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PATENTANSPRÜCHE
1. Axialkolbenpumpe, deren Druckflüssigkeitsstrom mittels Saugventilsteuerung regelbar ist, die ein Gehäuse (1) mit einer Ansaugsammelleitung (2), mindestens einer Drucksammelleitung (3, 64) und einem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal (4) aufweist, wobei in achsparallelen Ausdrehungen hin- und hergehend verschiebbare Kolben (6) einander gegenüberliegend angeordnet sind, die mit Schrägscheiben (9) zusammenwirken, die mit der Antriebswelle (7) starr verbunden sind, wobei die Kolben (6) Arbeitskammern (8) begrenzen, von denen jede mit der bzw.
einer Drucksammelleitung (3) über ein Druckventil (19) und mit der Ansaugsammelleitung über ein Saugventil (18) in Verbindung steht, dessen Schliessteil einen Schaft (24) aufweist, der mit einem ersten Tauchkolben (22, 56, 59) zusammenwirkt, der koaxial zum Saugventil in einer radialen Ausdrehung (23) im Gehäuse angeordnet ist, die mit der Aussenfläche einer die Welle umgebenden Hülse (28) in Verbindung steht, die in einer axialen Ausdrehung des Gehäuses (1) axial verschiebbar angeordnet, mit der Antriebswelle (7) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist und an ihrer Aussenfläche Vertiefungen (44, 45) aufweist, die von Stegen (46, 47, 49, 50, 52) begrenzt sind, die einzelne Zonen (48, 53) bilden, von denen die eine (53) mit Abflussöffnungen (54), die andere (48) mit dem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal (4) ständig in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
dass ein zweiter Tauchkolben (25; 58; 61) angeordnet ist, der zur zusätzlichen Beeinflussung des Saugventils mit dem ersten Tauchkolben (22; 56; 59) zusammenwirkt, und dass im Gehäuse (1) je ein zweiter Kanal (26) für die Zuführung von Steuerflüssigkeit zur Betätigung jedes Tauchkolbenpaares ausgebildet ist.
2. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Tauchkolben (25; 58) achsgleich zum ersten Tauchkolben (22; 56) in der radialen Ausdrehung (23) angeordnet ist.
3. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder erste Tauchkolben (59) an seiner Mantelfläche eine Ringnut (60) aufweist, dass der zweite Kanal (26) zur Zuführung der Steuerflüssigkeit mit einem Hohlraum in Verbindung steht, in dem der zweite, abgefederte Tauchkolben (61) verschiebbar angeordnet ist, der eine Stange (62) aufweist, die bei Zuführung der Steuerflüssigkeit durch den zweiten Kanal (26) mit der Mantelfläche des ersten Tauchkolbens (59) zusammenwirkt.
4. Axialkolbenpumpe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kanäle (26), gegebenenfalls in Gruppen (C, D), miteinander verbunden sind.
5. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Tauchkolben (56) eine Stange (57) besitzt, während der zweite Tauchkolben (58) ringförmig ist, und an der Stange (57) des ersten Tauchkolbens (56) angebracht ist.
6. Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskammern (8) in mindestens zwei Gruppen (A, B) miteinander verbunden sind, von denen jede über die erwähnten Druckventile (19) mit je einer Drucksammelleitung (3, 64) in Verbindung steht.
7. Verwendung der Axialkolbenpumpe nach Anspruch 1 in einem Hydraulikantrieb für eine Blechbiegepresse, der mindestens zwei Hydraulikzylinder (68, 69), deren Kolbenstangen (70, 71) mit einem Querhaupt (72) der Presse verbunden sind, eine Einrichtung (73) zur Messung von Lagefehlern des Querhauptes (72), die mit dem Schieber eines 3/3-Wege-Hilfsventils (74) zusammenwirkt, wobei jeweils eine Drucksammelleitung (3) der Axialkolbenpumpe (1) über elektrohydraulische Schieberventile (84, 91) mit einem der Hydraulikzylinder (68, 69) verbindbar ist, wobei eine Steuerflüssigkeitsquelle (77) mit den genannten Schieberventilen (84, 91) und mit einem Sicherheitsventil (81) verbunden ist, sowie Mittel (76) zum Schutz der Drucksammelleitungen vor Überbelastungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das 3/3-Wege-Hilisventil (74) drei Anschlüsse (111, 112, 113) aufweist,
von denen der erste (111) mit der Steuerflüssigkeitsquelle (77), der zweite (112) mit einer ersten Gruppe (C) zweiter Kanäle (26) der Axialkolbenpumpe (1) und der dritte (113) mit einer zweiten Gruppe (D) zweiter Kanäle (26) der Axialkolbenpumpe (1) verbunden ist, dass die mechanische Einrichtung (73) zur Messung von Lagerfehlern eine Rolle (106) aufweist, deren Achse (107) am Querhaupt (72) zur gemeinsamen Verschiebung mit ihm starr befestigt ist, wobei die Rolle, mit dem Abschnitt eines Hebels (108) zusammenwirkt, welcher Abschnitt zur Verschiebungsrichtung des Querhauptes (72) bei gleichphasiger Bewegung der Kolbenstangen (70 und 71) parallel verläuft, dessen eines Ende mit einem unbeweglichen, an der Presse angebrachten Element (109) gelenkig verbunden ist, dessen anderes Ende mit dem Schieber (110) des 3/3 Wegeventils (74) zusammenwirkt,
und dass jede Gruppe (C, D) zweiter Kanäle (26) über eine Drossel (114, 116) mit einer Ablaufleitung (115, 117) verbunden ist.
8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (76) zum Schutz der Druckleitungen zwei 2/2 Wegeventile (118, 119) sind, von denen jedes einen abgefederten Schieber (120, 124), eine Steuerkammer (121, 125), einen Einlass (122, 126) und einen Auslass (123, 127) hat, wobei die Steuerkammer (121, 125) mit der zugeordneten Druckleitung (66, 67), der Einlass (122, 126) mit der Steuerflüssigkeitsquelle (77) und der Auslass (123, 127) mit der zugeordneten Gruppe (C, D) zweiter Kanäle verbunden ist.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei weitere Schieberventile (128, 129) vorgesehen sind, von denen jedes einen abgefederten Schieber (130, 133) besitzt, dessen eine Stirnfläche (136, 138) mit einem Anschlag (139) an der Presse zusammenwirkt und die Hublänge des Querhauptes (72) begrenzt, dass ferner jedes der weiteren Schieberventile (128, 129) einen Einlass (131, 134) und einen Auslass (132, 135) hat, wobei der Einlass (131, 134) mit der Steuerflüssigkeitsquelle (77) und der Auslass (132, 135) mit der zugeordneten Gruppe (C, D) zweiter Kanäle (26) verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Axialkolbenpumpe, deren Druckflüssigkeitsstrom mittels Saugventilsteuerung regelbar ist, die ein Gehäuse mit einer Ansaugsammelleitung, mindestens einer Drucksammelleitung und einem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal aufweist, wobei in achsparallelen Ausdrehungen hin- und hergehend verschiebbare Kolben einander gegenüberliegend angeordnet sind, die mit Schrägscheiben zusammenwirken, die mit der Antriebswelle starr verbunden sind, wobei die Kolben Arbeitskammern begrenzen, von denen jede mit der bzw.
einer Drucksammelleitung über ein Druckventil und mit der Ansaugsammelleitung über ein Saugventil in Verbindung steht, dessen Schliessteil einen Schaft aufweist, der mit einem ersten Tauchkolben zusammenwirkt, der koaxial zum Saugventil in einer radialen Ausdrehung im Gehäuse angeordnet ist, die mit der Aussenfläche einer die Welle umgebenden Hülse in Verbindung steht, die in einer axialen Ausdrehung des Gehäuses axial verschiebbar angeordnet, mit der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbunden ist und an ihrer Aussenfläche Vertiefungen aufweist, die von Stegen begrenzt sind, die einzelne Zonen bilden, von denen die eine mit Abflussöffnungen, die andere mit dem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal ständig in Verbindung steht.
Derartige Axiallcolbenpumpen sind bekannt. Nachfolgend
wird die Funktionsweise einer ersten solchen bekannten Pumpe erläutert, um die Problemstellung der Erfindung deutlich zu machen.
Im Gehäuse der Pumpe sind wie bereits erwähnt radiale Ausdrehungen ausgeführt, in denen achsgleich zum Saugventil je ein Tauchkolben angeordnet ist.
Jeder Tauchkolben bildet mit der Gehäuseausdrehung je einen Hohlraum, der über einen Kanal mit der Aussenfläche einer zylindrischen Hülse in Verbindung gesetzt ist, die in der axialen Gehäuseausdrehung axial verschiebbar angeordnet ist, die Antriebswelle umgibt und mit ihr zur gemeinsamen Drehung verbunden ist.
Der Schaft des Saugventils wirkt mit dem Tauchkolben zusammen. An der Aussenfläche der zylindrischen Hülse sind Vertiefungen vorhanden, die durch Stege begrenzt sind, die einzelne Zonen bilden. Eine dieser Zonen steht mit der Abflussleitung, die andere mit dem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal ständig in Verbindung, der als Anschluss an die Steuerflüssigkeitsquelle vorgesehen ist. Die Steuerflüssigkeitsquelle gewährleistet in der erwähnten Zone Drücke von etwa 15 kp/cm2. Dieser Druck der Steuerflüssigkeit gelangt über den erwähnten Kanal an den Tauchkolben, welcher das Saugventil öffnet und es dann geöffnet hält. Die Zeit, während der das Saugventil geöffnet ist, wird von der axialen Lage der Hülse bestimmt, deren Verschiebung mit Hilfe einer Zugstange erfolgt.
Die Zugstange ist an einem Ende durch einen Bolzen mit der Hülse verbunden, während ihr freies Ende über die Grenzen des Pumpengehäuses tritt. Dieses freie Ende ist mit einer beliebigen Vorrichtung verbunden, die die Verschiebung der Zugstange und deren Fixierung in einer vorgegebenen Stellung gewährleistet.
Beim Betrieb dieser bekannten Pumpe im Nennleistungsbereich findet die zwangsweise Öffnung des Saugventils in dem Augenblick statt, da die Kolben den Ansaugtakt beginnen, d. h. die Kolben ihre Bewegung vom oberen zum unteren Totpunkt beginnen, während das Schliessen des Saugventils in dem Augenblick stattfindet, da die Kolben ihre Bewegung in der umgekehrten Richtung beginnen. Zur Regelung der Arbeitsleistung, die ausschliesslich durch axiale Verschiebung der Hülse geschieht, wird das Saugventil erzwungenerweise auch während eines Teils des Kolbenhubs vom unteren zum oberen Totpunkt, d. h. während eines Teiles des Ansaugtaktes geöffnet gehalten. Hierbei verdrängt der sich bewegende Kolben Druckflüssigkeit aus der Arbeitskammer in die Ansaugsammelleitung.
Je nach der vorgegebenen Axiallage der zylindrischen Hülse bezüglich des Pumpengehäuses wird das Saugventil nun während eines beliebigen Teils des Druckhubes in geöffnetem Zustand gehalten. Beim Schliessen des Saugventils gelangt die während des ersten Teils des Druckhubes, von den Kolben verdrängte Drucldlüssigkeit in die Ansaugsammelleitung, während des zweiten Teils des Druckhubes jedoch in die Drucksammelleitung, wodurch die Pumpe eine reduzierte Förderung aufweist.
Wenn das Saugventil beim Druckhub z.B. gar nicht geschlossen wird, so wird die ganze Druckflüssigkeit von den Kolben in die Ansaugsammelleitung verdrängt, was der Nullförderung der Pumpe entspricht.
Die Steuergeschwindigkeit der bekannten Pumpe, d. h. die Zeit, in der die maximale Pumpenförderung bis auf Null reduziert werden kann, wird von der Verschiebungsgeschwindigkeit der profilierten zylindrischen Hülse bestimmt. Geringes Gewicht der Hülse, Fehlen jeglichen Widerstandes bei der Bewegung derselben sowie relativ geringe Hublänge - 2025 mm - sind Voraussetzungen, um die Verschiebung der Hülse ohne besonderen energetischen Aufwand sowie ohne konstrulctive Schwierigkeiten während einer kurzen Zeitspanne durchzuführen. Die Steuergeschwindigkeit der bekannten Pumpe ist der Verschiebungsgeschwindigkeit der Steuerhülse bis zu einem bestimmten Punkt proportional, wonach der weitere Anstieg der Verschiebungsgeschwindigkeit der Hülse keine weitere Erhöhung der Steuergeschwindigkeit mehr erlaubt.
Die Steuergeschwindigkeitsgrenze ist von der Drehzahl der Antriebswelle der bekannten Pumpe abhängig.
So beträgt bei 1000 U/min der Antriebswelle die Betätigungszeit 0,03 sek, bei 1500 U/min der Antriebswelle aber 0,02 sek.
Bei Rückwärts-Verschiebung der Hülse, d. h. bei der Steigerung der Pumpenförderung von Null bis auf den Maximalwert, besitzt die Steuergeschwindigkeit praktisch keine Beschränkungen und bleibt der Verschiebungsgeschwindigkeit der Hülse proportional.
Hohe Steuergeschwindigkeit der bekannten Pumpe sowie einfaches Erreichen derselben erlauben es, diese Pumpe in automatischen Regelungssystemen, in schnellaufenden hydraulischen Maschinen usw. erfolgreich zu verwenden.
In der beschriebenen bekannten Pumpe ist jedoch zur Verschiebung der profilierten zylindrischen Hülse aus der Lage, die der Betriebsleistung (Nennleistung) der Pumpe entspricht, in die Lage, die der Nullförderung derselben entspricht, während einer kleineren Zeitspanne als 0,02 sek eine grosse Menge Steuerflüssigkeit zur Verschiebung beispielsweise des Kolbens einer Vorrichtung erforderlich, die die axiale Lage der zylindrischen Hülse bezüglich des Pumpengehäuses bestimmt.
Ausserdem gewährleistet bei der Vereinigung der Arbeitskammern der Kolben zu zwei oder mehreren Gruppen, d. h.
bei der Schaffung einer doppelflutigen Pumpe, die zylindrische Hülse, die die Pumpenleistung steuert, bei der axialen Verschiebung bezüglich des Gehäuses nur die gleichzeitige Änderung der Pumpenleistung in jeder Druckleitung der Pumpe, da die Aussenfläche der Pumpe, genauer die Zone, die mit dem Steuerflüssigkeitskanal in Verbindung steht, über die Kanäle gleichzeitig auf alle Tauchkolben einwirkt, die mit den Saug- ventilen zusammenwirken.
Bekannt ist ferner eine Pumpe der Firma Sack Kesselbach , in der die Arbeitskammern der Kolben zu zwei oder mehreren Gruppen vereinigt sind. Jede Gruppe ist mit einer Drucksammelleitung verbunden. Die Zahl der Drucksammelleitungen entspricht der Gruppenanzahl.
Diese bekannte Pumpe gewährleistet sowohl gleichzeitige Änderung der Pumpenleistung in allen Drucksammelleitungen wie auch unabhängige Änderung der Pumpenleistung in jeder Drucksammelleitung.
Die gleichzeitige Änderung der Pumpenleistung in allen Drucksammelleitungen wird dabei durch eine Einrichtung ermöglicht, die von einer regelbaren Drossel gebildet wird, die in einer Rohrleitung angeordnet ist, über welche die Zuleitung der Druckflüssigkeit zur Ansaugsammelleitung der Pumpe erfolgt.
Die Arbeitskammern der Kolben stehen bei der bekannten Pumpe mit den Drucksammelleitungen über Druckventile und mit der Ansaugsammelleitung über Saugventile in Verbindung.
Zur unabhängigen Regelung der Druckflüssigkeitsmenge, die von jedem Kolben in die Drucksammelleitung zurückgedrückt wird, ist jedes Saugventil mit einem Gestänge zum zwangsweisen Öffnen des Saugventils und Festhalten desselben in geöffnetem Zustand während des Druckhubes versehen. Dadurch wird erreicht, dass ein Kolben bzw. eine Kolbengruppe für die Dauer einer vorgegebenen Zeitspanne, während der die Pumpenförderung in einer der Drucksammelleitungen bis auf die erforderliche Grösse fällt, stillgesetzt wird.
Dieses zwangsweise Öffnen der Saugventile macht die zweite bekannte Pumpenkonstruktion recht kompliziert und kann ausserdem nur in leistungsschwachen Pumpen, beispiels weise bei einer Pumpenleistung bis zu 20-25 I/min, vorgenommen werden, da die Leistungsregelung einer Pumpe, deren Leistung mehr als 20-25 I/min beträgt, mittels Drosselung der Druckflüssigkeit die in die Arbeitskammern der Kolben gelangt, in den letzteren Kavitationserscheinungen hervorruft, die zur Zerstörung der Elemente der Arbeitskammern der Kolben führen.
Es ist bereits bekannt, Axialkolbenpumpen der genannten Art in Hydraulikantrieben zu verwenden.
Die im Maschinenbau bekannten Hydraulikantriebe, die synchronisierte Verschiebung zweier oder mehrerer Hydraulikzylinder (Hydraulikmotoren) gewährleisten, können dabei in drei hauptsächliche Gruppen eingeteilt werden, und zwar: synchrone Hydraulikantriebe, die Einrichtungen enthalten, welche die Synchronisierung nach der Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder gewährleisten; gleichphasige Hydraulikantriebe, die Einrichtungen enthalten, die die Synchronisierung nach der relativen Lage der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder gewährleisten; synchron-gleichphasige Hydraulikantriebe, die Einrichtungen, welche die Synchronisierung nach der Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder gewährleisten, sowie Einrichtungen, die die Synchronisierung nach der relativen Lage der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder gewährleisten, aufweisen.
Die meistens bei Pressen verwendete Variante des synchrongleichphasigen Hydraulikantriebes stellt eine Kombination von Doppelpumpen und einer Rückführung dar, die den entstehenden Lagefehler der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder durch Umsteuerung der von den Pumpen geförderten Druckflüssigkeit ausgleicht.
Bekannt ist ein synchron-gleichphasiger Hydraulikantrieb von Blechbiegepressen, der zwei Hydraulikzylinder, deren Kolbenstangen mit dem Querhaupt der Presse verbunden sind, eine Einrichtung zur Messung des Lagefehlers der Kolbenstangen, eine regelbare Doppelpumpe, Mittel zum Schutz der Druckleitungen vor Überlastungen, eine Steuerflüssigkeitsquelle aufweist.
Die bekannte Einrichtung zur Messung des Lagefehlers der Kolbenstangen ist in Gestalt einer Zugverbindung, beispielsweise einer Kette, einem Seil ausgeführt, deren eines Ende mit dem unbeweglichen Teil der Presse verbunden ist, während das andere Ende an einem Arm eines Hebels befestigt ist, dessen anderer Arm mit dem Schieber eines 3/3-Wege-Hilfsventils zusammenwirkt. Der mittlere Abschnitt der Zugverbindung wirkt mit zwei Sternrädern oder Rollen zusammen, die um eine Achse drehbar sind, die am Querhaupt befestigt ist.
Die regelbare Doppelpumpe besteht aus zwei Pumpen, jede von denen durch ihre Antriebswelle über ein gemeinsames Getriebe mit der Welle des Elektromotors verbunden ist.
Diese bekannte Doppelpumpe besitzt eine Einrichtung zur Pumpenregelung, die es jeder Pumpe gestattet, der Drucksammelleitung eine praktisch gleiche Druckflüssigkeitsmenge bei jeder beliebigen Lage der Einrichtung zuzuführen.
Die Druckleitung jeder Pumpe ist über ein Ventil, das das Festhalten des Querhauptes nach der durch die Pumpe eingestellten Druckflüssigkeitszuführung sicherstellt, mit dem Eingang eines Vierwegeventils in Verbindung gesetzt, das mit der Steuerflüssigkeitsquelle verbunden ist. Die letztere ist mit einem Sicherheitsventil in Verbindung gesetzt, das einen konstanten Druck in der Druckleitung der Steuerflüssigkeitsquelle aufrechterhält.
Die eine Ausgangsleitung des ersten Vierwegeventils ist bei der bekannten Ausführung mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum des ersten Hydraulikzylinders in Verbindung gesetzt, während die zweite Ausgangsleitung mit dem deckelseitigen Zylinderraum des ersten Hydraulikzylinders in Verbindung steht. Die vierte Leitung eines jeden Wegeventils ist mit der Abflussleitung in Verbindung gesetzt. Das Mittel zum
Schutz der Druckleitungen vor Überlastungen der Doppelpumpe ist in Gestalt eines Sicherheitsventils mit einer Servowirkung ausgeführt. Dieses Ventil ist in der Ausgangsstellung normalerweise geöffnet, und die Druckleitung jeder Pumpe ist über ein Rückschlagventil und das normalerweise geöffnete Sicherheitsventil mit der Abflussleitung in Verbindung gesetzt.
Während der Arbeit des Hydraulikzylinders ist das Sicherheitsventil geschlossen, und es hält den vorgegebenen Betriebsdruck in den Druckleitungen der Doppelpumpe aufrecht.
Die eine Leitung des Dreiwege-Hilfsventils ist mit der Abflussleitung, die zwei anderen aber sind mit den Druckleitungen der Doppelpumpe in Verbindung gesetzt.
Während des Betriebs des bekannten Hydraulikantriebs, beispielsweise bei der Bewegung des Querhauptes der Presse vom oberen zum unteren Totpunkt, ist das Sicherheitsventil geschlossen, und die Vierwegeventile sind derart umgeschaltet, dass Drucköl aus den Druckleitungen der Doppelpumpe in die deckelseitigen Zylinderräume der Hydraulikzylinder gelangt, deren kolbenstangenseitige Zylinderräume über die erwähnten Wegeventile mit der Abflussleitung in Verbindung gesetzt sind. Bei einer Schiefstellung des Querhauptes, d. h. bei Entstehung eines Fehlers in der Lage der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder, lenkt die Zugverbindung den Arm des Hebels ab, mit dem sie verbunden ist.
Hierbei verschiebt der zweite Arm des Hebels den Schieber des Dreiwege-Hilfsventils auf solche Weise, dass das letztere einen Teil der Druckflüssigkeit, die aus der Druckleitung der Doppelpumpe in den dekkelseitigen Zylinderraum des voreilenden Hydraulikzylinders gelangt, zum Abfluss überströmen lässt. Dadurch wird die Lagesynchronisation der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder erreicht.
Bei Entstehung einer Überlastung, und zwar bei Druckerhöhung in den Druckleitungen der Doppelpumpe über den vorgegebenen Wert lässt das mit Servowirkung arbeitende Sicherheitsventil die von der Pumpe eingedrückte Druckflüssigkeit zum Abfluss überströmen, wodurch ein den vorgegebenen Wert nicht übersteigender Druck in den Druckleitungen gewährleistet wird.
Der bekannte Hydraulikantrieb besitzt in nachteiliger Weise zusätzliche hydraulische Verluste, die durch Drosselung der Druckflüssigkeit beim Strömen derselben durch das Dreiwege Hilfsventil bedingt sind.
Ausserdem stellt dieser Hydraulikantrieb nur in einem schmalen Bereich der Betriebsgeschwindigkeiten der Kolbenstangenverschiebung die stabile Verschiebung derselben in weitem Betriebsdruckbereich in den Hydraulikzylindern sicher. Dies ist dadurch bedingt, dass die Durchflusskurve, die den Durchfluss der Druckflüssigkeit durch das Hilfsventil angibt, einen sehr steilen Verlauf bei Drücken besitzt, die sich der oberen Grenze des Betriebsdruckbereichs nähern. Eine Folge der steilen Durchflusskurve sind hohe Beschleunigungen der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder, und dies führt zur Überregelung der synchronen Lage der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder. Die Überregelung bringt die Kolbenstangen der Hydraulikzylinder zu Selbstschwingungen, die hohe dynamische Belastungen der Presse hervorrufen, wodurch die Biegequalität des Rohlings beeinträchtigt wird.
Der bekannte Hydraulikantrieb gewährleistet überdies kein anschlagloses Stillsetzen des Querhauptes der Presse, wenn sich dieses der vorgegebenen Lage nähert, was die Ausrüstung der Blechbiegepresse mit Anschlägen notwendig macht, die die von der Presse ausgeübte Kraft aufnehmen. Die platzraubenden Anschläge erhöhen das Pressengewicht und erfordern das zeitraubende Anbringen der Anschläge an einer anderen Stelle, falls das Querhaupt in einer neuen Stellung stillgesetzt werden soll.
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Axialkolbenpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Beschränkungen der bekannten Pumpen nicht aufweist und bei der die Pumpenleistung zusätzlich und unabhängig von der Steuerung durch Veränderung der axialen Lage der zylindrischen Hülse steuerbar ist und zwar unter Zuführung einer relativ geringen Steuerflüssigkeitsmenge. Ferner stellt sich bei der Verwendung einer Axialkolbenpumpe in einem Hydraulikantrieb für Blechbiegepressen die Aufgabe, die synchrone Verschiebung der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder und die anschlagslose Positionierung derselben nebst Verminderung von energetischen und hydraulischen Verlusten zu gewährleisten.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss mittels der Merkmale in der Kennzeichnung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 gelöst.
Die Anordnung eines zweiten Tauchkolbens bei der erfindungsgemässen Pumpe und die Anbringung eines zweiten Kanals im Pumpengehäuse zur Zuführung der Steuerflüssigkeit zur Zone der Zusammenwirkung der Tauchkolben gestattet es, unabhängig von der Lage der Steuerhülse das Saugventil beim Ansaugtakt zu öffnen und es die erforderliche Zeit als geöffnet festzuhalten. Die Druckflüssigkeit, die beim Ansaugtakt in die Arbeitskammer gelangt, kann so in die Ansaugsammelleitung zurückverdrängt werden, was es erlaubt, die Arbeitskammer für die erforderliche Zeit zu entlasten.
Dies erlaubt es, die Pumpenförderung stufenweise zu ändern.
Die Verwendung der Axialkolbenpumpe gemäss Anspruch 7 gewährleistet eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Hydraulikantriebs dank Verringerung von energetischen und hydraulischen Verlusten. Die Verringerung von energetischen Verlusten wird durch Vermeidung von Verlusten an Druckflüssigkeit nebst Sicherstellung der Synchronisation der Kolbenstangen der Hydraulikzylinder erreicht, die von der Pumpe selbst gewährleistet wird.
Der Energieaufwand zur Steuerung der Pumpe ist niedrig, er ist von der Grösse des Betriebsdruckes und der Betriebsgeschwindigkeiten des Hydraulikantriebs praktisch unabhängig.
Ausserdem besitzt dieser Hydraulikantrieb eine erhöhte
Stabilität in weitem Bereich von Betriebsdrücken und -geschwindigkeiten, weil gegenüber dem Drosselsynchronisa tionssystem, das einen steilen Verlauf der Durchflusskurve bei hohen Betriebsdrücken und hohen Betriebsgeschwindigkeiten besitzt, weswegen es zu Selbstschwingungen neigt, das verwendete Synchronisationssystem vom Betriebsdruck und von den Betriebsgeschwindigkeiten des Hydraulikantriebes praktisch unabhängig ist.
Der gemäss der Erfindung ausgeführte Hydraulikantrieb gewährleistet eine Verbesserung der Betriebseigenschaften, indem mit der Annäherung des Querhauptes an die untere Totlage, und zwar an die Betriebszone, die Synchronisations genauigkeit der Kolbenstangen dank der grösseren Empfind lichkeit der Einrichtung zur Messung der Kolbenstangenlage, die in Gestalt des gelenkig befestigten Hebels ausgeführt ist, zunimmt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand beiliegender Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt: r
Fig. 1 eine schematische Darstellung der regelbaren Axial kolbenpumpe gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, im Längsschnitt;
Fig. 2 eine zylindrische Hülse gemäss der Erfindung;
Fig. 3 eine Abwicklung der Hülse gemäss der Erfindung, im vergrösserten Masstab;
Fig. 4 eine Ausführungsvariante der Tauchkolben gemäss der Erfindung;
Fig. 5 eine regelbare Axialkolbenpumpe gemäss der Erfindung, im Längsschnitt;
Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Axialkolbenpumpe gemäss der Erfindung;
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des Hydraulikantriebs einer Blechbiegepresse, und
Fig. 9 eine Variante des Hydraulikantriebs einer Blechbiegepresse.
Die erfindungsgemässe Axialkolbenpumpe deren Druckflüssigkeitsstrom mittels Saugventilsteuerung regelbar ist, besitzt ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einer Ansaugsammelleitung 2, einer Drucksammelleitung 3 und einem Steuerflüssigkeitszuleitungskanal 4, der mit einer Steuerflüssigkeitsquelle (in Fig. nicht abgebildet) in Verbindung gesetzt ist. Im Gehäuse 1 sind durchgehende achsparallele Ausdrehungen angebracht, die alle den gleichen Abstand von der Achse des Gehäuses aufweisen und in die Hülsen 5 eingepresst sind. Darin sind Kolben 6 hinund hergehend verschiebbar und um ihre eigene Achse drehbar gegenüberliegend angeordnet.
Die Kolben 6 wirken mit Führungselementen zusammen, die mit einer Antriebswelle 7 starr verbunden sind und sich mit dieser drehen. Die Kolben 6 begrenzen Arbeitskammern 8.
Als Führungselemente sind in der vorliegenden Pumpenkonstruktion Schrägscheiben 9 vorgesehen, die mittels einer Keilverbindung mit der Antriebswelle verbunden sind. Das Zusammenwirken der Kolben 6 mit den Schrägscheiben 9 erfolgt mittels kinematischer Verbindung eines jeden Kolbens 6 mit der erwähnten Scheibe 9. Die kinematische Verbindung eines jeden Kolbens mit der Scheibe erfolgt über einen kugelförmigen Kopf 10, der an der Stirnfläche des Kolbens 6 angeordnet ist, und ein Spurlager 11, das mit seiner sphärischen Innenfläche 12 den kugelförmigen Kopf 10 des Kolbens 6 teilweise umfasst. Die Spurlager 11 sind über ihre Stirnfläche, die der Innenfläche, welche mit den Köpfen 10 der Kolben 6 in Verbindung steht, entgegengesetzt ist, mittels Andrückscheiben 13 an die schrägstehenden Scheiben 9 angedrückt.
Das Andrücken erfolgt mittels Federn 14, die in in der axialen Ausdrehung des Gehäuses 1 beweglich angeordneten Bechern 15 untergebracht sind und am Gehäuse 1 anliegen.
Über den Becher 15, der eine konkave sphärische Oberfläche
16 aufweist, wird die von den Federn 14 ausgeübte Kraft auf die Andrückscheibe 13 über eine konvexe sphärische Oberfläche 17 übertragen. Jede Arbeitskammer 8 ist mit der Ansaugsammelleitung 2 über ein Saugventil 18 und mit der Drucksammelleitung 3 über ein Druckventil 19 verbunden. Die Verbindung jeder Arbeitskammer 8 mit der Ansaugsammelleitung 2 erfolgt über Kanäle 20, mit der Drucksammelleitung 3 über Kanäle 21. Im Gehäuse 1 sind radial verlaufende Ausdre hungen 23 angebracht, in denen die Druckventile 19 und die
Saugventile 18 untergebracht sind. Achsgleich zu den Saug- ventilen 18 sind Tauchkolben 22 in den Ausdrehungen 23 angeordnet. Jeder Tauchkolben 22 wirkt mit einem Schaft 24 des Saugventils 18 zusammen.
In allen Ausdrehungen 23 ist gemäss einer ersten Ausführung achsgleich zum Tauchkolben
22 ein zweiter Tauchkolben 25 angeordnet, der mit dem
Tauchkolben 22 zusammenwirkt. Im Gehäuse 1 sind Kanäle
26 ausgeführt, die mit der Zusammenwirkungszone der Stirn flächen der Tauchkolben 22 und 25 in Verbindung gesetzt sind. Im Gehäuse 1 ist ein Kanal 27 zur Zuführung der Steuer flüssigkeit angeordnet, der mit den Kanälen 26 in Verbindung gesetzt ist. Dadurch wird die Zuführung der Steuerflüssigkeit zur Zusammenwirkungszone der Stirnflächen der Tauchkolben
22 und 25 gewährleistet. Das Gehäuse 1 besitzt eine axiale
Ausdrehung, in der axial verschiebbar eine Hülse 28 angeord net ist. Die letztere umgibt die Antriebswelle 7 und ist mit dieser zur gemeinsamen Drehung verbunden.
Die Verbindung der Hülse 28 mit der Antriebswelle 7 erfolgt mittels eines Bolzens 29, der mit Hilfe von Scheiben 30 in der Hülse 28 befestigt und mit einer Zugstange 31 verbunden ist. Die letztere dient zur Verbindung mit einem beliebigen, bekannten Mechanismus, der in den Figuren nicht mitabgebildet ist und zur Verschiebung der Hülse 28 in axialer Richtung bestimmt ist. Durch die axiale Verschiebung der Hülse 28 wird die Änderung der Pumpenförderung ermöglicht. Die Schrägscheiben 9 sind in Lagern 32 angeordnet, die in einem vorderen Deckel 33 und einem hinteren Deckel 34 eingebaut sind. Am Deckel 33 ist ein Flansch 35 befestigt, in dem eine Dichtung 36 der Welle 7 untergebracht ist. Am Deckel 34 ist ein Flansch 37 befestigt, in dem eine Dichtung 38 der Zugstange 31 untergebracht ist.
Zur Aufnahme der axialen Kraft der Kolben 6 durch die Schrägscheiben 9 sind an der Welle 7 Halbringe 39 angebracht.
Das Saugventil 18 ist durch eine Feder 40, das Druckventil 19 durch eine Feder 41 belastet. Die radialen Ausdrehungen, in denen das Saugventil 18 und das Druckventil 19 angeordnet sind, sind von Stopfen 42 seitens der Druckventile verdeckt.
Die Pumpe besitzt eine Druckleitung 43, die die Druckflüssigkeit an den Verbraucher leitet.
An der Aussenfläche der Hülse 28 sind Vertiefungen 44 und 45 (Fig. 2, 3) vorhanden. Die Vertiefung 44 ist durch Stege 46 und 47 begrenzt, die eine Zone 48 bilden, die mit dem Kanal 4 (Fig. 1) zur Zuführung der Steuerflüssigkeit mit einem Druck von 15 kp/cm2 in Verbindung gesetzt ist.
Die Vertiefung 45 (Fig. 2, 3) ist von Stegen 49, 50, 51, 52 begrenzt, die eine Zone 53 bilden, die mit der Abflussleitung über Bohrungen 54 in ständiger Verbindung steht. Der Winkelumfang der Zone 53 beträgt etwa die Hälfte desjenigen der Zone 48. Die Zuführung der Steuerflüssigkeit erfolgt in der Zone zwischen Stegen 46 und 52, die die Grösse der axialen Verschiebung der Hülse 28 bestimmt. Jede Ausdrehung 23 (Fig. 1) steht durch einen Kanal 55 mit der Aussenfläche der Hülse 28 in Verbindung.
Die Pumpe gemäss Fig. 1 arbeitet folgenderweise:
Bei der Drehung der Welle 7 drehen sich die Schrägscheiben 9 und die Hülse 28. Mit den Scheiben 9 wirken die an sie angedrückten Spurlager 11 zusammen, die ihrerseits mit den Kolben 6 gelenkig verbunden sind, wobei die Drehung der Scheiben 9 in eine hin- und hergehende Bewegung der Kolben 6 umgeformt wird. Die Hülse 28 ist bezüglich der Welle 7 in der Umfangsrichtung auf solche Weise angeordnet, dass im Augenblick des Beginns des Ansaugtaktes der Steg 49 den Kanal 55 überdeckt. Bei der weiteren Drehung der Welle 7, d. h. während des Ansaugtaktes, wird die Zone 48, der über den Kanal 4 die Steuerflüssigkeit zugeleitet wird, mit dem Kanal 55 in Verbindung gesetzt.
Bei der Bewegung der Kolben 6 unter Vergrösserung des Volumens der Arbeitskammern 8, d. h. während des Ansaugtaktes, wird das Saugventil 18 unter der Druckeinwirkung der Steuerflüssigkeit, die den zweiten Tauchkolben 25 verschiebt, geöffnet. Der letztere wirkt mit dem Tauchkolben 22 zusammen, der bei seiner Verschiebung mit dem Schaft 24 des Saugventils 18 zusammenwirkt, dieses öffnet und während der Dauer des Ansaugtaktes geöffnet hält. Am Ende des Ansaugtaktes überdeckt der Steg 51 den Kanal 55, der dadurch von der Zone 48 getrennt wird. Bei der weiteren Drehung der Welle 7, d. h. während des Druckhubs, wird die Zone 53, die mit der Abflussleitung in ständiger Verbindung steht, mit dem Kanal 55 in Verbindung gesetzt. Unter der Krafteinwirkung der Feder 40 wird das Saugventil 18 geschlossen.
Die Bewegung der Kolben 6 erfolgt in der umgekehrten Richtung, d. h. zur Verringerung des Volumens der Arbeitskammern 8, was dem Druckhub entspricht, und die ganze von den Kolben 6 verdrängte Druckflüssigkeit gelangt über das Druckventil 19 in die Drucksammelleitung 3. Die Pumpenförderung ist maximal.
Zur Änderung der Pumpenförderung verschiebt der in Fig.
nicht abgebildete Mechanismus die Zugstange 31 in axialer Richtung sowie die mit dieser verbundene Hülse 28.
Je nach der vorgegebenen axialen Lage der Hülse 28 wird das Saugventil 18 während eines Teiles des Hubs der Kolben 6 beim Druckhub in geöffnetem Zustand gehalten. Der Betrieb der Pumpe ändert sich während des Ansaugtaktes nicht. Beim Druckhub ist die Zone 48 mit dem Kanal 55 verbunden, und das Ventil 18 wird in geöffnetem Zustand gehalten. Bei der Rück-Bewegung der Kolben 6 unter Verringerung des Volumens der Arbeitskammern 8 wird die Druckflüssigkeit durch das Saugventil 18 über die Kanäle 20 in die Ansaugsammelleitung 2 verdrängt. Während eines Teiles des Hubs der Kolben 6 wird der Kanal 55 während des Druckhubes vom Steg 50 überdeckt und von der Zone 48 getrennt. Danach wird die Zone 53 mit dem Kanal 55 in Verbindung gesetzt.
Unter der Krafteinwirkung der Feder 40 wird das Saugventil 18 geschlossen, und ein Teil der Druckflüssigkeit wird von den Kolben 6 durch das Druckventil 19 über den Kanal 21 in die Drucksammelleitung 3 verdrängt. Die Pumpenförderung beträgt einen Teil der maximalen Förderung.
Bei der Verschiebung der Hülse 28 in die Endlage steht die Zone 48 mit dem Kanal 55 in ständiger Verbindung; hierbei ist das Saugventil 18 beim Saug- wie auch beim Druckhub geöffnet. Die Druckflüssigkeit, die die Arbeitskammern 8 beim Ansaugtakt füllt, wird ganz in die Ansaugsammelleitung 3 verdrängt. Dies entspricht der Nullförderung der Pumpe.
Beim Anlegen des Steuerflüssigkeitsdruckes an den Kanal 27 wird die Steuerflüssigkeit über die Kanäle 26 den Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 zugeleitet, und hält die Saugventile 18 unabhängig von der axialen Lage der Hülse 28 geöffnet, indem der Tauchkolben 25 den Kanal 55 verschliesst und der Tauchkolben 22 über den Schaft 24 das Saugventil 18 betätigt. In einer Ausführungsvariante der Pumpe gemäss Fig. 4 besitzt ein Tauchkolben 56 eine Stange 57, und ein zweiter ringförmiger Tauchkolben 58 ist an der Stange 57 des Tauchkolbens 56 angebracht. Diese Ausführungsvariante der Pumpe gestattet es, die Tiefe der radialen Ausdrehung 23 zu verringern, was Gewicht und Abmessungen der Pumpe vermindert.
Der Betrieb dieser Pumpe läuft ähnlich ab, wie vorstehend beschrieben.
In einer weiteren Abwandlung der Pumpe gemäss der Erfindung weist ein jeder Tauchkolben 59 (Fig. 5) an seiner Seitenfläche längs seinem Umfang eine Ringnut 60 auf, und im zweiten Kanal 26 zur Zuführung der Steuerflüssigkeit ist ein zusätzlicher abgefederter Tauchkolben 61 verschiebbar angeordnet. Der Tauchkolben 61 besitzt eine Stange 62. Zur Fixierung des Tauchkolbens 61 in axialer Richtung ist im Kanal 26 ein Sperring 63 vorgesehen.
Der Betrieb der Pumpe läuft ähnlich ab, wie vorgehend beschrieben, abgesehen davon, dass beim Anlegen des Steuerflüssigkeitsdruckes an den Kanal 27 die Steuerflüssigkeit in die Kanäle 26 gelangt und den Tauchkolben 61 verschiebt, der über die Stange 62 mit der Seitenfläche des Tauchkolbens 5 zusammenwirkt. Die Stange 62 greift dabei in die Ringnut 60 ein, wodurch der Tauchkolben 59 fixiert und durch diesen das Saugventil 18 unabhängig von der axialen Lage der Hülse 28 in geöffnetem Zustand gehalten wird.
Bei der Verwendung der Axialkolbenpumpe in Hydraulikantrieben, für deren Betrieb zwei Druckflüssigkeitsströme erforderlich sind, sind die Arbeitskammern 3 der Kolben 6 in zwei Gruppen A und B (Fig. 6 und 7) unterteilt. Die Gruppe A wird von den Kammern I, III, V gebildet, die über die Druckventile 19 und die Kanäle 21 mit der Drucksammelleitung 3 in Verbindung stehen. Die Gruppe B wird von den Kammern II, IV, VI gebildet, die über die Druckventile 19 und die Kanäle 21 mit einer Drucksammelleitung 64 in Verbindung stehen.
Muss die Förderung des einen Stroms unabhängig von der Förderung des anderen Stroms geändert werden, so werden die zweiten Kanäle 26 zur Zuleitung von Steuerflüssigkeit in die Zusammenwirkungszone der Tauchkolben 22 und 25 zu zwei Gruppen C und D vereinigt. Die Gruppe C wird von den Kanälen 26 gebildet, die mit dem Kanal 27 in Verbindung stehen. Die Gruppe D wird von den Kanälen 26 gebildet, die mit dem Kanal 65 in Verbindung stehen.
Die Änderung der Druckflüssigkeitsförderung durch die Gruppe A wird durch Anlegen des Steuerflüssigkeitsdruckes an Gruppe C erreicht, und die Änderung der Druckflüssigkeitsförderung durch die Gruppe B durch Anlegen des Steuerflüssigkeitsdruckes an Gruppe D.
Der Betrieb der Pumpe geht ähnlich vor sich, wie vorn beschrieben wurde.
Der Hydraulikantrieb (Fig. 8), beispielsweise einer Blechbiegepresse, worin die erfindungsgemässe Axialkolbenpumpe Verwendung findet, schliesst die regelbare Pumpe 1 (Fig. 6) mit zwei Druckleitungen 66 und 67, zwei Hydraulikzylindern 68, 69, deren Kolbenstangen 70, 71 mit einem Querhaupt 72 der Presse verbunden sind, eine Einrichtung 73 zur Messung des Lagefehlers der Kolbenstangen 70, 71 ein, die mit dem abgefederten Schieber eines 3/3-Wegeventils 74 zusammenwirkt.
Die Pumpe 1 ist durch die Antriebswelle 7 (Fig. 6) mit einem Elektromotor 75 (Fig. 8) verbunden und besitzt Kanäle 27 und 65 (Fig. 6, 7), die zur Steuerflüssigkeitszuführung zu den Gruppen C und D der Zusammenwirkungszone der Tauchkolben dienen.
Die dem Kanal 27 zugeführte Steuerflüssigkeit bewirkt eine Verminderung der Pumpenleistung bis auf die Nullleistung in der Leitung 66, und die dem Kanal 65 zugeführte Steuerflüssigkeit bewirkt eine ähnliche Änderung der Pumpenförderung in der Leitung 67.
Der Hydraulikantrieb enthält ferner ein Mittel 76 zum Schutz der Drucksammelleitungen 66 und 67 vor Überlastungen sowie eine Steuerflüssigkeitsquelle 77, die über eine Rohrleitung 78 mit einer Eingangsleitung 79 eines 3/4-Wegeventils 80 und einem Sicherheitsventil 81 in Verbindung gesetzt ist.
Das letztere gewährleistet den erforderlichen Druck der Steuerflüssigkeit.
Die Antriebswelle der Steuerflüssigkeitsquelle 77 ist mit der Welle der Pumpe 1 zur gemeinsamen Drehung verbunden.
Der Schieber des Wegeventils 80 wird von Elektromagneten 82 gesteuert.
Die Druckleitung 66 ist mit einer Eingangsleitung 83 eines 3/4-Wegeventils 84 in Verbindung gesetzt, das vom Wegeventil 80 gesteuert wird.
Eine Ausgangsleitung 85 des Wegeventils 84 steht mit dem deckelseitigen Zylinderraum des Hydraulikzylinders 68 in Verbindung. Eine Ausgangsleitung 87 des Wegeventils 84 steht über ein Ventil 88 mit einem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 89 des Hydraulikzylinders 69 in Verbindung.
Die Druckleitung 67 ist mit einer Eingangsleitung 90 eines 3/4- Wegeventils 91 verbunden, das vom Wegeventil 80 gesteuert wird.
Eine Ausgangsleitung 92 des Wegeventils 91 steht mit einem deckelseitigen Zylinderraum 93 des Hydraulikzylinders 69 in Verbindung. Eine Ausgangsleitung 94 des Wegeventils 91 ist über ein Ventil 95 mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 96 des Hydraulikzylinders 68 verbunden.
Die Ventile 88 und 95 gewährleisten das Festhalten des Querhauptes 72 bei der Einstellung der Druckflüssigkeitszu- führung durch die Pumpe 1.
Die Wegeventile 84 und 91 sind über Leitungen 97 und zu 98 mit der Ablaufleitung in Verbindung gesetzt.
Eine Ausgangsleitung 99 des Wegeventils 80 ist mit einer Steuerkammer 100 des Wegeventils 84 und mit einer Steuerkammer 101 des Wegeventils 91 verbunden.
Eine Ausgangsleitung 102 des Wegeventils 80 steht mit einer Steuerkammer 103 des Wegeventils 84 und mit einer Steuerkammer 104 des Wegeventils 91 in Verbindung.
Eine Leitung 105 des Wegeventils 80 steht mit der Abflussleitung in Verbindung.
Die Einrichtung 73 weist eine Rolle 106, deren Achse 107 am Querhaupt 72 zur gemeinsamen Verschiebung mit diesem starr befestigt ist und einen Hebel 108 auf, dessen Lage der Verschiebung des Querhauptes 72 bei gleichpllasiger Bewegung der Kolbenstangen 70 und 71 parallel ist. Das eine Ende des Hebels 108 ist mit dem unbeweglichen Element der Presse gelenkig verbunden, und zwar mittels eines Kragstücks 109 des Hydraulikzylinders 68, während das andere Ende desselben mit einem Schieber 110 des Wegeventils 74 zusammenwirkt.
Der Hebel 108 wirkt mit der Rolle 106 zusammen.
Eine Leitung 111 des Wegeventils 74 steht mit der Steuerflüssigkeitsquelle 77 in Verbindung, eine Leitung 112 ist mit dem Kanal 27 (Fig. 6) der einen Gruppe C (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) der Pumpe verbunden und eine Leitung 113 (Fig. 8) ist mit dem Kanal 65 (Fig. 6) der zweiten Gruppe D (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) verbunden. Hierbei steht der Kanal 112 (Fig. 8) über eine Drossel 114 mittels einer Leitung 115 mit der Abflussleitung, der Kanal 113 aber über eine Drossel 116 mittels einer Leitung 117 mit der Abflussleitung in Verbindung.
Das Mittel 76 ist in Gestalt von 2/2-Wegeventilen 118 und 119 ausgeführt.
Das Wegeventil 118 besitzt einen abgefederten Schieber 120 und ist über eine Steuerkammer 121 mit der Druckleitung 66 der Pumpe 1, über eine Zuführungsleitung 122 mit der Steuerflüssigkeitsquelle 77 und über eine Abführungsleitung 123 mit dem Kanal 27 (Fig. 6) der einen Gruppe C (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) der Pumpe verbunden. Das Wegeventil 119 (Fig. 8) besitzt einen abgefederten Schieber 124 und ist über eine Steuerkammer 125 mit der Druckleitung 67 der Pumpe, über eine Zuführungsleitung 126 mit der Steuerflüssigkeitsquelle 77 und über eine Abführungsleitung 127 mit dem Kanal 65 (Fig. 6) der zweiten Gruppe D (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) der Pumpe verbunden.
Dieser Hydraulikantrieb gewährleistet die anschlaglose Positionierung des Querhauptes 72 (Fig. 8). Hierzu sind in ihm zwei Schieberventile 128 und 129 vorgesehen. Das Ventil 128 besitzt einen abgefederten Schieber 130 und ist über ein Zuführungsfenster 131 mit der Steuerflüssigkeitsquelle 77, über ein Abführungsfenster 132 aber mit dem Kanal 27 (Fig. 6) der einen Gruppe C (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) der Pumpe verbunden.
Das Ventil 129 (Fig. 8) besitzt einen abgefederten Schieber 133 und ist über ein Zuführungsfenster 134 mit der Steuerflüs sigkeitsquelle 77, über ein Abführungsfenster 135 aber mit dem Kanal 65 (Fig. 6) der zweiten Gruppe D (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 7) der Pumpe verbunden.
Eine Stirnfläche 136 (Fig. 8) des Schiebers 130, die der abgefederten Stirnfläche entgegengesetzt ist, ist zur Zusammenwirkung mit einem an der Presse (in Fig. nicht abgebildet) angebrachten Anschlag 137 bestimmt, und eine Stirnfläche 138 des Schiebers 133, die der abgefederten Stirnfläche entgegengesetzt ist, ist zur Zusammenwirkung mit einem an der Presse angebrachten Anschlag 139 bestimmt.
Die Anschläge 137 und 139 bestimmen die Lage des unteren Totpunktes des Querhauptes 72.
Der Hydraulikantrieb arbeitet folgenderweise. Beim im Betriebsetzen des Elektromotors 75, dessen Welle mit der Antriebswelle der Pumpe 1 verbunden ist, sind die Elektromagnete 82 abgeschaltet, und die Druckflüssigkeit, die von der Pumpe 1 zu den Druckleitungen 66 und 67 zugeführt wird, gelangt über die entsprechenden Leitungen 97 und 98 der Wegeventile 84 und 91 in die Ablaufleitung.
Gleichzeitig mit der Pumpe 1 führt die Quelle 77 die Steuerflüssigkeit der Rohrleitung 78 und über die Leitung 79 dem Schieber des Wegeventils 80, über die Leitung 111 dem Schieber des Wegeventils 74, über die Leitungen 122 und 126 den Schiebern 120 und 124 der Wegeventile 118 und 119 und über die Zuführungsfenster 131 und 134 den Schiebern 130 und 133 der Ventile 128 und 129 zu. In dem Augenblick, da die Elektromagneten 82 abgeschaltet sind und das Querhaupt 72 synchrone Lage im oberen Totpunkt einnimmt, sind alle erwähnten Leitungen sowie Zuführungsfenster der entsprechenden Wegeventile und Ventile durch Schieber versperrt.
Die Steuerflüssigkeit, die in die Rohrleitung 78 gelangt, strömt durch das Sicherheitsventil 81 über, und in der Rohrleitung 78 stellt sich der erforderliche Druck der Steuerflüssigkeit ein.
Wenn das Querhaupt 72 vom oberen zum unteren Totpunkt verschoben werden soll, wird der Elektromagnet 82 eingeschaltet. Hierbei verschiebt sich der Schieber 80 und verbindet die Leitung 79 mit der Leitung 102 sowie die Leitung 99 mit der Leitung 105. Die Steuerflüssigkeit gelangt von der Quelle 77 über die Leitungen 78, 79, 102 in die Steuerkammern 103, 104 und verschiebt die Schieber der Wegeventile 84 und 91, wobei die Flüssigkeit aus den Steuerkammern 100 und 101 in die Leitungen 99 und 105 des Wegeventils 80 zum Ablauf verdrängt wird. In diesem Augenblick wird die Leitung 83 des Wegeventils 84 mit der Leitung 85, die Leitung 87 mit der Leitung 97 in Verbindung gesetzt. Dasselbe geschieht im Wegeventil 91, und zwar wird die Leitung 90 mit der Leitung 92, die Leitung 94 mit der Leitung 98 in Verbindung gesetzt.
Die von der Pumpe 1 eingedrückte Druckflüssigkeit gelangt über die Leitungen 66, 83, 85 in den deckelseitigen Zylinderraum 86 des Hydraulikzylinders 68, über die Leitungen 67, 90, 92 aber in den deckelseitigen Zylinderraum 93 des Hydraulikzylinders 69, und verschiebt die Kolbenstangen 70 und 71.
Aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 96 wird die Druckflüssigkeit durch das Ventil 95 der Leitungen 94, 98, aus dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 89 durch das Ventil 88 der Leitungen 87, 97 verdrängt.
Wenn bei der Verschiebung der Kolbenstangen 70, 71 vom oberen zum unteren Totpunkt eine Abweichung aus der Gleichlage der Kolbenstangen eintritt, beispielsweise wenn die Kolbenstange 70 der Kolbenstange 71 voreilt, stellt sich das Querhaupt 72 schief, und die Rolle 106 drückt auf den Hebel 108, der in seinem Gelenk verschwenkt wird. Bei dieser Schwenkung verschiebt der Hebel 108 den Schieber 110 des Wegeventils 74 auf solche Weise, dass die Leitung 111 mit der Leitung 112 in Verbindung gesetzt wird, aus der die Steuerflüssigkeit in den Kanal 27 (Fig. 6) der Pumpe 1 gelangt.
Der Druck der Steuerflüssigkeit, die in den Kanal 27 gelangt, ist der Verschiebung des Schiebers 110 (Fig. 8) des Wegeventils 74 im vorberechneten Verschiebungsbereich proportional. Die Steuerflüssigkeit, die in den Kanal 27 (Fig. 6) gelangt, bewirkt eine Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung durch die Pumpe 1 (Fig. 8) zur Leitung 66 relativ zur Druckflüssigkeitszuführung durch die Pumpe 1 zur Leitung 67. Die Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung zur Leitung 66 bewirkt eine Verringerung der Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolbenstange 70, die so lange anhält, bis das Querhaupt 72 die erforderliche Lage eingenommen hat, während der Schieber 110 sich unter der Einwirkung der Feder in die Ausgangsstellung verschiebt, in der die Leitung 111 von den Leitungen 112 und 113 getrennt ist.
Nach der Trennung der Leitungen 111 und 112 gelangt die Steuerflüs siglceit aus dem Kanal 27 (Fig. 6) der Pumpe 1 (Fig. 8) durch die Drossel 114 und die Leitung 115 in die Ablaufleitung, und im Kanal 27 (Fig. 6) der Pumpe 1 stellt sich der Druck ein, der dem Druck im Kanal 65 gleich ist.
Bei gleichen Drücken in den Kanälen 27 und 65 führt die Pumpe 1 eine gleiche Druckfiüssigkeitsmenge den Leitungen 66 und 67 zu, unter deren Einwirkung sich die Kolbenstangen 70, 71 (Fig. 8) mit gleicher Geschwindigkeit weiterverschieben.
Wenn das Querhaupt 72 vom unteren zum oberen Totpunkt verschoben werden soll, so wird der eingeschaltete Elektromagnet 82 stromlos gemacht und ein zweiter Elektromagnet 82 eingeschaltet, unter dessen Einwirkung der Schieber des Wegeventils 80 sich in eine andere Endlage verschiebt, wobei die Leitung 79 mit der Leitung 99, die Leitung 102 aber mit der Leitung 105 verbunden wird.
Die Steuerflüssigkeit gelangt von der Quelle 77 über die Leitungen 78, 79, 99 in die Steuerkammern 100 und 101 und verschiebt die Schieber in den Wegeventilen 84 und 91, die die Flüssigkeit aus den Steuerkammern 103 und 104 in die Leitungen 102 und 105 zum Abfluss verdrängen. Hierbei wird im Wegeventil 84 die Leitung 83 mit der Leitung 87, die Leitung 85 mit der Leitung 97 in Verbindung gesetzt, gleichzeitig wird im Wegeventil 91 die Leitung 90 mit der Leitung 92, die Leitung 94 mit der Leitung 98 in Verbindung gesetzt.
Die von der Pumpe 1 -eingedrückte Druckflüssigkeit gelangt über die Leitungen 66, 83, 87 durch das Ventil 88 in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 89 des Hydraulikzylinders 69, über die Leitungen 67, 90, 94 aber durch das Ventil 95 in den kolbenstangenseitigen Zylinderraum 96 des Hydraulikzylinders 68 und verschiebt die Kolbenstangen 70, 71, wobei das Querhaupt 72 sich vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt. Die Kolbenstangen 70 und 71 verdrängen hierbei die Druckflüssigkeit aus dem deckelseitigen Zylinderraum 86 über die Leitungen 85, 97 und aus dem deckelseitigen Zylinderraum 93 über die Leitungen 92, 98 in die Ablaufleitung.
Wenn bei der Verschiebung der Kolbenstangen 70, 71 vom unteren zum oberen Totpunkt eine Abweichung aus der Gleichlage der Kolbenstangen eintritt, beispielsweise wenn die Kolbenstange 70 der Kolbenstange 71 voreilt, stellt sich das Querhaupt 72 schief, und die Rolle 106 geht vom Hebel 108 weg, der in seinem Gelenk unter der Krafteinwirkung der Feder des Schiebers 110 verschwenkt wird. Bei der Schwenkung des Hebels 108 wird der Schieber 110 auf solche Weise verschoben, dass die Leitung 111 mit der Leitung 113 in Verbindung gesetzt wird, über die die Steuerflüssigkeit in den Kanal 65 der Pumpe 1 gelangt. Die gelangende Steuerflüssigkeit bewirkt eine Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung durch die Pumpe 1 zur Leitung 67 relativ zur Druckflüssigkeitszuführung zur Leitung 66.
Die Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung zur Leitung 67 führt zur Verringerung der Verschiebungs-Geschwindigkeit der Kolbenstange 70, die so lange anhält, bis das Querhaupt 72 die erforderliche Lage eingenommen hat, der Schieber 110 aber unter der Einwirkung des Hebels 108, der in die Ausgangsstellung von der Rolle 106 verschwenkt wird, die Ausgangsstellung eingenommen hat, bei der die Leitung 111 von den Leitungen 113 und 112 getrennt ist.
Nach der Trennung der Leitungen gelangt die Steuerflüssigkeit aus dem Kanal 65 der Pumpe über die Drossel 116 und die Leitung 117 in die Ablaufleitung, und im Kanal 65 der Pumpe 1 stellt sich der Druck ein, der dem Druck im Kanal 27 gleich ist. Bei gleichen Drücken in den Kanälen 27 und 65 führt die Pumpe eine gleiche Druckflüssigkeitsmenge den Leitungen zu.
Auf diese Weise erfolgt die Korrektur einer Abweichung des Querhauptes 72 von der vorgegebenen Lage bei dessen Verschiebung durch Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung durch die Pumpe 1 zu jener Druckleitung, die mit dem Hohlraum der voreilenden Kolbenstange in Verbindung gesetzt ist. Nach dem Ausgleich der Lage des Querhauptes 72 wird durch die Pumpe 1 praktisch eine gleiche Druckflüssigkeitsmenge den Druckleitungen 66 und 67 zugeführt.
Bei der Steigerung des Druckflüssigkeitsdruckes bis auf die maximal zulässige Grösse beispielsweise in der Druckleitung 66 der Pumpe 1 verschiebt sich der Schieber 120 unter der Einwirkung dieses Druckes, wobei er die Feder zusammendrückt, und verbindet die Leitung 122 mit der Leitung 123, durch welche die Steuerflüssigkeit von der Quelle 77 dem Kanal 27 der Gruppe C (Fig. 7) der Zusammenwirkungszonen der Tauchkolben 22, 25 (Fig. 6) zugeleitet wird. Die dem Kanal 27 (Fig. 8) zugeleitete Steuerflüssigkeit verringert die Druckflüssigkeitszuführung zur Leitung 66 bis auf eine Grösse, die bloss den Ausgleich der Volumenverluste im System bei maximal zulässigem Druck gewährleistet und keine weitere Erhöhung des Druckes über die maximal zulässige Grösse desselben hinaus hervorrufen kann.
Auf ähnliche Weise erfolgt die Begrenzung der Grösse des maximal zulässigen Betriebsdruckes in der Druckleitung 67 der Pumpe 1.
Das anschlaglose Stillsetzen des Querhauptes im unteren Totpunkt erfolgt auf die folgende Weise. Bei der Annäherung des Querhauptes 72 an den unteren Totpunkt verschieben die Anschläge 137 und 139 die jeweiligen Schieber 130 und 133 um den vorausberechneten Betrag.
Der Schieber 130 verbindet das Zuführungsfenster 131 mit dem Abführungsfenster 132, und die Steuerflüssigkeit gelangt von der Quelle 77 in den Kanal 27, während der Schieber 133 das Zuführungsfenster 134 mit dem Abführungsfenster 135 verbindet, und die Steuerflüssigkeit dann von der Quelle 77 in den Kanal 65 gelangt. Der Druck der Steuerflüssigkeit in den Kanälen 27 und 65 ist der jeweiligen Verschiebung der Schieber 130 und 133 proportional. Sobald im Kanal 27 eine Druckgrösse der Steuerflüssigkeit erreicht worden ist, bei der die Pumpe 1 eine Druckflüssigkeitsmenge der Leitung 66 zuführt, die bloss zum Ausgleich von hydraulischen Verlusten im System beim Betriebsdruck ausreicht, bleibt die Kolbenstange 70 stehen. Auf ähnliche Weise erfolgt die Stillsetzung der Kolbenstange 71.
Ausser dem angeführten Aufbau des Hydraulikantriebes, das die Möglichkeiten der Axialkolben Pumpe 1 ausnutzt, sind auch weitere Ausgestaltungen der Hydraulikantriebe möglich, in denen beim Schiefstellen des Querhauptes 72 in den Kanälen 27 und 65 ein Steuerflüssig keitsdruck entsteht, der eine Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung zur Leitung bewirkt, die mit dem Hohlraum der voreilenden Kolbenstange verbunden ist, so dass auf diese Weise der Lagefehler der Kolbenstangen beseitigt wird.
Eine mögliche Variante des Hydraulikantriebes (Fig. 9) ist der vorstehend beschriebenen bis auf folgende Umstände ähnlich. Die Steuerflüssigkeitsquelle 77 ist über eine Drossel 140 und eine Rohrleitung 141 mit dem Kanal 27, über eine Drossel 142 und eine Rohrleitung 143 mit dem Kanal 65 der Pumpe 1 verbunden.
An die Rohrleitung 141 ist eine Zuführungsleitung 144 eines 2/2-Wegeventils 145 angeschlossen, dessen Abführungsleitung 146 mit einer Leitung 167 eines 3/3-Wegeventils 148 verbunden ist, während an die Rohrleitung 143 eine Zuführungsleitung 149 eines 2/2-Wegeventils 150 angeschlossen ist, dessen Abführungsleitung 151 mit einer Leitung 152 des Wegeventils 148 verbunden ist. Eine Leitung 153 des Wegeventils 148 ist über eine Rohrleitung 154 mit einem Zuführungsfenster 155 eines Schieberventils 156 verbunden. Ein Ausgangsfenster 157 des Ventils 156 steht mit der Abflussleitung in Verbindung. An die Rohrleitung 154 ist eine Eingangsleitung 158 eines 2/2-Wegeventils 159 angeschlossen, dessen Schieber von einem Elektromagneten 160 gesteuert wird, eine Abführungsleitung 161 des Wegeventils 159 ist mit der Abflussleitung verbunden.
Verschiebt sich das Querhaupt 72 ohne Schiefstellungen und übersteigt der Betriebsdruck in den Leitungen 66, 67 die zulässige Grösse nicht, so gelangt die Steuerflüssigkeit von der Quelle 77 durch die Drossel 140 in die Rohrleitung 141, Leitungen 144 und 146 des Wegeventils 145, Leitungen 147 und 153 des Wegeventils 148, das Zuführungsfenster 155 und durch das Ausgangsfenster 157 des Ventils 156 in die Ablaufleitung.
Die Steuerflüssigkeit, die von der Quelle 77 ankommt, gelangt durch die Drossel 142, die Rohrleitung 143, Leitungen 149 und 151 des Wegeventils 150, Leitungen 152 und 153 des Wegeventils 148, das Zuführungsfenster 155 und das Ausgangsfenster 157 des Ventils 156 in die Ablaufleitung, d. h. die Steuerflüssigkeit, die von der Quelle 77 in die Kanäle 27 und 65 der Pumpe 1 durch die Drosseln 140 und 142 gelangt, gelangt hierbei in die Ablaufleitung, und in den Kanälen 27 und 65 stellt sich der Druck ein, der dem Druck der Steuerflüssigkeit gleich ist, was einer gleichen Druckflüssigkeitszuführung zu den Druckleitungen 66 und 67 entspricht.
Bei der Erhöhung des Druckes der Druckflüssigkeit in der Leitung 66 bis auf die maximal zulässige Grösse verschiebt sich der Schieber des Wegeventils 145 unter der Einwirkung dieses Druckes, wobei er die Feder zusammendrückt, und trennt die Leitung 144 von der Leitung 146, wonach die Steuerflüssigkeit, die durch die Drossel 140 und den Kanal 27 ankommt, den Druck bis auf eine Grösse erhöht, die der durch die Pumpe 1 vorgenommenen Zuführung einer solchen Druckflüssigkeitsmenge der Leitung 66 entspricht, die bloss zum Ausgleich der Volumenverluste im System bei maximal zulässigem Druck ausreichend und zur Erhöhung des Druckes der Druckflüssigkeit über die maximal zulässige Grösse hinaus nicht ausreichend ist. Auf die ähnliche Weise erfolgt die Begrenzung der Grösse des maximal zulässigen Druckes in der Druckleitung 67 der Pumpe 1.
Die Beseitigung der Schiefstellung des Querhauptes 72 unter Bedingungen eines vorhandenen Druckes geschieht auf die folgende Weise. Die Schiefstellung des Querhauptes bewirkt eine entsprechende Verschiebung des Schiebers des Wegeventils 148, das den Abfluss der Steuerflüssigkeit aus jenem Kanal 27 bzw. 65 unterbindet, in dem die Erhöhung des Steuerdruckes eine Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung zu jener Druckleitung bewirkt, die mit dem Hohlraum der voreilenden Kolbenstange verbunden ist. Die Verringerung der Druckflüssigkeitszuführung zum Hohlraum der voreilenden Kolbenstange bewirkt eine Verminderung der Geschwindigkeit der voreilenden Kolbenstange, wonach das Querhaupt 72 sich geradestellt und der Schieber des Wegeventils 148 in die Ausgangsstellung zurückkehrt, während sich in den Kanälen 27 und 65 ein Druck einstellt, der dem Druck der Steuerflüssigkeit gleich ist.
Bei der Annäherung des Querhauptes 72 an den unteren Totpunkt bis auf die vorberechnete Abstandsgrösse verschiebt der Anschlag des Querhauptes den Schieber des Wegeventils 156. Der Schieber des Wegeventils 156 trennt das Zuführungsfenster 155 vom Abführungsfenster 157, und die Steuerflüssigkeit, die von der Quelle 77 über die Drosseln 140 und 142 in die Rohrleitungen 141 und 143 gelangt, erhöht den Druck in den Kanälen 27 und 65 bis auf eine Grösse, bei der die Pumpe 1 den Leitungen 66 und 67 eine solche Druckflüssigkeitsmenge zuführt, die zum Ausgleich der Volumenverluste im System beim Betriebsdruck ausreichend und zur weiteren Verschiebung des Querhauptes nicht ausreichend ist. Beim Einschalten des Elektromagneten 159 tritt das 2/2-Wegeventil 158 in Tätigkeit, das die Leitung 157 mit der Leitung 160 in Verbindung setzt.
Die Steuerflüssigkeit gelangt aus dem Kanal 27 über die Leitungen 144 und 146 des Wegeventils 145 in die Leitungen 147 und 153 des Wegeventils 148 und aus dem Kanal 65 über die Leitungen 149 und 151 des Wegeventils 150 in die Leitungen 152 und 153 des Wegeventils 148 und dann in die Abflussleitung über die Leitungen 157 und 160 des Wegeventils 158. Dies gewährleistet eine schnelle Verschiebung des Querhauptes 72 vom unteren Totpunkt, in dem es mit Hilfe des Anschlags festgehalten wurde, der auf den Schieber des Wegeventils 156 einwirkt.
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PATENT CLAIMS
1. Axial piston pump, the pressure fluid flow of which can be regulated by means of a suction valve control, which has a housing (1) with an intake manifold (2), at least one pressure manifold (3, 64) and a control fluid supply channel (4), pistons (6 ) are arranged opposite one another, which cooperate with swash plates (9) which are rigidly connected to the drive shaft (7), the pistons (6) delimiting working chambers (8), each of which with or
a pressure manifold (3) via a pressure valve (19) and the suction manifold via a suction valve (18), the closing part of which has a shaft (24) which cooperates with a first plunger (22, 56, 59) which is coaxial to the suction valve is arranged in a radial recess (23) in the housing, which is connected to the outer surface of a sleeve (28) surrounding the shaft, which is arranged axially displaceably in an axial recess of the housing (1), with the drive shaft (7) is connected for common rotation and has recesses (44, 45) on its outer surface which are delimited by webs (46, 47, 49, 50, 52) which form individual zones (48, 53), one of which (53 ) with drain openings (54), the other (48) with the control liquid supply channel (4) is constantly connected, characterized in that
that a second plunger (25; 58; 61) is arranged, which interacts with the first plunger (22; 56; 59) to additionally influence the suction valve, and that in the housing (1) a second channel (26) for the supply of control fluid for actuating each pair of plungers.
2nd Axial piston pump according to claim 1, characterized in that the second plunger (25; 58) is arranged coaxially with the first plunger (22; 56) in the radial recess (23).
3rd Axial piston pump according to claim 1, characterized in that each first plunger (59) has an annular groove (60) on its outer surface, that the second channel (26) for supplying the control liquid is connected to a cavity in which the second, spring-loaded plunger (61) is displaceably arranged, which has a rod (62) which cooperates with the outer surface of the first plunger (59) when the control liquid is supplied through the second channel (26).
4th Axial piston pump according to one of claims 2 or 3, characterized in that the second channels (26), optionally in groups (C, D), are connected to one another.
5. Axial piston pump according to claim 2, characterized in that the first plunger (56) has a rod (57), while the second plunger (58) is annular, and is attached to the rod (57) of the first plunger (56).
6. Axial piston pump according to Claim 1, characterized in that the working chambers (8) are connected to one another in at least two groups (A, B), each of which is connected to a pressure manifold (3, 64) via the pressure valves (19) mentioned.
7. Use of the axial piston pump according to claim 1 in a hydraulic drive for a bending press, the at least two hydraulic cylinders (68, 69), the piston rods (70, 71) of which are connected to a crosshead (72) of the press, a device (73) for measuring position errors of the crosshead (72), which cooperates with the slide of a 3/3-way auxiliary valve (74), a pressure manifold (3) of the axial piston pump (1) via electrohydraulic slide valves (84, 91) with one of the hydraulic cylinders (68, 69) can be connected, a control fluid source (77) being connected to said slide valves (84, 91) and a safety valve (81), and having means (76) for protecting the pressure collecting lines against overloads, characterized in that the 3 / 3-way auxiliary valve (74) has three connections (111, 112, 113),
of which the first (111) with the control liquid source (77), the second (112) with a first group (C) second channels (26) of the axial piston pump (1) and the third (113) with a second group (D) second Channels (26) of the axial piston pump (1) is connected so that the mechanical device (73) for measuring bearing errors has a roller (106), the axis (107) of which is rigidly attached to the crosshead (72) for displacement with it, whereby the roller cooperates with the portion of a lever (108) which portion is parallel to the direction of displacement of the crosshead (72) with in-phase movement of the piston rods (70 and 71), one end of which has an immovable member (109) attached to the press is articulated, the other end of which cooperates with the slide (110) of the 3/3 way valve (74),
and that each group (C, D) of second channels (26) is connected to a drain line (115, 117) via a throttle (114, 116).
8th. Use according to claim 7, characterized in that the means (76) for protecting the pressure lines are two 2/2 way valves (118, 119), each of which has a sprung slide (120, 124), a control chamber (121, 125), has an inlet (122, 126) and an outlet (123, 127), the control chamber (121, 125) with the associated pressure line (66, 67), the inlet (122, 126) with the control liquid source (77) and the Outlet (123, 127) is connected to the assigned group (C, D) second channels.
9. Use according to one of claims 7 or 8, characterized in that two further slide valves (128, 129) are provided, each of which has a sprung slide (130, 133), one end face (136, 138) of which has a stop (139 ) cooperates on the press and limits the stroke length of the crosshead (72), furthermore that each of the further slide valves (128, 129) has an inlet (131, 134) and an outlet (132, 135), the inlet (131, 134 ) with the control liquid source (77) and the outlet (132, 135) with the assigned group (C, D) of second channels (26).
The present invention relates to an axial piston pump, the pressure fluid flow of which can be regulated by means of a suction valve control, which has a housing with an intake manifold, at least one pressure manifold and a control fluid supply duct, pistons which are reciprocally displaceable in axially parallel rotations and which are arranged opposite one another and interact with swash plates rigidly connected to the drive shaft with the pistons defining working chambers, each of which is connected to the
a pressure manifold via a pressure valve and is connected to the intake manifold via a suction valve, the closing part of which has a shaft which cooperates with a first plunger which is arranged coaxially with the suction valve in a radial recess in the housing which is aligned with the outer surface of a shaft surrounding the shaft Connected sleeve, which is arranged axially displaceably in an axial rotation of the housing, is connected to the drive shaft for common rotation and has on its outer surface depressions which are delimited by webs which form individual zones, one of which with drainage openings, the others are in constant communication with the control liquid supply channel.
Such axial piston pumps are known. Below
the operation of a first such known pump is explained in order to make the problem of the invention clear.
As already mentioned, radial rotations are carried out in the pump housing, in each of which a plunger is arranged coaxially with the suction valve.
Each plunger forms a cavity with the housing rotation, which is connected via a channel to the outer surface of a cylindrical sleeve which is arranged axially displaceably in the axial housing rotation, surrounds the drive shaft and is connected to it for common rotation.
The stem of the suction valve interacts with the plunger. On the outer surface of the cylindrical sleeve there are depressions which are delimited by webs which form individual zones. One of these zones is in constant communication with the drain line, the other with the control liquid supply channel, which is provided as a connection to the control liquid source. The control fluid source ensures pressures of about 15 kp / cm2 in the zone mentioned. This pressure of the control liquid reaches the plunger via the above-mentioned channel, which opens the suction valve and then keeps it open. The time during which the suction valve is open is determined by the axial position of the sleeve, the displacement of which takes place with the aid of a pull rod.
The tie rod is bolted to the sleeve at one end while its free end extends beyond the limits of the pump housing. This free end is connected to any device that ensures the displacement of the tie rod and its fixing in a predetermined position.
In the operation of this known pump in the nominal power range, the forced opening of the suction valve takes place at the moment when the pistons start the suction stroke, i. H. the pistons start moving from top to bottom dead center while the suction valve closes at the moment the pistons start moving in the opposite direction. In order to regulate the work output, which is done exclusively by axially displacing the sleeve, the suction valve is also forced during part of the piston stroke from bottom to top dead center, ie. H. kept open during part of the intake stroke. The moving piston displaces hydraulic fluid from the working chamber into the intake manifold.
Depending on the given axial position of the cylindrical sleeve with respect to the pump housing, the suction valve is now kept open during any part of the pressure stroke. When the suction valve is closed, the hydraulic fluid displaced by the pistons during the first part of the pressure stroke enters the intake manifold, but in the pressure manifold during the second part of the pressure stroke, as a result of which the pump has a reduced delivery.
If the suction valve during the pressure stroke z. B. is not closed at all, the entire pressure fluid is displaced from the pistons into the intake manifold, which corresponds to the zero delivery of the pump.
The control speed of the known pump, i.e. H. the time in which the maximum pump delivery can be reduced to zero is determined by the displacement speed of the profiled cylindrical sleeve. Low weight of the sleeve, lack of any resistance when moving it and a relatively short stroke length - 2025 mm - are prerequisites for moving the sleeve without special energy expenditure and without constructive difficulties for a short period of time. The control speed of the known pump is proportional to the displacement speed of the control sleeve up to a certain point, after which the further increase in the displacement speed of the sleeve no longer permits a further increase in the control speed.
The control speed limit depends on the speed of the drive shaft of the known pump.
The actuation time is 0.03 seconds at 1000 rpm of the drive shaft, but 0.02 seconds at 1500 rpm of the drive shaft.
When the sleeve is moved backwards, i.e. H. when increasing the pump delivery from zero to the maximum value, the control speed has practically no restrictions and remains proportional to the displacement speed of the sleeve.
The high control speed of the known pump and the fact that it can be easily reached make it possible to use this pump in automatic control systems, in high-speed hydraulic machines, etc. to use successfully.
In the known pump described, however, a large amount of control liquid is able to move the profiled cylindrical sleeve from the position which corresponds to the operating output (nominal output) of the pump, which corresponds to the zero delivery thereof, for a period of less than 0.02 seconds to move, for example, the piston of a device that determines the axial position of the cylindrical sleeve with respect to the pump housing.
In addition, when the working chambers are combined into two or more groups, H.
when creating a double-flow pump, the cylindrical sleeve that controls the pump output, in the case of axial displacement with respect to the housing, only the simultaneous change in the pump output in each pressure line of the pump, since the outer surface of the pump, more precisely the zone that communicates with the control fluid channel There is a connection through which channels simultaneously act on all plungers that interact with the suction valves.
Also known is a pump from Sack Kesselbach, in which the working chambers of the pistons are combined into two or more groups. Each group is connected to a pressure manifold. The number of pressure lines corresponds to the number of groups.
This known pump ensures both a simultaneous change in the pump capacity in all pressure manifolds and an independent change in the pump capacity in each pressure manifold.
The simultaneous change in the pump output in all pressure manifolds is made possible by a device which is formed by an adjustable throttle which is arranged in a pipeline via which the pressure fluid is fed to the intake manifold of the pump.
In the known pump, the working chambers of the pistons are connected to the pressure collecting lines via pressure valves and to the suction collecting line via suction valves.
For independent control of the amount of hydraulic fluid that is pushed back into the pressure manifold by each piston, each suction valve is provided with a linkage for forcibly opening the suction valve and holding it in the open state during the pressure stroke. This ensures that a piston or a piston group is stopped for the duration of a predetermined period of time during which the pump delivery in one of the pressure collecting lines drops to the required size.
This forced opening of the suction valves makes the second known pump construction quite complicated and, moreover, can only be carried out in low-performance pumps, for example with a pump output of up to 20-25 l / min, since the output control of a pump whose output is more than 20-25 I / min, by throttling the pressure fluid that enters the working chambers of the pistons, causes cavitation in the latter, which leads to the destruction of the elements of the working chambers of the pistons.
It is already known to use axial piston pumps of the type mentioned in hydraulic drives.
The hydraulic drives known in mechanical engineering, which ensure synchronized displacement of two or more hydraulic cylinders (hydraulic motors), can be divided into three main groups, namely: synchronous hydraulic drives, which contain devices which ensure synchronization according to the displacement speed of the piston rods of the hydraulic cylinders; in-phase hydraulic drives containing devices which ensure synchronization according to the relative position of the piston rods of the hydraulic cylinders; Synchronous-in-phase hydraulic drives, the devices which ensure synchronization according to the displacement speed of the piston rods of the hydraulic cylinders, and devices which ensure synchronization according to the relative position of the piston rods of the hydraulic cylinders.
The variant of the synchronous-phase hydraulic drive that is mostly used in presses is a combination of double pumps and a feedback system that compensates for the resulting position error of the piston rods of the hydraulic cylinders by reversing the hydraulic fluid delivered by the pumps.
A synchronous-in-phase hydraulic drive of sheet metal bending presses is known, which has two hydraulic cylinders, the piston rods of which are connected to the crosshead of the press, a device for measuring the positional error of the piston rods, a controllable double pump, means for protecting the pressure lines against overloads, and a control fluid source.
The known device for measuring the position error of the piston rods is in the form of a train connection, for example a chain, a rope, one end of which is connected to the immovable part of the press, while the other end is attached to an arm of a lever, the other arm interacts with the spool of a 3/3-way auxiliary valve. The middle section of the train connection interacts with two star wheels or castors that are rotatable about an axis that is attached to the crosshead.
The controllable double pump consists of two pumps, each of which is connected to the shaft of the electric motor by its drive shaft via a common gear.
This known double pump has a device for pump control, which allows each pump to supply the pressure manifold with a practically equal amount of hydraulic fluid at any position of the device.
The pressure line of each pump is connected to the input of a four-way valve which is connected to the control fluid source via a valve which ensures that the crosshead is retained after the hydraulic fluid supply set by the pump. The latter is connected to a safety valve which maintains a constant pressure in the pressure line of the control liquid source.
In the known embodiment, one output line of the first four-way valve is connected to the cylinder chamber of the first hydraulic cylinder on the piston rod side, while the second output line is connected to the cylinder chamber of the first hydraulic cylinder on the cover side. The fourth line of each directional valve is connected to the drain line. The means to
Protection of the pressure lines from overloading the double pump is implemented in the form of a safety valve with a servo effect. This valve is normally open in the initial position and the pressure line of each pump is connected to the drain line via a check valve and the normally open safety valve.
During the work of the hydraulic cylinder, the safety valve is closed and it maintains the specified operating pressure in the pressure lines of the double pump.
One line of the three-way auxiliary valve is connected to the drain line, but the other two are connected to the pressure lines of the double pump.
During the operation of the known hydraulic drive, for example when moving the crosshead of the press from top to bottom dead center, the safety valve is closed and the four-way valves are switched such that pressure oil from the pressure lines of the double pump reaches the cylinder chambers of the hydraulic cylinders on the cover side, the piston rod side of which Cylinder rooms are connected to the drain line via the directional valves mentioned. If the crosshead is skewed, i. H. if a fault occurs in the position of the piston rods of the hydraulic cylinders, the train connection deflects the arm of the lever with which it is connected.
Here, the second arm of the lever moves the slide of the three-way auxiliary valve in such a way that the latter allows part of the pressure fluid that flows from the pressure line of the double pump into the cover-side cylinder space of the leading hydraulic cylinder to flow to the drain. The position synchronization of the piston rods of the hydraulic cylinders is thereby achieved.
If an overload occurs, namely when the pressure in the pressure lines of the double pump rises above the specified value, the safety valve working with servo action allows the pressure fluid pressed in by the pump to flow to the drain, thereby ensuring a pressure in the pressure lines that does not exceed the specified value.
The known hydraulic drive disadvantageously has additional hydraulic losses which are caused by throttling the pressure fluid when it flows through the three-way auxiliary valve.
In addition, this hydraulic drive ensures stable displacement of the piston rod displacement over a wide operating pressure range in the hydraulic cylinders only in a narrow range of operating speeds. This is due to the fact that the flow curve, which indicates the flow of the hydraulic fluid through the auxiliary valve, has a very steep course at pressures which approach the upper limit of the operating pressure range. A consequence of the steep flow curve is high accelerations of the piston rods of the hydraulic cylinders, and this leads to the synchronized position of the piston rods of the hydraulic cylinders being overridden. The over-regulation causes the piston rods of the hydraulic cylinders to vibrate themselves, which cause high dynamic loads on the press, which affects the bending quality of the blank.
The known hydraulic drive also ensures no stop of the crosshead of the press without stopping when it approaches the predetermined position, which makes it necessary to equip the sheet metal bending press with stops that absorb the force exerted by the press. The space-consuming stops increase the press weight and require the time-consuming attachment of the stops at another location if the crosshead is to be stopped in a new position.
The invention has for its object to provide an axial piston pump of the type mentioned, which does not have the limitations mentioned in the known pumps and in which the pump output can be controlled additionally and independently of the control by changing the axial position of the cylindrical sleeve, namely under Supply of a relatively small amount of control liquid. Furthermore, when using an axial piston pump in a hydraulic drive for sheet metal bending presses, the task is to ensure the synchronous displacement of the piston rods of the hydraulic cylinders and the stop-free positioning thereof, as well as reducing energy and hydraulic losses.
According to the invention, these objects are achieved by means of the features in the characterization of claim 1 or of claim 7 solved.
The arrangement of a second plunger in the pump according to the invention and the attachment of a second channel in the pump housing for supplying the control liquid to the zone of interaction of the plungers makes it possible, regardless of the position of the control sleeve, to open the suction valve during the intake stroke and to keep the required time open . The pressure fluid that enters the working chamber during the intake stroke can thus be pushed back into the intake manifold, which allows the working chamber to be relieved for the required time.
This allows the pump delivery to be changed in stages.
The use of the axial piston pump according to claim 7 ensures an increase in the efficiency of the hydraulic drive thanks to a reduction in energy and hydraulic losses. The reduction of energy losses is achieved by avoiding losses of hydraulic fluid and ensuring the synchronization of the piston rods of the hydraulic cylinders, which is guaranteed by the pump itself.
The energy required to control the pump is low, it is practically independent of the size of the operating pressure and the operating speeds of the hydraulic drive.
In addition, this hydraulic drive has an increased
Stability in a wide range of operating pressures and speeds, because compared to the throttle synchronization system, which has a steep flow curve at high operating pressures and high operating speeds, which is why it tends to self-oscillate, the synchronization system used is practically independent of the operating pressure and the operating speeds of the hydraulic drive .
The hydraulic drive designed according to the invention ensures an improvement in the operating properties by the approximation of the crosshead to the bottom dead center, namely to the operating zone, the synchronization accuracy of the piston rods thanks to the greater sensitivity of the device for measuring the piston rod position, which in the form of the hinged lever is running increases.
The invention is explained below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings; in the drawing shows: r
Fig. 1 is a schematic illustration of the controllable axial piston pump according to a first embodiment of the invention, in longitudinal section;
Fig. 2 a cylindrical sleeve according to the invention;
Fig. 3 shows a development of the sleeve according to the invention, on an enlarged scale;
Fig. 4 shows an embodiment variant of the plungers according to the invention;
Fig. 5 an adjustable axial piston pump according to the invention, in longitudinal section;
Fig. 6 shows an embodiment variant of the axial piston pump according to the invention;
Fig. 7 shows a section along the line VII-VII of FIG. 6;
Fig. 8 shows a schematic illustration of the hydraulic drive of a sheet metal bending press, and
Fig. 9 shows a variant of the hydraulic drive of a sheet metal bending press.
The axial piston pump according to the invention, the pressure fluid flow of which can be regulated by means of suction valve control, has a housing 1 (FIG. 1) with an intake manifold 2, a pressure manifold 3 and a control fluid supply duct 4 which is connected to a control fluid source (in FIG. not shown). Continuous, axially parallel bores are provided in the housing 1, all of which have the same distance from the axis of the housing and are pressed into the sleeves 5. Pistons 6 are reciprocally displaceable therein and arranged opposite one another so as to be rotatable about their own axis.
The pistons 6 cooperate with guide elements which are rigidly connected to a drive shaft 7 and rotate with the latter. The pistons 6 delimit working chambers 8.
In the present pump construction, swash plates 9 are provided as guide elements, which are connected to the drive shaft by means of a wedge connection. The piston 6 cooperates with the swash plates 9 by means of a kinematic connection of each piston 6 with the mentioned plate 9. The kinematic connection of each piston to the disk takes place via a spherical head 10, which is arranged on the end face of the piston 6, and a thrust bearing 11, which, with its spherical inner surface 12, partially surrounds the spherical head 10 of the piston 6. The thrust bearings 11 are pressed against the inclined disks 9 by means of pressure disks 13 via their end face, which is opposite the inner surface which is connected to the heads 10 of the pistons 6.
The pressing takes place by means of springs 14, which are accommodated in cups 15 which are movably arranged in the axial rotation of the housing 1 and which bear against the housing 1.
About the cup 15, which has a concave spherical surface
16, the force exerted by the springs 14 is transmitted to the pressure plate 13 via a convex spherical surface 17. Each working chamber 8 is connected to the intake manifold 2 via a suction valve 18 and to the pressure manifold 3 via a pressure valve 19. Each working chamber 8 is connected to the intake manifold 2 via channels 20 and to the pressure manifold 3 via channels 21. In the housing 1 radially extending Ausdre 23 are attached, in which the pressure valves 19 and
Suction valves 18 are housed. Plungers 22 are arranged in the recesses 23 in the same axis as the suction valves 18. Each plunger 22 interacts with a stem 24 of the suction valve 18.
In all of the recesses 23, according to a first embodiment, it is coaxial with the plunger
22 a second plunger 25 arranged with the
Plunger 22 interacts. There are channels in the housing 1
26 executed, which are connected to the interaction zone of the end faces of the plungers 22 and 25. In the housing 1, a channel 27 for supplying the control liquid is arranged, which is connected to the channels 26 in connection. As a result, the supply of the control liquid to the interaction zone of the end faces of the plungers
22 and 25 guaranteed. The housing 1 has an axial
Extraction, in the axially displaceable sleeve 28 is net angeord. The latter surrounds the drive shaft 7 and is connected to it for common rotation.
The sleeve 28 is connected to the drive shaft 7 by means of a bolt 29 which is fastened in the sleeve 28 with the aid of disks 30 and is connected to a pull rod 31. The latter is used for connection to any known mechanism which is not shown in the figures and which is intended for displacing the sleeve 28 in the axial direction. The axial displacement of the sleeve 28 makes it possible to change the pump delivery. The swash plates 9 are arranged in bearings 32 which are installed in a front cover 33 and a rear cover 34. A flange 35 is attached to the cover 33, in which a seal 36 of the shaft 7 is accommodated. A flange 37 is fastened to the cover 34, in which a seal 38 of the pull rod 31 is accommodated.
To receive the axial force of the pistons 6 through the swash plates 9 7 half rings 39 are attached to the shaft.
The suction valve 18 is loaded by a spring 40, the pressure valve 19 by a spring 41. The radial recesses in which the suction valve 18 and the pressure valve 19 are arranged are covered by plugs 42 on the part of the pressure valves.
The pump has a pressure line 43 which directs the pressure fluid to the consumer.
On the outer surface of the sleeve 28, depressions 44 and 45 (Fig. 2, 3) available. The recess 44 is delimited by webs 46 and 47, which form a zone 48 which is in communication with the channel 4 (FIG. 1) is connected to a pressure of 15 kp / cm2 to supply the control liquid.
The recess 45 (Fig. 2, 3) is delimited by webs 49, 50, 51, 52 which form a zone 53 which is in constant communication with the drain line via bores 54. The angular circumference of zone 53 is approximately half that of zone 48. The control liquid is supplied in the zone between webs 46 and 52, which determines the size of the axial displacement of the sleeve 28. Each turn 23 (Fig. 1) is connected by a channel 55 to the outer surface of the sleeve 28.
The pump according to Fig. 1 works as follows:
When the shaft 7 rotates, the swash plates 9 and the sleeve 28 rotate. The thrust bearings 11 pressed against them cooperate with the disks 9 and are in turn articulated to the pistons 6, the rotation of the disks 9 being converted into a reciprocating movement of the pistons 6. The sleeve 28 is arranged with respect to the shaft 7 in the circumferential direction in such a way that the web 49 covers the channel 55 at the start of the intake stroke. Upon further rotation of the shaft 7, i.e. H. During the intake stroke, zone 48, to which the control liquid is fed via channel 4, is connected to channel 55.
When moving the piston 6 while increasing the volume of the working chambers 8, d. H. during the intake stroke, the suction valve 18 is opened under the pressure of the control liquid which displaces the second plunger 25. The latter interacts with the plunger 22 which, when it is displaced, cooperates with the stem 24 of the suction valve 18, opens it and keeps it open for the duration of the intake stroke. At the end of the intake stroke, the web 51 covers the channel 55, which is thereby separated from the zone 48. Upon further rotation of the shaft 7, i.e. H. during the pressure stroke, zone 53, which is in constant communication with the drain line, is connected to channel 55. The suction valve 18 is closed under the force of the spring 40.
The movement of the pistons 6 takes place in the opposite direction, i. H. to reduce the volume of the working chambers 8, which corresponds to the pressure stroke, and all the pressure fluid displaced by the pistons 6 reaches the pressure manifold 3 via the pressure valve 19. The pump delivery is maximum.
To change the pump delivery, move the in Fig.
Mechanism not shown, the pull rod 31 in the axial direction and the sleeve 28 connected to this.
Depending on the predetermined axial position of the sleeve 28, the suction valve 18 is kept open during part of the stroke of the piston 6 during the pressure stroke. The operation of the pump does not change during the intake stroke. During the pressure stroke, the zone 48 is connected to the channel 55 and the valve 18 is kept in the open state. When the pistons 6 move back while reducing the volume of the working chambers 8, the pressure fluid is displaced by the suction valve 18 into the intake manifold 2 via the channels 20. During part of the stroke of the piston 6, the channel 55 is covered by the web 50 during the pressure stroke and separated from the zone 48. Then zone 53 is connected to channel 55.
The suction valve 18 is closed under the force of the spring 40, and part of the pressure fluid is displaced by the piston 6 through the pressure valve 19 via the channel 21 into the pressure collecting line 3. The pump delivery is part of the maximum delivery.
When the sleeve 28 is displaced into the end position, the zone 48 is in constant communication with the channel 55; here the suction valve 18 is open during the suction stroke as well as during the pressure stroke. The hydraulic fluid that fills the working chambers 8 during the intake stroke is completely displaced into the intake manifold 3. This corresponds to the zero delivery of the pump.
When the control liquid pressure is applied to the channel 27, the control liquid is supplied via the channels 26 to the interaction zones of the plungers 22, 25, and keeps the suction valves 18 open regardless of the axial position of the sleeve 28 by the plunger 25 closing the channel 55 and the plunger 22 actuated the suction valve 18 via the shaft 24. In an embodiment variant of the pump according to FIG. 4, a plunger 56 has a rod 57, and a second annular plunger 58 is attached to the rod 57 of the plunger 56. This variant of the pump allows the depth of the radial recess 23 to be reduced, which reduces the weight and dimensions of the pump.
The operation of this pump is similar to that described above.
In a further modification of the pump according to the invention, each plunger 59 (FIG. 5) on its side surface along its circumference an annular groove 60, and an additional spring-loaded plunger 61 is slidably arranged in the second channel 26 for supplying the control liquid. The plunger 61 has a rod 62. A locking ring 63 is provided in the channel 26 to fix the plunger 61 in the axial direction.
The operation of the pump is similar to that described above, except that when the control liquid pressure is applied to the channel 27, the control liquid enters the channels 26 and displaces the plunger 61, which cooperates with the side surface of the plunger 5 via the rod 62. The rod 62 engages in the annular groove 60, as a result of which the plunger 59 is fixed and by means of which the suction valve 18 is kept open regardless of the axial position of the sleeve 28.
When using the axial piston pump in hydraulic drives, for the operation of which two hydraulic fluid flows are required, the working chambers 3 of the pistons 6 are divided into two groups A and B (Fig. 6 and 7) divided. Group A is formed by chambers I, III, V, which are connected to pressure manifold 3 via pressure valves 19 and channels 21. Group B is formed by chambers II, IV, VI, which are connected to a pressure manifold 64 via pressure valves 19 and channels 21.
If the delivery of one stream has to be changed independently of the delivery of the other stream, the second channels 26 for supplying control liquid to the interaction zone of the plungers 22 and 25 are combined into two groups C and D. The group C is formed by the channels 26 which are connected to the channel 27. Group D is formed by channels 26, which are connected to channel 65.
The change in hydraulic fluid delivery by group A is achieved by applying the control fluid pressure to group C, and the change in hydraulic fluid delivery by group B by applying the control fluid pressure to group D.
The operation of the pump is similar to that described above.
The hydraulic drive (Fig. 8), for example a sheet metal bending press, in which the axial piston pump according to the invention is used, the controllable pump 1 closes (FIG. 6) with two pressure lines 66 and 67, two hydraulic cylinders 68, 69, the piston rods 70, 71 of which are connected to a crosshead 72 of the press, a device 73 for measuring the position error of the piston rods 70, 71, which is connected to the spring-loaded slide of a third / 3-way valve 74 cooperates.
The pump 1 is through the drive shaft 7 (Fig. 6) with an electric motor 75 (Fig. 8) and has channels 27 and 65 (Fig. 6, 7), which serve to supply control liquid to groups C and D of the interaction zone of the plungers.
The control fluid supplied to the channel 27 causes the pump power to be reduced to the zero power in the line 66, and the control fluid supplied to the channel 65 causes a similar change in the pump delivery in the line 67.
The hydraulic drive also contains a means 76 for protecting the pressure collecting lines 66 and 67 against overloads and a control fluid source 77 which is connected via a pipeline 78 to an input line 79 of a 3/4-way valve 80 and a safety valve 81.
The latter ensures the required pressure of the control fluid.
The drive shaft of the control liquid source 77 is connected to the shaft of the pump 1 for common rotation.
The slide of the directional valve 80 is controlled by electromagnets 82.
The pressure line 66 is connected to an input line 83 of a 3/4-way valve 84 which is controlled by the directional valve 80.
An output line 85 of the directional control valve 84 is connected to the cylinder chamber of the hydraulic cylinder 68 on the cover side. An outlet line 87 of the directional control valve 84 is connected via a valve 88 to a cylinder chamber 89 of the hydraulic cylinder 69 on the piston rod side.
The pressure line 67 is connected to an input line 90 of a 3/4-way valve 91, which is controlled by the directional valve 80.
An outlet line 92 of the directional control valve 91 is connected to a cylinder chamber 93 of the hydraulic cylinder 69 on the cover side. An output line 94 of the directional control valve 91 is connected via a valve 95 to the cylinder chamber 96 of the hydraulic cylinder 68 on the piston rod side.
Valves 88 and 95 ensure that crosshead 72 is retained when pump 1 adjusts the pressure fluid supply.
The directional control valves 84 and 91 are connected to the drain line via lines 97 and 98.
An output line 99 of the directional control valve 80 is connected to a control chamber 100 of the directional control valve 84 and to a control chamber 101 of the directional control valve 91.
An output line 102 of the directional control valve 80 is connected to a control chamber 103 of the directional control valve 84 and to a control chamber 104 of the directional control valve 91.
A line 105 of the directional valve 80 is connected to the drain line.
The device 73 has a roller 106, the axis 107 of which is rigidly attached to the crosshead 72 for joint displacement therewith, and a lever 108, the position of the displacement of the crosshead 72 is parallel with the movement of the piston rods 70 and 71 in the same direction. One end of the lever 108 is articulated to the immovable element of the press, by means of a cantilever 109 of the hydraulic cylinder 68, while the other end thereof cooperates with a slide 110 of the directional control valve 74.
The lever 108 cooperates with the roller 106.
A line 111 of the directional control valve 74 is connected to the control liquid source 77, a line 112 is connected to the channel 27 (FIG. 6) one group C (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) of the pump and a line 113 (Fig. 8) is connected to the channel 65 (Fig. 6) of the second group D (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) connected. Here, the channel 112 (Fig. 8) via a throttle 114 by means of a line 115 to the drain line, but the channel 113 via a throttle 116 by means of a line 117 to the drain line in connection.
The means 76 is designed in the form of 2/2-way valves 118 and 119.
The directional control valve 118 has a sprung slide 120 and is connected via a control chamber 121 to the pressure line 66 of the pump 1, via a supply line 122 to the control liquid source 77 and via a discharge line 123 to the channel 27 (FIG. 6) one group C (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) connected to the pump. The directional valve 119 (Fig. 8) has a sprung slide 124 and is connected via a control chamber 125 to the pressure line 67 of the pump, via a feed line 126 to the control liquid source 77 and via a discharge line 127 to the channel 65 (FIG. 6) of the second group D (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) connected to the pump.
This hydraulic drive ensures the stop-free positioning of the crosshead 72 (Fig. 8th). For this purpose, two slide valves 128 and 129 are provided in it. The valve 128 has a sprung slide 130 and is connected to the control fluid source 77 via a supply window 131, but to the channel 27 via a discharge window 132 (FIG. 6) one group C (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) connected to the pump.
The valve 129 (Fig. 8) has a sprung slide 133 and is via a supply window 134 with the control liquid source 77, but via a discharge window 135 with the channel 65 (FIG. 6) of the second group D (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 7) connected to the pump.
An end face 136 (Fig. 8) of the slide 130, which is opposite the spring-loaded end face, is for cooperation with one on the press (in Fig. not shown) attached stop 137 is determined, and an end face 138 of the slider 133, which is opposite the sprung end face, is intended to cooperate with a stop 139 attached to the press.
The stops 137 and 139 determine the position of the bottom dead center of the crosshead 72.
The hydraulic drive works as follows. When the electric motor 75 is in operation, the shaft of which is connected to the drive shaft of the pump 1, the electromagnets 82 are switched off, and the pressure fluid that is supplied from the pump 1 to the pressure lines 66 and 67 passes through the corresponding lines 97 and 98 the directional control valves 84 and 91 in the drain line.
Simultaneously with the pump 1, the source 77 carries the control liquid of the pipeline 78 and via the line 79 the spool of the directional control valve 80, via the line 111 the spool of the directional control valve 74, via the lines 122 and 126 the spool 120 and 124 of the directional control valves 118 and 119 and via the feed windows 131 and 134 to the slides 130 and 133 of the valves 128 and 129. At the moment when the electromagnets 82 are switched off and the crosshead 72 assumes a synchronous position in the top dead center, all of the lines mentioned and supply windows of the corresponding directional control valves and valves are blocked by slides.
The control fluid that enters the pipeline 78 flows through the safety valve 81, and the required pressure of the control fluid is established in the pipeline 78.
When the crosshead 72 is to be moved from the top dead center to the bottom dead center, the electromagnet 82 is switched on. Here, the slide 80 moves and connects the line 79 to the line 102 and the line 99 to the line 105. The control liquid passes from the source 77 via the lines 78, 79, 102 into the control chambers 103, 104 and moves the slide of the directional control valves 84 and 91, the liquid from the control chambers 100 and 101 into the lines 99 and 105 of the directional control valve 80 Process is displaced. At this moment, line 83 of directional control valve 84 is connected to line 85, line 87 to line 97. The same happens in the directional control valve 91, namely the line 90 is connected to the line 92, the line 94 to the line 98.
The hydraulic fluid pressed in by the pump 1 reaches the cover-side cylinder chamber 86 of the hydraulic cylinder 68 via the lines 66, 83, 85, but via the lines 67, 90, 92 but into the cover-side cylinder chamber 93 of the hydraulic cylinder 69, and displaces the piston rods 70 and 71 .
The pressure fluid is displaced from the piston rod side cylinder chamber 96 through the valve 95 of the lines 94, 98, from the piston rod side cylinder chamber 89 through the valve 88 of the lines 87, 97.
If, during the displacement of the piston rods 70, 71 from the top dead center to the bottom dead center, there is a deviation from the equilibrium of the piston rods, for example when the piston rod 70 leads the piston rod 71, the crosshead 72 is crooked and the roller 106 presses on the lever 108, which is pivoted in its joint. During this pivoting, the lever 108 moves the slide 110 of the directional valve 74 in such a way that the line 111 is connected to the line 112 from which the control liquid flows into the channel 27 (FIG. 6) the pump 1 arrives.
The pressure of the control fluid entering channel 27 is the displacement of spool 110 (Fig. 8) of the directional valve 74 in the pre-calculated displacement range proportional. The control fluid that is in the channel 27 (Fig. 6), reduces the pressure fluid supply through the pump 1 (Fig. 8) to line 66 relative to the hydraulic fluid supply through pump 1 to line 67. The reduction in the supply of hydraulic fluid to line 66 causes a reduction in the rate of displacement of piston rod 70, which continues until the crosshead 72 has taken the required position, while the slide 110 moves under the action of the spring into the starting position in which the line 111 is separated from the lines 112 and 113.
After the lines 111 and 112 have been separated, the control flow comes out of the channel 27 (FIG. 6) of the pump 1 (Fig. 8) through throttle 114 and line 115 into the drain line, and in channel 27 (Fig. 6) the pump 1 sets the pressure which is equal to the pressure in the channel 65.
At the same pressures in the channels 27 and 65, the pump 1 supplies an equal amount of pressure fluid to the lines 66 and 67, under the action of which the piston rods 70, 71 (FIG. 8) Move on at the same speed.
If the crosshead 72 is to be moved from the bottom to the top dead center, the electromagnet 82 which is switched on is de-energized and a second electromagnet 82 is switched on, under the action of which the slide of the directional control valve 80 moves into another end position, the line 79 with the line 99, but line 102 is connected to line 105.
The control liquid passes from the source 77 via the lines 78, 79, 99 into the control chambers 100 and 101 and moves the slide valves in the directional control valves 84 and 91, which displace the liquid from the control chambers 103 and 104 into the lines 102 and 105 for drainage . In the directional control valve 84, the line 83 is connected to the line 87, the line 85 to the line 97, at the same time the line 90 is connected to the line 92 in the directional control valve 91, the line 94 to the line 98.
The hydraulic fluid pressed in by the pump 1 passes via the lines 66, 83, 87 through the valve 88 into the piston rod-side cylinder space 89 of the hydraulic cylinder 69, but via the lines 67, 90, 94 but through the valve 95 into the piston rod-side cylinder space 96 of the hydraulic cylinder 68 and displaces the piston rods 70, 71, the crosshead 72 moving from bottom dead center to top dead center. The piston rods 70 and 71 displace the pressure fluid from the cover-side cylinder space 86 via the lines 85, 97 and from the cover-side cylinder space 93 via the lines 92, 98 into the drain line.
If, when the piston rods 70, 71 are shifted from the bottom dead center to the top dead center, there is a deviation from the equilibrium of the piston rods, for example if the piston rod 70 leads the piston rod 71, the crosshead 72 is crooked and the roller 106 moves away from the lever 108, which is pivoted in its joint under the force of the spring of the slide 110. When the lever 108 is pivoted, the slide 110 is displaced in such a way that the line 111 is connected to the line 113, via which the control liquid enters the channel 65 of the pump 1. The control fluid arriving causes a reduction in the hydraulic fluid supply through the pump 1 to line 67 relative to the hydraulic fluid supply to line 66.
The reduction in the pressure fluid supply to line 67 leads to a reduction in the displacement speed of the piston rod 70, which continues until the crosshead 72 has assumed the required position, but the slide 110 under the action of the lever 108, which in the starting position of the Roller 106 is pivoted, has assumed the starting position, in which the line 111 is separated from the lines 113 and 112.
After the lines have been separated, the control liquid flows from the channel 65 of the pump via the throttle 116 and the line 117 into the drain line, and the pressure in the channel 65 of the pump 1 is established, which is the same as the pressure in the channel 27. At equal pressures in channels 27 and 65, the pump supplies the same amount of hydraulic fluid to the lines.
In this way, the correction of a deviation of the crosshead 72 from the predetermined position during its displacement is carried out by reducing the pressure fluid supply by the pump 1 to that pressure line which is connected to the cavity of the leading piston rod. After the position of the crosshead 72 has been compensated for, the pump 1 supplies practically the same amount of hydraulic fluid to the pressure lines 66 and 67.
When the pressure fluid pressure increases to the maximum permissible size, for example in the pressure line 66 of the pump 1, the slide 120 moves under the action of this pressure, compressing the spring, and connects the line 122 to the line 123, through which the control fluid from source 77 to channel 27 of group C (Fig. 7) the interaction zones of the plungers 22, 25 (Fig. 6) is forwarded. The channel 27 (Fig. 8) Control fluid supplied reduces the pressure fluid supply to line 66 to a size which merely ensures the compensation of the volume losses in the system at the maximum permissible pressure and cannot cause a further increase in pressure beyond the maximum permissible size thereof.
The size of the maximum permissible operating pressure in the pressure line 67 of the pump 1 is limited in a similar manner.
The crosshead is stopped without stopping at bottom dead center in the following way. When the crosshead 72 approaches bottom dead center, the stops 137 and 139 move the respective slides 130 and 133 by the amount calculated in advance.
The slider 130 connects the supply window 131 to the discharge window 132, and the control liquid passes from the source 77 into the channel 27, while the slide 133 connects the supply window 134 to the discharge window 135, and the control liquid then from the source 77 into the channel 65 reached. The pressure of the control liquid in the channels 27 and 65 is proportional to the respective displacement of the slide 130 and 133. As soon as a pressure quantity of the control liquid has been reached in the channel 27, at which the pump 1 supplies a quantity of pressure liquid to the line 66 which is only sufficient to compensate for hydraulic losses in the system at the operating pressure, the piston rod 70 stops. The piston rod 71 is stopped in a similar manner.
In addition to the structure of the hydraulic drive, which uses the possibilities of the axial piston pump 1, other configurations of the hydraulic drives are also possible in which, when the crosshead 72 is skewed, a control fluid pressure is created in the channels 27 and 65, which reduces the pressure fluid supply to the line , which is connected to the cavity of the leading piston rod, so that the positional error of the piston rods is eliminated.
A possible variant of the hydraulic drive (Fig. 9) is similar to that described above except for the following circumstances. The control fluid source 77 is connected via a throttle 140 and a pipeline 141 to the channel 27, via a throttle 142 and a pipeline 143 to the channel 65 of the pump 1.
A supply line 144 of a 2/2-way valve 145 is connected to the pipe 141, the discharge line 146 of which is connected to a line 167 of a 3/3-way valve 148, while a supply line 149 of a 2/2-way valve 150 is connected to the pipe 143 whose discharge line 151 is connected to a line 152 of the directional control valve 148. A line 153 of the directional control valve 148 is connected via a pipeline 154 to a supply window 155 of a slide valve 156. An exit window 157 of valve 156 communicates with the drain line. An input line 158 of a 2/2-way valve 159 is connected to the pipeline 154, the slide of which is controlled by an electromagnet 160, a discharge line 161 of the directional valve 159 is connected to the drain line.
If the crosshead 72 moves without misalignment and the operating pressure in the lines 66, 67 does not exceed the permissible size, the control liquid passes from the source 77 through the throttle 140 into the pipeline 141, lines 144 and 146 of the directional control valve 145, lines 147 and 153 of the directional control valve 148, the supply window 155 and through the output window 157 of the valve 156 into the drain line.
The control liquid that arrives from the source 77 passes through the throttle 142, the pipeline 143, lines 149 and 151 of the directional control valve 150, lines 152 and 153 of the directional control valve 148, the supply window 155 and the output window 157 of the valve 156 into the drain line, d. H. the control liquid, which passes from the source 77 into the channels 27 and 65 of the pump 1 through the throttles 140 and 142, reaches the discharge line, and the pressure in the channels 27 and 65 is equal to the pressure of the control liquid is what corresponds to the same pressure fluid supply to the pressure lines 66 and 67.
When the pressure of the hydraulic fluid in line 66 is increased to the maximum permissible size, the slide of directional valve 145 moves under the action of this pressure, compressing the spring, and separates line 144 from line 146, after which the control fluid, which arrives through the throttle 140 and the channel 27, increases the pressure to a size which corresponds to the supply by the pump 1 of such a quantity of hydraulic fluid to the line 66 which is sufficient only to compensate for the volume losses in the system at the maximum permissible pressure Increasing the pressure of the hydraulic fluid beyond the maximum permissible size is not sufficient. The size of the maximum permissible pressure in the pressure line 67 of the pump 1 is limited in a similar manner.
The removal of the skew of the crosshead 72 under conditions of existing pressure is done in the following manner. The inclination of the crosshead causes a corresponding displacement of the slide of the directional control valve 148 which prevents the control liquid from flowing out of that channel 27 or 65 prevents, in which the increase in the control pressure causes a reduction in the pressure fluid supply to the pressure line which is connected to the cavity of the leading piston rod. The reduction in the supply of hydraulic fluid to the cavity of the leading piston rod causes a reduction in the speed of the leading piston rod, after which the crosshead 72 straightens up and the slide of the directional control valve 148 returns to the starting position, while a pressure is established in the channels 27 and 65 which increases the pressure the control fluid is the same.
When the crosshead 72 approaches the bottom dead center up to the pre-calculated distance, the stop of the crosshead moves the slide of the directional control valve 156. The spool of the directional control valve 156 separates the supply window 155 from the discharge window 157, and the control liquid which reaches the pipes 141 and 143 from the source 77 via the restrictors 140 and 142 increases the pressure in the channels 27 and 65 to a size, in which the pump 1 supplies the lines 66 and 67 with a quantity of hydraulic fluid which is sufficient to compensate for the volume losses in the system at the operating pressure and is not sufficient for the further displacement of the crosshead. When the electromagnet 159 is switched on, the 2/2-way valve 158 comes into operation, which connects the line 157 to the line 160.
The control liquid passes from channel 27 via lines 144 and 146 of directional control valve 145 into lines 147 and 153 of directional control valve 148 and from channel 65 via lines 149 and 151 of directional control valve 150 into lines 152 and 153 of directional control valve 148 and then into the drain line via lines 157 and 160 of the directional valve 158. This ensures a rapid displacement of the crosshead 72 from the bottom dead center, in which it was held in place by means of the stop which acts on the slide of the directional control valve 156.