DE102007017193A1 - Hydraulic assembly, for the piston in an interior high pressure shaping process, has a bypass leading part of hydraulic fluid from the piston cylinder to the tank on a control signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Hydraulikanlage und insbesondere das beschleunigte Verfahren hydraulischer Achsen im Innenhochdruckumformen (IHU-Prozess).The The invention relates to a hydraulic system and a method for Operation of a hydraulic system and in particular the accelerated Method of hydraulic axes in hydroforming (hydroforming process).
Ein
hydraulisches System zum Innenhochdruckumformen ist aus der
Ein
dem System gemäß der
Aus
der Praxis ist es bekannt, die vorgenannten Systeme programmgesteuert
zu betreiben, wobei die Programmsteuerung im Allgemeinen auch Regelprozesse
umfasst. Eine Programmsteuerung für hydraulische Antriebe ist
aus der
Der typische Zyklus der am IHU-Prozess beteiligten Werkzeugachsen teilt sich üblicherweise in einen Bereich, in dem die Achsen zum Schließen oder Öffnen des Werkzeuges einen großen Weg in möglichst kurzer Zeit zurücklegen müssen (Eilmodus), und in den IHU-Prozess selbst, in dem ein Werkstück kontrolliert verformt wird (Arbeitsmodus). Innerhalb des Arbeitsmodus sollen die Achsen mit größtmöglicher Empfindlichkeit und höchster Genauigkeit mit Hilfe einer Kraft- oder Wegsteuerung geregelt bewegt werden.Of the typical cycle of the tool axes involved in the hydroforming process usually in an area where the axes for closing or opening the tool a huge Way in as possible cover a short time have to (Express mode), and in the hydroforming process itself, in which a workpiece controls is deformed (working mode). Within the working mode should the axes with the largest possible Sensitivity and highest Accuracy controlled by means of a force or displacement control moves become.
Zur Durchführung des Arbeitsmodus werden Servoventileinheiten oder Proportionalventile verwendet, die die entsprechenden dynamischen Werte aufweisen, und so die geforderte Empfindlichkeit der Kraft- und Positionsregelung im Prozess (Arbeitsmodus) gewährleisten. Ventile mit hoher dynamischer Empfindlichkeit (Verstärkung und Grenzfrequenz) sind jedoch in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt, Ventile mit großem Volumenstrom erfüllen häufig nicht die gestellten Anforderungen an die Genauigkeit bzw. die dynamischen Kennwerte im Kleinsignalbereich.to execution working mode becomes servo valve units or proportional valves used, which have the corresponding dynamic values, and so the required sensitivity of the force and position control in the process (working mode). Valves with high dynamic sensitivity (amplification and Limit frequency) are limited in their performance, valves with great Volumetric flow meet often not the requirements for the accuracy or the dynamic Characteristic values in the small signal range.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne eine Verringerung der Genauigkeit eine Verkürzung der Taktzeiten von Hydraulikanlagen mit Servoventileinheiten zu ermöglichen.Of the Invention is based on the object without a reduction of Accuracy a shortening the cycle times of hydraulic systems with servo valve units too enable.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 8.The solution This object is achieved according to the invention with the features of claims 1 and 8th.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Hydraulikanlage zum Verfahren eines Arbeitskolbens in einem Eilmodus und einem Arbeitsmodus eine Bypass-Einrichtung vorgesehen, durch welche in Abhängigkeit von Signalen einer Kontrolleinheit mindestens ein Teil eines Fluids aus der Kolben-Zylinder-Einheit in den Fluidspeicher förderbar ist. Die Bypass-Einrichtung verringert den Widerstand in der T-Leitung, wodurch ein schnelleres Verfahren des Arbeitskolbens und damit kürzere Taktzeiten möglich sind.According to the invention is in a hydraulic system for moving a working piston in a fast mode and a working mode, a bypass device provided by which, depending on Signals of a control unit at least a portion of a fluid from the piston-cylinder unit in the fluid reservoir can be conveyed is. The bypass device reduces the resistance in the T-line, resulting in a faster process of the working piston and thus shorter cycle times possible are.
Grundsätzlich ist es möglich, jede Form von Leitungen und Ventilen für die Bypass-Einrichtung zu verwenden. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist allerdings vorgesehen, dass die Bypass-Einrichtung ein erstes Schaltventil in einem ersten Bypasszweig aufweist, der parallel zu dem Leitungsweg B-T der Servoventileinheit ausgebildet ist, und weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Bypass-Einrichtung ein zweites Schaltventil in einem zweiten Bypasszweig aufweist, der parallel zu dem Leitungsweg A-T der Servoventileinheit ausgebildet ist. Durch eine Kombination aus hydraulischer und elektronischer Schaltung durch die Kontrolleinheit können so die Vorteile der dynamischen Werte von Proportionalventilen im Kleinsignalbereich und der hohe Liefergrad von Schaltventilen kombiniert werden, wobei dies für den Zuführweg und/oder den Rückführweg des Arbeitskolbens erfolgen kann. Auf die genannte Art und Weise sind erheblich größere Achsgeschwindigkeiten in der unproduktiven Prozessphasen und hierdurch eine Reduzierung der Maschinenzeit und eine höhere Ausbringung bei nur geringfügig höherem anlagentechnischen Aufwand möglich. Die gesamte Anlage kostet nur etwa 20 % der Investion für das Proportionalventil allein.Basically it is possible to use any form of conduits and valves for the by-pass device. According to one However, first preferred embodiment of the invention is provided that the bypass means a first switching valve in a first bypass branch which is parallel to the conduction path B-T of the servo valve unit is formed, and more preferably, it is provided that the bypass device has a second switching valve in a second bypass branch, formed parallel to the line A-T of the servo valve unit is. Through a combination of hydraulic and electronic Switching through the control unit can thus take advantage of the dynamic Values of proportional valves in the small signal range and the high Degree of delivery of switching valves are combined, this for the Zuführweg and / or the return path of the Working piston can be done. In the manner mentioned are significantly higher axle speeds in the unproductive process phases and thereby a reduction the machine time and a higher Application only slightly higher Plant engineering effort possible. The entire system costs only about 20% of the investment for the proportional valve alone.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Schaltventil eine Rückschlageinrichtung aufweisen. Dadurch werden weitere Möglichkeiten der Steuerung der Anlage eröffnet.In A further preferred embodiment of the invention is provided, that the first and / or the second switching valve is a check-back device exhibit. Thereby further possibilities of the control of the Plant opened.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Kolben-Zylinder-Einheit ein erster und vorzugsweise ein zweiter Zusatzleitungsanschluss für die Bypass-Einrichtung vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, unabhängig von der Auslegung der Servoventileinheit und deren Anschlüssen besonders widerstandsarme Leitungen, beispielsweise Leitungen mit großem Querschnitt zu verwenden, wodurch sich die Taktzeiten weiter verkürzen lassen.In A further preferred embodiment of the invention is provided, that at the piston-cylinder unit a first and preferably a second additional line connection for the bypass device provided are. This makes it possible independently of the design of the servo valve unit and its terminals especially Low-resistance cables, for example cables with a large cross-section to use, which can shorten the cycle times further.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kolbenzylindereinheit Teil eines Druckübersetzers ist. Dadurch lässt sich mit der Erfindung der Prozess des Innenhochdruckumformen optimieren.In A further preferred embodiment of the invention is provided, that the piston-cylinder unit is part of a pressure booster. This can be done optimize the process of hydroforming with the invention.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kolbenzylindereinheit Teil einer Andockeinheit ist. Dadurch lässt sich mit der Erfindung der Prozess des Innenhochdruckumformen optimieren.In A further preferred embodiment of the invention is provided, that the piston-cylinder unit is part of a docking unit. Thereby let yourself optimize the process of hydroforming with the invention.
Die Vorteile der Erfindung zeigen sich auch bei einem Verfahren zum Betrieb einer Hydraulikanlage in einem Eilmodus und einem Arbeitsmodus, bei dem eine Kolben-Zylinder-Einheit mittels einer Kontrolleinheit über eine Servoventileinheit mit einem Fluid beaufschlagt wird. Daher wird für das Verfahren auch unabhängig Schutz beansprucht, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass in dem Eilmodus das Fluid aus der Kolben-Zylindereinheit mindestens zum Teil über eine Bypass-Einrichtung in den Fluidspeicher gefördert wird.The Advantages of the invention are also evident in a method for Operation of a hydraulic system in an emergency mode and a working mode, in which a piston-cylinder unit by means of a control unit via a Servo valve unit is subjected to a fluid. Therefore, will for the Procedure also independent Protection claimed, the method being characterized that in the rapid mode, the fluid from the piston-cylinder unit at least partly over a bypass device is conveyed into the fluid reservoir.
Bei einem solchen Verfahren, zu dessen Durchführung eine erfindungsgemäße Hydraulikanlage vorzugsweise ausgeführt ist, kann ferner vorzugsweise durch Variation eines Schwellwert zur Ansteuerung der Bypass-Einrichtung auch innerhalb des Arbeitsmodus diese angesteuert werden, um dadurch eine Zeit- oder Empfindlichkeitsoptimierung zu erreichen. Durch eine vorzugsweise vorgesehene differentielle Ansteuerung wird es außerdem möglich die Sprungantwort des Systems durch dynamische Umschaltung in den Großsignalbereich zu optimieren, was auch als adaptive Änderung des Schwellwertes bezeichnet werden könnte.at Such a method, for carrying out a hydraulic system according to the invention preferably executed is, may also preferably by variation of a threshold for controlling the bypass device also within the working mode These are controlled to thereby achieve a time or sensitivity optimization. By a preferably provided differential control is it as well possible the Step response of the system by dynamic switching to the large signal range to optimize, which also referred to as adaptive change of the threshold could be.
Zur Durchführung der zuvor genannten Verfahrensvarianten ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass die Kontrolleinheit den Eilmodus anhand eines Spannungswertes detektiert, der an der Servoventileinheit detektiert wird, wobei die Kontrolleinheit bei einem detektierten Eilmodus mindestens ein erstes Schaltventil der Bypass-Einrichtung öffnet. In Abhängigkeit der Größe des an das Proportionalventils gelegten Sollwertes werden dann vorzugsweise Schaltventile an die T-Leitung des Zylinders gelegt. Der Rückvolumenstrom wird also nicht durch das Proportionalventil begrenzt, der Zylinder verfährt erheblich schneller. Der Schwellwert für das Zuschalten repräsentiert einen Knick in der Kennlinie der Gesamtanordnung, der analog oder digital durch eine entsprechende Anordnung erzeugt wird.to execution the aforementioned method variants is according to a preferred embodiment of the method provided that the control unit the express mode detected by a voltage value detected at the servo valve unit with the control unit in a detected rush mode at least a first switching valve of the bypass device opens. In Dependence of Size of the the proportional valve setpoint are then preferably Switch valves are placed on the T-pipe of the cylinder. The return volume flow is therefore not limited by the proportional valve, the cylinder moves much faster. The threshold value for the connection represents a kink in the characteristic curve of the overall arrangement, analog or digitally generated by a corresponding arrangement.
Weitere bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.Further Preferred developments and refinements of the invention result from the dependent claims as well as from the description in connection with the drawings.
Dabei zeigen:there demonstrate:
Die
in
Die
Kolben-Zylinder-Einheit
Die
in
An
der in
Die
erste Bypass-Teilleitung
Auch
die dritte Bypass-Teilleitung
Das
erste Schaltventil
Mit
der in
Soll
in einem Eilmodus der Arbeitskolben
Die
in
Die
in
Die
Kolben-Zylinder-Einheit
Die
in
An
der in
Die
erste Bypass-Teilleitung
Auch
die dritte Bypass-Teilleitung
Das
erste Schaltventil
Mit
der in
Soll
in einem Eilmodus der Arbeitskolben
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200710017193 DE102007017193A1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Hydraulic assembly, for the piston in an interior high pressure shaping process, has a bypass leading part of hydraulic fluid from the piston cylinder to the tank on a control signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710017193 DE102007017193A1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Hydraulic assembly, for the piston in an interior high pressure shaping process, has a bypass leading part of hydraulic fluid from the piston cylinder to the tank on a control signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007017193A1 true DE102007017193A1 (en) | 2008-03-27 |
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ID=39105206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200710017193 Withdrawn DE102007017193A1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Hydraulic assembly, for the piston in an interior high pressure shaping process, has a bypass leading part of hydraulic fluid from the piston cylinder to the tank on a control signal |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102007017193A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109488646A (en) * | 2018-09-18 | 2019-03-19 | 浙江大学 | A kind of Position of Hydraulic Cylinder control system and method jointly controlled using proportioning valve, miniature high-speed digital valve |
-
2007
- 2007-04-12 DE DE200710017193 patent/DE102007017193A1/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109488646A (en) * | 2018-09-18 | 2019-03-19 | 浙江大学 | A kind of Position of Hydraulic Cylinder control system and method jointly controlled using proportioning valve, miniature high-speed digital valve |
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