DE102009043034A1 - Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe - Google Patents

Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe Download PDF

Info

Publication number
DE102009043034A1
DE102009043034A1 DE200910043034 DE102009043034A DE102009043034A1 DE 102009043034 A1 DE102009043034 A1 DE 102009043034A1 DE 200910043034 DE200910043034 DE 200910043034 DE 102009043034 A DE102009043034 A DE 102009043034A DE 102009043034 A1 DE102009043034 A1 DE 102009043034A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
master cylinder
hydraulic
valve
hydraulic machine
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE200910043034
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43087109&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102009043034(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200910043034 priority Critical patent/DE102009043034A1/de
Priority to PCT/EP2010/004578 priority patent/WO2011035828A1/de
Priority to EP10740535.9A priority patent/EP2480405B1/de
Priority to CN201080042771.7A priority patent/CN102612430B/zh
Priority to TW099132124A priority patent/TWI519717B/zh
Publication of DE102009043034A1 publication Critical patent/DE102009043034A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/161—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the ram speed and ram pressure, e.g. fast approach speed at low pressure, low pressing speed at high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20561—Type of pump reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/3058—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having additional valves for interconnecting the fluid chambers of a double-acting actuator, e.g. for regeneration mode or for floating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7107—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being mechanically linked
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7114—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders with direct connection between the chambers of different actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/775—Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/78—Control of multiple output members
    • F15B2211/782—Concurrent control, e.g. synchronisation of two or more actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/785—Compensation of the difference in flow rate in closed fluid circuits using differential actuators

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb mit einer von einem elektrischen Antriebsmotor drehzahlvariabel angesteuerten Hydromaschine, einem Hauptzylinder zur Durchführung eines kraftaufbauenden Bewegungsablaufs sowie einem Nebenzylinder zur Durchführung eines schnellen Bewegungsablaufs. Erfindungsgemäß spannt die vom Antriebsmotor mechanisch angesteuerte Hydromaschine über ihren einen Druckanschluss zumindest eine Kolbenseite des Hauptzylinders mit einem vorbestimmten Permanentdruck vor, wobei diese Hydromaschine durch ausgewähltes Umfördern von Druckmittel in einem geschlossenen Kreis, in den die Hydromaschine zwischengeschaltet ist, eine Hubbewegung des Hauptzylinders und des Nebenzylinders nach einem der zwei Bewegungsabläufe bewirkt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen hydraulischen Antrieb vorzugsweise für eine Presse, Kunststoffmaschine, Biegemaschine etc. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Antriebe sind dafür ausgelegt, zumindest zwei Bewegungsabläufe, nämlich eine schnelle Überführungsbewegung (nachfolgend als „Eilgang” bezeichnet) sowie eine kraftaufbringende Arbeitsbewegung (nachfolgend als „Pressgang” bezeichnet) zu realisieren.
  • Aus dem Stand der Technik beispielsweise gemäß der EP 0 785 861 B1 ist ein gattungsgemäßer hydraulischer Antrieb für eine Presse bekannt. Dieser Antrieb besteht aus einer angetriebenen hydrostatischen Maschine, die einen vorbestimmten konstanten Druck in einem primären Druckleitungssystem erzeugt und aus einem hydraulischen Transformator bestehend aus einem Hydraulikmotor und einer mechanisch daran angeschlossenen Hydraulikpumpe. Der vorzugsweise verstellbare Hydraulikmotor ist an das primäre Druckleitungssystem angeschlossen und wird somit von der hydrostatischen Maschine angetrieben. Die ebenfalls verstellbare Hydraulikpumpe beaufschlagt ein sekundäres Druckleitungssystem mit einem Hydraulikdruck, in das ein Presszylinder eingesetzt ist, dessen Zylinderräume über Ventile an die beiden hydraulischen Anschlüsse der Hydraulikpumpe angeschlossen sind.
  • Schließlich sind die beiden Zylinderräume des Presszylinders über eine Druckleitung mit dem primären Druckleitungssystem verbunden, um den Presskolben mit dem Primärdruck (entspricht dem erforderlichen Vorspanndruck für den Presszylinder) vorzuspannen.
  • Es hat sich jedoch als technisch schwierig erwiesen, die Idee der Anordnung eines hydraulischen Transformators mit vorstehend beschriebenem Aufbau in die Praxis umzusetzen. Der konstruktive Aufwand sowie die Anzahl der erforderlichen hydraulischen Bauteile und deren Abstimmung aufeinander verringert nämlich die Wirtschaftlichkeit dieses bekannten hydraulischen Antriebs derart, dass es in der Fachwelt keine größere Akzeptanz gefunden hat.
  • Angesichts dieses Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen gattungsgemäßen hydraulischen Antrieb bereit zu stellen, der mit einer verminderten Anzahl hydraulischer Bauteile auskommt und trotzdem im Betrieb durch einen niedrigen Energieverbrauch gekennzeichnet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch einen hydraulischen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft demzufolge einen hydraulischen Antrieb mit einer von einem elektrischen Antriebsmotor drehzahlvariabel angesteuerten Hydromaschine, einem Hauptzylinder zur Durchführung eines kraftaufbauenden Bewegungsablaufs sowie einem Nebenzylinder zur Durchführung eines schnellen Bewegungsablaufs. Erfindungsgemäß ist der Hauptzylinder durch einen, vorzugsweise auf beide Kolbenflächen einwirkenden, weiter vorzugsweise von einer externen Druckquelle erzeugten vorbestimmten Permanentdruck vor- oder eingespannt, wobei die Hydromaschine durch ausgewähltes Umfördern von Druckmittel in einem geschlossenen Kreis, in den die Hydromaschine zwischengeschaltet ist, eine Hubbewegung des Hauptzylinders und des Nebenzylinders nach einem der zwei Bewegungsabläufe bewirkt.
  • Durch das Vorspannen des Antriebs vorzugsweise mittels der auch für die Bewegungsabläufe verantwortlichen Hydromaschine oder durch die externe Druckquelle verringert sich erheblich die zu fördernden Kompressionsvolumen, wobei die Kombination von Vorspannung des Antriebs und der servoelektrisch betriebenen drehzahlvariablen Pumpe (Hydomaschine) als Vorspannmittel und als hydraulsiches Antriebsmittel für die beiden Zylinder eine wirtschaftliche Realisierung eines energiesparenden Hydraulikantriebs mit kurzen Taktzeiten darstellt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 das Prinzipschaltbild eines hydraulischen Antriebs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Stillstand (unter Vorspannung),
  • 2 das Prinzipschaltbild des hydraulischen Antriebs gemäß 1 im „Eilgang” abwärts,
  • 3 das Prinzipschaltbild des hydraulischen Antriebs gemäß 1 im „Pressgang”,
  • 4 das Prinzipschaltbild des hydraulischen Antriebs gemäß 1 in einer Re-Kompressionsphase und
  • 5 das Prinzipschaltbild des hydraulischen Antriebs gemäß 1 im „Eilgang” aufwärts (Rückzugsphase).
  • Wie aus sämtlichen Figuren zu entnehmen ist, hat der erfindungsgemäße hydraulische Antrieb eine Druckmittelquelle in Form einer drehzahlvariabel angetriebenen Hydromaschine 1 als Pumpe, die hierfür an einen Elektromotor 2 mechanisch angeschlossen ist. Die Hydromaschine 1 ist an ihren zwei Druckanschlüssen an ein hydraulisches Druckleitungssystem angeschlossen, welches einen geschlossenen Hydraulikdruckkreis bildet.
  • Im Konkreten ist an einen ersten Druckanschluss der Hydromaschine 1 eine erste Verbindungsleitung 3 angeschlossen, die direkt zu einer kolbenseitigen Druckkammer 4a eines Hauptzylinders 4 führt. An den zweiten Druckanschluss der Hydromaschine 1 ist eine zweite Leitung 5 angeschlossen, die über ein Ventil 6 mit einer kolbenstangenseitigen Druckkammer 4b des Hauptzylinders 4 (nachfolgend als Ringkammer 4b bezeichnet) verbunden ist. Das Ventil 6 ist vorliegend als ein Wegeventil und insbesondere als ein 3/2 Wege-Schaltventil ausgebildet mit einer ersten Schaltposition, in der lediglich eine Hydraulikfluidströmung aus der Ringkammer 4b des Hauptzylinders 4 in Richtung Hydromaschine 1 zugelassen wird, einer zweiten Schaltposition, in der eine Hydraulikfluidströmung in beide Richtungen möglich ist und einer dritten Schaltposition, in der die zweite Leitung 5 vollständig gesperrt ist.
  • Zwischen der Hydromaschine 1 und dem vorstehend genannten Wege-Schaltventil 6 ist in die zweite Leitung 5 eine Abzweigung 7 eingesetzt, die zu einer kolbenstangenseitigen Druckkammer 8a eines Nebenzylinders 8 führt. Der Kolben 8b des Nebenzylinders 8 ist dabei in seinem Durchmesser deutlich kleiner als der Kolben 4c des Hauptzylinders 4, sodass der Hub des Nebenzylinders 8 bei vergleichbarem Volumenstrom des Hydraulikfluids größer ist als der Hub des Hauptzylinders 4. Ferner besitzen die Ringseiten der Zylinder 4, 8 idealer Weise in Summe die gleiche Fläche wie die Kolbenseite des Hauptzylinders 4.
  • Schließlich ist eine Bypass- oder Kurzschlussleitung 9 vorgesehen, welche die Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 mit dessen Ringkammer 4b verbindet. In diese Bypassleitung 9 ist ein Kurzschlussventil 10 zwischengeschaltet, das vorliegend als Wegeschaltventil und vorzugsweise als 2/2 Wege Schaltventil ausgebildet ist. In einer ersten Schaltposition dieses Kurzschlussventils 10 ist die Bypassleitung 9 vollständig (d. h. in beide Richtungen) geöffnet, wobei in einer zweiten Schaltposition lediglich eine Fluidströmung aus der Ringkammer 4b in die Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 über die Bypassleitung 9 zugelassen ist.
  • Im konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der hydraulische Antrieb mit vorstehendem Aufbau in einer Presse eingebaut. Hierfür sind die Kolbenstange 4d des Hauptzylinders 4 wie auch die Kolbenstange 8c des Nebenzylinders 8 mit einem verschiebbar gelagerten Pressstempel 11 verbunden an dem ein Presswerkzeug 12 oder ein Stanzwerkzeug befestigt ist.
  • Grundsätzlich hat das Hydraulikdrucksystem gemäß der Erfindung auch zahlreiche Sicherungseinrichtungen zur Vermeidung von Überdruckzuständen oder von unbeabsichtigem Absinken des Pressstempels 11, die jedoch in den Figuren nicht im Detail dargestellt sind. So kann die Ringkammer 8a des Nebenzylinders 8 über zwei in Serie geschaltete, überwachte Sitzventile (nicht gezeigt) gesichert sein. Dadurch kann ein Absinken des oberen Presswerkzeugs 12 sicher verhindert werden. Zudem kann die Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 gegen eine unbeabsichtigte Druckbeaufschlagung abgesichert sein. Erfolgen kann dies durch die gezeigten Wegeventile 6, 10 selbst, oder aber durch eine überwachte Freigabe des elektrischen Antriebsmotors 2 der Hydromaschine 1.
  • Um Leckageverluste im System auszugleichen, ist an die erste Druckleitung 3 zwischen der Hydromaschine 1 und der Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 ein Druckspeicher 13 über ein Ventil 14 angeschlossen. Dieses Ventil 14 wird durch ein Wegeventil, vorzugsweise ein 2/2 Wege Schaltventil bereitgestellt, mit einer ersten Schaltposition, in der die Verbindung zwischen der externen Druckquelle 13 und der ersten Druckleitung 3 vollständig freigegeben ist und einer zweiten Schaltposition, in der lediglich eine Fluidströmung aus der externen Druckquelle 13 in die erste Druckleitung 3 zugelassen wird.
  • Im Betriebszustand des hydraulischen Antriebs gemäß der Erfindung ist zumindest die kolbenseitige Druckkammer 4a des Hauptzylinders 4 ständig über die Druckmittelquelle mit einem vorbestimmten etwa konstanten (insbesondere geregelten) Hydraulikdruck beaufschlagt. Die Bewegung beider Zylinder 4, 8 wird dabei durch Umfördern von Druckmittel in dem geschlossenen Druckkreis mittels der drehzahlvariabel angetriebenen Hydromaschine 1 gesteuert.
  • Maßgeblich für die Steuerung des Bewegungsablaufs beider Zylinder 4, 8 ist die Zufuhr oder Abfuhr von Druckmittel aus den jeweiligen Ringkammern 4b, 8a über die drehzahlvariabel angetriebene Hydromaschine 1, wobei der komplette Bewegungsablauf des Arbeitshubs der Presse unter Beteiligung beider Zylinder mittels der Ventile 6, 10 und der drehzahlvariabel angetriebenen (Konstant-)Pumpe gesteuert werden kann.
  • Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen hydraulischen Antriebs lässt sich anhand der anliegenden Figuren wie folgt beschreiben:
    Gemäß der 1 befinden sich bei Stillstand des hydraulischen Antriebs (in zurückgezogener Stellung des Pressstempels 11) das Wegeschaltventil 6 in jener Schaltposition, in der nur eine Fluidströmung aus der Ringkammer 4b des Hauptzylinders 4 zugelassen ist und das Kurzschlussventil 10 in der Schaltposition, in der die Bypassleitung 9 vollständig geöffnet ist. Der elektrische Antriebsmotor 2 der Hydromaschine 1 ist ferner abgeschaltet.
  • In diesem (statischen) Zustand wird das Gewicht des Pressstempels 11 durch den Druck innerhalb der Kolbenkammer 8a des Nebenzylinders 8 abgestützt, während in der Ring- und Kolbenkammer 4a, 4b des Hauptzylinders 4 über das Kurzschlussventil 10 Druckausgleich herrscht.
  • Um aus diesem (statischen) Zustand in den Eilgang abwärts zu kommen, wird gemäß der 2 das Ventil 6 in die vollständige Sperrposition geschaltet und die Hydromaschine 1 angetrieben. Hierdurch wird Druckmittel ausschließlich aus der Ringkammer 8a des Nebenzylinders 8 über die Leitung 5 abgesaugt und in die Kolbenkammer 4a des Hauptkolbens 4 abgegeben. Gleichzeitig bleibt der Druckausgleich zwischen den Hauptzylinderkammern 4a, 4b über das immer noch vollständig offene Kurzschlussventil 10 erhalten.
  • Da der Nebenzylinder 8 kleiner ist als der Hauptzylinder 4 und die Pumpe 1 nur auf das Volumen der Ringseite des Nebenzylinders 8 wirkt, erfolgt die Abwärtsbewegung (und später auch die Rückziehbewegung) des Pressstempels 11 bei vorbestimmtem Volumenstrom bei einer relativ hohen Geschwindigkeit, auch dann, wenn die Hydromaschine 1 mit einer kleinen Kapazität ausgelegt ist. Darüber hinaus kann durch kurzzeitige Überlastung des elektrischen Antriebsmotors 2 (zulässig) die Geschwindigkeit aber auch die spätere Presskraft weiter erhöht werden.
  • Sobald das Presswerkzeug 12 ein zu bearbeitendes Werkstück 15 erreicht hat, schaltet das Kurzschlussventil 10 in die Schaltposition in der nur eine Strömung aus der Ringkammer 4b des Hauptzylinders 4 zugelassen ist und das Ventil 6 in die Schaltposition, in der eine Fluidströmung aus de Ringkammer 4b zur Hydromaschine 1 zugelassen wird. In diesem Zustand gemäß der 3 wird nunmehr auch der Druck innerhalb der Ringkammer 4b durch die Hydromaschine 1 abgebaut, da kein Druckausgleich zwischen den Hauptzylinderkammern 4a, 4b über das Kurzschlussventil 10 mehr stattfindet, wohingegen der Druck innerhalb der Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 beibehalten bzw. erhöht wird. D. h., anstatt einer erheblichen Kompression der Kolbenseite des Hauptzylinders 4, wird die eigentliche Presskraft durch Druckentspannung der Ringseiten der Zylinder 4, 8 erzeugt. Da kein Druckausgleich zwischen den Hauptzylinderkammern 4a, 4b mehr erfolgt, nimmt ferner die fortlaufende Pressbewegung des Hauptzylinders 4 bei gleich bleibendem Volumenstrom eine zur Absenkbewegung deutlich geringere Geschwindigkeit an als beim vorherigen Eilgang.
  • Zum Beenden des Pressvorgangs wird das Ventil 6 in eine Schaltposition gemäß der 4 gebracht, wonach eine Fluidströmung innerhalb der Verbindungsleitung 5 in beide Richtungen, d. h. aus und zu der Ringkammer 4b des Hauptzylinders 4 ermöglicht ist. In diesem Fall erfolgt ein Druckausgleich zwischen den Hauptzylinderkammern 4a, 4b und der Ringkammer 8a des Nebenzylinders 8 über die Verbindungsleitung 5 und die Abzweigung 7, wobei gleichzeitig Energie über den elektrischen Antriebsmotor 2 zurückgewonnen werden kann.
  • Schließlich kann der Pressstempel 11 zurückgezogen werden, indem wie in 5 dargestellt ist, das Ventil 6 in die Schaltposition gebracht wird, in der nur eine Strömung aus dem Ringraum 4a des Hauptzylinders 4 zugelassen ist und das Kurzschlussventil 10 in die Schaltposition geschaltet wird, in der die Bypassleitung 9 vollständig (in beide Richtungen) geöffnet ist.
  • Wird in diesem Zustand die Hydromaschine 1 angetrieben, um Druckmittel aus der Kolbenkammer 4a des Hauptzylinders 4 abzuziehen, wird das abgezogene Druckmittel bei vollständigem Druckausgleich der beiden Hauptzylinderkammern 4a, 4b in die Ringkammer 8a des Nebenzylinders 8 gedrückt, der den Pressstempel 11 mit hoher Geschwindigkeit wieder zurückzieht.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Antrieb kann die Hydromaschine 1 an einen Ventilblock (nicht weiter dargestellt) angeflanscht sein, welcher die Funktions- bzw. Sicherheitsventile des Antriebs enthält. An diesen kann wiederum der Elektromotor zum Betrieb der Pumpe angebaut sein. Diese Einheit kann wiederum auf einem Hydrozylinder aufgebaut sein, wodurch eine besonders kompakte Anstriebsachse zur Verfügung steht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hydromaschine
    2
    Servomotor (drehzahlvariabel)
    3
    erste Verbindungsleitung
    4
    Hauptzylinder
    4a
    Kolbenkammer
    4b
    Ringkammer
    4c
    Hauptzylinderkolben
    4d
    Kolbenstange
    5
    zweite Druckleitung
    6
    Ventil
    7
    Abzweigung
    8
    Nebenzylinder
    8a
    Ringkammer
    8b
    Nebenzylinderkolben
    8c
    Kolbenstange
    9
    Bypassleitung
    10
    Kurzschlussventil
    11
    Pressstempel
    12
    Presswerkzeug
    13
    Druckspeicher
    14
    Ventil
    15
    Werkstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0785861 B1 [0003]

Claims (7)

  1. Hydraulischer Antrieb mit einer von einem elektrischen Antriebsmotor (2) drehzahlvariabel angesteuerten Hydromaschine (1), einem Hauptzylinder (4) zur Durchführung eines kraftaufbauenden Bewegungsablaufs sowie einem Nebenzylinder (8) zur Durchführung eines schnellen Bewegungsablaufs, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kolbenseite des Hauptzylinders (4) mit einem von einer externen Druckquelle (13) und/oder von der vom Antriebsmotor (2) mechanisch angesteuerten Hydromaschine (1) an deren einem Druckanschluss aufgebauten vorbestimmten Permanentdruck beaufschlagt ist, wobei die Hydromaschine (1) ferner durch ausgewähltes Umfördern von Druckmittel in einem geschlossenen Kreis, in den die Hydromaschine (1) zwischengeschaltet ist, eine Hubbewegung des Hauptzylinders (4) und des Nebenzylinders (8) nach jeweils einem der zwei Bewegungsabläufe bewirkt.
  2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der andere Druckanschluss der Hydromaschine (1) an eine kolbenstangenseitige Ringkammer (4b) des Hauptzylinders (4) und an eine kolbenstangenseitige Ringkammer (8a) des Nebenzylinders (8) angeschlossen ist.
  3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindungsleitung (5) des geschlossenen Kreises zwischen der Hydromaschine (1) und der Hauptzylinderringkammer (4b) ein Ventil, vorzugsweise ein Wegeschaltventil (6) zwischengeschaltet ist.
  4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) ein 3/2 Wege-Schaltventil ist mit einer ersten Schaltposition, in der lediglich eine Hydraulikfluidströmung aus der Hauptzylinderringkammer (4b) in Richtung Hydromaschine (1) zugelassen wird, einer zweiten Schaltposition, in der eine Hydraulikfluidströmung in beide Richtungen ermöglicht ist und einer dritten Schaltposition, in der die Verbindungsleitung (5) vollständig gesperrt ist.
  5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Bypassleitung des geschlossenen Kreises, welche die Hauptzylinderkolbenkammer (4a) mit der Hauptzylinderringkammer (4b verbindet und in die ein Kurzschlussventil (10) zwischengeschaltet ist.
  6. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurzschlussventil (10) ein 2/2 Wege-Schaltventil ist, das in einer ersten Schaltposition die Bypassleitung (9) vollständig öffnet und in einer zweiten Schaltposition lediglich eine Fluidströmung aus der Ringkammer (4b) in die Kolbenkammer (4a) des Hauptzylinders (4) über die Bypassleitung (9) zulässt.
  7. Hydraulischer Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenseiten (4b, 8a) beider Zylinder (4, 8) in Summe die gleiche Fläche besitzen, wie die Kolbenseite (4a) des Hauptzylinders (4).
DE200910043034 2009-09-25 2009-09-25 Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe Pending DE102009043034A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910043034 DE102009043034A1 (de) 2009-09-25 2009-09-25 Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe
PCT/EP2010/004578 WO2011035828A1 (de) 2009-09-25 2010-07-27 Vorgespannter hydraulischer antrieb mit drehzahlvariabler pumpe
EP10740535.9A EP2480405B1 (de) 2009-09-25 2010-07-27 Vorgespannter hydraulischer antrieb mit drehzahlvariabler pumpe
CN201080042771.7A CN102612430B (zh) 2009-09-25 2010-07-27 带变转速泵的预加压的液压驱动装置
TW099132124A TWI519717B (zh) 2009-09-25 2010-09-23 具有轉速可變的泵的施預壓力的油壓驅動器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910043034 DE102009043034A1 (de) 2009-09-25 2009-09-25 Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009043034A1 true DE102009043034A1 (de) 2011-03-31

Family

ID=43087109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910043034 Pending DE102009043034A1 (de) 2009-09-25 2009-09-25 Vorgespannter hydraulischer Antrieb mit drehzahlvariabler Pumpe

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2480405B1 (de)
CN (1) CN102612430B (de)
DE (1) DE102009043034A1 (de)
TW (1) TWI519717B (de)
WO (1) WO2011035828A1 (de)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011116964A1 (de) 2010-11-11 2012-05-16 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Achse
EP2722165A2 (de) 2012-10-22 2014-04-23 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Schaltung für eine hydraulische Achse und eine hydraulische Achse
DE102013227053A1 (de) 2013-12-23 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Achse
EP3002461A1 (de) * 2014-09-30 2016-04-06 Robert Bosch Gmbh Hydraulische schaltung zur druckmittelversorgung eines differentialzylinders
DE102015011209A1 (de) * 2015-08-26 2017-03-02 Horst Baltschun Hydraulische Presse
DE102015225436A1 (de) 2015-12-16 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Ventilblock, Zylinder, Kompaktachse und Kompaktachsen-Baukasten
AT516316B1 (de) * 2014-09-29 2017-11-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung einer hydraulisch angetriebenen Maschine
WO2018019622A1 (de) * 2016-07-27 2018-02-01 Moog Gmbh Elektro-hydrostatisches antriebssystem
WO2019025491A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Moog Gmbh APPARATUS FOR CONTROLLING THE PERMUTATION OF HYDRAULIC CYLINDERS
US10519989B2 (en) 2015-06-25 2019-12-31 Moog Gmbh Safe-to-operate hydraulic drive
WO2020035398A1 (de) * 2018-08-16 2020-02-20 Moog Gmbh Elektrohydrostatisches aktuatorsystem mit nachsaugbehälter
EP3705733A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-09 Wacker Neuson Linz GmbH Linearantrieb mit geschlossenem hydraulikkreislauf
WO2021160289A1 (de) * 2020-02-14 2021-08-19 Metismotion Gmbh Aktorvorrichtung sowie verfahren zum betreiben einer solchen aktorvorrichtung
US11559831B2 (en) 2018-06-11 2023-01-24 Moog Gmbh Extrusion press with electro-hydrostatic control system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2952750B1 (de) 2014-06-04 2018-09-05 MOOG GmbH Hydrauliksystem
DE102017202131A1 (de) 2017-02-10 2018-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Piezohydraulischer Aktor und Verfahren zum Betreiben eines solchen piezohydraulischen Aktors
CN108590602B (zh) * 2018-04-14 2020-11-06 嘉兴市国龙石油化工股份有限公司 一种用于石油开采设备的自动加压装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785861B1 (de) 1994-10-13 1998-05-20 Mannesmann Rexroth GmbH Hydraulisches antriebssystem für eine presse

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3640236A1 (de) * 1986-11-25 1988-06-01 Rexroth Mannesmann Gmbh Anordnung zum erzeugen hoher hydraulischer druecke
JPH029988A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Daikin Ind Ltd 流体機械の油戻し装置
DE4308344A1 (de) * 1993-03-16 1994-09-22 Mueller Weingarten Maschf Verfahren zur Regelung des Antriebs einer hydraulischen Presse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JPH10141310A (ja) * 1996-11-13 1998-05-26 Komatsu Ltd 圧油供給装置
JP2006316800A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Osaka Jack Seisakusho:Kk ジャッキ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785861B1 (de) 1994-10-13 1998-05-20 Mannesmann Rexroth GmbH Hydraulisches antriebssystem für eine presse

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012062416A1 (de) 2010-11-11 2012-05-18 Robert Bosch Gmbh Hydraulische achse
DE102011116964A1 (de) 2010-11-11 2012-05-16 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Achse
EP2722165A2 (de) 2012-10-22 2014-04-23 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Schaltung für eine hydraulische Achse und eine hydraulische Achse
DE102012020581A1 (de) 2012-10-22 2014-04-24 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Schaltung für eine hydraulische Achse und eine hydraulische Achse
DE102013227053A1 (de) 2013-12-23 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Achse
DE102013227053B4 (de) 2013-12-23 2023-04-20 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Achse
US9719587B2 (en) 2013-12-23 2017-08-01 Robert Bosch Gmbh Hydraulic axle
AT516316B1 (de) * 2014-09-29 2017-11-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Steuerung einer hydraulisch angetriebenen Maschine
EP3002461A1 (de) * 2014-09-30 2016-04-06 Robert Bosch Gmbh Hydraulische schaltung zur druckmittelversorgung eines differentialzylinders
US10519989B2 (en) 2015-06-25 2019-12-31 Moog Gmbh Safe-to-operate hydraulic drive
DE102015011209B4 (de) * 2015-08-26 2021-03-18 Horst Baltschun Hydraulische Presse
DE102015011209A1 (de) * 2015-08-26 2017-03-02 Horst Baltschun Hydraulische Presse
DE102015225436A1 (de) 2015-12-16 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Ventilblock, Zylinder, Kompaktachse und Kompaktachsen-Baukasten
WO2018019622A1 (de) * 2016-07-27 2018-02-01 Moog Gmbh Elektro-hydrostatisches antriebssystem
US11261884B2 (en) 2016-07-27 2022-03-01 Moog Gmbh Electro-hydrostatic drive system
WO2019025491A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Moog Gmbh APPARATUS FOR CONTROLLING THE PERMUTATION OF HYDRAULIC CYLINDERS
US11559831B2 (en) 2018-06-11 2023-01-24 Moog Gmbh Extrusion press with electro-hydrostatic control system
WO2020035398A1 (de) * 2018-08-16 2020-02-20 Moog Gmbh Elektrohydrostatisches aktuatorsystem mit nachsaugbehälter
US11603867B2 (en) 2018-08-16 2023-03-14 Moog Gmbh Electrohydrostatic actuator system with an expansion reservoir
EP3705733A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-09 Wacker Neuson Linz GmbH Linearantrieb mit geschlossenem hydraulikkreislauf
WO2021160289A1 (de) * 2020-02-14 2021-08-19 Metismotion Gmbh Aktorvorrichtung sowie verfahren zum betreiben einer solchen aktorvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2480405A1 (de) 2012-08-01
TWI519717B (zh) 2016-02-01
CN102612430A (zh) 2012-07-25
WO2011035828A1 (de) 2011-03-31
CN102612430B (zh) 2016-04-27
EP2480405B1 (de) 2013-06-19
TW201115034A (en) 2011-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2480405B1 (de) Vorgespannter hydraulischer antrieb mit drehzahlvariabler pumpe
DE102006058630B4 (de) Elektrohydraulische Pressenhaupt- oder Nebenantriebseinrichtung, insbesondere elektrohydraulischer Ziehkissenantrieb
EP0615837B1 (de) Verfahren zur Regelung des Antriebs einer hydraulischen Presse und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2867009B1 (de) Maschinenpresse
DE102012015118B3 (de) Maschinenpresse
EP0735944A1 (de) Formschliessvorrichtung für eine spritzgiessmaschine
EP0972631B1 (de) Hydraulischer Antrieb für eine Presse
DE102016007286A1 (de) Vorrichtung zur Rekuperation von hydraulischer Energie mit energieeffizienter Nachfüllung der Stangenseiten von Differentialzylindern und gleichzeitiger Druckübersetzung
EP2511023B1 (de) Hydraulisch betriebenes Setzgerät mit einem Hydraulikaggregat und ein Fügeverfahren zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilen
EP1706648B1 (de) Antriebsvorrichtung
DE2150726B2 (de) Spindelpresse
DE3626455A1 (de) Spindelpresse
DE102016007266A1 (de) Vorrichtung zur direkten Rekuperation von hydraulischer Energie mittels eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders
EP1063028A1 (de) Presse zum Aussenhochdruckformen
EP3880975B1 (de) Elektrohydrostatisches aktuatorsystem
WO2006005452A1 (de) Antriebseinheit
WO2010084043A1 (de) Hydraulische antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen und verfahren zum betreiben einer hydraulischen antriebsvorrichtung mit zwei druckräumen
EP3056291B1 (de) Presse mit Schnittschlagdämpfung
DE102007011443A1 (de) Schließeinheit für ein Werkzeug
DE102008056378A1 (de) Hydraulischer Kraftübersetzer
DE102013007148A1 (de) Hydraulischer Pressantrieb mit Energierückspeisung
DE102004044962B4 (de) Druckmittelbetätigte Stellvorrichtung
EP1389161B1 (de) Antriebsvorrichtung, insbesondere zum antrieb eines bewegbaren teils der schliesseinheit oder der einspritzeinheit einer kunststoffspritzgiessmaschine
DE102011001955B4 (de) Presswerkzeug mit einem Zusatzwerkzeug und Verfahren zur Betätigung eines Zusatzwerkzeugs eines Presswerkzeugs
DE10344648A1 (de) Hydraulische Betätigungsanordnung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication