DE102021006222B3 - Press device and 2/2-way proportional poppet valve - Google Patents
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Abstract
1. Pressenvorrichtung mit mindestens zwei elektrohydraulischen Antriebseinheiten, wobei die Antriebseinheiten zumindest bestehen aus:- einem hydraulischen Arbeitszylinder (10) mit einer in einem Zylindergehäuse (12) längsverfahrbaren Kolben-Stangen-Einheit (14), die eine Kolben- (16) von einer Stangenseite (18) trennt;- einer mittels eines Antriebes (20) drehzahlvariabel antreibbaren Hydropumpe (22); und- einer Ventileinrichtung (24) mit mehreren Ventilen (26, 28, 32, 34, 36), von denen mindestens ein Umschaltventil (26) dem Ein - und Ausfahren der Kolben-Stangen-Einheit (14) des Arbeitszylinders (10) dient, wobei mittels eines elektromagnetisch ansteuerbaren Wegeventils (28) mit einer Ventilstellungsüberwachung (30), das an die Stangenseite (18) des Arbeitszylinders (10) fluidführend angeschlossen ist, zumindest ein Eilgangbetrieb des Arbeitszylinders (10) angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet,dass das Wegeventil (28) ein Wege-Proportionalventil ist; und dass eine jeweilige Hydropumpe (22) einer der Antriebseinheiten als drehzahlgeregelte Zwei-Quadranten-Versorgungspumpe konzipiert von einer Maschinensteuerung (48) ansteuerbar ist, die eine Gleichlaufregelung mittels einer rampenförmigen Sollwertvorgabe für den Antrieb (20) der jeweiligen Hydropumpe (22) ermöglicht.1. Press device with at least two electro-hydraulic drive units, the drive units consisting at least of:- a hydraulic working cylinder (10) with a piston-rod unit (14) which can be moved longitudinally in a cylinder housing (12) and which has a piston (16) of a separates the rod side (18);- a hydraulic pump (22) which can be driven at variable speeds by means of a drive (20); and - a valve device (24) with a plurality of valves (26, 28, 32, 34, 36), of which at least one switching valve (26) is used to move the piston-rod unit (14) of the working cylinder (10) in and out , at least one rapid traverse operation of the working cylinder (10) being controlled by means of an electromagnetically controllable directional control valve (28) with a valve position monitor (30), which is connected to the rod side (18) of the working cylinder (10) in a fluid-carrying manner, characterized in that the directional control valve (28) is a directional proportional valve; and that a respective hydraulic pump (22) of one of the drive units, designed as a speed-controlled two-quadrant supply pump, can be controlled by a machine controller (48), which enables synchronization control by means of a ramp-shaped setpoint specification for the drive (20) of the respective hydraulic pump (22).
Description
Die Erfindung betrifft eine Pressenvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein 2/2-Wege-Proportional-Sitzventil.The invention relates to a press device having the features in the preamble of claim 1. The invention also relates to a 2/2-way proportional seat valve.
Durch
- - einer Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem kolbenseitigen ersten hydraulischen Arbeitsraum und einem kolbenstangenseitigen zweiten hydraulischen Arbeitsraum,
- - einem Hydraulikflüssigkeit bevorratenden Tank,
- - einer mittels eines Elektromotors drehzahlvariabel angetriebenen Hydraulikpumpe mit einem Tankanschluss und einem Arbeitsanschluss,
- - einer zwischen den Arbeitsanschluss der Hydraulikpumpe und die Zylinder-Kolben-Anordnung geschalteten, mehrere elektrisch ansteuerbare Schaltventile umfassenden Ventilanordnung,
- - einem zwischen den Tank und den ersten hydraulischen Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung geschalteten Nachsaugventil,
- - einer auf die Schaltventile und den Elektromotor einwirkenden Maschinensteuerung, mittels derer die Schaltventile zwischen einer Beaufschlagung des ersten hydraulischen Arbeitsraums und des zweiten hydraulischen Arbeitsraums der Zylinder-Kolben-Anordnung im Pumpenbetrieb der Hydraulikpumpe aus deren Arbeitsanschluss umsteuerbar sind, und
- - einem hydraulischen Dekompressionsmodul mit einem Hydraulikspeicher, der über eine Leitungsanordnung mit einem darin angeordneten Lade-/Entladeventil mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum verbindbar ist.
- - a cylinder-piston arrangement with a first hydraulic working chamber on the piston side and a second hydraulic working chamber on the piston rod side,
- - a tank storing hydraulic fluid,
- - a variable-speed hydraulic pump driven by an electric motor with a tank connection and a working connection,
- - a valve arrangement connected between the working connection of the hydraulic pump and the cylinder-piston arrangement and comprising a plurality of electrically controllable switching valves,
- - an anti-cavitation valve connected between the tank and the first hydraulic working chamber of the cylinder-piston arrangement,
- - a machine controller acting on the switching valves and the electric motor, by means of which the switching valves can be reversed between pressurizing the first hydraulic working chamber and the second hydraulic working chamber of the cylinder-piston arrangement when the hydraulic pump is in pump operation from its working connection, and
- - A hydraulic decompression module with a hydraulic accumulator which can be connected to the second hydraulic working chamber via a line arrangement with a loading/unloading valve arranged therein.
Bei der bekannten Antriebseinheit ist die Ventileinrichtung durchgehend mit elektromagnetisch betätigbaren Schaltventilen ausgestattet, deren Ansteuerung entsprechend energieintensiv ist. Bei einem typischen Einsatz der bekannten Antriebseinheit im Rahmen von Richt-, Biege- oder Abkantpressenvorrichtungen erfolgt während eines Arbeitszyklus ein erster Teil der Abwärtsbewegung der Kolben-Stangen-Einheit des hydraulischen Arbeitszylinders im sogenannten Eilgang, bei geöffnetem Nachsaugventil der Ventileinrichtung, allein aufgrund von Schwerkraft unter Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit von der Stangenseite des Zylinders in den Vorratstank, wobei die Verdrängung durch die in den Bremsbetrieb geschaltete Hydropumpe verzögert wird. Im Anschluss an eine Umschaltphase, die bei Verwendung der Antriebseinheit in einer Pressenvorrichtung typischerweise kurz vor dem Aufsetzen des Werkzeuges auf dem Werkstück abläuft, erfolgen der zweite Teil der Abwärtsbewegung des Kolbens in Form eines sogenannten Kraftganges sowie das nachfolgende Halten des Kolbens am unteren Totpunkt unter Beaufschlagung der Kolbenseite mit Fluid vonseiten der Hydropumpe in deren Pumpenbetrieb, wobei beim Kraftgang Hydraulikflüssigkeit von der Stangenseite gegen einen durch ein Druckhalteventil generierten Gegendruck in den Tank verdrängt wird.In the known drive unit, the valve device is continuously equipped with electromagnetically actuable switching valves, the activation of which is correspondingly energy-intensive. In a typical use of the known drive unit in the context of straightening, bending or press brake devices, a first part of the downward movement of the piston-rod unit of the hydraulic working cylinder takes place during a work cycle in what is known as rapid traverse, with the anti-cavitation valve of the valve device open, solely due to gravity Displacement of hydraulic fluid from the rod side of the cylinder into the reservoir, the displacement being delayed by the hydraulic pump switched to braking mode. Following a switching phase, which when using the drive unit in a press device typically takes place shortly before the tool is placed on the workpiece, the second part of the downward movement of the piston takes place in the form of a so-called power cycle and the subsequent holding of the piston at bottom dead center under pressure the piston side with fluid from the hydraulic pump in its pump operation, with hydraulic fluid being displaced from the rod side against a counter-pressure generated by a pressure-retaining valve into the tank during power transmission.
Die
- - einem hydraulischen Arbeitszylinder mit einer in einem Zylindergehäuse längsverfahrbaren Kolben-Stangen-Einheit, die eine Kolben- von einer Stangenseite trennt;
- - einer mittels eines Antriebes drehzahlvariabel antreibbaren Hydropumpe; und
- - einer Ventileinrichtung mit mehreren Ventilen, von denen mindestens ein Umsteuerventil dem Ein- und Ausfahren der Kolben-Stangen-Einheit des Arbeitszylinders dient,
- - A hydraulic working cylinder with a piston-rod unit which can be moved longitudinally in a cylinder housing and which separates a piston side from a rod side;
- - A variable-speed drivable hydraulic pump by means of a drive; and
- - a valve device with several valves, of which at least one reversing valve is used to extend and retract the piston-rod unit of the working cylinder,
Weitere elektrohydraulische Antriebseinheiten gehen aus der
Ausgehend von diesem Stand der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannte Pressenvorrichtung dahingehend weiter zu verbessern, dass ein energiesparender und funktionssicherer Betrieb erreicht ist.Proceeding from this state of the art, the invention is based on the object of further improving the aforementioned press device in such a way that energy-saving and functionally reliable operation is achieved.
Eine dahingehende Aufgabe löst eine Pressenvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.A pertinent task is solved by a press device with the features of patent claim 1 in its entirety.
Gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Wegeventil ein Wege-Proportionalventil ist; und dass eine jeweilige Hydropumpe einer der Antriebseinheiten als drehzahlgeregelte Zwei-Quadranten-Versorgungspumpe konzipiert von einer Maschinensteuerung ansteuerbar ist, die eine Gleichlaufregelung mittels einer rampenförmigen Sollwertvorgabe für den Antrieb der jeweiligen Hydropumpe ermöglicht, vorzugsweise unter Einsatz einer zentralen Maschinensteuerung, die die Regelalgorithmen beinhaltet, unter Einbezug der bereits angesprochenen Auswerteeinrichtung für die Sensordaten der Stellungsüberwachung des Proportionalventils und/oder der Positionsüberwachung des Arbeitszylinders. Über die dahingehende Gleichlaufregelung ist erreicht, dass die beiden Zylinder der Pressenvorrichtung, beispielsweise in Form einer Abkantpresse; absolut synchron miteinander verfahren, so dass ein gleichförmiger Krafteintrag auf das Werkstück mittels der beiden Pressenwerkzeuge erreicht ist, ohne dass es ungewollt zu einem Verkanten der Werkzeuge kommen könnte.According to the characterizing part of claim 1, it is provided that the directional valve is a directional proportional valve; and that a respective hydraulic pump of one of the drive units, designed as a speed-controlled two-quadrant supply pump, can be controlled by a machine controller, which enables synchronization control by means of a ramp-shaped setpoint specification for the drive of the respective hydraulic pump, preferably using a central machine controller that contains the control algorithms below inclusion of already addressed evaluation device for the sensor data of the position monitoring of the proportional valve and / or the position monitoring of the working cylinder. About the pertinent synchronization control is achieved that the two cylinders of the press device, for example in the form of a press brake; move absolutely synchronously with each other, so that a uniform application of force to the workpiece is achieved by means of the two press tools without the tools tilting unintentionally.
Auch für eine solche Pressenvorrichtung lässt sich, wie vorstehend erläutert, vorzugsweise eine Dekompression für den jeweiligen hydraulischen Arbeitszylinder im Bedarfsfall durchführen.As explained above, a decompression for the respective hydraulic working cylinder can also preferably be carried out for such a press device if necessary.
Es ist dabei vorgesehen, dass mittels eines elektromagnetisch ansteuerbaren Wege-Proportionalventiles mit einer Ventilstellungsüberwachung, das an die Stangenseite des Arbeitszylinders fluidführend angeschlossen ist, zumindest ein Eilgangbetrieb des Arbeitszylinders angesteuert ist. Durch den Einsatz der Proportionalventiltechnik für das Ventil, das die Stangenseite des hydraulischen Arbeitszylinders beim Ausfahren respektive im Eilgang ansteuert, bei dem die Kolben-Stangen-Einheit im Wesentlichen aufgrund ihrer Schwerkraft ausfährt, kann auf eine Vielzahl von Wege-Schaltventilen, wie im Stand der Technik aufgezeigt, verzichtet werden, was Kosten sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb reduzieren hilft. Auch wird dergestalt ein geringerer Verkabelungsaufwand benötigt, was wiederum der Funktionssicherheit zugutekommt.It is provided that at least one rapid traverse mode of the working cylinder is controlled by means of an electromagnetically controllable directional proportional valve with a valve position monitor, which is connected to the rod side of the working cylinder in a fluid-carrying manner. By using proportional valve technology for the valve that controls the rod side of the hydraulic working cylinder when extending or in rapid traverse, in which the piston-rod unit extends essentially due to its gravity, a large number of directional control valves can be used, as in the prior art Technology demonstrated, are dispensed with, which helps to reduce costs both in production and in operation. Less cabling is also required in this way, which in turn benefits functional reliability.
Durch die Ansteuerung des stangenseitigen Ablaufs über ein Wege-Proportionalventil ergeben sich darüber hinaus weniger Energieverluste durch das harmonische, zeitnahe Ansteuerverhalten gegenüber den bekannten Schaltventilen. Da darüber hinaus das genannte Proportionalventil mit einer Ventilstellungsüberwachung versehen ist, die ihre Sensordaten an eine Auswerteelektronik weiterleitet, die wiederum auf das Ansteuerverhalten des Proportionalventiles rückwirkt, sind sehr rasche Einregelvorgänge möglich. Während sich der hydraulische Arbeitszylinder im Gleichlauf für einen Betätigungsvorgang innerhalb der Pressenvorrichtung gleichförmig nach unten bewegt, ist jedenfalls sichergestellt, dass insbesondere beim Umschalten auf den Kraftgang das System gegen Überlast überwacht und insoweit gesichert ist.By controlling the drain on the rod side via a directional proportional valve, there are also fewer energy losses due to the harmonious, real-time control behavior compared to the known switching valves. Since the above-mentioned proportional valve is also provided with a valve position monitor, which forwards its sensor data to evaluation electronics, which in turn reacts to the control behavior of the proportional valve, very rapid adjustment processes are possible. While the hydraulic working cylinder moves downwards uniformly in synchronism for an actuation process within the press device, it is ensured in any case that the system is monitored against overload and is secured to this extent, especially when switching to the power gear.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wege-Proportionalventil ein 2/2-Wege-Proportionalventil ist, vorzugsweise in sitzdichter Ausführung. Dank der sitzdichten Ausführung ist sichergestellt, dass bei gesperrtem Proportionalventil von der Stangenseite her ungewollt kein Fluid über das Ventil zur Tankseite abfließen kann, so dass in jedem Fall sichergestellt ist, dass der Arbeitszylinder seine vorgegebene Position einhält, was der Sicherheit zugutekommt, insbesondere beim Einsatz in Pressenvorrichtungen. Dank der Ventilstellungsüberwachung ist es auch möglich, die dahingehende Sperrposition des Ventils zu überwachen und an eine entsprechende Auswerteeinrichtung weiterzugeben. Insbesondere ist mittels der Proportionalventiltechnik erreicht, dass vor dem Auftreffen des Werkzeugs auf dem Werkstück ein sinnvolles Abbremsen erfolgt, so dass es nicht ungewollt zu Überlastungen im hydraulischen Kreis kommt und der Umformvorgang mittels der Presse erfolgt in materialschonender Weise. Dergestalt ist mittels des Proportionalventiles eine genaue Steuerung des Eilgangs mittels des Arbeitszylinders möglich. Da das angesprochene 2/2-Wege-Proportionalventil nur wenig Einbauraum benötigt, ist es auch ohne Weiteres möglich, bereits bestehende Pressensteuerungen mit der vorteilhaften Proportionalventiltechnik nachzurüsten respektive bereits vorhandene Wege-Schaltventile bedarfsweise im Nachhinein gegen das neue Proportionalventil auszutauschen.In a preferred embodiment, it is provided that the directional proportional valve is a 2/2-directional proportional valve, preferably in a seat-tight design. Thanks to the seat-tight design, it is ensured that when the proportional valve is blocked, no fluid can unintentionally flow out of the rod side via the valve to the tank side, so that it is always ensured that the working cylinder maintains its specified position, which benefits safety, especially during use in press devices. Thanks to the valve position monitoring, it is also possible to monitor the pertinent blocking position of the valve and pass it on to a corresponding evaluation device. In particular, the proportional valve technology ensures that sensible braking takes place before the tool hits the workpiece, so that there is no unintentional overloading in the hydraulic circuit and the forming process using the press takes place in a material-friendly manner. In this way, precise control of the rapid traverse by means of the working cylinder is possible by means of the proportional valve. Since the 2/2-way proportional valve mentioned requires only little installation space, it is also easily possible to retrofit existing press controls with the advantageous proportional valve technology or to exchange existing directional switching valves for the new proportional valve afterwards if necessary.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Wege-Proportionalventil in eine Fluidverbindung zwischen der Stangenseite des Arbeitszylinders und dem Umsteuerventil geschaltet ist und dass in einer unbetätigten Ausgangsstellung des Wege-Proportionalventils der Fluidweg von der Stangenseite zum Umsteuerventil sitzdicht gesperrt und in der entgegengesetzten Richtung geöffnet ist. Dergestalt lässt sich über eine Reihenschaltung von Umsteuerventil mit Proportionalventil die Stangenseite des Arbeitszylinders für einen Hubvorgang rasch mit Fluid befüllen und im umgesteuerten Fall eine Abwärtsbewegung einleiten, auch in Form des vorstehend genannten Eilgangs.In a further preferred embodiment it is provided that the directional proportional valve is switched into a fluid connection between the rod side of the working cylinder and the reversing valve and that in an unactuated initial position of the directional proportional valve the fluid path from the rod side to the reversing valve is blocked in a seat-tight manner and in the opposite direction is open. In this way, by connecting a reversing valve with a proportional valve in series, the rod side of the working cylinder can be quickly filled with fluid for a lifting process and, in the reversed case, a downward movement can be initiated, also in the form of the rapid traverse mentioned above.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass parallel zum Wege-Proportionalventil ein Lasthalteventil und/oder ein Druckbegrenzungsventil in die Fluidverbindung zwischen Stangenseite und Umsteuerventil bzw. zwischen Stangenseite und einer Rücklaufleitung geschaltet ist. Dahingehende Lasthalteventile, die fachsprachlich auch als Senk-Bremsventile bezeichnet werden, gehören zur Gruppe der Druckventile und verhindern, dass Lasten an Arbeitszylindern unkontrolliert absinken können. Dazu werden sie vorzugsweise mittels einer Druckeinstellung mit einem Arbeitsdruck vorgespannt, der höher ist als die größtmögliche Last am Arbeitszylinder. Durch das parallel geschaltete Druckbegrenzungsventil ist darüber hinaus ein Überdruckventil als Sicherheitsventil vorhanden, das einen maximal zulässigen Hydraulik-Betriebsdruck vorgibt, um das Hydraulik-Drucksystem als Ganzes gegen zu hohen Druck abzusichern und um dergestalt Schäden zu vermeiden.In a further preferred embodiment, it is provided that a load-holding valve and/or a pressure-limiting valve is connected in parallel with the directional proportional valve in the fluid connection between the rod side and the reversing valve or between the rod side and a return line. The pertinent load-holding valves, which are also referred to in technical terms as lowering brake valves, belong to the group of pressure valves and prevent loads on working cylinders from being able to drop in an uncontrolled manner. For this purpose, they are preferably preloaded by means of a pressure setting with a working pressure that is higher than the maximum possible load on the working cylinder. The pressure relief valve connected in parallel also provides a pressure relief valve as a safety valve, which specifies a maximum permissible hydraulic operating pressure to protect the hydraulic pressure system as a whole against excessive pressure secure and to avoid such damage.
Vorzugsweise ist des Weiteren vorgesehen, dass das Umsteuerventil ein elektromagnetisch betätigbares Schaltventil, insbesondere ein 4/3-Wege-Schaltventil ist.Furthermore, it is preferably provided that the reversing valve is an electromagnetically actuable switching valve, in particular a 4/3-way switching valve.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in die Verbindungsleitung zwischen Hydropumpe und Umschaltventil eine zentrale Fluidsteuerung für eine Nachsaugmenge von Fluid zur Kolbenseite des jeweiligen Arbeitszylinders vorhanden ist. Dergestalt lässt sich gegebenenfalls fehlendes Fluid auf der Kolbenseite des Arbeitszylinders mit Fluid aus dem Vorratstank ausgleichen, was der Funktionssicherheit der Gesamtvorrichtung zugutekommt.In a particularly preferred embodiment, provision is made for a central fluid control for a suction quantity of fluid to the piston side of the respective working cylinder to be present in the connecting line between the hydraulic pump and the changeover valve. In this way, any missing fluid on the piston side of the working cylinder can be compensated for with fluid from the storage tank, which benefits the functional reliability of the overall device.
Sofern vorzugsweise vorgesehen ist, dass der jeweilige Arbeitszylinder eine Positionsüberwachung für seine Kolben-Stangen-Einheit aufweist, kann diese insbesondere im Zusammenwirken mit der Ventilstellungsüberwachung des Proportionalventiles eine vollständige Überwachung von Komponenten der Pressensteuerung ermöglichen, was wiederum der Sicherheit zugutekommt.If it is preferably provided that the respective working cylinder has a position monitor for its piston-rod unit, this can enable complete monitoring of components of the press control, particularly in conjunction with the valve position monitor of the proportional valve, which in turn benefits safety.
Des Weiteren ist die Realisierung einer sogenannten Dekompressionsphase ermöglicht. Bei Einsatz des Arbeitszylinders im Rahmen von Pressenvorrichtungen kann bei solchen Anwendungen die Kolbenseite des Arbeitszylinders am unteren Totpunkt unter einem erheblichen Arbeitsdruck im Rahmen der Haltepresse stehen. Um diesen Druck abzubauen, bevor die Kolben-Stangen-Einheit durch Beaufschlagen der Stangenseite wieder aktiv angehoben wird, ist die Dekompressionsphase vorgesehen, welche sich an die Haltephase anschließt.Furthermore, the realization of a so-called decompression phase is made possible. When using the working cylinder in the context of press devices, the piston side of the working cylinder at bottom dead center can be under a considerable working pressure in the context of the holding press in such applications. In order to reduce this pressure before the piston-rod unit is actively raised again by loading the rod side, the decompression phase is provided, which follows the holding phase.
Für den Erhalt der Dekompressionsphase wird bei unveränderter Verbindung der Stangenseite des Arbeitszylinders mit dem Arbeitsausgang der Hydropumpe die Dreh- und Durchströmungsrichtung der Hydropumpe umgekehrt, welche in der vorangehenden Umform- und Haltephase die Kolbenseite beaufschlagt hat. Das Ende der Dekompressionsphase ergibt sich dann wieder aus dem Pressenprozess selbst, nämlich spätestens an dem Punkt eines Gleichgewichts der auf die Kolben-Stangen-Einheit wirkenden Kräfte, wobei das Pressenwerkzeug typischerweise noch auf dem Werkstück aufsteht.To maintain the decompression phase, the connection between the rod side of the working cylinder and the working outlet of the hydraulic pump is reversed, the direction of rotation and flow of the hydraulic pump is reversed, which acted on the piston side in the previous forming and holding phase. The end of the decompression phase then results from the pressing process itself, namely at the latest at the point of equilibrium of the forces acting on the piston-rod unit, with the press tool typically still standing on the workpiece.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein für diese Anwendungen speziell konzipiertes 2/2-Wege-Proportional-Sitzventil nach Patentanspruch 9, das vorzugsweise über eine Ventilstellungsüberwachung verfügt sowie über eine Vorsteuerung. Das Ventil ist gekennzeichnet dadurch, dass in dessen Ventilkolben in radialer Richtung zu einer Fluidanschlussstelle eine Drosselbohrung eingebracht ist und sich eine weitere Drosselbohrung im stirnseitigen Endbereich des Ventilkolbens befindet, der in einer gestuften Erweiterung in Richtung einer weiteren Fluidanschlussstelle eine in einem Ventilraum bewegbare Schließkugel aufweist, die von einer Halteplatte gehalten ist und durch die in einer Bewegungsrichtung die weitere Drosselbohrung verschließbar ist. Dieses Ventil ist im Rahmen einer Neukonzeption für Pressensteuerungen hydraulischer Pressen entstanden, kann aber auch für andere Anwendungen eingesetzt werden.The invention also relates to a 2/2-way proportional seat valve specially designed for these applications, which preferably has valve position monitoring and pilot control. The valve is characterized in that a throttle bore is introduced in its valve piston in the radial direction to a fluid connection point and a further throttle bore is located in the front end area of the valve piston, which has a closing ball movable in a valve chamber in a stepped expansion in the direction of a further fluid connection point, which is held by a retaining plate and through which the further throttle bore can be closed in one direction of movement. This valve was created as part of a new concept for press controls for hydraulic presses, but can also be used for other applications.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Pressenvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
-
1 in der Art eines hydraulischen Schaltplans die wesentlichen hydraulischen Komponenten einer Pressenvorrichtung mit einer elektrohydraulischen Antriebseinheit für jeden Arbeitszylinder; und -
2 das im Schaltplan nach der1 verwendete Proportionalventil in einer Längsschnittdarstellung.
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1 in the form of a hydraulic circuit diagram, the essential hydraulic components of a press device with an electrohydraulic drive unit for each working cylinder; and -
2 that in the circuit diagram after the1 proportional valve used in a longitudinal section.
In
Des Weiteren ist eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Ventileinrichtung vorgesehen mit mehreren Ventilen, wobei die dahingehende Ventileinrichtung 24 in
Eingangsseitig ist das Proportionalventil 28 auf die Ausgangsseite des Umsteuerventiles 26 geschaltet und ein weiterer Ausgang des Umsteuerventiles 26 ist über eine Fluidverbindung in Form einer Verbindungsleitung mit der Kolbenseite 16 des Zylinders 10 in Verbindung.On the input side, the
Wie insbesondere die
Im Rahmen der Ventileinrichtung 24 weist diese ferner parallel zum Wege-Proportionalventil 28 ein Lasthalteventil 32 sowie ein Druckbegrenzungsventil 34 auf. Dabei ist das Lasthalteventil 32 in eine Parallelleitung geschaltet zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Proportionalventiles 28. Im Rahmen der Funktion des Lasthalteventiles 32 befindet sich in Richtung der dahingehenden Verbindungsleitung noch eine Blende 36, die zwischen Lasthalteventil 32 und der Stangenseite 18 in die Parallelverbindung geschaltet ist. Das Druckbegrenzungsventil 34 führt wiederum über eine Rücklaufleitung 38 zu einem Tank 40 und die dahingehende Parallelleitung für das Druckbegrenzungsventil 34 verläuft zwischen der Stangenseite 18 und dem Umsteuerventil 26 auf seiner Eingangsseite.As part of the
Das Umsteuerventil 26 ist ein elektromagnetische betätigbares Schaltventil in Form eines 4/3-Wege-Schaltventils und in der in
Wie sich des Weiteren aus der
Wie sich aus der
Wie sich insbesondere aus der Doppelpfeildarstellung für die Hydropumpen 22 gemäß der Darstellung nach der
Kerngedanke der erfindungsgemäßen Lösung ist aber jedenfalls das Wege-Proportionalventil 28, das im Folgenden anhand der
Des Weiteren weist das Ventil 28 ein Gehäuse 72 auf, wobei das untere Gehäuseteil als Einschraubpatrone ausgebildet ist zwecks Aufnahme des Magnetsystems mit den Ventilkomponenten in einem nicht näher dargestellten Ventilgehäuseblock.Furthermore, the
Am unteren freien stirnseitigen Ende des Gehäuses 72 befindet sich in axialer Richtung gesehen die Fluidanschlussstelle P und hiervon ausgehend in radialer Richtung und in mehreren Bohrungsreihen ausgebildet der Fluidanschluss A, der zum Verbraucher in Form des jeweiligen Arbeitszylinders 10 führt. In der in der
Der Ventilkolben 74 umgibt das Betätigungsteil 62 mit radialem Abstand, so dass ein an der Fluidanschlussstelle A anstehendes Fluid über die Drosselbohrung 76 auf die Rückseite 84 des Ventilkolbens 74 gelangen kann, so dass dieser insoweit einer Ansteuerkraft über den jeweils herrschenden Fluiddruck ausgesetzt ist, der die Tendenz hat, den Ventilkolben 74 in Richtung seiner in der
Ist das Ventil 28 in seiner in den
Ist das Umsteuerventil 26 in seiner in der
Soll das Ventil 28 jedoch eine regelnde Funktion ausüben, bei dem beispielsweise im Rahmen eines Eilgangbetriebes für den Arbeitszylinder 10 gesteuertes Fluid von der Stangenseite 18 zum Tank 40 gelangt; insoweit nimmt das Umsteuerventil 26 seine rechte Schaltdarstellung ein, kommt eine Vorsteuerung des Ventils zum Einsatz. Hierfür wird das Magnetsystem bestromt und der Magnetanker 56 verfährt in Blickrichtung auf die
Dank dieser speziellen Neu-Kombination aus einem üblichen Proportionalventil und einem Schaltventil mit Rückschlagfunktion in Verbindung mit einer Schaltstellungsüberwachung in einem gemeinsamen Gehäuse 72, ist in besonders vorteilhafter Weise eine Proportionalventiltechnik geschaffen für den Einsatz in Pressenvorrichtungen. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.Thanks to this special new combination of a conventional proportional valve and a switching valve with a non-return function in conjunction with switching position monitoring in a
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