DE19646913A1 - Hydraulische Antriebseinheit einer Presse und eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität zur Verwendung mit dieser Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Antriebseinheit einer Presse, wie z. B. der Revolverstanze, die einen Stößel bei einer hohen Geschwindigkeit hin- und herbe­ wegt. Darüber hinaus betrifft diese Erfindung eine Taumelscheiben-Axialkolben­ pumpe mit variabler Kapazität, bei der der Antrieb zur Regulierung der Ausfluß­ menge der Pumpe verbessert ist.

Im allgemeinen wird bei einer hydraulischen Antriebseinheit einer Presse, wie z. B. einer Revolverstanze, die einen Stößel bei einer hohen Geschwindigkeit hin- und herbewegt, eine mit einem Elektromagneten gesteuerte Servo-Auswahlvorrichtung zur Änderung des Druckölstroms verwendet.

Jedoch gibt es eine Reaktionsverzögerung bei der von dem Elektromagneten ge­ steuerten Servo-Auswahlvorrichtung. Deshalb muß ein Servoventil zur Beschleuni­ gung des Vorgangs verwendet werden, wenn die Verarbeitung mit der Presse bei einer hohen Frequenz durchgeführt wird, d. h. mit anderen Worten, wenn eine Zy­ kluszeitdauer der Presse verkürzt und die Produktivität verbessert werden soll.

Fig. 11 zeigt einen Ölhydraulikkreis einer hydraulischen Antriebseinheit einer Presse aus dem Stand der Technik, bei dem ein Servoventil verwendet wird. In Fig. 11 ist das Bezugszeichen 1 ein Hydraulikzylinder, 2 ist ein Servoventil, und 3 ist eine Hauptpumpe. Eine Ableitungsöffnung der Hauptpumpe 3 ist mit einem P-Anschluß des Servoventils 2 verbunden, und ein A-Anschluß und ein B-Anschluß des Servo­ ventils 2 sind jeweils mit dem Hydraulikzylinder 1 verbunden. Ein Kolben 1a des Hy­ draulikzylinders 1 kann durch diese Verbindung auf- und abbewegt werden.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Drucköls, das durch das Servoventil 2 wandert, wird entsprechend den elektrischen oder elektronischen Befehlen von einem Ver­ stärker 4 zur Regulierung der Ausflußmenge gesteuert. Das Herauslassen von Ar­ beitsfluid aus einem Strom-Proportionalsteuerungs-Entlastungsventil 5, das auf der Auslaßseite der Hauptpumpe 3 angeordnet ist, in einen Tank 6 wird durch einen Druck erreicht, der einem Befehl von einem Entlastungsdrucksteuerungsverstärker 7 entspricht. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 8 eine Pumpe für einen Hilfs­ druck des Servoventils 2, ein Bezugszeichen 9 ist ein Entlastungsventil für den Hilfs­ druck, und 10 ist der Hauptmotor, der die Hauptpumpe 3 antreibt. Eine Geschwin­ digkeitserhöhung wird bei dem System von Fig. 11 durch den Einsatz des Servo­ ventils erzielt.

Aber das Servoventil drückt das Arbeitsfluid zusammen, um dessen Strömungsge­ schwindigkeit zu regulieren. Deshalb ist der Druckverlust in dem Servoventil groß, und die Wirksamkeit des Systems wird herabgesetzt. Darüber hinaus bewirkt das Zurückfließen des Arbeitsfluids von dem Strom-Proportionalsteuerungs-Entlastungs­ ventil 5 zu dem Tank 6 den Leistungsverlust bei diesem System. Deshalb muß bei dem oben genannten System, bei dem ein Servoventil verwendet wurde, eine Ka­ pazität eines Hauptmotors 10, der die Hauptpumpe 3 antreibt, vergrößert werden. Das heißt, bei der hydraulischen Antriebseinheit nach dem Stand der Technik tritt die Verschlechterung der Wirksamkeit des Systems offensichtlich an diesem unnützen Teil auf, und deshalb ist es schwierig, das System in geeigneter Weise zusammen­ zusetzen.

Deshalb wird versucht, das Ableiten des Arbeitsfluids zu steuern, indem eine Tau­ melscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität zur Verringerung des Lei­ stungsverlustes verwendet wird. Wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, wird eine Ausflußmenge der Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Ka­ pazität dadurch reguliert, daß ein Neigungswinkel einer Kurvenscheibe mit Hilfe ei­ nes Kolbens geändert wird. Im allgemeinen treibt die Taumelscheiben-Axialkolben­ pumpe mit variabler Kapazität den Kolben dadurch an, daß sie den Druck des Ar­ beitsfluids, welches sie selber ausstößt, in den Kolben zieht. Das wird als der Druck­ regelungskompensationsmechanismus bzw. -kompensator bezeichnet. Deshalb wird die Zeitdauer, bis der Verdichtungsdruck zustande kommt, als Verzögerung bezeich­ net. Wenn sich deshalb ein Stößel bei einer hohen Geschwindigkeit hin- und herbe­ wegt, um einen Stanzvorgang und andere Vorgänge durchzuführen, ist es schwierig, die Ausflußmenge der Pumpe so zu regulieren, daß diese der Bearbeitungsge­ schwindigkeit vollständig folgen kann. Auch hier kann der Leistungsverlust nicht vollständig herabgesetzt werden.

Wenn eine zusätzliche Pumpe, ein Ventil usw., die den Kolben antreiben, um die Taumelscheibe schräg zu stellen, separat angeordnet werden, und wenn zur Steue­ rung des Kolbens immer veranlaßt wird, daß ein Druck auftritt, dann kann eine aus­ reichende Reaktionsfähigkeit gewährleistet werden. In diesem Fall wird aber für die zusätzliche Pumpe, das Ventil usw. immer Energie benötigt. Deshalb ist auch in die­ sem Fall die Effizienz noch nicht gegeben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine hydraulische Antriebsein­ heit einer Presse und eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazi­ tät für die Verwendung mit dieser Vorrichtung vorzusehen, bei der die Ausflußmenge der Pumpe bei hohen Geschwindigkeiten variabel reguliert werden kann, die hydrau­ lische Richtung ebenfalls bei einer hohen Geschwindigkeit gesteuert werden kann, und die Richtung des hydraulischen Drucks und die Zeitsteuerung der Ableitung in Einklang gebracht werden können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine hydraulische An­ triebseinheit einer Presse und eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität zur Verwendung mit dieser Vorrichtung vorzusehen, bei der es kaum pas­ siert, daß Arbeitsfluid durch ein Entlastungsventil in einen Tank zurückgeführt wird, bei der der Leistungsverlust klein ist, und bei der deshalb die Leistungseffizienz ver­ bessert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine hydraulische Antriebseinheit einer Presse vorgesehen, die folgendes umfaßt: eine hydraulische Pumpe und eine Aus­ wahlvorrichtung, wobei die hydraulische Pumpe eine Taumelscheiben-Axialkolben­ pumpe mit variabler Kapazität ist und die Auswahlvorrichtung ein Spulenventil ist, eine Verstelleinrichtung, die ausgelegt ist, den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu halten, um die Ausflußmenge aus der Axialkolbenpumpe zu regulieren, wobei die Verstelleinrichtung folgendes umfaßt: einen Kolben, der einen Neigungswinkel der Taumelscheibe fixiert, indem sein eines Ende die Taumelscheibe berührt, eine erste Bewegungsumwandlungseinrichtung, die mit einem anderen Ende des Kolbens ver­ bunden ist, um eine Dreh- oder Schwingungsbewegung des Kolbens in eine lineare Bewegung umzuwandeln, ein erstes Stellglied zur Drehung oder Schwingung, das mit der Bewegungsumwandlungseinrichtung verbunden ist, eine Umschaltan­ triebseinrichtung für das Spulenventil, wobei die Umschaltantriebseinrichtung eine zweite Bewegungsumwandlungseinrichtung, die mit einem Ende der Spule des Spulenventils verbunden ist, um eine Drehbewegung in die lineare Bewegung um­ zuwandeln, und ein zweites Stellglied zur Drehung oder Schwingung umfaßt, das mit der Bewegungsumwandlungseinrichtung verbunden ist, so daß das erste und das zweite Stellglied eine Betätigung gemeinsam durchführen.

Die hydraulische Antriebseinheit der Presse der vorliegenden Erfindung drückt das Arbeitsfluid, das die hydraulische Pumpe ausstößt, nicht zusammen. Deshalb kann die Antriebseinheit dieser Erfindung die Betätigungsgeschwindigkeit des Hydrau­ likzylinders und die Richtung des Hydraulikdruckes steuern. Dadurch kommt es bei der Betätigung der Presse kaum vor, daß Drucköl durch das Entlastungsventil zu dem Tank zurückgeführt wird. Aus diesem Grund nimmt der Leistungsverlust dra­ stisch ab. Die Antriebseinheit der vorliegenden Erfindung kann mit einer Betätigung bei einer hohen Geschwindigkeit fertig werden, weil das Spulenventil verwendet wird, dessen Druckverlust kleiner als der des Servoventils ist. Die Antriebseinheit der vor­ liegenden Erfindung kann die Leistungseffizienz verbessern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität vorgesehen, die eine Verstelleinrichtung besitzt, die einen Nei­ gungswinkel einer Taumelscheibe halten kann, wobei die Verstelleinrichtung folgen­ des umfaßt: einen Kolben, der einen Neigungswinkel der Taumelscheibe örtlich festlegt, indem sein eines Ende die Taumelscheibe berührt, eine Bewegungsum­ wandlungseinrichtung, die mit einem anderen Ende des Kolbens verbunden ist, um eine Rotations- oder Schwingungsbewegung des Kolbens in die lineare Bewegung umzuwandeln, und ein Stellglied zur Rotation oder Schwingung, das mit der Bewe­ gungsumwandlungseinrichtung verbunden ist.

Die Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität nach der vorliegen­ den Erfindung kann den Neigungswinkel der Taumelscheibe variabel halten, ohne daß sie den Druck des Arbeitsfluid verwenden muß, das von der Pumpe selber aus­ gestoßen wird. Deshalb beeinträchtigt die Verzögerung, bis der Verdichtungsdruck der Pumpe selber den regulären Druck erreicht, nicht die Lage des Kolbens. Die Ausflußmenge der Pumpe kann bei einer hohen Geschwindigkeit variabel reguliert werden, indem ein Stellglied bei hoher Geschwindigkeit betätigt wird. Darüber hinaus werden an das Stellglied nur reaktive Kräfte angelegt, die der Druckänderung ent­ sprechen, selbst wenn der Druck des Arbeitsfluids in einem Augenblick groß wird. Deshalb kann der Kolben effektiv angetrieben werden.

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in Zu­ sammenhang mit den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele besser verstanden und ge­ schätzt werden, wobei gleiche Bezugszeichen zur Kennzeichnung gleicher oder ähn­ licher Merkmale verwendet werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ölhydraulikkreis des ersten Ausführungsbeispiels einer hydrauli­ schen Antriebseinheit einer Presse der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Axialkolben­ pumpe der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf diese,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer anderen Axial­ kolbenpumpe der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht noch einer anderen Axialkolbenpumpe nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 eine Schnittansicht einer in Fig. 1 gezeigten Auswahlvorrichtung von vorne,

Fig. 7 eine Draufsicht auf diese im Schnitt,

Fig. 8 einen Ölhydraulikkreis des zweiten Ausführungsbeispiels einer hydrauli­ schen Antriebseinheit einer Presse nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 einen Ölhydraulikkreis des dritten Ausführungsbeispiels einer hydrauli­ schen Antriebseinheit einer Presse der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 eine Vorderansicht im Schnitt, die eine Auswahlvorrichtung zur Verwen­ dung mit der Vorrichtung von Fig. 9 zeigt, und

Fig. 11 die Darstellung eines Ölhydraulikkreises einer hydraulischen Antriebsein­ heit einer Presse einer verwandten Form aus dem Stand der Technik, bei der ein Servoventil benutzt wird.

Einige Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden im folgenden unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Ölhydraulikkreis des ersten Ausführungsbeispiels der hydrauli­ schen Antriebseinheit der Presse der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel sieht eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe 11 mit einer variablen Kapazität als eine Hydraulikpumpe vor. Und die Vorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel sieht eine Auswahlvorrichtung 12 vor, die anstatt des Servoventils parallel angeordnete Spulenventile vorsieht. Der Ableitungsan­ schluß dieser Axialkolbenpumpe 11 ist mit einem P-Anschluß der Auswahlvorrich­ tung 12 verbunden. Ein A-Anschluß und der B-Anschluß der Auswahlvorrichtung 12 sind jeweils mit dem Hydraulikzylinder 1 verbunden. Deshalb bewirken zwei Spulen der Auswahlvorrichtung 12 die Umschaltbetätigung wechselweise, und der Kolben 1a des Hydraulikzylinders 1 wird durch diese Betätigung auf- und abbewegt. Ein Entlastungsventil 13 ist auf der Auslaßseite der Axialkolbenpumpe 11 vorgesehen.

Ein Entlastungsventil 13 ist ein Sicherheitsventil, das auf den maximal erlaubten Druck eingestellt ist, um eine Maschine zu schützen, die in dem Kreis enthalten ist. Deshalb kann kein Arbeitsfluid aus dem Entlastungsventil 13 herausfließen, wenn es sich nicht um einen unnormalen Zustand handelt. Ein Bezugszeichen 14 in der Zeichnung zeigt eine numerische Steuerungsvorrichtung. Ein Servomotor zum An­ treiben einer Pumpe und eines Nockens der Axialkolbenpumpe 11 sowie ein Ser­ vomotor zum Antreiben eines Nockens eines Selektors der Auswahlvorrichtung 12 werden gemeinsam auf der Basis von Befehlen von der numerischen Steuerungs­ vorrichtung 14 gesteuert. Deshalb kann die Auslaßmenge der Axialkolbenpumpe 11 und die Strömungsrichtung des Arbeitsfluids zu dem Hydraulikzylinder 1 gemeinsam gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt die teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Axialkolbenpumpe der Erfindung, und Fig. 3 ist die teilweise im Schnitt gezeigte Draufsicht auf diese. Eine Axialkolbenpumpe 11 umfaßt hauptsächlich den Pumpen­ körper 21 und die Ausflußmengenreguliervorrichtung 23, die außen am Gehäuse 22 des Pumpenkörpers 21 befestigt ist.

In dem Gehäuse 22 des Pumpenkörpers 21 sind eine Kurvenscheibe 24, ein Zylin­ derblock 26 mit einer Vielzahl von Kolben 25, ein Kolben 27 zum Ändern des Nei­ gungswinkels der Kurvenscheibe 24, und eine Feder 28 vorgesehen, die die Kurven­ scheibe 24 mit dem Kolben 27 hält, um diese so zu drücken, daß sie zurückkehrt. Eine Antriebswelle 29 ist von einer Seite des Gehäuses 22 her eingeführt und durchdringt die Kurvenscheibe 24. Diese Antriebswelle 29 ist mit dem Zylinderblock 26 unter Verwendung einer Keilverbindung (nicht gezeigt) usw. verbunden, damit diese sich zusammen mit dem Zylinderblock 26 drehen kann. Außerdem bezeichnet ein Bezugszeichen 26a eine Ventilplatte, und ein Bezugszeichen 24a steht in den Figuren für einen Gleitkörper.

Die Ausflußmengenreguliervorrichtung 23 umfaßt einen Elektromotor 30, Reduzier­ getriebe 31 und einen Bewegungswandler 32. Der Bewegungswandler 32 ist eine Einrichtung, die eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt. Eine Drehwelle 33, die von dem Elektromotor 30 durch die Reduziergetriebe 31 gedreht wird, ist im Innern eines Gehäuses 34 drehbar gelagert. Eine Nockenscheibe 35 ist auf dieser Drehwelle 33 befestigt. Eine Kurvenrolle 37 ist durch den Bolzen 36 dreh­ bar an dem nächstgelegenen Ende des Kolbens 27 installiert. Die Kurvenrolle 37 steht mit der Nockenscheibe 35 in Kontakt. Außer der dargestellten Nockenscheibe kann jede Art von Nocken verwendet werden. Ein Servomotor kann als ein Mittel zum Antreiben dieser Umwandlungseinrichtung zum Schwingen oder Drehen ver­ wendet werden. Natürlich können auch ein Ölhydraulikmotor, ein Hydraulikmotor oder ein Schwingungsbetätigungs-Servomotor als Antriebsmittel benutzt werden.

Die Änderung des Neigungswinkels der Kurvenscheibe 24 wird von der Axialkolben­ pumpe 11 durch die folgenden Schritte durchgeführt: Drehen der Drehwelle 33 mit Hilfe des Elektromotors 30 durch die Reduziergetriebe 31, dann Drehen der Nocken­ scheibe 35 um einen vorbestimmten Winkel, dann Konkurrieren oder Zusammenar­ beiten mit der Druckkraft der Feder 28, und dann Bewegen des Kolbens 27 entlang seiner eigenen Achse. Der Hub des Kolbens 25 des Zylinderblocks 26 wird bei einer hohen Geschwindigkeit geändert, indem die Position der Kurvenscheibe 24 durch Drehen des Elektromotors 30 bei einer hoher Geschwindigkeit festgelegt wird. Des­ halb wird der Ausfluß aus der Axialkolbenpumpe 11 so gesteuert, daß dieser bei ei­ ner hohen Geschwindigkeit geändert wird.

Fig. 4 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer anderen Axial­ kolbenpumpe der vorliegenden Erfindung. Bei einer Taumelscheiben-Axialkolben­ pumpe 11a mit variabler Kapazität nach diesem Ausführungsbeispiel wird statt eines Nockenmechanismus eine Schubkurbelkette als Bewegungswandler verwendet. Bei dieser Pumpe kann der Kolben 27 hin - und herbewegt werden, indem eine Kurbel­ welle 38 mit dem nächstgelegenen Ende des Kolbens 27 durch den Bolzen 36 und die Koppelstange 39 verbunden wird. Da die restliche Konfiguration und Betätigung gleich der bei der Pumpe nach dem ersten Ausführungsbeispiel sind, werden die Erläuterungen dazu weggelassen.

Fig. 5 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer weiteren Axial­ kolbenpumpe der vorliegenden Erfindung. Bei der Taumelscheiben-Axialkolben­ pumpe 11 b mit variabler Kapazität nach diesem Ausführungsbeispiel, wird anstelle des Nockenmechanismus oder der Schubkurbelkette der vorher beschriebenen Aus­ führungsbeispiele ein Kugelumlaufspindelmechanismus als Bewegungswandler ver­ wendet. Eine Kugelumlaufspindel-Mutter 71 wird an einem nächstgelegenen Ende des Kolbens 27 durch eine Kugelumlaufspindel-Mutternhülse angebracht. Eine Kugelumlaufspindel 73 wird in einem Gehäuse 14c des Bewegungswandlers 32b durch eine Lagereinheit 72 installiert. Eine Kugelumlaufspindel 73 wird von einem Riemen 77 angetrieben, der zwischen einer Riemenscheibe 74 und einer Riemen­ scheibe 76 verläuft. Die Riemenscheibe 74 ist an dem Randteil der Kugelumlauf­ spindel 73 montiert, das aus dem Gehäuse 14c herausragt. Die Riemenscheibe 76 ist auf einer Abtriebswelle eines Elektromotors 75 befestigt, der in dem Gehäuse 14c gehalten wird. Und in der Figur steht das Bezugszeichen 78 für einen Gleitkörper. Dieser ist in dem Gehäuse 14c angebracht, um die Gleitbewegung der Kugelumlauf­ spindel-Mutternhülse 70 zu führen. Da die restliche Konfiguration und Betätigung gleich denen der Pumpe des ersten Ausführungsbeispiels sind, werden die dazuge­ hörigen Erläuterungen weggelassen.

Obwohl sie nicht alle dargestellt sind, können verschiedene allgemein bekannte Be­ wegungsumwandlungseinrichtungen als Bewegungswandler verwendet werden.

Fig. 6 ist eine Vorderansicht im Schnitt der Auswahlvorrichtung 12 von Fig. 1, und Fig. 7 ist eine Draufsicht auf diese im Schnitt. Diese Auswahlvorrichtung 12 umfaßt hauptsächlich einen Ventilkörper 41 und eine Betätigungssteuervorrichtung 43, die außen an einem Gehäuse 42 des Ventilkörpers 41 befestigt ist.

Ein Paar von Spulen 44a, 44b mit zwei Positionen und vier Anschlüssen sind in dem Gehäuse 42 auf der Innenseite des Ventilkörpers 41 parallel zueinander angeordnet. Jedes Ende dieser Spulen 44a, 44b wird mit der Feder 45 in Richtung auf die andere Endseite gedrückt. Und eine Kurvenrolle 46 ist frei drehbar an dem anderen Ende jeder Spule 44a, 44b eingesetzt.

Die Betätigungssteuervorrichtung 43 umfaßt einen Elektromotor 47, ein Reduzierge­ triebe 48 und einen Bewegungswandler 49. Der Bewegungswandler 49 ist eine Ein­ richtung, die eine Drehbewegung in die lineare Bewegung umwandelt. Eine Dreh­ welle 50, die durch das Reduziergetriebe 48 mit Hilfe des Elektromotors 49 drehend angetrieben wird, ist im Innern eines Gehäuses 51 drehbar gelagert. Die Nocken­ scheiben 52a, 52b werden auf dieser Drehwelle 50 mit festgelegtem Zwischenraum angebracht. Die Kurvenrollen 46, 46, die an dem anderen Rand der Spule 44a, 44b angeordnet sind, stehen jeweils mit diesen Nockenscheiben 52a, 52b in Kontakt.

Natürlich entspricht jeder der Zwischenräume zwischen den Nockenscheiben 52a, 52b dem Zwischenraum zwischen den Spulen 44a, 44b. Die Phasen der Nocken­ kurve der Nockenscheiben 52a, 52b weisen Unterschiede von 180° zueinander auf, wie dargestellt ist. Deshalb führen die Spulen 44, 44 die Umschaltbetätigung ab­ wechselnd durch, während sich die Drehwelle 50 einmal dreht. Als der Elektromotor 47 können ein Servomotor und dergleichen verwendet werden. Und die Nocken­ scheiben 52a, 52b müssen nicht vollständig voneinander getrennt sein. Die Nocken­ scheiben 52a, 52b können einheitlich sein. Ein Nockenscheibe 52a, 52b kann die Nockenkurve des Paars in 2 Positionen aufweisen, in der es in der Wellenrichtung der Drehwelle 50 zurückgelassen worden war.

Wie oben erwähnt ist, bewirkt die Auswahlvorrichtung 12, daß der Kolben 1a des Hydraulikzylinders 1 nach oben und nach unten bewegt wird, indem die Spulen 44a, 44b abwechselnd von den Nockenscheiben 52a, 52b bewegt werden. Jeder An­ schluß ist nämlich in dem Zustand von Fig. 1 blockiert. Der Elektromotor 47 dreht die Drehwelle 50 ausgehend von diesem Zustand nach rechts. Zu diesem Zeitpunkt be­ findet er sich in dem Zustand, in dem die Nockenkurve einer Nockenscheibe 52b ausgehend von dem äußersten Bodenpunkt zu dem Scheitel geht. Deshalb wird die Spule 44b von der Nockenscheibe 52b gedrückt. Dann wird die Spule 44b nach rechts bewegt, wobei sie gegen die Druckkraft der Feder 45 geht. Dann werden ein A-Anschluß und ein P-Anschluß sowie ein B-Anschluß und ein T-Anschluß miteinan­ der verbunden, so daß das Arbeitsfluid der unteren Kammer des Hydraulikzylinders 1 zugeführt wird. Dann bewegt sich der Kolben 1a nach oben. Wenn sich der Kolben 1a nach oben bewegt, wird das Arbeitsfluid in der oberen Kammer des Hydraulikzy­ linders 1 durch den B-Anschluß wieder zu dem Tank 6 zurückgeführt. Die Nocken­ scheibe 52 a wird mit derselben Geschwindigkeit gedreht, mit der auch die Nocken­ scheibe 52b gedreht wird. Aber die Verschiebung der Nockenkurve der Nocken­ scheibe 52a für das Zeitintervall der oben genannten Betätigung ist gleich Null. Des­ halb wird die Spule 44a nicht bewegt, und jeder Anschluß bleibt in dem blockierten Zustand. Deshalb wird der oberen Kammer des Hydraulikzylinders 1 kein Arbeitsfluid zugeführt. Somit wird die Betätigung des Kolbens 1a bezüglich der Aufwärtsbewe­ gung nicht blockiert.

Wenn sich eine Drehwelle 50 weiter dreht, geht die Verschiebungsrichtung der Noc­ kenkurve der Nockenscheibe 52b ausgehend von dem Scheitel zu dem äußersten Bodenpunkt. Dann wird die Spule 44b durch die niederdrückende Kraft der Feder 45 in den Anschlußblockierzustand zurückgebracht, der in Fig. 1 gezeigt ist. Deshalb wird die Zufuhr des Arbeitsfluids zu der unteren Kammer des Hydraulikzylinders 1 beendet. Andererseits geht die Verschiebungsrichtung der Nockenkurve der Noc­ kenscheibe 52 ausgehend von dem äußersten Bodenpunkt zu dem Scheitel. Dann wird die Spule 44a von dem Nocken 52a gegen die Druckkraft der Feder 45 nach rechts bewegt. Dann werden der A-Anschluß und der P-Anschluß sowie der B-An­ schluß und der T-Anschluß miteinander verbunden, und das Arbeitsfluid wird der oberen Kammer des Hydraulikzylinders 1 zugeführt. Dann bewegt sich der Kolben 1a nach unten. Wenn der Kolben 1a herabsinkt, wird das Arbeitsfluid in der unteren Kammer des Hydraulikzylinders 1 zu dem Tank 6 durch den B-Anschluß zurückge­ führt. Die Spule 44b wird nicht bewegt, und sie hält den Anschluß in dem blockierten Zustand, nachdem sie in den Anschlußblockierzustand zurückgebracht worden ist, weil die Verschiebung ihrer Nockenkurve bei Null liegt. Deshalb wird der unteren Kammer des Hydraulikzylinders 1 kein Arbeitsfluid zugeführt, und die Abwärtsbewe­ gung des Kolbens 1a wird nicht behindert.

Die oben genannte Betätigung wird bei einer hohen Geschwindigkeit wiederholt, die durch die Drehung der Rotationswelle 50 bewirkt wird.

Dann werden der Elektromotor 31 der Axialkolbenpumpe 11 und der Elektromotor 47 der Auswahlvorrichtung 12 in Abhängigkeit von den Befehlen der numerischen Steuerungsvorrichtung 14 gemeinsam gesteuert. Deshalb werden der Ausfluß aus der Axialkolbenpumpe 11 und die Richtung des Arbeitsfluids zu dem Hydraulikzylin­ der gemeinsam gesteuert. Aus diesem Grund kann der Hydraulikzylinder 1 angetrie­ ben werden, ohne daß das Arbeitsfluid zusammengedrückt wird, das von der Axial­ kolbenpumpe 11 ausgestoßen wird. Es kommt kaum vor, daß Arbeitsfluid durch das Entlastungsventil 13 zu dem Tank 6 zurückgeleitet wird. Und die Leistungseffizienz des Systems wird verbessert, weil der Druckverlust der Auswahlvorrichtung 12 klei­ ner als bei einem Servoventil ist.

In Fig. 8 ist der Ölhydraulikkreis des zweiten Ausführungsbeispiels der hydraulischen Antriebseinheit der Presse der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung die­ ses Ausführungsbeispiels weist fast die gleiche Konfiguration wie das oben genannte erste Ausführungsbeispiel auf. Nur der Punkt, daß ein P-Anschluß und ein T-An­ schluß in der Auswahlvorrichtung 12 verbunden werden, ist unterschiedlich. Deshalb wird das Arbeitsfluid, das von der Axialkolbenpumpe 11 ausgestoßen wird, in einem Zustand, bei dem die Auswahlvorrichtung 12 zu ist, d. h., wenn jede der Spulen 44a, 44b in ihrer Feststellposition ist, ausgehend von dem P-Anschluß durch den T-An­ schluß zu dem Tank 6 zurückgeführt. Deshalb steigt der Druck in dem Rohrleitungs­ system nicht an. Aus diesem Grund wird der Verdichtungsdruck der Pumpe 11 in einem Zustand, in dem die Auswahlvorrichtung 12 abgeschaltet ist, selbst dann, wenn die Ausflußmenge der Axialkolbenpumpe 11 im voraus vergrößert wird, nicht erhöht. Die Betätigung der Auswahlvorrichtung 12 wird so ausgelegt, daß sie ausge­ hend von einem derartigen Zustand gestartet wird. Das bedeutet, daß die Beschleu­ nigung zu dem Zeitpunkt, an dem der Kolben 1a des Hydraulikzylinders 1 die Betäti­ gung startet, groß sein kann. Deshalb wird eine Betätigungs-Zykluszeitdauer ver­ kürzt, wodurch die Produktivität der Presse, bei der die vorliegende Erfindung ange­ wendet wird, erhöht wird.

Fig. 9 zeigt einen Ölhydraulikkreis des dritten Ausführungsbeispiels einer Hydraulik- Antriebseinheit einer Presse der vorliegenden Erfindung. Fig. 10 zeigt eine Schnitt­ ansicht von vorn, die eine Auswahlvorrichtung zur Verwendung mit der Vorrichtung nach Fig. 9 zeigt. Die Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels weist auch eine ähn­ liche Konfiguration wie das oben erwähnte erste Ausführungsbeispiel auf. Aber eine Auswahlvorrichtung weist nur eine Spule mit drei Positionen und vier Anschlüssen auf, wie in Fig. 10 gezeigt ist.

Die in Fig. 10 gezeigte Auswahlvorrichtung 60 umfaßt einen Ventilkörper 61 und eine Betätigungssteuervorrichtung 63, die an der Außenseite eines Gehäuses 62 des Ventilkörpers 61 angebracht ist. Nur eine Spule 64 mit drei Positionen und vier An­ schlüssen ist an der Innenseite des Ventilkörpers 61 angeordnet. Der Rand der Spule 64 ist mit der Kurbelwelle 67 verbunden, die im Innern der Betätigungssteuer­ vorrichtung 63 durch einen Bolzen 65 und eine Koppelstange 66 angebracht ist. Eine Kurbelwelle 67 wird von dem Elektromotor 47, z. B. einem Servomotor, und den Re­ duziergetrieben angetrieben (nicht dargestellt; sie ist in der gleichen Art und Weise wie bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel angeschlossen). Wie auch beim zweiten Ausführungsbeispiel sind ein P-Anschluß und ein T-Anschluß im Innern der Auswahlvorrichtung 60 miteinander verbunden. Das heißt, wenn alle Anschlüsse blockiert sind, steigt der Druck des Rohrleitungssystems nicht an.

Bei diesem Ausführungsbeispiel können der Elektromotor 31 der Axialkolbenpumpe 11 und der Elektromotor 47 der Auswahlvorrichtung 60 auf der Basis des Befehls von der numerischen Steuerungsvorrichtung 14 gemeinsam gesteuert werden. Des­ halb wird die Ausflußmenge der Axialkolbenpumpe 11 und die Richtung des Arbeits­ fluids zu dem Hydraulikzylinder 1 gemeinsam gesteuert. Aus diesem Grund kann der Hydraulikzylinder 1 angetrieben werden, ohne daß das Arbeitsfluid zusammenge­ drückt wird, das von der Axialkolbenpumpe 11 ausgestoßen wird. Es kommt kaum vor, daß Arbeitsfluid durch das Entlastungsventil 13 zu dem Tank 6 zurückgeleitet wird. Somit ist die Leistungseffizienz des Systems verbessert worden.

Claims (6)

1. Hydraulische Antriebseinheit einer Presse, gekennzeichnet durch:
eine hydraulische Pumpe und eine Auswahlvorrichtung, wobei die hydraulische Pumpe eine Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit variabler Kapazität ist,
wobei die Auswahlvorrichtung ein Spulenventil ist, eine Verstelleinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Neigungswinkel der Tau­ melscheibe zu halten, um die Ausflußmenge der Axialkolbenpumpe zu regulie­ ren,
wobei die Verstelleinrichtung folgendes umfaßt:
einen Kolben, der einen Neigungswinkel der Taumelscheibe fixiert, indem sein eines Ende die Taumelscheibe berührt,
eine erste Bewegungsumwandlungseinrichtung, die mit einem anderen Ende des Kolbens verbunden ist, um eine Dreh- oder Schwingungsbewegung des Kolbens in eine lineare Bewegung umzuwandeln,
ein erstes Stellglied zur Drehung oder Schwingung, das mit der Bewegungs­ umwandlungseinrichtung verbunden ist,
eine Umschaltantriebseinrichtung für das Spulenventil, wobei die Umschaltantriebseinrichtung folgendes umfaßt: mindestens eine Spule,
eine zweite Bewegungsumwandlungseinrichtung, die mit einem Ende dieser Spule verbunden ist, um eine Drehbewegung in die lineare Bewegung umzu­ wandeln, und
ein zweites Stellglied zur Drehung oder Schwingung, das mit der Bewegungs­ umwandlungseinrichtung verbunden ist, so daß das erste und das zweite Stellglied eine Betätigung gemeinsam durch­ führen.

2. Hydraulische Antriebseinheit einer Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenventil ein Paar von parallel angeordneten Spulen vorsieht, wobei die Umschaltantriebseinrichtung des Spulenventils dafür sorgt, daß das Paar von Spulen die Umschaltbetätigung abwechselnd durchführt, so daß die Ableitung aus der hydraulischen Druckpumpe und die Ausgaberich­ tung des Arbeitsfluids gemeinsam gesteuert werden.

3. Hydraulische Antriebseinheit einer Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Bewegungsumwandlungseinrichtung ein Paar von Nocken vor­ sieht,
diese Nocken entsprechend dem Paar von Spulen angeordnet sind, jeder dieser Nocken eine Nockenkurve aufweist, die einen Abschnitt, der die Spule bewegt, und einen anderen Abschnitt umfaßt, durch den die Spule nicht bewegt wird,
wobei diese Nocken so angeordnet sind, daß diese Abschnitte einen Phasen­ unterschied von 180 Grad ausmachen, damit das Paar von Spulen diese Um­ schaltaktion abwechselnd durchführen.

4. Hydraulische Antriebseinheit einer Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein P-Anschluß und ein T-Anschluß im Innern des Spulenventils miteinan­ der verbunden sind, so daß dann, wenn die Umschaltantriebseinrichtung abge­ schaltet ist und sich die Spulenventile in einem Zustand befinden, in dem alle Anschlüsse blockiert sind, das von der hydraulischen Druckpumpe ausge­ stoßene Arbeitsfluid ausgehend von dem P-Anschluß durch den T-Anschluß zu einer Quelle für die Zuführung von Arbeitsfluid zurückgeführt wird.

5. Hydraulische Antriebseinheit einer Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenventil nur eine Spule vorsieht, ein P-Anschluß und ein T-Anschluß im Innern des Spulenventils miteinander verbunden sind, so daß dann, wenn die Umschaltantriebseinrichtung abge­ schaltet ist und sich die Spulenventile in einem Zustand befinden, in dem alle Anschlüsse blockiert sind, das von der hydraulischen Druckpumpe ausge­ stoßene Arbeitsfluid ausgehend von dem P-Anschluß durch den T-Anschluß zu einer Quelle für die Zuführung von Arbeitsfluid zurückgeleitet wird.

6. Taumelscheiben-Axialkolbenpumpe mit einer variablen Kapazität, gekennzeichnet durch:
eine Verstelleinrichtung, die so ausgelegt ist, daß sie einen Neigungswinkel einer Taumelscheibe halten kann, wobei die Verstelleinrichtung folgendes umfaßt:
einen Kolben, der einen Neigungswinkel der Taumelscheibe örtlich festlegt, indem sein eines Ende die Taumelscheibe berührt,
eine Bewegungsumwandlungseinrichtung, die mit dem anderen Ende des Kol­ bens verbunden ist, um eine Rotations- oder Schwingungsbewegung des Kol­ bens in eine lineare Bewegung umzuwandeln, und
ein Betätigungselement zur Rotation oder Schwingung, das mit der Bewe­ gungsumwandlungseinrichtung verbunden ist.