CN117241934A - 用于压制工件的尤其是锻锤的液压成形机和用于操作尤其是锻锤的液压成形机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及一种用于工件成形的液压成形机(1)，尤其是锻锤(1)，包括用于驱动被设计成用于工件成形的撞锤(2)的液压缸(4)，和被设计成用于操作液压缸(4)的液压回路(8)，其中液压回路(8)具有致动构件(12)，其具有可调节地可变的体积流量，通过该致动构件可以向液压缸(4)的第一液压工作腔(9)提供液压流体，第一液压工作腔(9)被用于在执行用于工件成形的工作行程(A)期间加速撞锤(2)。液压回路(8)被设计成根据撞锤(2)在工作行程(A)的加速阶段中要实现的目标速度(Vsoll)来调节和改变阀(12)或致动构件的体积流量，并优化随后的移动阶段。

Description

用于压制工件的尤其是锻锤的液压成形机和用于操作尤其是 锻锤的液压成形机的方法

技术领域

本发明涉及一种成形机(尤其是锻锤)以及一种用于操作成形机(尤其是锻锤)的方法。

背景技术

用于在冷成形(尤其是金属板材成形)或热成形(尤其是在锻造金属和可锻造材料时)中压制工件的各种成形机是已知的(例如，参见VDI lexicon volume on productionengineering process engineering，出版商：Hiersig，VDI-Verlag，1995年，第1107至1113页)。带有成形机的第一成形工具的至少一个撞锤由驱动装置驱动，并相对于成形机的第二成形工具移动，使得工件可以通过成形工具之间的成形力来成形。

已知的液压成形机通过液压介质或液压流体(如油或水)使用液压驱动装置，液压介质或液压流体的压力能首先被转化为动能，最后在成形过程中通过在液压缸(尤其是在锻锤)中运行的活塞转化为机械成形功。活塞的液压驱动装置可以是带有泵和电控泵马达的泵驱动装置(例如，参见DE 196 80 008C1)，或者可以是带有压力蓄能器和用于在压力蓄能器中产生压力的马达驱动的泵的液压蓄能器驱动装置(例如，参见WO 2013/167610 A1)。

DE 10 2015 105 400 A1公开了一种带有击打工具的锻锤，该击打工具与液压差动缸相联，以便执行工作行程或返回行程。为了驱动差动缸，提供了液压泵，该液压泵经由简单的方向阀与差动缸的缸腔相连。

然而，在已知的成形机中，尤其是锻锤，仍有改进撞锤或相关工具的移动顺序的潜力，例如，改进精确成形速度的实现和/或其再现性。还期望以下述方式改进上述类型的成形机，即在运行期间，液压回路(尤其是液压缸的液压工作腔、阀和控制块的管路)中的气蚀的发生至少可以减少，有利地甚至基本或完全避免。

发明内容

在这方面，本发明的目的是提供一种新的或改进的液压成形机，尤其是锻锤。具体而言，本发明提供了一种成形机，该成形机能够改进撞锤的移动控制和调控，该撞锤带有与其相联的用于成形的冲击工具，并且/或者能够实现在液压介质或液压流体中(尤其是在液压缸的液压工作腔、阀和控制块的管路中)具有减少或减弱的气蚀形成的移动控制。此外，将提供一种用于操作液压成形机(尤其是锻锤)的相应方法。

独立权利要求的特征解决了这一目的。实施例尤其是源于从属权利要求和以下对示例性实施例和配置的描述。

根据本发明的一个与装置相关的实施例，提供了一种用于工件成形的液压成形机，尤其是锻锤。

液压成形机(下文也简称为成形机)包括液压缸，该液压缸被设计和配置成驱动被配置成用于工件成形的撞锤或柱塞。

在操作期间，用于相应成形任务的具体工具通常与撞锤或柱塞相联，当在工作行程或加压行程结束时这些工具作用于待成形的工件上时，这些工具对工件进行成形。

在工作行程之后是液压缸的返回行程或回缩，结果是撞锤或柱塞进入用于执行随后的工作行程的位置。

液压缸，例如双作用液压缸，如差动缸，按照惯例，可包括可在缸腔内来回移动的活塞。例如，活塞与活塞杆的一端相联，活塞杆的另一端与撞锤相联。撞锤通过活塞的移动而相应地移动。通过活塞的周期性移动，可重复进行成形操作。

在本公开的范围内，工作行程是指液压缸(尤其是撞锤)的移动，其导致成形操作，为执行工作行程，液压流体被施加到液压缸的第一液压工作腔。与此同时，液压流体从位于活塞的相反侧的第二液压工作腔移出。尤其是，在带有差动缸的锻锤中，在执行工作循环(每一工作行程和返回行程)时，第二工作腔可持续地加压。在执行工作行程期间，第一液压工作腔可经受与第二液压工作腔相同的压力(系统压力)。供给第一液压工作腔的液压流体作用在活塞的活塞表面上，而存在于第二液压工作腔中的液压流体的压力作用在活塞的环形表面上，由于联接的活塞杆，环形表面相应地小于活塞表面。因此，供给第一液压工作腔的液压流体产生作用在活塞上的力，该力大于经由环形空间的环形表面从第二液压工作腔作用在活塞上的力(压力和表面积的乘积)。产生了由此形成的力，其使活塞加速，且因此产生工作行程。在活塞的返回行程或回缩期间，伴随着撞锤的相应移动，第一液压工作腔中的加压结束，持续地作用在第二液压工作腔的环形表面上的压力产生与工作行程期间作用的力相反且实现返回行程或回缩的力。在锻锤中，第一液压工作腔的加压在工作行程期间导致作用在活塞上的加速力，且通常会在成形开始前终止，使得在成形和随后的返回行程发生之前，从第二液压工作腔中加速活塞的加压结束开始，经由环形表面作用在活塞上的力最初是负的(就对活塞移动的加速效果而言)。为了使返回行程能够进行，液压流体必须能够从第一液压工作腔中逸出，尤其是在返回行程移动正在进行时。从第一液压工作腔流出的液压流体通常通过管道进入储罐。在第一液压工作腔中导致活塞加速的加压结束和返回行程开始之间的工作行程阶段中，液压流体必须继续流动或能够流入第一液压工作腔，尤其是为了避免低压或欠压以及由此产生的气蚀。在本发明的实施例中，在此阶段中，经由吸入阀或经由尤其是可控的致动器，可使液压流体流入或进入第一液压工作腔。

液压工作腔在本文中也被简称为工作腔。因此，第一工作腔指第一液压工作腔，第二工作腔指第二液压工作腔。

液压成形机还包括被配置成操作液压缸的液压回路。就本文使用的意义而言，术语液压回路尤其应以一般的方式来理解。尤其是，术语液压回路不仅涵盖液压管路，而且取决于情形，还涵盖比如控制单元、调控单元、阀、泵等附加部件和组件，这些部件和组件在液压缸的液压操作中存在或需要。

在一个实施例中，液压回路包括具有可调节地可变的体积流量的阀。这里术语可调地可变量应被理解为是指阀的体积流量可被调节，同时允许体积流量的可变的(尤其是随时间可变的，例如可控的)设置。这种阀与只有两个可选择的切换位置的常规开关阀的不同在于可以选择性地设置多个或大量的切换位置。尤其是，这种阀可被以下述方式设计，即体积流量可以基本连续或无级地调节，且阀的开启状态，尤其是开启宽度和开启时间，可以以有针对性地进行调节，尤其是控制或调控，例如根据时间的函数或其他变量的函数随时间进行调节。尤其是，允许通过控制技术来调节体积流量或开启宽度和/或开启时间的可控阀是适合的。下面给出此类阀的示例。在此，以调控式方向控制阀为例，其中开启宽度可在电压或电流控制下改变，并且取决于所施加的电压，例如根据时间的函数(如斜坡)可以选择性地连续开启或关闭。

该阀被以下述方式安装在液压回路中，即液压流体可被施加到液压缸的第一液压工作腔，其在执行用于工件成形的工作行程时用于加速撞锤。例如，该阀可经由液压管路将第一工作腔与液压储液器(尤其是压力储存器)和/或泵单元连接起来。如果阀打开，来自储液器和/或泵单元的液压流体就被施加到第一工作腔。液压流体中存在的液压压力作用在液压缸的加压表面上，并产生执行工作行程的力。如果使用差动缸，通常将活塞的背向活塞杆的一侧(即活塞表面)用作加压表面，而将活塞杆一侧的环形表面用作回缩表面。在返回行程或回缩期间，第二工作腔中的环形表面可与压力储存器和/或泵单元连接，例如，同时将第一工作腔与储罐连接，以减小施加到活塞表面的压力，使得经由环形表面产生的压缩力足以移动待移动的部件，例如，撞锤、工具、活塞杆、活塞、第一工作腔的液压流体等，并使液压缸或活塞回缩。

本实施例中的液压回路尤其被配置成根据撞锤在工作行程的加速阶段中所要达到的设定值速度来调节和改变(尤其是调控)阀的体积流量。例如，液压回路可包括控制器或控制单元，该控制器或控制单元被配置成随着时间的推移调节体积流量(例如阀的开启宽度)，使得在活塞的预定的或可预定的行程范围内达到设定值速度。为了调节和改变体积流量，相应的调控单元，尤其是控制单元，例如可使用存储在数值表中的数据，这些数据规定了随着时间的推移需要设置的体积流量，以便针对相应的操作条件和操作参数(例如成形机、撞锤类型、撞锤重量、工具高度、工具重量、成形类型、材料类型等)实现所期望的设定值速度，或者调控单元可以根据这些参数确定需要设置的体积流量。替代性地或另外，成形机可具有一个或多个压力、路径、速度和/或加速度传感器，且调控单元在调节体积流量以便实现设定值速度时，可以使用来自这些传感器的测量数据。在一些实施例中，调控单元可被配置成基于来自上述传感器的测得的数值，至少暂时或部分地调节(尤其是动态调节)体积流量，例如，以便在工作行程期间在预定的行程范围内保持设定值速度。在已达到所需的设定值速度后，通过调节进入第一工作腔的液压流体的流入，终止活塞的作用在工作行程方向上的加速。

在第一实施例中，液压回路可包括吸入阀，其将第一液压工作腔与液压流体的储液器(尤其是吸入储罐)连接起来。吸入阀被配置成在工作行程期间在加速阶段之后的移动阶段中利用来自储液器的液压流体填充第一工作腔。

工作行程的移动阶段可尤其是制动阶段，其中撞锤不再通过液压加速，且在该阶段开始时达到的成形所需的期望的或经调节的设定值速度被基本上保持住。当在移动阶段期间有进一步的加速力(如重力)作用在撞锤上，该力将导致设定值速度进一步增加时，可以称之为制动阶段。例如，如果成形机被以下述方式配置，即在加速阶段中，重力或重力的分力沿撞锤和与其一起移动的部件(如柱塞、工具等)的移动方向作用，则重力或重力的分力充当加速力。例如，如果成形机被以下述方式配置，即撞锤或柱塞平行于重力或垂直于机器底座或机器基础移动，并且加速阶段的移动是沿着重力方向或朝向机器底座，那么就是这种情况。如果在加速阶段中通过向第一工作腔施加液压流体达到设定值速度，则重力继续在上述机器结构中充当加速力。为了可以保持住已达到的设定值速度，需要抵消重力的制动力，即移动阶段形成制动阶段。在其他结构的情况下，例如当撞锤在加速阶段中逆重力向上移动时，移动阶段可具有相应的不同力效应。总之，移动阶段被设置成使得加速阶段达到的设定值速度被基本上保持住。

由于缸的环形空间中持续存在压力，在工作行程的加速阶段之后的移动阶段中可产生制动力，即负加速力。在制动阶段期间，终止第一液压工作腔的具有导致沿工作行程方向的加速的压力的加载。由于活塞在移动阶段期间继续沿工作行程方向移动，因此在导致加速的加压终止后，液压流体必须能够流入第一工作腔。这是因为缸的第一工作腔的容积在工作行程期间在移动阶段中持续增加，否则会导致压力降低，且因此导致气蚀，即溶解在液压流体中的空气排气，造成气蚀损坏和液压流体柱的停滞(stalling)。

在本文提出的实施例中，液压回路可以下述方式配置，即在移动阶段(其是制动阶段)中，第一工作腔中存在的压力例如高于1巴，但无论如何都高于液压流体的空化压力(cavitation pressure)。这样，可避免在第一工作腔内因液压流体排气而引起的气蚀。

为了避免在制动阶段期间第一工作腔内的气蚀，例如可以设置或控制进入第一工作腔的液压流体的体积流量，使得第一工作腔内的压力可基本保持在空化压力之上。这样抵制第一工作腔内的压力的进一步下降，目的是避免或基本上防止压力下降到空化压力以下。根据此处提出的实施例，在制动阶段中所需的进入第一工作腔的体积流量可通过单独的吸入阀或后流(post-flow)阀和/或用于执行工作行程的致动器(如方向控制阀)来提供。

在根据权利要求1所述的第一种实施例中，例如，通过使用在体积流量上可被调节的(尤其是被控制的)的阀，可以以缩短(优选地最小化或最优化)吸入阶段(即第一工作腔经由吸入阀吸入液压流体的阶段或液压流体流入第一工作腔的阶段)的方式，有利地作为设定值速度的函数来设置加速阶段的体积流量。例如，在低设定值速度下，在工作行程的加速阶段期间流入第一工作腔的体积流量可被设置成相应地更小，使得加速阶段延伸至行程的较大部分，直至达到设定值速度，结果是与加速阶段的最大体积流量或压力下的操作相比，吸入阶段可被有利地缩短。这一点尤为有利，因为与长吸入阶段相比，短吸入阶段通常包含较少的气蚀风险。由于在体积流量上阀是可调节和可变的，因此针对不同的设定值速度(除其他外，设定值速度取决于相应的成形任务和使用的材料)，可以最大化或优化加速阶段，并相应地最大化或优化吸入阶段。加速和吸入阶段(尤其是具有最小化或优化的吸入阶段)的这种可变设置的优点还在于，储液器或吸入储罐可以具有更小的尺寸。此外，在缩短的、最小化的或优化的吸入阶段的情况下，从储液器中抽出和回输到储液器中的液压流体的体积也会相应更小，使得在相继的成形循环中，储液器整体上较平静，这在避免气蚀方面带来了额外的好处。此外，由于气蚀基本上只发生在吸入阶段中，因此在缩短的、最小化的或优化的吸入阶段的情况下的操作，也不易在第一工作腔内发生气蚀。

在一些实施例中，如前面已经指示出的，阀可被设计为可控阀。例如，方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀均适用于该阀。为了控制这种阀，液压回路可包括相应的控制单元。控制单元可以下述方式被配置成对该阀进行设置且因此对流量进行设置，即，根据要实现的设定值速度和液压缸的可用行程，可以实现设定值速度，同时实现较短的(尤其是最小化或优化的)移动阶段。例如，通过成形机的一个或多个传感器可以确定相应的实际位置和/或实际速度或表征位置或速度的变量。例如，在控制的情况下，实际速度可被用作受控变量，且设定值速度可被用作参考变量，控制可导致体积流量的相应调节和变化。此外，在控制过程中可使用为实现设定值速度而行进的行程范围(加速阶段与移动阶段的比值)以及其他变量。根据实际速度与设定值速度之间的通过控制确定的偏差，控制可以例如以下述方式相应地调节阀(即体积流量)，即在液压缸的预定行程下可实现设定值速度。替代性地，可基于来自数值表的数值来设置或控制阀(即体积流量)。这样的数值表可以通过例如测试运行或模拟来获得。

在根据权利要求3所述的第二实施例中，提供了用于工件成形的液压成形机，尤其是锻锤。

根据权利要求3所述的液压成形机包括液压缸，其用于驱动被配置成用于工件成形的撞锤，以及液压回路，其被配置成操作液压缸且具有致动器，其用于调节紧接工件成形之前执行工作行程期间填充液压缸的第一液压工作腔的液压流体的体积流量。工作行程包括用于将撞锤加速到设定值速度的加速阶段，以及移动阶段，该移动阶段跟随(尤其是直接跟随)加速阶段。在本实施例中，液压回路和致动器被配置成在工作行程的用于将撞锤加速到设定值速度的加速阶段，作为设定值速度的函数来调节和改变(尤其是控制)进入第一工作腔的体积流量，使得达到设定值速度。此外，液压回路和致动器被配置成在工作行程的随后的移动阶段中将体积流量减小到后流体积流量，尤其是以受控的方式减小体积流量，或者以下述的方式调节和改变或控制体积流量，即在移动阶段中在第一液压工作腔中存在的液压压力基本上高于液压流体的空化压力。如上所述，移动阶段可以是制动阶段。这里的空化压力应被视为与第一液压工作腔中的液压流体相关。为了调节和改变(尤其是控制)体积流量，成形机可包括控制单元。

与根据权利要求1所述的成形机相比，该液压成形机不需要吸入阀和吸入储罐。在移动阶段中，避免气蚀临界压力所需的体积流量经由致动器(在锻锤的情况下也被称为冲击阀)输入第一工作腔。

在下文中，为了避免在所述第一工作腔内产生气蚀而经由致动器向第一工作腔输入液压流体的阶段被称为后流阶段或后流(post-flow)，因为它实际上并不包含吸入，尤其是因为这将被避免。

对于后流，控制阀可以从工作行程的加速阶段结束时(即已达到设定值速度时)开始进行压力控制，即，可以根据活塞腔内的状况实时改变开启截面和相关的体积流量。尤其是，在加速阶段结束后，致动器可不会突然关闭，而是持续地关闭，直到开始致动器的控制，这然后将第一工作腔内的压力控制到高于空化压力的水平。控制致动器所需的参数可由传感器(控制回路)确定或反馈。例如，在将第一工作腔中的压力控制到高于空化压力的值的情形下，第一工作腔中的压力可由安装在第一液压工作腔处的一个或多个压力传感器来确定或反馈。这样，可以基本或完全防止液压流体柱的停滞或气蚀以及对其造成的损坏。

结合权利要求3描述的实施例的优点尤其是可省略结合根据权利要求1的实施例描述的吸入阀。作为替代，在移动阶段或后流阶段或后流(尤其是在制动阶段)中，通过适当设置(尤其是控制)致动器，使第一工作腔填充液压流体。

尤其是，可以以下述方式对致动器进行设置和改变(尤其是控制或调控)，即足够的液压流体可在移动阶段(尤其是制动阶段)中经由致动器流入第一工作腔。例如，以这种方式，避免了气蚀。尤其是，液压流体的后流可以以下述方式进行设置和改变(尤其是控制或调控)，即第一工作腔中的压力被保持在空化压力之上，且在工作行程的加速阶段中达到或设置的设定值速度在工作行程的移动阶段中保持基本恒定。

例如，基于在第一工作腔内相应测得的实际位置、相应测得的实际速度和/或相应测得的实际压力，可设置(尤其是控制)致动器的体积流量。为测量相应的实际值，成形机可包括适当的传感器，即一个或多个位置、速度和/或压力传感器。

在使用第一工作腔的实际压力时，致动器的设置可以例如从达到设定值速度时开始，另外或排他性地基于测量到的实际压力进行。然而，在加速阶段中也可基于相应测得的实际压力来设置致动器。例如，在加速阶段期间测得的实际压力可被用于适当地设置加速阶段的长度和/或撞锤的移动曲线或移动顺序。尤其是，可以使用第一工作腔内的压力的设定值表或设定值函数来描述撞锤的时间和/或局部移动顺序，并基于设定值表或设定值函数通过设置致动器来设置实际压力。这同样适用于撞锤的位置和速度。同样可以根据预定的数值表和/或(设定值)函数来设定和改变(尤其是控制)体积流量。

设定值表或(设定值)函数可通过测试运行或试运行和/或在给定边界条件(例如，包括撞锤以及与其一起移动的部件的质量、液压缸的行程、液压流体的性质(粘度等))下的模拟来确定。设定值表或(设定值)函数可被存储在例如成形机的电子存储器中，并可供设置单元(尤其是控制器)用于设置致动器。

在所提出的成形机的实施例包括具有可调节地可变的体积流量的致动器的情况下，与上述实施例类似，可以有利地实现加速阶段可相对于移动阶段或制动阶段延长。通过缩短或优化移动阶段，尤其是制动阶段，可以尤其是减少或甚至完全避免第一工作腔内的气蚀，因为如已经提及的，这样的气蚀可发生在这一阶段中。在具有所提出的基于第一工作腔中的实际压力来设置致动器的可能性的情况下，同样可以基于直接的压力测量结果来抵制气蚀的形成。例如，可以以下述方式通过致动器的相应调控来控制移动阶段的压力，即防止实际压力落到空化压力之下。在后流阶段中对致动器进行所述的基于压力的设置的情况下，可以尤其是省略吸入阀和吸入储罐。例如，可以看出液压操作方面的一个优点在于致动器通常具有比吸入阀更短的响应时间，使得可以以更大的确定性来避免气蚀。例如，在吸入阀(其在设计和功能上与止回阀相对应)的情况下，由于较长的响应时间，可能发生在相对较短的吸入阶段中它们无法打开或无法完全打开，以及/或在较高的设定值速度下无法足够快递打开的情况。在液压流体流入第一工作腔的后流阶段中，利用致动器的基于压力的控制可以避免这些缺点。

在一些实施例中，致动器可包括可控阀和/或可控泵。例如，阀可包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀。例如，泵可包括伺服泵。使用上述阀或泵允许实现有利的(尤其是相对较短的)用于设置和改变体积流量的设置时间，尤其是相对精确和/或可重复地执行用于工件成形的移动循环。利用这种致动器还可以实现相对较短的设置时间和相对较快的反应和响应时间，结果是可以至少基本或甚至完全避免气蚀，尤其是在较短的制动阶段或后流阶段期间。

根据一些实施例，液压成形机还可包括至少一个压力传感器。压力传感器被配置成至少用于测量在工作行程和/或返回行程期间在第一和/或第二液压工作腔内存在的液压压力。例如，压力传感器可被集成或附接到与第一或第二工作腔相连的液压管路中。

液压回路或设置单元，尤其是调控单元或控制单元，可被配置成根据利用至少一个压力传感器测得的液压压力，在撞锤的工作循环期间，但至少在移动阶段中，优选地也在返回行程中，调节和改变(尤其是控制)体积流量。

控制可基于作为参考变量的预定或可预定的液压压力、液压压力间隔和/或预定或可预定的时间或局部液压压力曲线。例如，液压压力或其针对工作行程或返回行程的时间跨度的曲线，或其针对工作行程或返回行程期间的液压缸的撞锤或活塞的位置的曲线可以是预定的或可预定的。

例如，相应的液压压力和/或曲线可以从成形机的测试运行和/或模拟中获得。

根据上述用语，至少在移动阶段中可以作为液压压力的函数来调节和改变体积流量，上述用语旨在尤其意味着基于在第一工作腔中测量到的液压压力(即实际液压压力)来设置或改变体积流量并不限于移动阶段，而是也可以在加速阶段中进行。此外，还可以考虑在工作和/或返回行程期间在第二工作腔中测得的液压压力。

根据一些实施例，液压回路或致动单元，尤其是调控单元，例如控制单元，可被配置成以下述方式调节和改变体积流量，即在移动阶段中第一液压工作腔内的液压压力与预定或可预定的压力相对应，或者在预定或可预定的压力范围内。例如，预定或可预定的压力或压力范围可以在2至6巴之间，尤其是在3至4巴之间。预定的压力或压力范围优选以下述方式被预定，即在移动阶段中，尤其是在制动阶段中，第一工作腔中的液压压力高于液压流体的空化压力。这样至少可以在很大程度上避免气蚀。

根据一些实施例，液压回路，尤其是调控单元，例如开环或闭环控制单元，被配置成根据在每一情况下要实现的设定值速度来调节和改变体积流量。例如，液压回路，尤其是调控单元，可被配置成基于设定值速度的数值表来调节体积流量，和/或基于测得的撞锤或活塞的位置和/或速度数据和/或测得的液压压力来动态地调节(尤其是调控)体积流量。为此，成形机可例如包括至少一个传感器单元，其用于测量和/或存储撞锤或活塞的位置和/或速度数据和/或液压压力。

根据在此提出的实施例，液压回路可被配置成在加速阶段之后的工作行程的移动阶段中，尤其是在成形开始前不久或正好开始成形时，至少暂时基本上完全关闭阀或致动器，以避免可能出现的液压回流进入该系统。在带有吸入阀的成形机的一些实施例中，其中在移动阶段中，尤其是在制动阶段中，避免气蚀所需的液压流体经由吸入阀提供，吸入阀被设计成用于此目的的单向阀。

根据一些实施例，液压回路被配置成以下述方式调节和改变(尤其是控制)体积流量，即加速阶段被最大化，同时移动阶段被最小化或优化。例如，可以设定加速阶段的体积流量以下述方式调节，即吸入阶段或后流阶段对应于液压缸的行程的10％至30％的范围，尤其是10％至20％的范围。尤其是，用于加速撞锤的体积流量可以下述方式调节和改变，即在加速阶段之后直到紧接着成形过程之前的剩余时间长于阀、吸入阀或致动器的设置、响应和/或切换时间。通过适当地设置和改变加速阶段的体积流量，例如，也作为在每一情况下要实现的设定值速度的函数，可以调节加速阶段的长度，并相应地调整移动阶段或制动阶段的长度或它们的比值。

例如，在低设定值速度下，可以更缓慢地并以较小的增加或降低变化率来增加或调节体积流量，使得在工作行程的较晚阶段中，例如在工作行程的后三分之一内达到设定值速度。在高设定值速度下，体积流量可以例如以下述方式相应地更快增加，即在工作行程的较晚阶段中同样达到设定值速度。

在一些实施例中，对于用于加速撞锤的工作行程，从位于撞锤的移动曲线上的具有零撞锤速度的反转点开始到设定值速度，可以只使用液压缸的总行程的一部分。因此，可以尤其以下述方式缩短返回行程，即在从返回行程位置开始直到成形位置的可用的部分行程中，可以可靠地(尤其是可重现地)达到设定值速度。适于给定设定值速度的返回行程位置可以通过测试运行或试运行和/或模拟来获得，并可以例如以成形机或液压回路的调控单元或控制单元的数据库中的数值表的形式来提供。

当缩短返回行程路径时，例如在相对较低的设定值速度下，可以提高成形机的成形操作频率，和/或通过缩短返回行程路径来节能。

根据本发明的与方法相关的实施例，提供了一种用于操作用于工件成形的液压成形机的方法。为了执行该方法，可以使用例如根据本发明的本文所述的实施例之一来设计或配置的成形机。

根据该方法的一个实施例，在为工件成形而执行的工作行程中，为工件成形而提供或配置的撞锤在加速阶段中被与撞锤联接的液压缸加速。在加速阶段中，在工作行程中，液压缸的第一液压工作腔经由具有可调节地可变的体积流量的阀通过液压回路输入液压流体。具体而言，该方法包括通过具有可调节地可变的体积流量的阀向第一工作腔输入。

在所提出的方法中，设定液压回路可作为撞锤在加速阶段中要达到的设定值速度的函数来调节和改变(尤其是控制)阀在加速阶段中的流量。

此外，根据本发明的一个方面，设定在加速阶段之后的移动阶段中，尤其是在制动阶段中，通过存在于液压回路中且将第一液压工作腔连接到液压流体的储液器的吸入阀填充第一液压工作腔。

因此，利用该方法，可以实现结合本文所提出的成形机描述的优点。尤其是，通过调节和改变体积流量，尤其是根据要实现的设定值速度来控制体积流量，可以在带有吸入阀的成形机的情况下缩短吸入阶段，结果是，例如，可以使储液器中的液压流体平缓和/或可以降低第一工作腔中的气蚀风险。

通过调节和改变体积流量，尤其是基于控制装置或控制电路，可以尤其调节单位时间内流入第一工作腔的液压流体的体积，以及液压流体流入第一工作腔的时间间隔。因此，例如，可以以选择性的和可变的方式设置阀的开启宽度和开启持续时间，尤其是填充时间。例如，可以根据时间的函数来调节和/或改变体积流量。这样可以例如设置加速阶段的持续时间，尤其是作为设定值速度的函数。例如，对应低设定值速度，与较大的开口宽度相比，较小的开口宽度结合相应较长的填充时间可以通过控制装置来实现。在高设定值速度下，开口宽度可被选择成较大。因此，在低设定值速度和高设定值速度下，尤其可以将加速阶段延长例如到就在成形过程之前，使得其中将液压流体被吸入第一工作腔的移动阶段或制动阶段可被减小到最小，或者可以为了更可靠的吸入而被优化。

根据与方法相关的实施例，阀可被设计成可控阀。阀可包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀。该方法可包括控制体积流量，其中尤其是可控制阀的开启宽度和开启持续时间。

在根据本发明的另一方面提出的用于操作用于工件成形的液压成形机的方法中，在为工件成形而执行的工作行程中，通过与撞锤联接的液压缸，在加速阶段中对用于工件成形的撞锤进行加速。根据本发明，成形机可根据本文所述的实施例进行设计。

根据另一方面所述的方法设定在工作行程中，液压缸的第一液压工作腔经由具有可调节地可变的体积流量的阀通过液压回路向液压缸的第一液压工作腔输入液压流体。在加速阶段中，以达到设定值速度的方式通过致动器作为经过液压回路的设定值速度的函数来调节和改变(尤其是控制)体积流量。在紧接着加速阶段之后的移动阶段中，液压回路通过以下述方式将致动器适当地设置成后流体积流量来减少体积流量，即在移动阶段(制动阶段)中在第一液压工作腔内存在的液压压力基本高于液压流体的空化压力。致动器的设置或调节和改变可尤其包括对致动器的控制。

与上述情况类似，所提出的致动器允许加速阶段(尤其是加速阶段的长度)适于设定值速度。尤其是，可以将加速阶段以下述方式设置，即随后的移动阶段或制动阶段被缩短到最小或被优化。

此外，带有可调节地可变的体积流量的致动器或阀可以影响开启和关闭行为。与突然开启和关闭进入第一工作腔的液压供应(如根据现有技术的带有开闭阀的成形机的情况)相比，利用所提出的本发明可以具体地影响或调节和改变开启和关闭行为，尤其是对其进行控制，并使液压流体流(例如油流)的开启和关闭切换适于实际部件的惯性(斜坡)，以便抵制或防止液压流体流动的停滞。

根据一个实施例，致动器可包括可控阀和/或可控泵。利用这种致动器，可以例如根据预定的或可预定的时间函数来随着时间的推移调节(尤其是控制或调控)体积流量。与此相关的优点已在前面提及。

例如，阀可包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀。例如，泵可包括伺服泵。

在该方法中，在使用上述致动器时，体积流量可作为设定值速度的函数进行控制。

根据该方法的一个实施例，在工作行程期间，尤其是在移动阶段中，体积流量被调节成使得在第一液压工作腔内基本上实现了预定或可预定的液压压力或液压压力曲线。例如，基于通过压力传感器在第一液压工作腔中测到的液压压力来动态地调节和改变(尤其是控制)体积流量。在该方法中，可以相应地测量第一工作腔中的液压压力。可以从数值表或数据库中读取液压压力或液压压力曲线，并用于调节体积流量，尤其是控制或调控体积流量。还可以在工作循环中测量第二工作腔中存在的液压压力，并用于控制工作行程和/或返回行程。

根据一个实施例，体积流量被以下述方式调节和变化(尤其是控制)，即在移动阶段中第一液压工作腔中的液压压力对应于预定或可预定的压力，或在预定的压力范围内。预定的压力或压力范围可在2至6巴之间，优选地在3至4巴之间。尤其是，可以以下述方式调节和改变(尤其是调控)体积流量，即第一工作腔中的液压压力高于液压流体的空化压力。

根据该方法的一个实施例，体积流量被作为在每一情况下要实现的设定值速度的函数来调节和改变(尤其是控制或调控)。体积流量优选地基于设定值速度的数值表和/或基于测得的撞锤的位置和/或速度数据来调节和改变(尤其是动态地调节)。数值表可以例如通过测试运行或模拟来确定。在该方法中，还可以通过至少一个传感器单元测量和/或存储(尤其是临时存储)撞锤的位置和/或速度数据或成形机的与其一起移动的部件的位置和/或速度数据和/或测得的液压压力。在设置和改变(尤其是控制)体积流量时可使用测得和/或存储的数据。

根据该方法的一个实施例，在加速阶段之后的移动阶段中，阀或致动单元可以至少暂时地基本上完全关闭。如果阀或致动器基本上完全关闭，则在带有吸入阀的与方法相关的实施例中，在移动阶段(尤其是制动阶段)中，液压流体基本上完全经由吸入阀供应至第一液压工作腔。在不带吸入阀的实施例中，所做的设定是以下述方式对致动器进行调节(尤其是控制)，即足够的液压流体可经由致动器流入。

根据与方法相关的实施例，体积流量被以下述方式调节和改变(尤其是控制)，即加速阶段的持续时间被最大化或优化，同时移动阶段的持续时间被最小化。例如，加速阶段可因此被以下述方式调节，即在成形操作前不久达到设定值速度，使得在一些实施例中为吸入阶段，在其他实施例中为后流阶段，被缩短或被优化，且至少可以在很大程度上避免相关的缺点，如液压流体流动的停滞、气蚀的形成等。

附图说明

下面将参照附图对本发明的示例性实施例进行更详细的描述。在图中

图1示意性地示出了锻锤的第一实施例的结构的示例；

图2示意性地示出了被施加到第一实施例的锻锤的被用作冲击阀的方向控制阀上的电压的示例，作为工作循环时间的函数；

图3示出了在第一实施例的锻锤的操作中返回阀的开启图；

图4示意性地示出了锻锤的第二实施例的结构的示例；

图5示意性地示出了被施加到第二实施例的锻锤的被用作冲击阀的方向控制阀上的电压的示例，作为工作循环时间的函数；

图6示意性地示出在工作循环期间撞锤的位置和速度图的示例。

具体实施方式

图1示意性地示出了第一示例性实施例的液压操作的锻锤1的结构的示例。锻锤1是成形机的示例。

锻锤1包括撞锤2，其上附接有用于对工件(未示出)进行成形的工具3。

撞锤2与液压缸4相联。更确切地说，撞锤经由活塞杆5与活塞7机械联接，活塞7可在缸管6内移动。

液压缸4经由液压回路8来控制。液压缸4的第一工作腔9和第二工作腔10经由液压管路与液压回路8相连。活塞7的加压表面(又称活塞表面)面向第一工作腔9，活塞7的回缩表面(又称环形表面，其背向加压表面)面向第二工作腔10。

液压回路8包括带有马达驱动的泵和控制阀的泵单元11，泵单元11被配置成产生预定的系统压力。

泵单元11的下游是带有安全级的控制阀或方向控制阀12，其在第一方向切换位置将泵单元11、第二工作腔10和存储单元19与第一工作腔9分离，并在第二方向切换位置将第一工作腔9与泵单元11、第二工作腔10和存储单元19连接。方向控制阀12形成用于调控工作行程或锻造冲击的冲击阀。

在方向控制阀12和第一工作腔9之间设有制动阀14和第一压力传感器15。方向控制阀12、制动阀14和第一压力传感器15经由位于缸管6的上端处的第一连接部16与第一工作腔9相连。

泵单元11与设置在缸管6的下端成的第二连接部17相连。第二压力传感器18、压力仓(pressure repository)19和安全阀20被附接到在泵单元11与第二连接部17之间延伸的液压管路上。

缸6上的第三连接部21被设置于第一连接部16和第二连接部17之间，通向阀27，阀27可选择性地阻断通向第三连接部的管路或将其切换至液压储罐13。该管路还包括第三压力传感器22和节流阀28，通过它们可以实现从第一连接部16到阀27的连接。第三连接部21靠近第一连接部16，例如，在缸管6的包括第一连接部16的上三分之一内。

液压回路8还包括调控单元23，其经由数据、控制和调控线路(未示出)与锻锤1中的需要被调控或控制的部件(例如泵单元11、方向控制阀12、压力传感器15、18、22和路径测量单元24)相连。路径测量单元24被配置成检测撞锤2行进的位置或路径和/或确定撞锤2的速度，例如根据路径测量结果。

第一工作腔9经由位于缸管6的上端的连接部处的吸入阀25与储液器26相连。

在根据图1的锻锤1的情况下，调控单元23，尤其是液压回路8，被配置成调节由撞锤2的动能产生的用于形成工件的冲击能量，尤其是调节与冲击能量相对应的设定值速度(setpoint speed)，这将在下文更详细地描述。

从图1所示的情形开始，其中撞锤2和相应的活塞7处于上反转点，通过经由方向控制阀12利用液压流体(尤其是液压油)加压的第一工作腔9，使撞锤2和工具3加速。因此，第一工作腔9填充，结果是活塞7和相应的撞锤2在工作行程A中向下移动，即移动到要被成形的工件上。当第一工作腔9被加压时，与活塞7相联的撞锤2加速。

液压回路8被以下述方式配置，即撞锤2被加速到预定或可预定的设定值速度，其与预定或可预定的冲击能量相对应。

当活塞7到达位于第二连接部17的区域内的下反转点时，在成形点处进行工件的成形，且撞锤2将由设定值速度引起的冲击能量传递给工件。

工件成形后是返回行程R。在第二工作腔10中持续存在的液压压力对活塞7以及撞锤2在返回行程方向上具有加速作用。在返回行程期间，存在于第一液压腔9中的流体可经由第三连接部21流向阀27。至少在返回行程期间，这就打开了通向液压储罐13的通路，使得液压流体可从那里流出。

如果活塞7在返回行程阶段结束时或在缸6的上三分之一内在第三连接部21上经过或关闭第三连接部21，则液压流体从第一连接部16经由节流阀28流向阀27，直到活塞7以及相应的带有工具3的撞锤2最终停止，该阀27仍然被切换到通向液压储罐13。在整个返回行程阶段期间，方向控制阀12被完全关闭或至少基本上关闭。

工作行程A和返回行程R形成了锻锤1的工作循环，该工作循环可以反复进行。

工作行程A和返回行程R的调控或控制将在下文中更详细地描述。

方向控制阀12表示具有可调节地可变的体积流量的阀的示例。根据施加到方向控制阀12上的电压或电流(尤其是控制或调控信号)，方向控制阀12可以无级地打开和关闭。尤其是，方向控制阀12可以通过由调控单元23确定或产生的相应的调控或控制信号，以具体的方式(例如呈斜坡的形式)被打开和关闭。此外，作为非限制性的示例，调控单元23和方向控制阀12被配置有凸轮控制器，使得可以将开启时间控制成持续预定的时间，例如具有0.5ms的准确度。因此，可以调节和改变方向控制阀12的体积流量，且总体上有多个被操纵的变量可用于控制方向控制阀12，即阀的开启本身、开启时间和阀开启的时间曲线。

液压回路8和调控单元23被以下述方式配置，即方向控制阀12的体积流量被作为撞锤2在工作行程A的加速阶段中要达到的设定值速度的函数来控制。

在此还应提及的是，在所示的锻锤的实施例中，撞锤是平行于重力S的方向上下移动的。

图2示出了在这种连接中被施加到方向控制阀12上的电压U的示例，作为工作循环(包括工作行程A和返回行程R)时间t的函数。从图1所示的情形开始，在第一时间点t1工作行程的开始时，方向控制阀12被控制成具有第一电压U1。液压流体根据与第一电压U1相对应的方向控制阀12的开启宽度经由方向控制阀12被施加到第一工作腔9，系统压力存在于方向控制阀12的输入处。进入第一工作腔9的液压流体和作用在撞锤2上的重力S使撞锤2加速。在下一过程中，被施加到方向控制阀12上的电压U按照斜坡上升而增加至第二电压U2。

通过调控单元23以下述方式对初始第一电压U1、斜坡和第二电压U2进行调控或调节，即在第二时间点t2处达到相应的成形过程所需或期望的设定值速度，也就是说期望的冲击能量。例如，电压U1和U2以及斜坡可以从设定值速度或冲击能量的数值表中获取，尤其是针对预定的工作循环，或者可以相应地设置。

例如，可以通过对冲击锤进行模拟和/或测试来获得相应的数值表。例如，在模拟过程中，可以使用比如撞锤2和与撞锤2一起移动的部件(如活塞杆5、活塞7、工具3)的重量、液压缸4的技术数据(如总行程、加压表面)和液压回路8的操作参数(如系统压力、液压流体的特性、温度)之类的参数。

除了斜坡(时间的线性函数)之外，还可以考虑其他函数，尤其是非线性函数。

在t_S时达到设定值速度之后，锻锤1(在根据图1的实施例中，其包括吸入阀25)中的方向控制阀12被关闭。此该时间点处，液压流体可经由吸入阀25流入第一缸腔9。在成形后，如上所述执行返回行程。

在撞锤2已经在上反转点处制动后，调控单元23可调控液压回路8，尤其是方向控制阀12，以用于后续的工作循环，该工作循环能够按照上述的移动、调控和控制顺序来执行。

图3示出了在锻锤1的工作循环(R，A)期间阀27(返回行程阀)的开启图。阀27在工作行程A期间被关闭，且在成形后(时间t2)被打开，结果是第一工作腔9与液压储罐13相连。因此，在返回行程期间，液压流体可经由第三连接部21流出第一工作腔9，并在活塞7已在第三连接部21上经过后经由节流阀28流入液压储罐13。

图4示意性地示出了锻锤1的第二实施例的结构的示例。在图4中，相同或功能上相同的部件和元件被用与图1中相同的附图标记来表示。

与第一实施例的锻锤1相比，第二实施例的锻锤1没有吸入阀，且因此也没有吸入储罐。在第二实施例的锻锤1中，为了使液压流体能够在已达到设定值速度后的制动阶段内流入第一工作腔9，调控单元23被以下述方式配置，即在已达到设定值速度后不完全关闭方向控制阀12。调控单元23以下述方式控制方向控制阀12，即足够的液压流体可以流入，且第一工作腔9内存在的压力保持在液压流体的空化压力之上。如在第一实施例中，制动动作是通过第二工作腔10的环形空间中存在的系统压力实现的。

尤其是，可以以下述的方式来调控方向控制阀12，即第一工作腔9中的压力大大低于系统压力，但高于空化压力。在移动阶段中对方向控制阀12进行这样的控制的情况下，通过第二工作腔10的环形空间中存在的系统压力，可以实现与使用吸入阀25(实现了致动，如已提及的)时基本相同的制动效果。例如，方向控制阀12的体积流量可被调控成使得第一工作腔9内的压力在2至6巴之间，高于液压流体的空化压力。

例如，基于第一压力传感器15和/或第三压力传感器22分别检测到的压力，可对根据图4的锻锤的第二实施例中的在移动阶段中的方向控制阀12进行控制。

与第一实施例的操作模式相比，在根据第二实施例的操作模式中使用方向控制阀12的优势在于方向控制阀的反应时间通常比吸入阀短，因此可以有更高的确定性来避免气蚀。尤其是，在从工作行程的加速阶段到移动阶段的过渡阶段中，方向控制阀的短反应时间比吸入阀更有优势，吸入阀反应相对较慢。然而，方向控制阀12可以例如根据线性或非线性的其他函数，被从加速体积流量连续地调节到后流体积流量，而不必在此期间完全关闭，这对抵制气蚀的形成尤其有利。因此，液压流体的流动不会中断，且基本或完全避免气蚀。

图5(作为示例或示意性地)示出了被施加到锻锤1的第二实施例的冲击阀12上的电压，作为工作行程A的时间的函数。从图5中可以看出，在工作行程A的加速阶段中，方向控制阀12可以类似于第一实施例进行控制，直到在时间t_S处达到设定值速度。然而，在根据第二实施例的操作模式中，当达到设定值速度时，方向控制阀12并非完全关闭，而是例如根据线性函数以下述方式进行控制，即液压流体可继续流入第一工作腔9。如已经提及的，控制被以下述方式配置，即第一液压腔9中的压力高于液压流体的空化压力。由于在工作行程A的制动阶段中已达到设定值速度后，方向控制阀12并未完全关闭，因此还可以防止液压流体的流动停滞。

图6示出了在第一和第二实施例的锻锤的工作循环期间撞锤2的位置和速度图。更具体地，图6示出了撞锤2的位置X和速度V作为时间t的函数的曲线。第一时间t1至第三时间t3对应于图2、图3和图5中的那些。

从第一时间t1开始，通过对方向控制阀12的体积流量进行适当的控制来使撞锤2加速，本示例中的控制使得速度V线性增加，直到达到设定值速度Vsoll。然而，在所提出的本发明的情况下，也可以实施其他速度-时间曲线，即不仅仅是线性曲线。

一旦已达到设定值速度Vsoll，液压回路8就根据上述操作模式之一进行控制，工作行程A的移动阶段(其中撞锤2以基本恒定的设定值速度Vsoll移动)在图6中未显示随时间的解析。

在本示例中，移动阶段(制动阶段)中的控制以下述方式进行，即就在成形点前不久达到设定值速度Vsoll，使得第一实施例的运行模式中的吸入阶段或第二实施例的运行模式中的后流阶段被有利地缩短。

撞锤2的位置X根据抛物线函数从初始位置0在工作循环中执行的行程H上对应于线速度变化而变化。

在成形过程期间，在第二时间t2处，撞锤2由于回弹能量和上述的经由液压回路8的返回行程控制而减速并移动回开始位置0。

对于返回行程，液压回路8如上所述进行调控，在本示例中，撞锤2在返回行程期间经历速度V的线性变化。在第三时间t3处的顶部反转点，撞锤2的速度为零。

由于活塞7的回缩表面是环形表面，因此小于活塞7的加压表面，撞锤2在返回行程R期间的加速度小于在工作行程A期间的加速度。在图6中，没有以时间解析的方式显示上反转点的区域内的制动过程。

代替方向控制阀12，还可使用可控泵，例如伺服泵。使用这种泵，可以调节和改变(尤其是控制)体积流量，如上所述，与方向控制阀12类似。

所描述的锻锤1的实施例，一般而言是具有适当控制的相应地配置的成形机的实施例，尤其具有以下优点。

通过使用具有可调节地可变的体积流量的阀或泵，可以比较平缓地改变液压流体的供应，且可避免突然改变。这样提供的好处尤其是可以避免气蚀，而气蚀可以由体积流量的突然变化引起，例如，由于液压流体的惯性导致的液压流体的流动停滞。

液压回路的调控或控制(利用所提出的成形机是可行的)利用预定的设定值速度或冲击能量或能量预选，可以将加速阶段延长至就在撞锤2或工具3冲击在工件上前不久，或以有针对性的方式将撞锤2加速至就在其撞击工件前不久，使得其中将可能发生不希望的气蚀的吸入阶段以及后流阶段可被缩短至最小或被优化。例如，液压回路可调控成形机并控制体积流量，使得在低设定值速度或低成形能量下，在整个行程中设定的撞锤2的加速度低于高设定值速度或高成形能量下的加速度。

当路径测量单元24与可被比较快地控制的方向控制阀12或泵结合使用时，且基于此类致动单元的比较短的反应时间，可以以有针对性且调控的方式地进行工作行程。

此外，利用所提出的成形机可实现关于液压回路8的构造的优势。尤其是，可以省去现有技术中已知的锻锤1中所使用的相对复杂的冲击阀。在没有吸入阀25的实施例中，如根据图4的第二实施例中的情况，由于可以省略吸入阀25和储液器26以及相关的液压管路和部件，因此可以实现结构简化。

提供了一种用于工件成形的液压成形机，尤其是锻锤1，包括用于驱动被配置成用于工件成形的撞锤2的液压缸4，以及被配置成用于操作液压缸4的液压回路，其中液压回路8具有阀12和/或致动器，该阀12和/或致动器具有可调节地可变的体积流量，可通过该阀12和/或致动器向液压缸4的第一液压工作腔9提供液压流体，该第一液压工作腔9被用于在执行用于工件成形的工作行程A期间加速撞锤2。液压回路8被配置成根据撞锤2在工作行程A的加速阶段中要实现的设定值速度Vsoll来调节和改变阀12或致动器的体积流量，并优化工作行程A的随后的移动阶段。

上述两个实施例的锻锤1的操作模式尤其具有这样的优点(在每一情况下可以或多或少地同样实现)，即在已达到设定值速度后可以避免液压流体中的气蚀。这尤其是由于以下事实而实现的，即撞锤是以被调控的方式加速，使得工作行程的在加速阶段之后的移动阶段(即制动阶段)中被优化，尤其是在气蚀的发生方面。

在现有技术中已知的锻锤的情况下，液压回路包括液压流体储液器，吸入储罐，其经由吸入阀与第一工作腔相连。在这些实施例中，吸入阀(其被设计成单向阀)在吸入储罐和活塞腔与液压流体之间的一定压力比之上开启。在现有技术中已知的锻锤中，工作行程的加速阶段中的加速总是以最大压力和体积流量进行。对于高设定值速度，这导致较长的加速阶段，和较短的制动或吸入阶段。相比之下，在低设定值速度的情况下，这导致较短的加速阶段，和较长的制动或吸入阶段。由于吸入在气蚀方面通常是关键的，尤其是在比较长的吸入阶段的情况下，且吸入阶段又取决于许多难以或无法影响的因素，如吸入阀的部件的制造公差(弹簧刚度、运行表面的摩擦、质量等)、液压介质的温度、流体本身的特性、吸入储罐或容器中的填充水平(大地压力)等，因此，应在功能可靠性(如气蚀)方面相当严格地看待已知的锻锤。

在此基础上，本发明发现，通过对加速阶段的适当调控/控制，吸入可以在功能可靠性方面得到优化(根据图1的实施例)，或者甚至被完全消除(根据图4的实施例)。后者允许例如无气蚀操作。

根据本发明的一个方面，吸入可被最小化或优化。最大压力(例如系统压力，尤其是液压系统为充填液压缸以执行行程所提供或可提供的最大压力)可以始终被施加到致动器上，并且第一工作腔中的体积流量以及加速压力可适于设定值速度。这意味着，例如，无论要实现的是高的还是低的设定值速度，都可以始终设置几乎相同的加速路径。这样，制动距离或吸入阶段可被尽可能地最小化，使得功能可靠性的相关缺失被最小化。制动距离或吸入阶段的优化可以以下述方式尤其考虑到惯性，例如液压流体柱或吸入阀及其部件的惯性，即吸入阶段始终大于系统的反应时间。因此，所提出的本发明允许优化制动距离或吸入阶段，以便提高功能可靠性。制动阶段或加速阶段与制动阶段的比值可使用本发明的方法来调节。这样就可以确保设置避免气蚀所需的体积流量或为此目的所需的行程所需要的时间是可得到的。

根据本发明的另一方面，可以消除吸入，或可实施无气蚀驱动。在这里，液压流体是在制动阶段期间经由冲击阀供应的，因此不需要吸入阀和吸入储罐。避免气蚀临界压力所需的体积流量经由冲击阀输入第一工作腔。为此目的，冲击阀优选地从加速阶段结束时进行压力控制，即根据活塞腔内的情况实时改变开启截面和相关的体积流量。尤其是，可以避免在加速阶段结束后冲击阀突然关闭的情形。相反，冲击阀可以持续关闭，直到冲击阀的(压力)调控开始。例如，通过安装在第一液压工作腔上的压力传感器，可确定或反馈控制冲击阀所需的参数。这样，可以基本或完全避免液压流体柱的停滞或气蚀及其损害。

总之，可以看出，本发明所基于的目的得以实现。

附图标记列表：

1 锻锤

2 撞锤

3 工具

4 液压缸

5 活塞杆

6 缸管

7 活塞

8 液压回路

9 第一工作腔

10 第二工作腔

11 泵单元

12 方向控制阀(冲击)

13 液压储罐

14 制动阀

15 第一压力传感器

16 第一连接部

17 第二连接部

18 第二压力传感器

19 压力储存器

20 安全阀

21 第三连接部

22 第三压力传感器

23 控制单元

24 路径测量单元

25 吸入阀

26 储液器

27 阀

28 节流阀

A 工作行程

R 返回行程

S 重力

U 电压

t 时间

G 速度

X 位置

H 行程

O 打开位置

Claims (18)

1.用于工件成形的液压成形机(1)，尤其是锻锤(1)，包括：用于驱动被配置成用于工件成形的撞锤(2)的液压缸(4)；和被配置成用于操作所述液压缸(4)的液压回路(8)，其中所述液压回路(8)具有阀(12)，所述阀(12)具有可调节地可变的体积流量，通过所述阀(12)能够向所述液压缸(4)的第一液压工作腔(9)提供液压流体，所述第一液压工作腔(9)被用于在执行用于工件成形的工作行程(A)期间加速所述撞锤(2)，并且其中：

-所述液压回路(8)被配置成根据所述撞锤(2)在工作行程(A)的加速阶段中要实现的设定值速度(Vsoll)来调节和改变所述阀(12)的所述体积流量，以及

-所述液压回路(8)包括吸入阀(25)，其将所述第一液压工作腔(9)与液压流体的储液器(26)相连，所述吸入阀(25)被配置成在所述加速阶段之后的移动阶段中利用来自所述储液器(26)的液压流体填充所述第一液压工作腔(9)，在所述移动阶段中，所述设定值速度(Vsoll)被基本上保持住。

2.根据权利要求1所述的液压成形机(1)，其中，所述阀(1)被设计成可控阀，且优选地包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀(12)。

3.用于工件成形的液压成形机(1)，尤其是锻锤(1)，尤其是根据权利要求1所述的，包括：用于驱动被配置成用于工件成形的撞锤(2)的液压缸(4)，所述撞锤(2)与所述液压缸(4)机械连接；和液压回路(8)，其被配置成操作所述液压缸(4)，并具有致动器(12)，所述致动器(12)用于设置用于在紧接所述工件成形之前执行工作行程(A)期间填充所述液压缸(4)的第一液压工作腔(9)的液压流体的体积流量，所述工作行程(A)具有用于将所述撞锤(2)加速到设定值速度(Vsoll)的加速阶段，和在所述加速阶段之后的移动阶段，并且在所述移动阶段中，所述设定值速度(Vsoll)被基本上保持住，其中所述液压回路(8)和所述致动器(12)被配置成：

-作为所述设定值速度(Vsoll)的函数来调节和改变在所述加速阶段中的所述体积流量，使得达到所述设定值速度(Vsoll)，以及

-以下述方式将随后的所述移动阶段中的所述体积流量减小到后流体积流量，即在所述移动阶段中在所述第一液压工作腔(9)内存在的液压压力基本高于所述液压流体的空化压力。

4.根据权利要求3所述的液压成形机(1)，其中，所述致动器(12)包括开环或闭环控制阀和/或开环或闭环控制泵，其中所述阀优选地是方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀(12)，且所述泵优选地包括伺服泵。

5.根据权利要求3或4所述的液压成形机(1)，其中，所述液压成形机(1)还包括至少一个压力传感器(15，18，22)，其被配置成测量在所述工作行程和/或返回行程期间在所述第一液压工作腔(9)和/或第二液压工作腔(10)内存在的液压压力，且所述液压回路或所述致动单元，尤其是控制单元，被配置成在所述撞锤(2)的工作循环期间，但至少在所述移动阶段中，作为测得的所述液压压力的函数来调节和改变所述体积流量，尤其是调控所述体积流量。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的液压成形机(1)，其中：

-所述液压回路(8)，尤其是致动单元(12)或控制单元(23)，被配置成以下述方式调节和改变所述体积流量，即在所述移动阶段中所述第一液压工作腔(9)内的所述液压压力对应于预定或可预定的压力，或在预定或可预定的压力范围内，其中所述预定或可预定的压力或压力范围优选地在2至6巴之间，更优选地在3至4巴之间，和/或

-以下述方式对所述加速阶段中的所述体积流量进行调节，即所述移动阶段对应于所述液压缸(4)的行程的10％至30％的范围，尤其是10％至20％的范围，和/或

-以下述方式调节或改变所述加速阶段中的所述体积流量，即所述加速阶段的长度以及因此所述移动阶段的长度和/或它们的比值被设置为在每一情况下要实现的所述设定值速度(Vsoll)的函数。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的液压成形机(1)，其中，所述液压回路(8)，尤其是控制单元(23)，被配置成作为要相应地实现的所述设定值速度(Vsoll)的函数来调节和改变所述体积流量，其中，优选地，所述液压回路(8)，尤其是所述控制单元(23)，被配置成基于设定值速度的数值表和/或基于测得的所述撞锤(2)的位置和/或速度数据(X或V)来动态地调节所述体积流量，其中所述成形机(1)优选地还包括至少一个传感器单元(24)，其用于测量和/或存储所述撞锤(2)的位置和/或速度数据。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的液压成形机(1)，其中，所述液压回路(8)被配置成在所述加速阶段之后的所述移动阶段中至少暂时基本上完全关闭所述阀(12)或所述致动器。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述液压成形机(1)，其中，所述液压回路(8)被配置成

-以下述方式调节和改变所述体积流量，尤其是调控所述体积流量，即所述加速阶段被最大化，同时所述移动阶段被最小化，和/或

-对于用于加速所述撞锤(2)的工作行程，所述工作行程从位于所述撞锤(2)的移动曲线上的具有零撞锤速度的反转点开始且朝着所述设定值速度(Vsoll)，只使用所述液压缸(4)的总行程的一部分。

10.用于操作用于工件成形的液压成形机(1)的方法，尤其是用于操作根据权利要求1至9中的任一项所述的液压成形机(1)的方法，其中在为所述工件成形而执行的工作行程(A)中，为所述工件成形提供的撞锤(2)在加速阶段被与其联接的液压缸(4)加速，其中在所述工作行程(A)中，所述液压缸(4)的第一液压工作腔(9)经由具有可调节地可变的体积流量的阀(12)通过液压回路(8)供给液压流体，其中所述液压回路(8)在所述加速阶段中，作为所述撞锤(2)在所述加速阶段中要实现的设定值速度(Vsoll)的函数来调节和改变所述阀(12)的所述体积流量，且在所述加速阶段之后的移动或制动阶段中，所述设定值速度(Vsoll)被基本上保持住，所述第一液压工作腔(9)由吸入阀(25)填充，所述吸入阀(25)位于所述液压回路(8)中，并将所述第一液压工作腔(9)与液压流体的储液器(26)连接。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述阀(12)被设计成开环或闭环控制阀，优选地包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀(12)，且在所述方法中，通过调控所述阀(12)的所述液压回路(8)来调节和改变所述体积流量。

12.用于操作用于工件成形的液压成形机(1)的方法，尤其是用于操作根据权利要求1至9中的任一项所述的液压成形机(1)的方法，其中在为所述工件成形而执行的工作行程(A)中，为所述工件成形提供的撞锤(2)在加速阶段中被与其机械联接的液压缸(4)加速，其中在所述工作行程中，所述液压缸(4)的第一液压工作腔(9)经由具有可调节地可变的体积流量的致动器(12)通过液压回路(8)供给液压流体，其中所述液压回路(8)在所述加速阶段中，以达到所述设定值速度(Vsoll)的方式作为所述设定值速度(Vsoll)的函数来调节和改变通过所述致动器(12)的所述体积流量，并且在直接跟随所述加速阶段的其中所述设定值速度(Vsoll)被基本上保持住的移动阶段中，所述液压回路(8)将所述体积流量减小到后流体积流量，尤其是对其进行调控，使得在所述移动阶段中在所述第一液压工作腔(9)内存在的液压压力基本高于所述液压流体的空化压力。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述致动器(12)被设成为可控阀和/或可控泵，其中所述阀优选地包括方向连续阀、方向比例阀、方向伺服阀和/或方向控制阀(12)，且所述泵优选地包括伺服泵，且在所述方法中，作为所述设定值速度(Vsoll)的函数来调控所述致动器(12)的所述体积流量。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，基于通过压力传感器(15，18，22)在所述第一液压工作腔(9)和/或第二液压工作腔(10)中测得的液压压力来动态地调节和改变所述体积流量，尤其是调控所述体积流量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，以下述方式调节和改变所述体积流量，即在所述移动阶段中，所述移动阶段是制动阶段，所述第一液压工作腔(9)中的所述液压压力对应于预定或可预定的压力，或在预定的压力范围内，其中所述预定的压力或压力范围在2至6巴之间，优选地在3至4巴之间。

16.根据权利要求10至15中的任一项所述的方法，其中，作为在每一情况下要实现的所述设定值速度(Vsoll)的函数来调节和改变，尤其是调控，所述体积流量，其中优选地基于设定值速度的数值表和/或基于测得的所述撞锤(2)的位置和/或速度数据来调节所述体积流量，尤其是动态地调节，其中，进一步优选的是，所述撞锤(2)的位置和/或速度数据(X或V)由至少一个传感器单元(24)测量和/或被存储并在设置所述体积流量时使用。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述加速阶段之后的所述移动阶段中，至少暂时基本上完全关闭所述阀(12)，并且在所述移动阶段中，基本上完全通过所述吸入阀(25)将液压流体供应给所述第一液压工作腔(9)。

18.根据权利要求10至17中的任一项所述的方法，其中，以下述方式调节和改变，尤其是调控，所述体积流量，即使所述加速阶段的持续时间最大化，同时使所述移动阶段的持续时间最小化，其中，可选地，所述移动阶段的持续时间是所述加速阶段的持续时间的10％，和/或对于用于加速所述撞锤(2)的工作行程，所述工作行程从位于所述撞锤(2)的移动曲线上的具有零撞锤速度的反转点开始且直到所述设定值速度(Vsoll)，只使用所述液压缸(4)的总行程的一部分，且优选地相应地缩短随后的返回行程。