitungsdämpfer 22 werden Druckschwankungen in der Tankleitung 20 unterdrückt und durch das Vorspannventil 24 wird die Tankleitung 20 auf einen zur Feder des Vorspannventils 22 äquivalenten Druck vorgespannt.
- Ein Eingangsanschluss P des stetig verstellbaren Ventils 12 ist mit einem Arbeitsanschluss B eines Schaltventils 26 verbunden, der je nach Schaltstellung (1), (2) des Schaltventils 26 mit einem Druckanschluss P oder einem Druckanschluss P' des Schaltventils 26 verbunden ist. Der Druckanschluss P ist über eine Zulaufleitung 28 mit einem Hochdruckspeicher HD verbunden, und der Druckanschluss P' ist über eine Zweigleitung 30 und einen Abschnitt einer Zulaufleitung 32 mit einem Niederdruckspeicher ND verbunden. Die Zulaufleitung 32 verbindet den Niederdruckspeicher ND mit dem Ringraum 8.
- Der Druck im Ringraum 8 wird über eine Steuerleitung 34 und ein elektrisch betätigtes Vorsteuerventil 38 abgegriffen. In Grundposition (x) des Vorsteuerventils 38 wird der Druck zu einer in Richtung der Grundstellung (1) des Schaltventils 26 wirksamen kleinen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt. In einer Steuerposition (y) des Vorsteuerventils 38 ist die Verbindung zur kleinen Steuerfläche abgesperrt und eine Verbindung der kleinen Steuerfläche zum Tank T aufgesteuert.
- Der Druck im Zylinderraum 6 wird über eine Steuerleitung 36 abgegriffen und zu einer in Richtung der Schaltstellung (2) wirksamen großen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt.
- Zum Einleiten des Stanzvorgangs, d.h. zum schnellen Vorschub, befindet sich das Schaltventil 26 in seiner dargestellten Grundstellung (1). Das Vorsteuerventil 34 befindet sich in seiner Grundposition (x) und der im Ringraum 8 wirksame Druck wird zur kleinen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt. Ebenso befindet sich das stetig verstellbare Ventil 10 in seiner dargestellten Grundposition (a). Somit wird der Zylinderraum 6 mit Niederdruck beaufschlagt. Der Ringraum 8 wird über die Zulaufleitung 32 ebenfalls mit Niederdruck versorgt, so dass der Kolben 4 aufgrund seiner Flächendifferenz ausfährt, wobei Druckmittel aus dem Ringraum 8 in den Niederdruckspeicher ND verdrängt wird.
- Beim Auftreffen des Kolbens 4 auf ein zu stanzendes Werkstück steigt der Lastdruck im Zylinderraum 6 an. Beim Überschreiten eines bestimmten Lastdruckniveaus wirkt dieser als Umschaltdruck und das Schaltventil 26 wird gegen die Kraft einer Rückstellfeder und einer Kraft, die dem auf die kleine Steuerfläche wirkenden Druck entspricht, in seine Schaltstellung (2) gebracht, in der der Arbeitsanschluss B mit dem Druckanschluss P verbunden ist, so dass Hochdruck auf die Kolbenbodenfläche wirksam wird und somit die vom Arbeitszylinder 2 aufgebrachte Stanzkraft erhöht wird. Nach dem Stanzen sinkt der Lastdruck ab und das Schaltventil 26 schaltet wieder in seine Grundstellung (1), in der der Druckanschluss P abgesperrt und der Druckanschluss P' aufgesteuert ist, so dass an dem Arbeitsanschluss B wieder Niederdruck anliegt.
- Zum Rückzug des Kolbens 4, d.h. zum schnellen Einfahren, wird das stetig verstellbare Ventil 10 in seine mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen überführt, in der der Zylinderraum 6 mit dem Tank T verbunden ist. Aufgrund des im Ringraum 8 wirksamen Niederdrucks wird der Kolben 4 in seine Ausgangslage zurückgeschoben.
- Zum Prägen kann als Option während des schnellen Vorschubs das Vorsteuerventil 38 in seine Steuerposition (y) gebracht werden, in der die Steuerleitung 34 abgesperrt und die kleine Steuerfläche des Schaltventils 26 zum Tank druckentlastet ist. Somit wirkt nur noch die Kraft der Rückstellfeder gegen den an der großen Steuerfläche anliegenden Lastdruck, so dass der notwendige Umschaltdruck entsprechend reduziert ist. Das Schaltventil 26 wird gegen die Kraft der Rückstellfeder aus seiner Grundstellung (1) in seine Schaltstellung (2) überführt, so dass der Druckanschluss P' abgesperrt und der Druckanschluss P aufgesteuert wird. Entsprechend wird der Zylinderraum 6 mit Hochdruck beaufschlagt, so dass bereits vor dem Aufbau des maximalen Lastdrucks die maximale Arbeitskraft zur Verfügung steht.
- Die erfindungsgemäße Lösung mit einem dem stetig verstellbaren Ventil 10 vorgeschalteten Schaltventil 26 lässt sich auch bei anderen Zylinderkonstruktionen, bspw. mit drei Druckräumen, einsetzen.
- Offenbart ist ein hydraulischer Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit einem mehrere Druckräume aufweisenden Arbeitszylinder, dessen Kolben unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei zumindest ein Druckraum des Arbeitszylinders zum Ein- oder Ausfahren des Kolbens über ein stetig verstellbares Ventil mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, und mit einer Ventilanordnung, die dem stetig verstellbaren Ventil vorgeschaltet ist und über die ein Eingangsanschluss des stetig verstellbaren Ventils mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, wobei die Ventilanordnung ein Schaltventil hat, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder zwischen einer Grundstellung und einer Schaltstellung umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle oder einer Hochdruckquelle abzugreifen.
-
- 1
- Antrieb
- 2
- Arbeitszylinder
- 4
- Kolben
- 6
- Zylinderraum
- 8
- Ringraum
- 10
- stetig verstellbare Ventil
- 12
- Ventilanordnung
- 14
- entsperrbares Rückschlagventil
- 16
- Rückschlagventil
- 18
- Kolbenstange
- 20
- Tankleitung
- 22
- Tankleitungsdämpfer
- 24
- Vorspannventil
- 26
- Schaltventil
- 28
- Zulaufleitung
- 30
- Zweigleitung
- 32
- Zulaufleitung
- 34
- Steuerleitung
- 36
- Steuerleitung
- 38
- Vorsteuerventil
Claims (7)
- Hydraulischer Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit einem mehrere Druckräume (6, 8) aufweisenden Arbeitszylinder (2), dessen Kolben (4) unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei zumindest ein Druckraum (6) des Arbeitszylinders (2) zum Ein- oder Ausfahren des Kolbens (4) über ein stetig verstellbares Ventil (10) mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, und mit einer Ventilanordnung (26), die dem stetig verstellbaren Ventil (10) vorgeschaltet ist und über die ein Eingangsanschluss (E) des stetig verstellbaren Ventils (10) mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, wobei die Ventilanordnung (26) ein Schaltventil (26) hat, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder (2) zwischen einer Grundstellung (1) und einer Schaltstellung (2) umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Grundstellung (1) der Eingangsanschluss (E) des stetig verstellbaren Ventils (10) mit der Niederdruckquelle (ND) verbunden ist und in der Schaltstellung (2) die Verbindung zum Niederdruckspeicher (ND) abgesperrt und der Eingangsanschluss (E) mit der Hochdruckquelle (HD) verbunden ist.
- Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, wobei der Arbeitszylinder (2) einen in Einfahrrichtung wirkenden Ringraum (8) und einen in Ausfahrrichtung wirkenden Zylinderraum (6) hat, und wobei der im Zylinderraum (6) wirkende Lastdruck eine große Steuerfläche des Schaltventils (26) beaufschlagt.
- Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, wobei die große Steuerfläche in Richtung einer Schaltstellung (2) des Schaltventils (26) wirksam ist, und wobei eine in Richtung der Grundstellung (1) des Schaltventils (26) wirksame-kleine Steuerfläche des Schaltventils (26) über eine Steuerleitung (34) mit der Niederdruckquelle (32) verbunden ist.
- Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, wobei in der Steuerleitung (34) ein Vorsteuerventil (38) angeordnet ist, über das die kleine Steuerfläche zum lastdruckabhängigen Umschalten mit Tankdruck beaufschlagbar ist.
- Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4, wobei das Vorsteuerventil (38) elektrisch betätigt ist.
- Hydraulischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ringraum (8) ständig mit der Niederdruckquelle (ND) verbunden ist.
- Hydraulischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitszylinder (2) mit zwei oder drei Druckräumen ausgeführt ist.
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