CN1871440A - 传动装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种传动装置，尤其是用于冲床和冲型剪切机的传动装置，所述传动装置具有液压力变换器(4)和用于驱动力变换器的主轴驱动装置(26)，其中所述传动装置设置有用于预加载力变换器(4)的预加载装置(8)。

Description

传动装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的传动装置。
背景技术
这样的机电液压传动装置应用在一些作功机械中，在这些作功机械中可实现快速的调节运动和很大的力。优选的作功机械是冲床、冲型剪切机、压制机和塑料注射成型机。
在本申请人的DE 101 35 516 A1中公开一种用于塑料注射成型机的传动装置。该传动装置具有一个液压力变换器，后者通过高压管道与成形挤压板(Formspannplatte)的液压调节装置相连接。该力变换器具有带有小的初级活塞和大的次级活塞的一个初级活塞气缸单元和一个次级的活塞气缸单元。这两个活塞气缸单元相互嵌套地设置，其中初级活塞通过一个电的主轴驱动装置操作并且因此可以操作成形挤压板。为了调节传动装置的零位，例如由于泄漏，所述成形挤压板反抗机械的止挡运行到完全打开的位置中。接着，通过一个阀上调调节装置和力变换器之间的压力介质连接并且次级活塞运行到与成型挤压板的打开位置相应的位置中。在调节零位后，所述阀又可以进入到它的阻塞位置中并且可以开始新的工作循环。
所述公知的解决方案的缺点是，零位的调节很耗费时间。此外，还有的缺点是，不能通过公知的力变换器实现冲床或冲型剪切机所要求的传动装置的高强度。
发明内容
本发明的任务是提供一种消除上述缺点的传动装置。
所述任务通过一种具有权利要求1的特征部分的传动装置来解决。
根据本发明的传动装置具有力变换器和主轴驱动装置。所述力变换器具有初级单元和次级单元，它们分别具有一个差动活塞。这样地设置这些单元，使得这些活塞的较大有效面共同形成缸室的边界而这些活塞的较小有效面分别形成环形室的边界，其中这些环形室相互形成液压的连接。初级活塞可以通过主轴驱动装置驱动。次级活塞直接或间接地作用于工件。根据本发明，设置有用于将预加载压力施加给缸室的预加载装置。
根据本发明的传动装置的优点是，它具有高强度，因为通过预加载提高在力建立方向上有效的压力差。
预加载装置可通过背压阀打开和关闭。预加载装置可以是泵和/或液压储能器。为了供给液压储能器可以使用增压泵，后者例如被次级单元驱动，使得压力介质可以从油箱中被在供应并且可以被加载给所述液压储能器。有利的是，所述增压泵构造为具有筒形活塞的柱塞泵，其中次级活塞上的压力通过弹簧靠置在筒形活塞上，使得增压泵从一个极限压力起不再加载液压储能器。水可以用作压力介质。
初级活塞单元的环形室与次级活塞单元的环形室通过高压管道形成液压连接。在所述高压管道中，根据本发明的实施例设置用于上调和节流所述液压连接的调节阀。所述调节阀在调节传动装置的零位时进入阻塞位置并且因此液压地固定次级活塞，而调节阀还可以进入贯穿位置并且因此次级活塞可以运动。为了确定正确调节的零位和为了确定是否可以重新调节零位，设置位移测量系统和/或压力测量系统，所述这些测量系统检测这两个差动活塞相互间的间距和/或首先检测缸室中的压力。
此外，初级单元的环形室与缸室形成液压连接。所述连接同样可通过阀，下面称作压出阀来上调和节流。因此压力介质可以从其中一个室排出到另一个室并且初级活塞例如在次级活塞静止时到达零位。
为了提高直接或间接施加给工件的次级活塞的力，多个初级单元可以同步工作。在此情况下，一个主轴驱动装置分别配置给一个初级单元或一个主轴驱动装置通过传动齿轮箱驱动多个螺杆。基本上多个、相互独立存在的初级活塞具有这样的优点，即与初级活塞相连接的螺杆/螺杆螺母的单个啮合位置可以被改变并且因此可以延长螺杆的使用寿命。
为了获得传动装置尽可能紧凑的结构形式，初级单元的气缸体壳体可以被次级单元的气缸体壳体包围。如果初级单元至少通过次级活塞端部包围，还可以更紧凑地构造这样的结构形式。
其它一些有利的实施形式是另外一些从属权利要求的对象。
附图说明
下面参照示意性的附图详细说明本发明的优选的一些实施形式。
附图表示：
图1示出根据本发明的具有用于预加载的液压储能器的传动装置；以及
图2示出具有接收在次级单元中的初级单元的力变换器。
具体实施方式
图1示出一个优选的根据本发明的传动装置2，尤其是用于传动冲床或冲型剪切机的传动装置，它具有力变换器4、主轴驱动装置6和用于力变换器4的预加载的预加载装置8。
力变换器4具有初级单元10和次级单元12。这两个单元10，12分别具有一个接收在气缸体壳体18，20内的并且构造为差动活塞的初级活塞或次级活塞14，16。活塞14，16分别具有一个活塞杆22，24，它们从端侧贯穿气缸体壳体18，20。在初级单元10的活塞杆22上作用螺杆26，后者与用于驱动力变换器4的主轴驱动装置6的螺杆螺母68形成有效啮合。次级单元12的活塞24例如可与一个待处理的工件(未示出)直接或间接地靠置，使得它可以向工件施加一个大的力。
为了确定这两个活塞14，16的相互间距和/或为了测量缸室32中的压力，设置有位移测量系统和/或压力测量系统(未示出)。借助所测得的间距和/或压力，可以确定活塞14，16的相对位置的变化和/或缸室32中的压力的变化，所以可检测活塞14，16可能的相互偏差。例如由于向内部泄漏出现活塞14，16的相互偏差，在内部压力介质从施加了高压的环形室38，40通过活塞14，16流入缸室32中。此外，可以通过由位移测量系统检测的两个活塞14，16的相对间距简单地进行传动装置2的零位调节。在根据本发明的传动装置2的所示实施例说明的通常的功能时详细说明调节零位。
在根据图1的实施形式中，仅仅设置一个初级单元10，但是也可以多个初级单元10作用一个次级活塞16。如果设置多个初级单元10，则每个初级单元10可以配置有一个自己的主轴驱动装置6。另外一个可替换的方案规定一个主轴驱动装置6用于所有的初级单元10，后者例如通过一个传动齿轮箱与单个的初级活塞14形成有效连接。多个作用在次级活塞16的初级活塞14具有这样的优点，即单个的螺杆26与主轴驱动装置6的螺杆螺母68的啮合位置可以被改变。即例如，次级活塞16与初级活塞14的间距通过操作主轴驱动装置6被减小，而相应地增大第二初级活塞的间距，以致螺杆区段交替地啮合或加负载并且可以相同地使用螺杆螺纹26。
活塞14，16分别具有一个较大的有效面和一个较小的有效面28，30，34，36。较大的有效面28，30形成缸室32的边界而较小的有效面34，36分别形成环形室38，40的边界。从较小的有效面34，36延伸出活塞杆22，24，所以较小的有效面34，36相对于较大的有效面减小大约各自活塞杆22，24的横截面积。
环形室38，40通过高压管道42相互形成液压的连接，其中为了中断所述连接，在高压管道42中设置有具有一个贯穿位置和一个阻塞位置的调节阀44。
缸室32通过气缸管46与初级单元10的环形室38形成液压连接。为了节流和上调所述连接在气缸管46中也设置具有一个贯穿位置和一个阻塞位置的背压阀48。
力变换器4的预加载装置8在所示的实施例中是一个液压储能器50。所述液压储能器通过存储管52与缸室32形成液压连接，其中为了建立或中断所述液压连接在存储管52中设置有具有一个贯穿位置和一个阻塞位置的背压阀54。
为了补偿出现在活塞杆22，24贯穿气缸体壳体18，20那里向外的泄漏，设置有增压泵56，它将压力介质通过接入存储管52的油箱管62从油箱T输送进液压系统并且因此加载液压储能器50。增压泵56优选构造为具有筒形活塞58的柱塞泵，其中所述柱塞泵与次级活塞16形成机械或液压的有效连接和根据它们的行程来传动并且压力介质运输到所述液压系统中。次级活塞16的运动通过弹簧60被传递给筒形活塞58。这样设计所述弹簧的弹力比，使得仅仅一个力可以被传输给筒形活塞58，所述力与液压储能器50的最大增压压力相等。在超过所述力时，弹簧60被压缩，以致在液压储能器50上没有出现压力增加。为了避免在增压泵56方向上或在油箱T方向上压力介质的回流，在油箱管62中和直接在油箱T前分别设置一个止回阀64，66。
下面说明根据本发明的传动装置2的功能。功能和工作循环基本上分成预加载、从原位置供给次级活塞16、冲压和次级活塞16返回原位置。根据泄漏损耗在数次工作循环后进行用于调节原位置的零位调节。
为了开始一个工作循环，传动装置2位于原位置。在这个位置中，活塞14，16调节到所定义的相互间距。传动装置2调节到它的零位中。
传动装置2根据本发明被预加载到所述原位置中。在此情况下，打开调节阀44和背压阀54而关闭压出阀48。通过打开调节阀44，这两个环形室38，40相互形成连接，以致这些室38，40之间出现压力平衡。通过液压储能器50，将一个预加载压力施加给缸室32，后者靠置在初级活塞14的较大有效面18和次级活塞16的较大有效面30上。但是因为初级活塞14通过螺杆26与主轴驱动装置6的螺杆螺母68有效啮合固定在它的位置中并且因此也不增加环形室38的容积，次级活塞16不能从它目前的位置移出。因此，通过液压储能器50建立缸室32中的预加载压力。只要在缸室32中出现相应的预加载压力，就关闭背压阀54并且相对于缸室32阻塞液压储能器50。
在预加载后供给时，次级活塞16间接或直接地与待处理的工件靠置。关闭压出阀48和背压阀54而打开调节阀44。主轴驱动装置6被控制并且螺杆26进行转动运动，以致初级活塞14驶入。次级活塞16相应于初级活塞14驶出并且压力介质从次级单元12的环形室40通过高压管道42排出到初级单元10的环形室38中。环形室38，40的容积比这样地选择，即初级单元10的环形室38的容积增大与次级单元12的环形室40的容积减小相等一次级活塞16朝着工件的方向下降。
在冲压时，压出活塞48和背压阀54保持关闭而调节阀44保持打开。控制主轴驱动装置6并且螺杆26进行转动运动，转动运动使初级活塞14继续驶入。但是，因为次级活塞16在供给时直接或间接地与待处理的工件靠置，所以妨碍次级活塞16立即驶出。因此，位于缸室32中的压力介质，只要它允许压缩，就被压缩。缸室32相应地减小而初级单元的环形室38增大，所以缸室32中的压力上升超过预加载压力而环形室38，40中的压力下降。因此，在施加冲压力的方向上有效的压力差上升。从缸室32中的确定的压力起，次级活塞16可以增加对冲压必需的力。所述冲压力通过预加载被很快地建立，所以出现具有高强度的冲压过程。在冲压后和次级活塞16驶出后，在缸室32中又出现预加载压力。
为了实施新的工作循环次级活塞16返回到它原位置时，压出阀48和背压阀54在阻塞位置并且打开调节阀44。主轴驱动装置6被这样地控制，使得螺杆26进行反向的转动运动，其中初级活塞14驶出。初级单元10的环形室38变小并且压力介质通过调节阀44被排出到次级单元12的环形室40中。环形室40相应地增大并且使次级活塞16沿驶入的方向运动。在此情况下，次级活塞16由于初级活塞14的迅速返回被运送到它的输出位置中，所以可以迅速开始一个新的工作循环。
根据这两个活塞14，16的相对位置和/或出现在缸室32中的压力，在几个工作循环后进行传动装置2的零位的调节。在此情况下，活塞14，16又被引入它们相互确定的相对位置中。由于泄漏首先调节两个活塞14，16的相互的相对位置的改变和/或缸室32中的压力的改变。
由于内部和外部的泄漏可能发生泄漏。在内部泄漏时压力介质从环形室38，40通过活塞14，16渗入缸室32。在外部泄漏时，活塞缸22，24区域中的压力介质从环形室38，40向外渗出到外部环境84中。
基本上由于环形室38，40中介质的压力比缸室32更高产生内部泄漏或向内部的泄漏。向内的泄漏由于从环形室38，40流出的压力介质引起环形室40的减小而缸室32的增大并且因此次级活塞16下降。此外，缸室32中的压力下降。但是，由于根据本发明的预加载，缸室32中的压力提高到如此高的水平，即不能在缸室32中形成低压。
通过向外泄漏时将压力介质排出到外部环境84上，从整个液压系统中抽出压力介质，由于这系统中的压力下降。直到一个确定的压力介质量，压力介质损耗可以通过液压储能器50补偿。但是为了将压力长期地保持在一个恒定的水平，可以通过增压泵56在次级活塞16的一个行程中将压力介质从油箱T中输送到液压系统中并且被加载给液压储能器50。
为了在出现相互偏差后调节零位，调节阀44和背压阀54在阻塞位置并且打开压出阀48。通过调节阀44的阻塞位置，环形室38，40被相互隔开，所以压力介质不能从次级单元12的环形室40流入初级单元10的环形室38中。次级活塞16液压地固定在它的位置中。通过位移测量系统，检测这两个活塞14，16目前的相互间距并且主轴驱动装置被这样地控制，使得活塞14，16之间调节到预先确定的位置上。由于打开压出阀48，建立初级单元10的环形室38与缸室32之间的压力介质连接，所以为了减小间距初级活塞14朝次级活塞16的方向上运行时，压力介质可以从缸室32被排入到环形室38中。因此与公知的解决方案相反，根据本发明不再需要为了零位调节次级活塞16耗费时间地驶出到打开位置。根据本发明的零位调节近似随时可以迅速并简单地实施。只要又调节到这两个活塞14，16之间的规定距离，传动装置2就位于它确定的零位或原位置中，所以必要时在系统的重复预加载后可以开始新的工作循环。这样的快速零位调节同样可以通过压力测量系统实施。在这样的情况下，缸室32中的压力被测量并且与规定压力比较。
图2示出具有被次级单元12包围的初级单元10的力变换器4。这样的结构方式由于减小力变换器4的轴向长度特征在于有很好的紧凑性。
次级活塞16具有间隙70，后者在较大的有效面30的区域中并且在所述实施形式中在它的活塞杆24即在具有很小的外径的端部区段中延伸。初级单元10通过它的气缸体壳体18的端部区段72伸入到所述间隙70中。通过它的气缸体壳体18的第二端部区段88，初级单元10固定在次级单元12的气缸体壳体20的底板86上。初级单元10的气缸体壳体18远离内部区域74并且远离间隙70的底板76，所以通过环形间隙82建立初级单元10的缸室78与次级单元的缸室80之间的液压连接并且因此将同样的压力施加到这两个活塞14，16的较大的有效面28，30上。这两个缸室78，80与前面根据图1的实施形式的缸室32相同。初级单元10和次级单元12的环形室38，40轴向被较小的有效面34，36限制出边界并且通过高压管道42相互形成液压连接。相应于前面根据图1所说明的实施形式，在所述高压管道42中设置有用于上调和节流环形室38，40之间的压力介质连接的阀(未示出)。
功能与前面根据图1所说明的实施例相同，所以省略重新的说明。
公开一种传动装置，尤其是用于冲床和冲型剪切机的传动装置，它具有液压力变换器和用于驱动力变换器的主轴驱动装置，其中设置有用于预加载力变换器的预加载装置。
附图标记
2传动装置
4力变换器
6主轴驱动装置
8预加载装置
10初级单元
12次级单元
14初级活塞
16次级活塞
18气气缸体壳体壳体
20气气缸体壳体壳体
22活塞杆
24活塞杆
26螺杆
28较大的有效面
30较大的有效面
32缸室
34较小的有效面
36较小的有效面
38环形室
40环形室
42高压管道
44调节阀
46气缸管
48压出阀
50液压储能器
52存储管
54背压阀
56增压泵
58筒形活塞
60弹簧
62油箱管
64止回阀
66止回阀
68螺杆螺母
70间隙
72端部区段
74内部区域
76底板
78缸室
80缸室
82环形间隙
84外部环境
86底板
88端部区段

Claims (12)

1.一种传动装置，尤其是用于冲床和冲型剪切机的传动装置，所述传动装置具有液压力变换器(4)和用于驱动初级活塞的主轴驱动装置(6)，所述液压力变换器具有初级单元(10)和次级单元(12)，这两个单元构造为差动活塞(14，16)且它们较大的有效面(28，30)共同形成缸室(32)的边界而它们较小的有效面(34，36)分别形成环形室(38，40)的边界，其中这些环形室(38，40)液压地相连接，其中次级活塞(16)直接或间接地作用在待加载的工件上，其特征在于，用于将预加载压力施加给缸室(32)的预加载装置(8)。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述预加载装置(8)可通过背压阀(54)打开和关闭。
3.根据权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述两个环形室(38，40)通过高压管道(42)相互形成液压连接，其中在所述高压管道中设置有用于上调和节流所述液压连接的调节阀(44)。
4.根据权利要求1至3其中之一所述的传动装置，其特征在于，设置有用于检测初级活塞和次级活塞(14，16)相互间的相对位置和/或用于检测缸室(32)中的压力的位移测量系统和/或压力测量系统。
5.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，所述缸室(32)与初级单元(10)的环形室(38)液压地相连接，其中为了上调和节流所述液压连接而设置有压出阀(48)。
6.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，所述预加载装置(8)是液压储能器(50)或泵。
7.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，设置有用于供给液压储能器(50)的增压泵(56)，所述增压泵可被次级活塞(16)驱动。
8.根据权利要求7所述的传动装置，其特征在于，次级活塞(16)上的压力通过弹簧作用在增压泵(56)的筒形活塞(58)上。
9.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，多个螺杆(26)平行连接。
10.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，所述初级单元(10)的气缸体壳体(18)被所述次级单元(12)的气缸体壳体(20)包围。
11.根据权利要求10所述的传动装置，其特征在于，所述初级单元(10)的气缸体壳体(18)的一个端部区段(72)浸入所述次级活塞(16)的间隙(70)中。
12.根据上述权利要求其中之一所述的传动装置，其特征在于，压力介质是水。
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