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DE102013005876A1 - Hydraulic press - Google Patents

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DE102013005876A1
DE102013005876A1 DE102013005876.7A DE102013005876A DE102013005876A1 DE 102013005876 A1 DE102013005876 A1 DE 102013005876A1 DE 102013005876 A DE102013005876 A DE 102013005876A DE 102013005876 A1 DE102013005876 A1 DE 102013005876A1
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DE
Germany
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hydraulic
displacer unit
press
machine
hydraulic machine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102013005876.7A
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German (de)
Inventor
Silvani Benedetto
Heiko Schwannauer
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
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2014/057023 priority patent/WO2014166935A2/en
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Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Presse mit zwei Verdrängereinheiten, von denen eine mit einer Antriebsmaschine und die andere mit einem Pressenstößel koppelbar ist. Zumindest die eine Verdrängereinheit weist dabei ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf.Disclosed is a hydraulic press with two displacement units, one of which can be coupled to a drive machine and the other to a press ram. At least one displacement unit has an adjustable displacement volume.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic press according to the preamble of patent claim 1.

Herkömmliche hydraulische Pressen haben zwei hydrostatische Verdrängereinheiten, die über einen Zulauf und einen Rücklauf fluidisch verbindbar sind. Zur Erzeugung einer Pressenkraft ist dabei eine der Verdrängereinheiten mit einer Antriebsmaschine, beispielsweise einem Elektromotor, und die andere mit einem Pressenstößel gekoppelt. Die Kopplung erfolgt meist über ein Koppelgestänge oder Koppelgetriebe.Conventional hydraulic presses have two hydrostatic displacement units, which are fluidly connected via an inlet and a return. To generate a pressing force is one of the displacement units with a prime mover, such as an electric motor, and the other coupled to a press ram. The coupling is usually done via a coupling rod or coupling gear.

Eine gattungsgemäße hydraulische Presse zeigt die Patentschrift CH 681 872 A5 . Darin wird eine Verdrängereinheit über einen Elektromotor angetrieben, wobei auf einer Triebwelle des Elektromotors ein Schwungrad angeordnet ist. Die andere, mit dem Pressenstößel gekoppelte Verdrängereinheit, ist als Hydrozylinder aber auch als Hydromotor offenbart. Zur Steuerung der Kraft des Pressenstößels (Pressenkraft) und von dessen Geschwindigkeit weist die Presse eine Steuereinrichtung mit einem Steuerventil auf. Über dieses kann zum Einen der Druckmittelvolumenstrom von der einen zur anderen Verdrängereinheit angedrosselt und begrenzt werden. Zum anderen kann über das Steuerventil die Druckmittelbeaufschlagung der beiden Arbeitsräume des Hydrozylinders zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Pressenstößels invertiert werden.A generic hydraulic press shows the patent CH 681 872 A5 , Therein, a displacer unit is driven by an electric motor, wherein a flywheel is arranged on a drive shaft of the electric motor. The other, with the press ram coupled displacement unit is disclosed as a hydraulic cylinder but also as a hydraulic motor. To control the force of the press ram (press force) and its speed, the press has a control device with a control valve. On the one hand, the pressure medium volume flow can be throttled and limited by this from one to the other displacer unit. On the other hand, via the control valve, the pressure medium of the two working chambers of the hydraulic cylinder to invert the direction of movement of the press ram are inverted.

Nachteilig an dieser Lösung ist, dass aufgrund von Druckverlusten in der Steuereinrichtung ein bedeutender Anteil an hydraulischer Energie verloren geht und das sich dabei erwärmende Druckmittel rückgekühlt werden muss. Dies stellt einen erheblichen energetischen und vorrichtungstechnischen Aufwand dar.A disadvantage of this solution is that due to pressure losses in the control device, a significant proportion of hydraulic energy is lost and it must be recooled while warming pressure medium. This represents a considerable energy and device technical effort.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Presse mit erhöhter Energieeffizienz zu schaffen.In contrast, the invention is based on the object to provide a hydraulic press with increased energy efficiency.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a hydraulic press having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der hydraulische Presse sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 beschrieben.Advantageous developments of the hydraulic press are described in the claims 2 to 12.

Eine hydraulische Presse hat zwei hydrostatische Verdrängereinheiten, die über einen ersten Zulauf und einen ersten Rücklauf fluidisch miteinander verbindbar, insbesondere verbunden sind. Zur Erzeugung einer Presskraft ist eine der beiden Verdrängereinheiten mit einer Antriebsmaschine und die andere der beiden Verdrängereinheiten mit einem Pressenstößel koppelbar, insbesondere gekoppelt. Erfindungsgemäß ist ein Verdrängungsvolumen wenigstens der einen Verdrängereinheit, insbesondere zur Verstellung der Presskraft und/oder einer Hubgeschwindigkeit des Stößels, verstellbar.A hydraulic press has two hydrostatic displacement units, which are fluidly connected to one another via a first inlet and a first return, in particular connected. To generate a pressing force, one of the two displacement units with a drive machine and the other of the two displacement units with a press ram coupled, in particular coupled. According to the invention, a displacement volume of at least one displacer unit, in particular for adjusting the pressing force and / or a lifting speed of the plunger, can be adjusted.

Anstatt, wie bei herkömmlichen hydraulischen Pressen üblich, eine Druckmittelbeaufschlagung der anderen Verdrängereinheit durch die eine Verdrängereinheit druckverlustbehaftet über eine Drosselvorrichtung zu steuern, kann die Druckmittelbeaufschlagung erfindungsgemäß über die Verstellung des Verdrängungsvolumens druckverlustarm gesteuert werden. Dadurch weist die Presse eine kleinere Verlustleistung auf und arbeitet energieeffizienter. Zudem entfällt eine aus der herkömmlichen Drosselung resultierende Erwärmung des Druckmittels, so dass ein Kühlaggregat zu dessen Rückkühlung kleiner auslegbar ist.Instead of, as is customary in conventional hydraulic presses, controlling the pressurizing agent of the other displacer unit by means of a displacer unit subject to pressure loss via a throttling device, the pressurizing medium can be controlled in accordance with the invention via the adjustment of the displaced volume with low pressure loss. As a result, the press has a lower power loss and works more energy efficient. In addition, eliminates a resulting from the conventional throttling heating of the pressure medium, so that a cooling unit for its re-cooling is smaller interpretable.

Abgesehen davon hat die erfindungsgemäße Presse den Vorteil, dass sie eine um etwa 35 bis 75% höhere Teileausbringung bei gleichzeitig erhöhter Standzeit aufweist und eine volle Presskraft bereits ab einer Hubzahl von eins zur Verfügung steht.Apart from that, the press according to the invention has the advantage that it has an approximately 35 to 75% higher part yield while increasing service life and a full press force is already available from a stroke rate of one.

Verglichen mit herkömmlichen, gattungsfremden Pressen, bei denen der Pressenstößel zur Erzeugung der Presskraft elektromechanisch über einen Servomotor angetrieben wird, sind erfindungsgemäß dynamischere Zeitverläufe der Presskraft und der Pressgeschwindigkeit realisierbar. Das beruht darauf, dass die eine Verdrängereinheit eine höhere Verstelldynamik als der Servomotor aufweist, da an der Verstellung des Verdrängungsvolumens beteiligte Komponenten, verglichen mit einem zu beschleunigenden oder abzubremsenden Rotor des Servomotors, eine bedeutend geringere Trägheit aufweisen. Der somit präziser zu steuernde Zeitverlauf beeinflusst eine Qualität des zu pressenden Bauteils positiv. Zudem ist über eine erfindungsgemäße Verstellung des Verdrängungsvolumens hin zu kleinen Werten ein Druckhalten des Pressenstößels bei minimaler Antriebsleistung realisierbar. Beim herkömmlichen, über den Servomotor angetriebenen Pressenstößel kann diese Haltearbeit nur durch permanente, hohe Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz geleistet werden.Compared with conventional, non-generic presses, in which the press ram is driven to produce the pressing force electromechanically via a servo motor, more dynamic time courses of the pressing force and the pressing speed can be realized according to the invention. This is due to the fact that the one displacement unit has a higher adjustment dynamics than the servomotor, since components involved in adjusting the displacement volume have significantly less inertia compared to a rotor of the servomotor to be accelerated or braked. The thus more precisely controlled time course positively influences a quality of the component to be pressed. In addition, by means of an adjustment according to the invention of the displacement volume towards small values, pressure holding of the press ram with minimal drive power can be achieved. In the conventional, over the servomotor driven press ram this work can be done only by permanent, high power consumption from the mains.

Gegenüber diesem gattungsfremden Antrieb weist der erfindungsgemäße Antrieb einen Kostenvorteil auf.Compared to this generic extraneous drive, the drive according to the invention has a cost advantage.

Die andere Verdrängereinheit ist vorzugsweise über ein mechanisches Koppelgetriebe oder -gestänge mit dem Pressenstößel koppelbar, insbesondere gekoppelt.The other displacer unit is preferably coupled via a mechanical coupling mechanism or linkage with the press ram, in particular coupled.

Eine vorrichtungstechnisch besonders einfache und kostengünstige Weiterbildung der Presse ist gegeben, wenn die andere Verdrängereinheit mit konstantem Verdrängungsvolumen ausgebildet ist. Die Verstellung eines zwischen den Verdrängereinheiten strömenden Druckmittelvolumenstroms erfolgt dann nur über die erste Verdrängereinheit. Alternativ dazu kann die andere Verdrängereinheit ebenfalls ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweisen, wodurch eine noch höhere Verstelldynamik erreichbar ist.A device technology particularly simple and inexpensive development of the press is given when the other displacer unit is formed with a constant displacement volume. The adjustment of a pressure medium volume flow flowing between the displacement units then takes place only via the first displacement unit. Alternatively, the other displacer unit may also have an adjustable displacement volume, whereby an even higher Verstelldynamik can be achieved.

Alternativ dazu kann die andere Verdrängereinheit mit verstellbarem Verdrängungsvolumen ausgestaltet sein, wodurch eine Dynamik der Verstellung der Kraft und Geschwindigkeit des Pressenstößels erhöhbar ist.Alternatively, the other displacer unit can be configured with an adjustable displacement volume, whereby a dynamics of the adjustment of the force and speed of the press ram can be increased.

Um beispielsweise einen Eilgang des Pressenstößels abzubilden, ist in einer bevorzugten Weiterbildung die andere Verdrängereinheit über eine Triebwelle mit einem Elektromotor koppelbar, insbesondere gekoppelt. Der Elektromotor weist vorzugsweise eine elektronische Lage- und/oder Geschwindigkeits- und/oder Momentenregelung in Abhängigkeit von entsprechenden Sollwerten des Pressenstößels auf. Vorzugsweise ist er als hochpoliger, langsam laufender Torque-Servomotor ausgestaltet.In order to illustrate, for example, a rapid traverse of the press ram, in a preferred refinement, the other displacer unit can be coupled to an electric motor via a drive shaft, in particular coupled. The electric motor preferably has an electronic position and / or speed and / or torque control as a function of corresponding desired values of the press ram. Preferably, it is designed as a high-pole, slow-running torque servo motor.

In einer bevorzugten Weiterbildung hat die eine Verdrängereinheit eine erste hydrostatische Hydromaschine und eine, mit der ersten über eine Triebwelle koppelbare, insbesondere gekoppelte, zweite hydrostatische Hydromaschine. Dabei weist wenigstens die erste der beiden Hydromaschinen ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf. Jede der Hydromaschinen weist dabei eine Gruppe hydrostatischer Arbeitsräume auf. Über die zwei Hydromaschinen kann die andere Verdrängereinheit mit einem besonders großen Druckmittelvolumenstrom beaufschlagt werden, ohne dass dafür eine besonders große, extra zu konzipierende und zu bauende Hydromaschine vorgesehen werden muss. Die beschriebene Kopplung ermöglicht die Verwendung zweier Standard-Hydromaschinen, wodurch Investitions-, Fertigungs-, Lager- und Wartungskosten der Presse verringerbar sind. Die eine Verdrängereinheit kann abweichend davon aber auch mehr als zwei gekoppelte Hydromaschinen aufweisen.In a preferred embodiment, the one displacer unit has a first hydrostatic hydraulic machine and a second hydrostatic hydraulic machine which can be coupled to the first via a drive shaft, in particular coupled. At least the first of the two hydraulic machines has an adjustable displacement volume. Each of the hydraulic machines has a group of hydrostatic work spaces. About the two hydraulic machines, the other displacer unit can be acted upon with a particularly large pressure medium flow, without the need for a particularly large, extra to be designed and to be built hydraulic machine must be provided. The coupling described allows the use of two standard hydraulic machines, which investment, manufacturing, storage and maintenance costs of the press can be reduced. The one displacer unit can deviate from it but also have more than two coupled hydraulic machines.

Um die andere Verdrängereinheit mit einem gebündelten Druckmittelvolumenstrom zu beaufschlagen sind in einer bevorzugten Weiterbildung beide Hydromaschinen der einen Verdrängereinheit fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf und dem ersten Rücklauf verbindbar, insbesondere verbunden.To pressurize the other displacer unit with a bundled pressure medium flow in a preferred embodiment, both hydraulic machines of a displacer unit fluidly connected in parallel with the first inlet and the first return, in particular connected.

Die andere Verdrängereinheit ist vorrichtungstechnisch besonders einfach ausgestaltet, wenn sie genau eine Hydromaschine hat.The other displacer unit is configured particularly simple device, if it has exactly one hydraulic machine.

In einer bevorzugten Weiterbildung hat auch die andere Verdrängereinheit eine erste Hydromaschine und eine mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, insbesondere gekoppelte, zweite Hydromaschine. Dabei sind über den ersten Zulauf und den ersten Rücklauf beide ersten Hydromaschinen und über einen zweiten Zulauf und einen zweiten Rücklauf beide zweiten Hydromaschinen fluidisch miteinander verbindbar, insbesondere verbunden. Zudem weist auch die zweite Hydromaschine der einen Verdrängereinheit ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf. Auf diese Weise kann jede Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit von der ihr zugeordneten Hydromaschine der einen Verdrängereinheit über den entsprechenden Zu- und Rücklauf mit einem individuellen Druckmittelvolumenstrom beaufschlagt werden. Das ermöglicht eine sehr differenzierte und feine Steuerung des Pressenstößels. Vorzugsweise sind die Verdrängungsvolumina der beiden Hydromaschinen der einen Verdrängereinheit unabhängig voneinander verstellbar. Dabei kann eins der Verdrängungsvolumina unabhängig vom anderen Null sein.In a preferred embodiment, the other displacer unit also has a first hydraulic machine and a second hydraulic machine which can be coupled thereto, in particular coupled, via a drive shaft. Both first hydraulic machines and, via a second inlet and a second return, both first hydraulic machines can be fluidly connected to one another, in particular connected, via the first inlet and the first return. In addition, the second hydraulic machine of the one displacer unit has an adjustable displacement volume. In this way, each hydraulic machine of the other displacer unit can be acted upon by its associated hydraulic machine of a displacer unit via the corresponding supply and return with an individual pressure medium volume flow. This allows a very differentiated and fine control of the press ram. Preferably, the displacement volumes of the two hydraulic machines of a displacer unit are independently adjustable. One of the displacement volumes can be independent of the other zero.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind Verdrängungsvolumina der beiden Hydromaschinen der anderen Verdrängereinheit verschieden groß, wobei das Verdrängungsvolumen der ersten Hydromaschine größer als das der zweiten ist. Dadurch ist auf vorrichtungstechnisch einfache Weise ein Eil- und ein Kraftgang der Presse implementierbar, indem der ersten Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit der Kraftgang des Pressenstößels mit geringem Weg und hoher Presskraft und der zweiten Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit der Eilgang des Pressenstößels mit großem Weg und geringer Presskraft zugeordnet sein kann.In a particularly advantageous embodiment, displacement volumes of the two hydraulic machines of the other displacer unit have different sizes, wherein the displacement volume of the first hydraulic machine is greater than that of the second one. As a result, a rapid and a force cycle of the press can be implemented in device-friendly manner by the first hydraulic machine of the other displacer unit of the power stroke of the press ram with little travel and high pressing force and the second hydraulic machine of the other displacer unit of the rapid traverse of the press ram with a long travel and low pressing force can be assigned.

Als besonders dynamisch und flexibel steuerbar erweist sich die Presse, wenn in einer Weiterbildung das Verdrängungsvolumen der einen Verdrängereinheit derart verstellbar ist, dass bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine eine Förderrichtung der einen Verdrängereinheit umkehrbar ist. Dadurch sind eine Reversierbarkeit des Pressenstößels und ein Pendelhub möglich. Vorteilhaft ist, dass keine Schaltventile für eine Umkehr der Förderrichtung und damit der Bewegungs- oder Drehrichtung der anderen Verdrängereinheit nötig sind.The press proves to be particularly dynamic and flexibly controllable if, in a further development, the displacement volume of the one displacer unit is adjustable such that a conveying direction of the one displacer unit can be reversed given the same direction of rotation of the drive machine. This reversibility of the press ram and a pendulum stroke are possible. It is advantageous that no switching valves for a reversal of the conveying direction and thus the movement or direction of rotation of the other displacer unit are necessary.

Besonders bevorzugt, insbesondere zum letztgenannten Zweck, ist die eine Verdrängereinheit, oder zumindest eine von deren Hydromaschinen, als Einfach- oder Doppelaxialkolbenmaschine mit einer beidseitig einer Neutralstellung verschwenkbaren, insbesondere durchschwenkbaren, Schrägscheibe ausgestaltet. Die Neutralstellung zeichnet sich dadurch aus, dass an der Schrägscheibe abgestützte Arbeitskolben oder Arbeitszylinder der Axialkolbenmaschine keinen Arbeitshub durchführen und somit keine Förderung des Druckmittels erfolgt.Particularly preferred, in particular for the latter purpose, is the one displacer unit, or at least one of their hydraulic machines, designed as a single or double axial piston machine with a swiveling on both sides of a neutral position, in particular durchschwenkbaren, swash plate. The neutral position is characterized by the fact that supported on the swash plate working piston or cylinder of the Axial piston machine perform no stroke and thus no promotion of the pressure medium takes place.

Alternativ dazu kann jede der Verdrängereinheiten als Umfangsmaschine ausgestaltet sein oder eine oder mehrere als Umfangsmaschinen ausgestaltete Hydromaschinen aufweisen.Alternatively, each of the displacer units may be configured as a peripheral machine or may comprise one or more hydraulic machines designed as peripheral machines.

Hydromaschinen der genannten Bauformen sind bewährte und robuste hydraulische Standardkomponenten, die über ebenso bewährte Steuerungs-/Regelungseinrichtungen und -verfahren steuer-/regelbar sind. Durch sie sind ein stabiler Betrieb der Presse und ein geringer Wartungsaufwand gegeben.Hydromachines of the types mentioned are proven and robust standard hydraulic components that can be controlled via equally proven control / regulating devices and methods. Through them a stable operation of the press and a low maintenance are given.

Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine über wenigstens einen Elektromotor, insbesondere einen Drehstrommotor mit Frequenzumrichter, ausgebildet. Dabei kann die Antriebsmaschine auch modular, das heißt über mehr als einen Elektromotor ausgebildet sein.Preferably, the drive machine via at least one electric motor, in particular a three-phase motor with frequency converter is formed. In this case, the prime mover can also be modular, that is to say be formed by more than one electric motor.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die eine Verdrängereinheit über ein Schwungrad mit der Antriebsmaschine koppelbar, insbesondere gekoppelt. Auf diese Weise müssen auftretende oder benötigte Kraftspitzen der Presskraft nicht unmittelbar von der Antriebsmaschine sondern können über die kinetische Energie des Schwungrades abgedeckt werden. Die Antriebsmaschine kann dadurch kleiner ausgelegt und/oder mit weniger Kühlaufwand betrieben werden. Das Schwungrad in Kombination mit der einen Verdrängereinheit bietet zudem eine bewährte Lösung der hydromechanischen Energierückgewinnung ohne Kondensatoren oder andere elektrische Vorrichtungen.In a particularly advantageous development, the one displacer unit can be coupled to the drive machine via a flywheel, in particular coupled. In this way, occurring or required force peaks of the pressing force not directly from the prime mover but can be covered by the kinetic energy of the flywheel. The prime mover can thereby be designed smaller and / or operated with less cooling. The flywheel in combination with the one displacement unit also offers a proven solution of hydromechanical energy recovery without capacitors or other electrical devices.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die eine Verdrängereinheit wie vorbeschrieben durchschwenkbar ausgestaltet ist, ihre Förderrichtung bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine also umkehrbar ist. Dann kann ein Abbremsen des Pressenstößels am Ende eines Pressenhubes durch das Durchschwenken erfolgen. Die andere Verdrängereinheit geht dabei vom Motor- in den Pumpenbetrieb über und treibt die eine Verdrängereinheit an. Diese treibt wiederum das Schwungrad an, wodurch Energie zurückgewonnen wird.A particular advantage is obtained if the one displacement unit is designed as pivotable as described above, its conveying direction is thus reversible with the same direction of rotation of the drive machine. Then, a deceleration of the press ram at the end of a Pressenhubes done by swinging through. The other displacer unit goes from engine to pump operation and drives the one displacer unit. This in turn drives the flywheel, which recovers energy.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Presse wenigstens einen Hydrozylinder auf, an dem ein Ziehkissen der Presse abstützbar, insbesondere abgestützt ist. Für eine Rückgewinnung von Pressenarbeit/-energie ist dabei ein Druckraum des Hydrozylinders mit einer weiteren Hydromaschine in Druckmittelverbindung bringbar, die in einer ersten Variante über eine weitere Triebwelle mit der Antriebsmaschine oder in einer zweiten Variante mit einer Elektromaschine koppelbar ist. So kann die Rückgewinnung für die erste Variante durch eine hydromechanische Antriebsunterstützung der Antriebsmaschine und für die zweite Variante hydromechanisch/elektromechanisch durch eine Wandlung von Pressenarbeit in elektrische Energie erfolgen. Im letztgenannten Fall kann die elektrische Energie in ein Netz zur anderweitigen Verwendung oder, sofern auch die Antriebsmaschine als eine Elektromaschine ausgebildet ist, der Antriebsmaschine zugespeist werden.In a preferred development, the press has at least one hydraulic cylinder on which a die cushion of the press can be supported, in particular supported. For a recovery of press work / energy while a pressure chamber of the hydraulic cylinder with another hydraulic machine in pressure medium connection can be brought, which can be coupled in a first variant via a further drive shaft with the drive machine or in a second variant with an electric machine. Thus, the recovery for the first variant by a hydromechanical drive support the prime mover and for the second variant hydromechanical / electromechanical effected by a conversion of press work into electrical energy. In the latter case, the electrical energy in a network for other use or, if the drive machine is designed as an electric machine, the prime mover can be fed.

Die hydraulische Presse kann derart ausgestaltet sein, dass über ein Handrad ein Tryout Betrieb ermöglicht ist.The hydraulic press can be designed in such a way that a tryout operation is made possible by means of a handwheel.

Die vorbeschriebene Steuereinheit weist vorzugsweise eine Speichereinheit auf, in der ein Steuerverfahren mit einem Sollprofil der Stößelgeschwindigkeit abgelegt ist. Vorzugsweise weist die Steuereinheit zudem eine Prozessoreinheit auf, in der das Steuerverfahren ausführbar ist, wobei das Sollprofil durch eine entsprechende Ansteuerung einer Verstellvorrichtung der einen oder beider Verdrängereinheiten nachgefahren werden kann.The above-described control unit preferably has a memory unit in which a control method with a desired profile of the ram speed is stored. Preferably, the control unit also has a processor unit, in which the control method can be executed, wherein the desired profile can be traced by a corresponding control of an adjustment of the one or both displacement units.

Die andere Verdrängereinheit kann alternativ zur genannten Bauform der Umfangs- oder Kolbenmaschine als ein doppeltwirkender Differentialzylinder ausgebildet sein.The other displacer unit can be designed as a double-acting differential cylinder as an alternative to the aforementioned design of the peripheral or piston machine.

Für die Presse ist ein Überlastschutz durch eine Maximaldruckabsicherung in der Zulaufleitung vorrichtungstechnisch einfach über ein Druckbegrenzungsventil bereitstellbar.For the press overload protection by a maximum pressure protection in the supply line device technology is simply provided via a pressure relief valve.

Die erste und/oder zweite Hydromaschine weist vorzugsweise je ein Gruppe hydrostatischer Arbeitsräume auf, von denen jeder alternierend mit dem der Hydromaschine zugeordneten Zulauf und Rücklauf fluidisch verbindbar ist.The first and / or second hydraulic machine preferably each has a group of hydrostatic working spaces, each of which can be fluidly connected in alternation with the inlet and return associated with the hydraulic machine.

Weist die eine und/oder die andere Verdrängereinheit zwei Hydromaschinen auf, so können diese gemeinsamen in einem Gehäuse der entsprechenden Verdrängereinheit angeordnet sein oder jede Hydromaschine weist ein eigenes Gehäuse auf.If the one and / or the other displacer unit has two hydraulic machines, then these can be arranged together in a housing of the corresponding displacer unit, or each hydraulic machine has its own housing.

Im Folgenden werden fünf Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydraulischen Presse anhand von fünf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenIn the following, five embodiments of a hydraulic press according to the invention are explained in more detail with reference to five drawings. Show it

1 einen hydraulischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, 1 a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of a hydraulic press,

2 einen hydraulischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, 2 a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of a hydraulic press,

3 einen hydraulischen Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, 3 a hydraulic circuit diagram of a third embodiment of a hydraulic press,

4 einen hydraulischen Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, und 4 a hydraulic circuit diagram of a fourth embodiment of a hydraulic press, and

5 einen hydraulischen Schaltplan eines fünften Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse. 5 a hydraulic circuit diagram of a fifth embodiment of a hydraulic press.

Gemäß 1 hat eine hydraulische Presse 1 eine Verdrängereinheit 2 und eine andere Verdrängereinheit 4. Die Verdrängereinheiten 2, 4 sind über einen ersten Zulauf 6 und einen ersten Rücklauf 8, beide sind als Druckmittelleitungen ausgestaltet, in einem geschlossenen hydraulischen Kreis angeordnet. Die eine Verdrängereinheit 2 ist über eine Triebwelle 10 mit einem Schwungrad 12 drehfest verbunden, beziehungsweise gekoppelt. Das Schwungrad 12 ist über eine weitere Triebwelle 14 mit einer an einem Maschinenträger 16 befestigten Antriebsmaschine, die als Elektromotor 18 ausgestaltet ist, gekoppelt.According to 1 has a hydraulic press 1 a displacer unit 2 and another displacer unit 4 , The displacer units 2 . 4 are over a first inflow 6 and a first return 8th Both are designed as pressure medium lines, arranged in a closed hydraulic circuit. The one displacer unit 2 is about a shoot shaft 10 with a flywheel 12 rotatably connected, or coupled. The flywheel 12 is about another shoot 14 with one on a machine carrier 16 fixed drive machine, which as electric motor 18 is designed, coupled.

Die andere Verdrängereinheit 4 ist über eine Triebwelle 20 mit einem Pressenstößel 22 gekoppelt. Dieser weist zur Wandlung der Drehbewegung der Triebwelle in eine Linearbewegung eine Pleuelanordnung und ein Koppelgetriebe (nicht dargestellt) auf. Der erste Zulauf 6 und der erste Rücklauf 8 sind über ein 2/2-Wege-Sitzventil 24 in Druckmittelverbindung bringbar. Das Ventil 24 ist dabei über eine Feder in eine Durchflussstellung vorgespannt und ist elektromagnetisch in seine Sperrstellung betätigbar. Das Ventil 24 kann so bei Stromausfall eine Notfunktion durch hydraulisches Kurzschließen des ersten Zulaufs 6 mit dem ersten Rücklauf 8 erfüllen.The other displacer unit 4 is about a shoot shaft 20 with a press ram 22 coupled. This has for converting the rotational movement of the drive shaft in a linear movement, a connecting rod assembly and a coupling mechanism (not shown). The first feed 6 and the first return 8th are over a 2/2-way seat valve 24 Can be brought in pressure medium connection. The valve 24 is biased by a spring in a flow position and is electromagnetically actuated in its blocking position. The valve 24 Thus, in the event of a power failure, an emergency function can be achieved by hydraulic short-circuiting of the first inlet 6 with the first return 8th fulfill.

Sowohl der erste Zulauf 6 als auch der erste Rücklauf 8 sind mit einem Nachsaugrückschlagventil 26 verbunden, über das sie mit einem Tank oder einem anderen Druckmittelreservoir verbindbar sind.Both the first inlet 6 as well as the first return 8th are with a Nachsaugrückschlagventil 26 connected, via which they are connectable to a tank or other pressure medium reservoir.

Erfindungsgemäß ist die eine Verdrängereinheit 2 mit verstellbarem Verdrängungsvolumen ausgestaltet. Sie ist als einfache Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet. Zur Erfassung eines Schwenkwinkels der Schrägscheibe weist sie einen Schwenkwinkelsensor 28 auf.According to the invention, the one displacer unit 2 designed with adjustable displacement. It is designed as a simple axial piston machine in swash plate construction with swing-swash plate. For detecting a swivel angle of the swash plate, it has a swivel angle sensor 28 on.

In einem bestimmungsgemäßen Betrieb der Presse 1 ist der Elektromotor 18 bestromt und treibt über die Triebwelle 14 das Schwungrad 12 und über die Triebwelle 10 die eine Verdrängereinheit 2 an. Diese fördert im Pumpenbetrieb Druckmittel vom ersten Rücklauf 8 in den ersten Zulauf 6, wodurch im geschlossenen hydraulischen Kreis die andere Verdrängereinheit 4 im Motorbetrieb die Triebwelle 20 antreibt. Diese treibt über eine nicht dargestellte Pressenwelle und die Pleuel den Pressenstößel 22 an, so dass dieser einen Hub ausführt. Dabei besteht die Anforderung, zur Erreichung einer gewünschten Qualität des zu pressenden Bauteils ein Sollprofil der Presskraft und der Geschwindigkeit des Pressenstößels 22 in Abhängigkeit der Zeit oder des Hubes nachzufahren. Die Sollprofile sind in einer nicht dargestellten Steuereinheit der Presse 1 hinterlegt und werden im bestimmungsgemäßen Betrieb der Presse 1 über eine entsprechende Ansteuerung einer Stellvorrichtung (nicht dargestellt) der einen Verdrängereinheit 2 nachgefahren. Dabei dient der Schwenkwinkelsensor 28 und eine nicht dargestellte Sensorik am Pressenstößel 22 der Erfassung der Istwerte, die in die Steuerung eingehen.In a normal operation of the press 1 is the electric motor 18 energized and drives over the drive shaft 14 the flywheel 12 and about the shoot shaft 10 the one displacer unit 2 at. This promotes pumping fluid pressure medium from the first return 8th in the first inflow 6 , whereby in the closed hydraulic circuit the other displacer unit 4 in motor operation, the drive shaft 20 drives. This drives the press ram via a press shaft, not shown, and the connecting rods 22 so that it executes a stroke. There is a requirement to achieve a desired quality of the component to be pressed, a desired profile of the pressing force and the speed of the press ram 22 depending on the time or the stroke nachzufahren. The nominal profiles are in a control unit, not shown, of the press 1 deposited and are in the intended operation of the press 1 via a corresponding control of an adjusting device (not shown) of the one displacer unit 2 traced. In this case, the swivel angle sensor is used 28 and a sensor, not shown, on the press ram 22 the acquisition of the actual values which enter into the control.

Besonders vorteilhaft ist, dass zur vorbeschriebenen Steuerung, anders als beim Stand der Technik, keine Drosselung des Druckmittelvolumenstroms im ersten Zulauf 8 erfolgen muss. Die Steuerung des Druckmittelvolumenstroms erfolgt ausschließlich über die Ansteuerung beziehungsweise Verstellung des Verdrängungsvolumens der einen Verdrängereinheit 2 und somit druckverlustarm.It is particularly advantageous that the above-described control, unlike in the prior art, no throttling of the pressure medium volume flow in the first inlet 8th must be done. The control of the pressure medium volume flow takes place exclusively via the control or adjustment of the displacement volume of the one displacer unit 2 and thus low pressure loss.

Für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele 2 bis 5 gilt, dass lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel näher eingegangen wird. Ansonsten entsprechen sie dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei sind Bauteile oder Komponenten, die über die Ausführungsbeispiele hinweg gleich ausgebildet sind, mit gleichbleibendem Bezugszeichen versehen.For the embodiments described below 2 to 5 applies that only the differences from the first embodiment will be discussed in more detail. Otherwise, they correspond to the first embodiment. In this case, components or components which are formed over the embodiments of the same time, provided with the same reference numerals.

Eine Presse 101 hat gemäß 2 einen Elektromotor 130 der über eine nicht dargestellte Triebwelle mit der anderen Verdrängereinheit 4 gekoppelt ist. Der Elektromotor 130 ist dabei als Torque-Servomotor ausgestaltet. Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass für unterschiedliche Gangarten der Presse entweder die andere Verdrängereinheit 4 oder der Elektromotor 130 oder beide zusammen zur Stößelbewegung beitragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 130 klein, beziehungsweise leistungsschwach und übernimmt die Funktion eines Eilganges, bei dem der Pressenstößel 22 mit wenig Kraft aber hoher Geschwindigkeit hin zum Ziehkissen bewegt wird. Während des Eilgangs sind der Elektromotor 18 und die eine Verdrängereinheit 2 entweder derart angesteuert, dass die andere Verdrängereinheit 4 ein Geschwindigkeitsprofil des Elektromotors 130 ohne Widerstand mit abfährt, oder die andere Verdrängereinheit 4 ist von der Triebwelle 20 entkoppelt, so dass sie der Elektromotor 130 nicht mitschleppen muss. Geht der Eilgang in einen Kraftgang über, bei dem mit geringerer Geschwindigkeit aber hoher Presskraft das Bauteil abgepresst wird, so übernimmt dies die andere Verdrängereinheit 4 in bereits beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschriebener Weise.A press 101 has according to 2 an electric motor 130 via an unillustrated drive shaft with the other displacer unit 4 is coupled. The electric motor 130 is designed as a torque servo motor. Advantage of this embodiment is that for different gaits of the press either the other displacer unit 4 or the electric motor 130 or both together contribute to the ram motion. In the illustrated embodiment, the electric motor 130 small, or underachieving and takes over the function of a rapid traverse, in which the press ram 22 is moved with little force but high speed towards the die cushion. During the rapid traverse are the electric motor 18 and the one displacer unit 2 either driven so that the other displacer unit 4 a speed profile of the electric motor 130 without resistance, or the other displacer unit 4 is from the shoot shaft 20 decoupled so that they are the electric motor 130 do not have to lug. If the rapid traverse over into a force passage in which the component is pressed off at a lower speed but with a high pressing force, this assumes the other displacement unit 4 in already in the first embodiment according to 1 described manner.

Abweichend von den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen hat eine Presse 201 gemäß 3 eine Verdrängereinheit 202 und eine andere Verdrängereinheit 204, die jeweils zwei miteinander über eine Triebwelle (nicht dargestellt) gekoppelte Hydromaschinen aufweisen. Die Verdrängereinheiten 202, 204 sind somit als Doppelmaschinen ausgestaltet. Die eine Verdrängereinheit 202 hat eine erste Hydromaschine 232 und eine zweite Hydromaschine 234. Beide sind, wie auch die eine Verdrängereinheit 2 der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, jeweils als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und haben jeweils den bereits erwähnten Schwenkwinkelsensor 28 zur Erfassung des Schwenkwinkels.Notwithstanding the embodiments shown so far has a press 201 according to 3 a displacer unit 202 and another displacer unit 204 , each having two with each other via a drive shaft (not shown) coupled hydraulic machines. The displacer units 202 . 204 are thus configured as a double machine. The one displacer unit 202 has a first hydraulic machine 232 and a second hydraulic machine 234 , Both are, as well as the one displacement unit 2 the previous embodiments, each designed as an axial piston machine in swash plate design with swivel swash plate and each have the aforementioned pivot angle sensor 28 for detecting the swivel angle.

Die andere Verdrängereinheit 204 hat eine erste Hydromaschine 236 und eine über eine Triebwelle (nicht dargestellt) mit dieser gekoppelte zweite Hydromaschine 238. Beide sind jeweils, ebenso wie die andere Verdrängereinheit 4 der vorangegangenen Ausführungsbeispiele, als Axialkolbenmaschine mit konstantem Verdrängungsvolumen ausgestaltet.The other displacer unit 204 has a first hydraulic machine 236 and a second hydraulic machine coupled thereto via a drive shaft (not shown) 238 , Both are each, as well as the other displacer unit 4 of the preceding embodiments, configured as an axial piston machine with a constant displacement volume.

Die beiden ersten Hydromaschinen 232, 236 sind über den ersten Zulauf 6 und den ersten Rücklauf 8 fluidisch miteinander verbunden. Die beiden zweiten Hydromaschinen 234 und 238 sind über einen zweiten Zulauf 207 und einen zweiten Rücklauf 209 fluidisch miteinander verbunden. Der zweite Zulauf 207 und der zweite Rücklauf 209 sind jeweils über ein bereits beschriebenes Nachsaugrückschlagventil 26 mit einem Tank oder einem anderen Druckmittelreservoir zum Zwecke der Druckmittelnachsaugung verbindbar. Analog zum über den ersten Zulauf 6 und den ersten Rücklauf 8 ausgebildeten hydraulischen Kreis, ist der zweite Zulauf 207 mit dem zweiten Rücklauf 209 über ein bereits beschriebenes 2/2-Wege-Sitzventil 24 verbindbar.The first two hydraulic machines 232 . 236 are about the first inflow 6 and the first return 8th fluidly connected. The two second hydraulic machines 234 and 238 are via a second inlet 207 and a second return 209 fluidly connected. The second inlet 207 and the second return 209 are each about an already described Nachsaugrückschlagventil 26 connectable with a tank or other pressure medium reservoir for the purpose of Druckmittelnachsaugung. Analogous to the first inlet 6 and the first return 8th trained hydraulic circuit, is the second inlet 207 with the second return 209 via an already described 2/2-way seat valve 24 connectable.

Ziel des zweiten geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ist dasselbe, wie es bereits beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 mit Hilfe des Elektromotors 130 verfolgt wird. Es gilt, an den Eil- und Kraftgang des Pressenstößels 22 angepasste hydraulische Antriebsmaschinen bereitzustellen. Über die erste Hydromaschine 232 der einen Verdrängereinheit 202, den ersten Zulauf 6, die erste Hydromaschine 236 der anderen Verdrängereinheit 204 und den ersten Rücklauf 8 kann der vorbeschriebene Kraftgang und über die zweite Hydromaschine 234 der einen Verdrängereinheit 202, den zweiten Zulauf 207, die zweite Hydromaschine 238 der anderen Verdrängereinheit 204 und den zweiten Rücklauf 209 kann der vorbeschriebene Eilgang bereitgestellt werden. Demgemäß ist die zweite Hydromaschine 238 mit kleinerem Verdrängungsvolumen als die erste Hydromaschine 236 ausgestaltet.The aim of the second closed hydraulic circuit is the same, as already in the embodiment according to 2 with the help of the electric motor 130 is pursued. It applies to the express and power of the press ram 22 to provide adapted hydraulic drive machines. About the first hydraulic machine 232 the one displacer unit 202 , the first inflow 6 , the first hydraulic machine 236 the other displacer unit 204 and the first return 8th can the above-described power gear and the second hydraulic machine 234 the one displacer unit 202 , the second inflow 207 , the second hydraulic machine 238 the other displacer unit 204 and the second return 209 the above-described rapid traverse can be provided. Accordingly, the second hydraulic machine 238 with smaller displacement than the first hydraulic machine 236 designed.

Im in 4 gezeigten, vierten Ausführungsbeispiel weist die andere Verdrängereinheit 4 ein besonders großes Verdrängungsvolumen auf. Um dennoch eine ausreichende Stößelgeschwindigkeit erreichen zu können, muss eine mit der Antriebsmaschine 18 gekoppelte Verdrängereinheit einen großen Druckmittelvolumenstrom bereitstellen können. Hierzu bieten sich prinzipiell mehrere Möglichkeiten an: Einerseits kann eine entsprechend große, einfache Verdrängereinheit konzipiert und gebaut werden, die dem Druckmittelbedarf genügt, andererseits können zwei oder mehrere kleinere Hydromaschinen gekoppelt und fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf 6 und dem ersten Rücklauf 8 verbunden werden. Letztere Lösung wurde für das vierte Ausführungsbeispiel gemäß 4 gewählt. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel hat eine Presse 301 daher anstatt der Verdrängereinheit 2 gemäß 1 eine Verdrängereinheit 202 mit der ersten Hydromaschine 232 und der zweiten Hydromaschine 234. Anders als beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind nun jedoch beide Hydromaschinen 232, 234 mit dem ersten Zulauf 6 und dem ersten Rücklauf 8 fluidisch verbunden, so dass analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 nur ein geschlossener hydraulischer Kreis ausgebildet ist. Somit ist die andere Verdrängereinheit 4 über beide Hydromaschinen 232, 234 mit Druckmittel beauschlagbar. Vorteil hierbei ist, dass bestehende, bewährte Standardhydromaschinen modular zusammengeschaltet sind. Auf diese Weise sind Aufwände in der Konzeptionierung, der Planung, der Montage und der Wartung der Presse 301 minimiert.Im in 4 shown fourth embodiment, the other displacement unit 4 a particularly large displacement volume. In order to still achieve a sufficient ram speed, one must with the prime mover 18 coupled displacer unit can provide a large pressure medium volume flow. In principle, there are several possibilities: On the one hand, a correspondingly large, simple displacer unit can be designed and built that meets the pressure medium requirement, on the other hand, two or more smaller hydraulic machines coupled and fluidly parallel with the first inlet 6 and the first return 8th get connected. The latter solution was according to the fourth embodiment 4 selected. Deviating from the first embodiment has a press 301 therefore instead of the displacer unit 2 according to 1 a displacer unit 202 with the first hydraulic machine 232 and the second hydraulic machine 234 , Unlike the third embodiment according to 3 but now both are hydromachines 232 . 234 with the first feed 6 and the first return 8th fluidly connected, so that analogous to the first embodiment according to 1 only a closed hydraulic circuit is formed. Thus, the other displacer unit 4 over both hydraulic machines 232 . 234 beauchlagbar with pressure medium. Advantage here is that existing, proven standard hydraulic machines are interconnected modular. In this way there are expenses in conception, planning, installation and maintenance of the press 301 minimized.

Abweichend von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist in 4 auch ein Ziehkissen 340 der Presse 301 gezeigt. Das Ziehkissen 340 hat einen als doppelt wirkenden Differentialzylinder ausgebildeten Hydrozylinder 342, in dem ein Kolben 344 mit einseitiger Kolbenstange 346 verschieblich angeordnet ist. Ein vom Kolben 344 und der Kolbenstange 346 begrenzter Ringraum 348 ist mit einem hydrostatischen Druckmittelspeicher 350 fluidisch verbunden. Über diesen kann eine Vorbeschleunigung des zu pressenden Bauteils zur Verringerung von Kraftspitzen beim Auftreffen des Pressenstößels erfolgen.Notwithstanding the preceding embodiments is in 4 also a drawing cushion 340 the press 301 shown. The drawing cushion 340 has a designed as a double-acting differential cylinder hydraulic cylinder 342 in which a piston 344 with one-sided piston rod 346 slidably arranged. One from the piston 344 and the piston rod 346 limited annulus 348 is with a hydrostatic pressure fluid reservoir 350 fluidly connected. About this can be carried out a pre-acceleration of the component to be pressed to reduce force peaks when hitting the press ram.

Vom Kolben 344 ist weiterhin ein Druckraum 352 begrenzt, der über eine Druckmittelleitung 354 mit einer weiteren Hydromaschine 356 fluidisch verbunden ist. Auch diese ist als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit verschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und hat einen Schwenkwinkelsensor 28. Sie ist im offenen hydraulischen Kreis mit einem Tank T verbunden.From the piston 344 is still a pressure room 352 limited, the via a pressure medium line 354 with another hydraulic machine 356 is fluidically connected. This is also designed as an axial piston machine in swash plate design with swivel swash plate and has a swivel angle sensor 28 , It is connected to a tank T in the open hydraulic circuit.

Über die Druckmittelleitung 354 und die Hydromaschine 356 ist auf vorrichtungstechnisch einfache Weise Pressenarbeit, beziehungsweise Pressenergie, die vom Pressenstößel 22 auf die Kolbenstange 346 und den Kolben 344 übertragen wird, rekuperierbar. Hierzu ist die Hydromaschine 356 über eine Triebwelle 358 mit dem Elektromotor 18 gekoppelt. Andererseits kann der Elektromotor 18 die Hydromaschine 356 über die Triebwelle 358 antreiben, so dass Druckmittel in den Druckraum 352 gefördert wird und der Kolben 344 in seine Ausgangslage vor einem Pressenhub zurückgeschoben werden kann. Eine Richtungsumkehr des Druckmittelvolumenstroms in der Druckleitung 354 erfolgt dabei einfach über ein Durchschwenken der Schrägscheibe der Hydromaschine 356. About the pressure medium line 354 and the hydraulic machine 356 is on device technology simple way press work, or press energy from the press ram 22 on the piston rod 346 and the piston 344 is transmitted, recuperable. This is the hydraulic machine 356 over a drive shaft 358 with the electric motor 18 coupled. On the other hand, the electric motor 18 the hydraulic machine 356 over the drive shaft 358 drive, allowing pressure medium in the pressure chamber 352 is promoted and the piston 344 can be pushed back to its original position before a press stroke. A direction reversal of the pressure medium volume flow in the pressure line 354 takes place simply by swinging through the swash plate of the hydraulic machine 356 ,

Prinzipiell sind auch die ersten drei gezeigten Ausführungsbeispiele um die in 4 gezeigten Komponenten zur Energierückgewinnung erweiterbar.In principle, the first three exemplary embodiments shown are also those in FIG 4 shown components for energy recovery expandable.

Das fünfte und letzte Ausführungsbeispiel einer Presse 401 gemäß 5 entspricht bis auf die Ausgestaltung der Energierückgewinnung dem Ausführungsbeispiel gemäß 4. Anders als bei diesem erfolgt die Energierückgewinnung im fünften Ausführungsbeispiel nicht alleine auf einem hydromechanischem, sondern zusätzlich auf einem elektromechanischen Weg. Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß 4 weist die Presse 401 gemäß 5 einen modifizierten Elektromotor 418 auf. Dieser ist mit einer Elektromaschine 460 über eine elektrische Leitung 462 verbunden. Die Elektromaschine 460 ist über eine Triebwellenanordnung 464 mit einer Hydromaschine 468 gekoppelt, die mit einem Druckmittelanschluss mit dem Druckraum 352 und mit ihrem anderen Druckmittelanschluss mit einem Tank T verbunden ist. Die Hydromaschine 468 ist als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und weist zur Messung eines Schwenkwinkels einen Schwenkwinkelsensor 28 auf. Fluidisch parallel zur Hydromaschine 468 ist in einer Druckmittelleitung 470 ein 2/2-Proportional-Wege-Sitzventil 472 in Servobauweise angeordnet. Dabei ist ein Arbeitsanschluss des Ventils 472 mit dem Druckraum 352 und der andere Arbeitsanschluss des Ventils 472 mit dem Tank T fluidisch verbunden. Über das Ventil 472 kann eine Bypassströmung vom Druckraum 352 unter Umgehung der Hydromaschine 468 direkt zum Tank T ausgebildet werden. Dies dient einem Abbau von möglichen Druckspitzen beim Pressvorgang und kann die Qualität des Kraft- und Geschwindigkeitsprofils des Ziehkissens 340 und damit die Teilequalität verbessern.The fifth and final embodiment of a press 401 according to 5 corresponds to the embodiment of the energy recovery except for the embodiment 4 , Unlike this, the energy recovery in the fifth embodiment is not only on a hydromechanical, but in addition to an electromechanical way. Notwithstanding the embodiment according to 4 rejects the press 401 according to 5 a modified electric motor 418 on. This one is with an electric machine 460 via an electrical line 462 connected. The electric machine 460 is via a drive shaft arrangement 464 with a hydraulic machine 468 coupled with a pressure medium connection to the pressure chamber 352 and is connected to a tank T with its other fluid port. The hydraulic machine 468 is designed as an axial piston machine in swash plate design with swivel swash plate and has a swivel angle sensor for measuring a swivel angle 28 on. Fluidic parallel to the hydraulic machine 468 is in a pressure medium line 470 a 2/2-way proportional seat valve 472 arranged in servo construction. Here is a working port of the valve 472 with the pressure room 352 and the other working port of the valve 472 fluidly connected to the tank T. About the valve 472 can be a bypass flow from the pressure chamber 352 bypassing the hydraulic machine 468 be formed directly to the tank T. This serves to reduce possible pressure peaks during the pressing process and can reduce the quality of the force and speed profile of the die cushion 340 and thus improve the part quality.

Die Energierückgewinnung erfolgt gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel derart, dass über den vom Pressenstößel 22 niedergedrückten Kolben 344 Druckmittel aus dem Druckraum 352 verdrängt wird und, sofern das Ventil 472 nicht vollständig geöffnet ist und die Hydromaschine 472 einen Schwenkwinkel ungleich Null aufweist, über die Hydromaschine 468 das verdrängte Druckmittel vom Hochdruck hin zum Tankdruck entspannt wird. Dabei treibt die Hydromaschine 468 über die Triebwellenanordnung 464 die Elektromaschine 460 an, die im Generatorbetrieb über die elektrische Leitung 462 elektrische Leistung an die Antriebsmaschine 418 abgeben kann.The energy recovery takes place according to the fifth embodiment such that on the press ram 22 depressed piston 344 Pressure medium from the pressure chamber 352 is displaced and, provided the valve 472 not fully open and the hydraulic machine 472 has a swing angle not equal to zero, via the hydraulic machine 468 the displaced pressure medium is released from the high pressure to the tank pressure. This drives the hydraulic machine 468 via the drive shaft arrangement 464 the electric machine 460 in the generator mode via the electrical line 462 electrical power to the prime mover 418 can deliver.

Auch das in 5 gezeigte Konzept der Energierückgewinnung kann auf die bisher gezeigten Ausführungsbeispiele gemäß den 1 bis 4 angewendet werden.Also in 5 shown concept of energy recovery can on the previously shown embodiments according to the 1 to 4 be applied.

Die Pressen 1; 101; 201; 301 und 401 können beispielsweise mit zwanzig bis dreißig Hüben pro Minute betrieben werden. Eine bevorzugte Übersetzung zwischen dem Pressenstößel 22 und der anderen Verdrängereinheit 4; 204 ist dabei etwa 1:5. Daraus folgt, dass die andere Verdrängereinheit 4; 204 mit etwa 100 bis 150 U/min laufen muss. Dazu ist sie als sogenannter Langsamläufer ausgestaltet.The presses 1 ; 101 ; 201 ; 301 and 401 For example, they can be operated at twenty to thirty strokes per minute. A preferred translation between the press ram 22 and the other displacer unit 4 ; 204 is about 1: 5. It follows that the other displacer unit 4 ; 204 must run at about 100 to 150 rev / min. For this purpose, it is designed as a so-called slow runner.

Die eine Verdrängereinheit 2; 202 sollte hingegen mit einer höheren Drehzahl betrieben werden, etwa 1500 bis 2000 U/min, um einerseits einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen und um andererseits mit einer vergleichsweise geringen Masse des Schwungrades 12 eine ausreichend hohe kinetische Energie bereitstellen zu können.The one displacer unit 2 ; 202 however, should be operated at a higher speed, about 1500 to 2000 rpm, on the one hand to achieve high efficiency and on the other hand with a comparatively low mass of the flywheel 12 to provide a sufficiently high kinetic energy.

Offenbart ist eine hydraulische Presse mit zwei Verdrängereinheiten, von denen eine mit einer Antriebsmaschine und die andere mit einem Pressenstößel koppelbar ist. Zumindest die eine Verdrängereinheit weist dabei ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf.Disclosed is a hydraulic press with two displacement units, one of which is coupled to a prime mover and the other with a press ram. At least one displacer unit has an adjustable displacement volume.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1; 101; 201; 301; 4011; 101; 201; 301; 401
hydraulische Pressehydraulic press
2; 2022; 202
eine Verdrängereinheita displacer unit
4; 2044; 204
andere Verdrängereinheitother displacement unit
66
Erster ZulaufFirst feed
88th
Erster RücklaufFirst return
1010
Triebwelledrive shaft
1212
Schwungradflywheel
1414
Triebwelledrive shaft
1616
Maschinenträgermachine support
18; 41818; 418
Antriebsmaschineprime mover
2020
Triebwelledrive shaft
2222
Pressenstößelpress ram
2424
2/2-Wege-Sitzventil2/2-way poppet valve
2626
Rückschlagventilcheck valve
2828
SchwenkwinkelsensorSwing angle sensor
130130
Elektromotorelectric motor
207 207
Zweiter ZulaufSecond feed
209209
Zweiter RücklaufSecond return
232232
Erste HydromaschineFirst hydraulic machine
234234
Zweite HydromaschineSecond hydraulic machine
236236
Erste HydromaschineFirst hydraulic machine
238238
Zweite HydromaschineSecond hydraulic machine
340340
Ziehkissencushion
342342
Hydrozylinderhydraulic cylinders
344344
Kolbenpiston
346346
Kolbenstangepiston rod
348348
Ringraumannulus
350350
Hydrospeicherhydraulic accumulator
352352
Druckraumpressure chamber
354354
DruckmittelleitungPressure medium line
356356
Hydromaschinehydromachine
358358
Triebwelledrive shaft
460460
Hydromaschinehydromachine
462462
DruckmittelleitungPressure medium line
464464
TriebwellenanordnungDrive shaft arrangement
468468
Hydromaschinehydromachine
470470
DruckmittelleitungPressure medium line
472472
2/2-Proportional-Wege-Sitzventil2/2-way proportional directional poppet valve

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • CH 681872 A5 [0003] CH 681872 A5 [0003]

Claims (12)

Hydraulische Presse mit zwei hydrostatischen Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204), die über einen ersten Zulauf (6; 207) und einen ersten Rücklauf (8; 209) fluidisch miteinander verbindbar sind, wobei zur Erzeugung einer Presskraft eine (2; 202) der beiden Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204) mit einer Antriebsmaschine (18; 418) und die andere (4; 204) der beiden Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204) mit einem Pressenstößel (22) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrängungsvolumen zumindest der einen Verdrängereinheit (2; 202) verstellbar ist.Hydraulic press with two hydrostatic displacement units ( 2 . 4 ; 202 . 204 ), which have a first inflow ( 6 ; 207 ) and a first return ( 8th ; 209 ) are fluidically connectable to each other, wherein for generating a pressing force a ( 2 ; 202 ) of the two displacement units ( 2 . 4 ; 202 . 204 ) with a prime mover ( 18 ; 418 ) and the other one ( 4 ; 204 ) of the two displacement units ( 2 . 4 ; 202 . 204 ) with a press ram ( 22 ), characterized in that a displacement volume of at least one displacer unit ( 2 ; 202 ) is adjustable. Presse nach Patentanspruch 1, wobei die andere Verdrängereinheit (4; 204) ein konstantes Verdrängungsvolumen aufweist.Press according to claim 1, wherein the other displacer unit ( 4 ; 204 ) has a constant displacement volume. Presse nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die andere Verdrängereinheit (4) über eine Triebwelle mit einem Elektromotor (130) koppelbar ist.Press according to claim 1 or 2, wherein the other displacer unit ( 4 ) via a drive shaft with an electric motor ( 130 ) can be coupled. Presse nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die eine Verdrängereinheit (202) eine erste hydrostatische Hydromaschine (232) und eine, mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, zweite hydrostatische Hydromaschine (234) hat, von denen wenigstens die erste (232) ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.Press according to one of the claims 1 to 3 , wherein the one displacer unit ( 202 ) a first hydrostatic hydraulic machine ( 232 ) and, with this via a drive shaft coupled, second hydrostatic hydraulic machine ( 234 ), of which at least the first ( 232 ) has an adjustable displacement volume. Presse nach Patentanspruch 4, wobei die erste Hydromaschine (232) und die zweite Hydromaschine (234) der einen Verdrängereinheit (202) fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf (6) und dem ersten Rücklauf (8) verbindbar sind.Press according to claim 4, wherein the first hydraulic machine ( 232 ) and the second hydraulic machine ( 234 ) of a displacer unit ( 202 ) fluidly in parallel with the first inlet ( 6 ) and the first return ( 8th ) are connectable. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die andere Verdrängereinheit (4) genau eine Hydromaschine hat.Press according to one of the preceding claims, wherein the other displacer unit ( 4 ) has exactly one hydraulic machine. Presse nach Patentanspruch 4, wobei die andere Verdrängereinheit (204) eine erste Hydromaschine (236) und eine mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, zweite Hydromaschine (238) hat, und wobei über den ersten Zulauf (6) und den ersten Rücklauf (8) beide ersten Hydromaschinen (232, 236) und über einen zweiten Zulauf (207) und einen zweiten Rücklauf (209) beide zweiten Hydromaschinen (234, 238) fluidisch miteinander verbindbar sind, und wobei die zweite Hydromaschine (234) der einen Verdrängereinheit (202) ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.Press according to claim 4, wherein the other displacer unit ( 204 ) a first hydraulic machine ( 236 ) and with this via a drive shaft coupled, second hydraulic machine ( 238 ), and wherein over the first feed ( 6 ) and the first return ( 8th ) both first hydromachines ( 232 . 236 ) and via a second feed ( 207 ) and a second return ( 209 ) both second hydraulic machines ( 234 . 238 ) are fluidically connectable to each other, and wherein the second hydraulic machine ( 234 ) of a displacer unit ( 202 ) has an adjustable displacement volume. Presse nach Patentanspruch 7, wobei ein Verdrängungsvolumen der ersten Hydromaschine (236) der anderen Verdrängereinheit (204) größer als ein Verdrängungsvolumen von deren zweiter Hydromaschine (238) ist.Press according to claim 7, wherein a displacement volume of the first hydraulic machine ( 236 ) of the other displacer unit ( 204 ) greater than a displacement volume of the second hydraulic machine ( 238 ). Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verdrängungsvolumen der einen Verdrängereinheit (2; 202) derart verstellbar ist, dass bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine (18; 418) eine Förderrichtung der einen Verdrängereinheit (2; 202) umkehrbar ist.Press according to one of the preceding claims, wherein the displacement volume of the one displacer unit ( 2 ; 202 ) is adjustable so that at the same direction of rotation of the drive machine ( 18 ; 418 ) a conveying direction of the one displacer unit ( 2 ; 202 ) is reversible. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Antriebsmaschine (18; 418) über einen Elektromotor ausgebildet ist.Press according to one of the preceding claims, wherein the drive machine ( 18 ; 418 ) is formed via an electric motor. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die eine Verdrängereinheit (2; 202) über ein Schwungrad (12) mit der Antriebsmaschine (18; 418) koppelbar ist.Press according to one of the preceding claims, wherein the one displacer unit ( 2 ; 202 ) via a flywheel ( 12 ) with the prime mover ( 18 ; 418 ) can be coupled. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit wenigstens einem Hydrozylinder (342), an dem ein Ziehkissen (340) abstützbar ist, wobei ein Druckraum (352) des Hydrozylinders (342) mit einer weiteren Hydromaschine (356; 468) in Druckmittelverbindung bringbar ist, die über eine weitere Triebwelle (358) mit der Antriebsmaschine (18) koppelbar ist, oder die mit einer Elektromaschine (460) koppelbar ist.Press according to one of the preceding claims with at least one hydraulic cylinder ( 342 ), on which a die cushion ( 340 ) is supportable, wherein a pressure chamber ( 352 ) of the hydraulic cylinder ( 342 ) with another hydraulic machine ( 356 ; 468 ) can be brought into pressure medium connection, which via a further drive shaft ( 358 ) with the prime mover ( 18 ), or with an electric machine ( 460 ) can be coupled.
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