DE102021006222B3 - Press device and 2/2-way proportional poppet valve - Google Patents

Press device and 2/2-way proportional poppet valve Download PDF

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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 WO 2018/065226 A1 ist eine elektrohydraulische Antriebseinheit bekannt, insbesondere zur Verwendung an einer Maschinenpresse, mit

  • - 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.
Through WO 2018/065226 A1 an electrohydraulic drive unit is known, in particular for use on a machine press
  • - 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 EP 2 838 719 B1 beschreibt eine Pressenvorrichtung mit mindestens zwei elektrohydraulischen Antriebseinheiten, wobei die Arbeitseinheiten zumindest bestehen aus:

  • - 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,
wobei mittels eines elektromagnetisch ansteuerbaren Wegeventiles mit einer Ventilstellungsüberwachung, das an die Stangenseite des Arbeitszylinders fluidführend angeschlossen ist, zumindest ein Eilgangbetrieb des Arbeitszylinders angesteuert ist.The EP 2 838 719 B1 describes a press device with at least two electro-hydraulic drive units, the working units consisting at least of:
  • - 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,
at least one rapid traverse operation of the working cylinder being controlled by means of an electromagnetically controllable directional control valve with a valve position monitor, which is connected to the rod side of the working cylinder in a fluid-carrying manner.

Weitere elektrohydraulische Antriebseinheiten gehen aus der EP 1 533 520 B1 und der EP 0 103 727 A1 hervor.More electro-hydraulic drive units go from the EP 1 533 520 B1 and the EP 0 103 727 A1 out.

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 der 1 verwendete Proportionalventil in einer Längsschnittdarstellung.
The press device according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment according to the drawing. Here, in principle and not to scale representation show the
  • 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 the 1 proportional valve used in a longitudinal section.

In 1 ist eine elektrohydraulische Antriebseinheit, insbesondere für den Einsatz an einer Pressenvorrichtung gezeigt, mit einem hydraulischen Arbeitszylinder 10. In einem Zylindergehäuse 12 des Zylinders 10 ist längsverfahrbar eine Kolben-Stangen-Einheit 14 geführt, die innerhalb des Zylindergehäuses 12 eine Kolbenseite 16 von einer Stangenseite 18 trennt. Zur Versorgung des Arbeitszylinders 10 mit Fluid vorgebbaren Druckes dient ein Antrieb 20 in Form eines stufenlos regelbaren Elektromotors. Insoweit treibt der Antrieb 20 in drehzahlvariabler Weise eine Hydropumpe 22 an, insbesondere in Form einer sogenannten Zwei-Quadranten-Versorgungspumpe.In 1 is an electrohydraulic drive unit, shown in particular for use on a press device, with a hydraulic working cylinder 10. In a cylinder housing 12 of the cylinder 10, a piston-rod unit 14 is guided in a longitudinally movable manner, which within the cylinder housing 12 has a piston side 16 from a rod side 18 separates. A drive 20 in the form of an infinitely variable electric motor is used to supply the working cylinder 10 with fluid at a predeterminable pressure. In this respect, the drive 20 drives a hydraulic pump 22 in a variable-speed manner, in particular in the form of a so-called two-quadrant supply pump.

Des Weiteren ist eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Ventileinrichtung vorgesehen mit mehreren Ventilen, wobei die dahingehende Ventileinrichtung 24 in 1 der besseren Darstellung wegen von einem strichlinierten Rahmen umfasst ist. Dahingehend weist die Ventileinrichtung 24 ein Umsteuerventil 26 auf, das dem Ein- und Ausfahren der Kolben-Stangen-Einheit 14 des Arbeitszylinders 10 dient. Teil der Ventileinrichtung 24 ist ferner ein elektromagnetisch ansteuerbares Wege-Proportionalventil 28, das mit einer Ventilstellungs- oder Positionsüberwachung 30 versehen ist. Das dahingehende Proportionalventil 28 ist ausgangsseitig an die Stangenseite 18 über eine entsprechende Verbindungsleitung fluidführend angeschlossen. Dergestalt ist zumindest ein Eilgangbetrieb des Arbeitszylinders 10 angesteuert und vorzugsweise über die Ventilstellungsüberwachung 30 des Ventils 28 überwacht.Furthermore, a valve device, denoted as a whole by 24, is provided with a plurality of valves, with the pertinent valve device 24 in 1 is surrounded by a dashed frame for better representation. To this end, the valve device 24 has a reversing valve 26 which is used to move the piston-rod unit 14 of the working cylinder 10 in and out. Part of the valve device 24 is also an electromagnetically controllable directional proportional valve 28 which is provided with a valve setting or position monitor 30 . The pertinent proportional valve 28 is connected on the output side to the rod side 18 via a corresponding connecting line in a fluid-carrying manner. In this way, at least one rapid traverse operation of the working cylinder 10 is controlled and preferably via the Valve position monitoring 30 of the valve 28 is monitored.

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 proportional valve 28 is connected to the output side of the reversing valve 26 and a further output of the reversing valve 26 is connected to the piston side 16 of the cylinder 10 via a fluid connection in the form of a connecting line.

Wie insbesondere die 2 zeigt und was noch im Folgenden näher erläutert werden wird, ist das Wege-Proportionalventil ein 2/2-Wege-Proportionalventil, in vorzugsweise sitzdichter Ausführung. Demgemäß ist in einer unbetätigten Ausgangsstellung des Wege-Proportionalventiles 28, in der in der 1 gezeigten Stellung, der Fluidweg von der Stangenseite 18 des Arbeitszylinders 10 zum Umsteuerventil 26 sitzdicht gesperrt und in der entgegengesetzten Richtung, insbesondere bei betätigtem Ventil 28 in eine der möglichen Durchlassstellungen geschaltet.Like those in particular 2 shows and what will be explained in more detail below, the directional proportional valve is a 2/2-directional proportional valve, preferably in a seat-tight design. Accordingly, in an unactuated initial position of the directional proportional valve 28, in which in the 1 shown position, the fluid path from the rod side 18 of the working cylinder 10 to the reversing valve 26 blocked seat-tight and switched in the opposite direction, in particular when the valve 28 is actuated in one of the possible passage positions.

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 valve device 24 , this also has a load-holding valve 32 and a pressure-limiting valve 34 parallel to the directional proportional valve 28 . The load-holding valve 32 is connected in a parallel line between the input and the output of the proportional valve 28. Within the scope of the function of the load-holding valve 32, there is another orifice 36 in the direction of the pertinent connecting line, which is switched between the load-holding valve 32 and the rod side 18 in the parallel connection is. The pressure limiting valve 34 in turn leads via a return line 38 to a tank 40 and the pertinent parallel line for the pressure limiting valve 34 runs between the rod side 18 and the reversing valve 26 on its input side.

Das Umsteuerventil 26 ist ein elektromagnetische betätigbares Schaltventil in Form eines 4/3-Wege-Schaltventils und in der in 1 gezeigten Sperrstellung sperrt das Umsteuerventil 26 die Fluidzufuhr zu der Kolbenseite 16 des Zylinders 10, die insoweit zum Tank 40 hin druckentlastet ist. Nimmt in Blickrichtung auf die 1 gesehen das Umsteuerventil 26 seine linke Schaltposition ein, gelangt seitens der Hydropumpe 22 unter Druck stehendes Fluid bei Überwinden der Rückschlagventilfunktion des Wege-Proportionalventils 28 auf die Stangenseite 18 des Zylinders 10 und da die Kolbenseite 16 des Zylinders 10 wiederum in der genannten Schaltstellung des Umsteuerventiles 26 zum Tank 40 hin drucklos gehalten ist, fährt die Kolben-Stangen-Einheit 14 in das Zylindergehäuse 12 ein; verfährt also in Blickrichtung auf die 1 gesehen nach oben. In der anderen rechten Betätigungsstellung des Umsteuerventiles 26 gelangt seitens der Hydropumpe 22 geliefertes Fluid unter Druck auf die Kolbenseite 16 und bei entsprechender Ansteuerung des Proportionalventiles 28 gelangt Fluid der Stangenseite 18 zum Tank 40, wobei dergestalt über das Proportionalventil 28 die Ausfahrbewegung der Kolben-Stangen-Einheit 14 nach unten hin kontrolliert erfolgt, so dass beispielsweise ein Eilgangbetrieb des Arbeitszylinders 10 angesteuert und über eine Ventilstellungsüberwachung 30 des Ventils 28 fortlaufend überwacht ist. Das in Parallelanordnung geschaltete Lasthalteventil 32 stellt dabei sicher, dass auch im Lastbetrieb die jeweilige Last sicher gehalten ist und das Druckbegrenzungsventil 34 stellt sicher, dass es innerhalb der hydraulischen Kreislaufführung für die Ventileinrichtung 24 nicht zu den Kreis schädigenden Überlastungen respektive Druckspitzen kommen kann.The reversing valve 26 is an electromagnetically actuatable switching valve in the form of a 4/3-way switching valve and in 1 In the blocking position shown, the reversing valve 26 blocks the fluid supply to the piston side 16 of the cylinder 10, which is depressurized to the tank 40 in this respect. Takes in the direction of the 1 seen the reversing valve 26 enters its left-hand switching position, fluid under pressure from the hydraulic pump 22 reaches the rod side 18 of the cylinder 10 when the check valve function of the directional proportional valve 28 is overcome, and since the piston side 16 of the cylinder 10 is again in the switching position of the reversing valve 26 mentioned is kept pressureless towards the tank 40, the piston-rod unit 14 moves into the cylinder housing 12; thus proceeds in the direction of view of the 1 looked up. In the other right operating position of the reversing valve 26, fluid supplied by the hydraulic pump 22 under pressure reaches the piston side 16 and, with appropriate actuation of the proportional valve 28, fluid from the rod side 18 reaches the tank 40, with the extension movement of the piston-rod Unit 14 is controlled downwards, so that, for example, rapid traverse operation of the working cylinder 10 is controlled and continuously monitored via a valve position monitor 30 of the valve 28 . The load-holding valve 32, which is connected in parallel, ensures that the respective load is held securely even in load operation, and the pressure-limiting valve 34 ensures that overloads or pressure peaks that damage the circuit cannot occur within the hydraulic circuit for the valve device 24.

Wie sich des Weiteren aus der 1 ergibt, ist in eine Verbindungsleitung zwischen dem Ausgang der Hydropumpe 22 und dem Umsteuerventil 26 eine zentrale Fluidsteuerung 42 als Ganzes geschaltet, die wiederrum der verbesserten Darstellung wegen in abgegrenzter Weise mit ihren einzelnen Ventilen von einem rahmenförmigen, strichlinierten Kasten umfasst ist. Die zentrale Fluidsteuerung 42 weist neben Rückschlagventilen, zwei elektromagnetisch ansteuerbare Schaltventile sowie ein Druckbegrenzungsventil auf und ist im Rahmen der Nachführung von Fluid wiederum an den Tank 40 angeschlossen. Mit der dahingehend zentralen Fluidsteuerung 42 wird demgemäß sichergestellt, dass im Bedarfsfall eine Nachsaugmenge von Fluid vonseiten des Tanks 40 zur Kolbenseite 16 des Arbeitszylinders 10 strömen kann. Dahingehende Ventileinrichtungen sind insbesondere im Rahmen der Realisierung von hydraulischen Pressensteuerungen von Pressenvorrichtungen üblich, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Des Weiteren weist der Zylinder 10 eine übliche Positionsüberwachung 44 für seine Kolben-Stangen-Einheit 14 auf, wobei die Sensordaten dieser Positionsüberwachung 44 sowie der Ventilstellungsüberwachung 30 an eine Auswerteeinheit 46 einer Maschinensteuerung 48 weitergeleitet werden, die mit entsprechender Rechnertechnik versehen Regelungsvorgänge an dem Antrieb 20 vornehmen kann zwecks regelgerechter Ansteuerung der Hydropumpe 22 je nach Versorgungslage für den Arbeitszylinder 10. Da es sich hier um übliche Rechnertechnologie handelt, ist in der 1 nur symbolisch die Auswerteeinheit 46 nebst der übergeordneten Maschinensteuerung 48 angegeben.As can also be seen from the 1 results, a central fluid control 42 is connected as a whole in a connecting line between the outlet of the hydraulic pump 22 and the reversing valve 26, which in turn is enclosed with its individual valves in a delimited manner with its individual valves by a frame-shaped, dashed box for the sake of improved illustration. In addition to non-return valves, the central fluid control 42 has two electromagnetically controllable switching valves and a pressure-limiting valve and is in turn connected to the tank 40 as part of the replenishment of fluid. With the pertinent central fluid control 42 it is accordingly ensured that, if necessary, a replenished quantity of fluid can flow from the tank 40 to the piston side 16 of the working cylinder 10 . Such valve devices are customary in particular in the context of the realization of hydraulic press controls of press devices, so that they will not be discussed in more detail at this point. Furthermore, the cylinder 10 has a conventional position monitor 44 for its piston-rod unit 14, with the sensor data from this position monitor 44 and from the valve position monitor 30 being forwarded to an evaluation unit 46 of a machine control 48, which is equipped with appropriate computer technology for control processes on the drive 20 can make for the purpose of regular control of the hydraulic pump 22 depending on the supply situation for the working cylinder 10. Since this is conventional computer technology, is in the 1 the evaluation unit 46 together with the higher-level machine control 48 are only indicated symbolically.

Wie sich aus der 1 des Weiteren ergibt, sind im Rahmen der Realisierung einer vorteilhaften Pressenvorrichtung zwei elektrohydraulische Antriebseinheiten vorhanden, wobei die zweite Antriebseinheit wie die erste Antriebseinheit ausgebildet ist, so dass die bisherigen Ausführungen auch für die zweite Antriebseinheit gelten und die insoweit gleichermaßen vorhandenen Komponenten werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie vorstehend angegeben. Die insoweit hierzu getroffenen Ausführungen gelten auch für die zweite Antriebseinheit. In jedem Fall ist aber für jede elektrohydraulische Antriebseinheit eine eigenständige Hydropumpe 22 vorhanden, die als drehzahlgeregelte Zwei-Quadranten-Versorgungspumpe für den zugehörigen Arbeitszylinder 10 fungiert. Insbesondere ist im Rahmen der Maschinensteuerung 48 für eine Gleichlaufregelung beider Zylinder 10, insbesondere im Pressenbetrieb, bei dem die Kolben-Stangen-Einheit 14 ausfährt, eine Gleichlaufregelung 50 vorgesehen mit einer rampenförmigen Sollwertvorgabe 52 für den Antrieb 20 der jeweiligen Hydropumpe 22. Demgemäß können die beiden Zylinder 10 im Rahmen der Realisierung einer Pressenvorrichtung, beispielsweise in Form einer Abkantpresse, synchron miteinander verfahren, was eben durch die Gleichlaufregelung 50 und durch die beiden voneinander separierten Versorgungs- oder Hydropumpen 22 unter Verwendung eines zugeordneten drehzahlvariablen Elektromotors als Antrieb 20 erreicht ist.As emerges from the 1 Furthermore, there are two electro-hydraulic drive units as part of the realization of an advantageous press device, the second drive unit being designed like the first drive unit, so that the previous statements also apply to the second drive unit and the extent components that are present in common are denoted by the same reference numbers as indicated above. The statements made in this respect also apply to the second drive unit. In any case, however, there is an independent hydraulic pump 22 for each electrohydraulic drive unit, which acts as a speed-controlled two-quadrant supply pump for the associated working cylinder 10 . In particular, as part of the machine control 48, a synchronization control 50 is provided with a ramp-shaped setpoint specification 52 for the drive 20 of the respective hydraulic pump 22 for synchronization control of both cylinders 10, in particular during press operation, in which the piston-rod unit 14 extends move the two cylinders 10 synchronously with one another as part of the implementation of a press device, for example in the form of a press brake, which is achieved by the synchronization control 50 and by the two separate supply or hydraulic pumps 22 using an associated variable-speed electric motor as the drive 20.

Wie sich insbesondere aus der Doppelpfeildarstellung für die Hydropumpen 22 gemäß der Darstellung nach der 1 ergibt, sind die Pumpen 22 im Reversier-Betrieb betreibbar, so dass eine sogenannte Dekompression möglich ist zwecks zeitnaher Entlastung des jeweiligen Arbeitszylinders 10 nach Durchführen eines Umformprozesses für ein zu verformendes Werkstück mit entsprechender Haltephase.As can be seen in particular from the double arrow representation for the hydraulic pumps 22 according to the representation according to the 1 results, the pumps 22 can be operated in reverse operation, so that a so-called decompression is possible for the purpose of timely relief of the respective working cylinder 10 after carrying out a forming process for a workpiece to be formed with a corresponding holding phase.

Kerngedanke der erfindungsgemäßen Lösung ist aber jedenfalls das Wege-Proportionalventil 28, das im Folgenden anhand der 2 nunmehr näher erläutert wird. In der 2 ist in einem schematischen Längsschnitt ein 2/2-Wege-Proportionalventil 28 in sitzdichter Ausführung gezeigt, so dass das Ventil 28 die Realisierung einer sitzdichten Rückschlagfunktion ermöglicht sowie in angesteuerter Weise den proportionalen Fluiddurchfluss zwischen zwei Fluidanschlussstellen A, P. Für die dahingehende Funktion ist eine elektromagnetische Spule 54 vorgesehen, die in der Lage ist im bestromten Zustand einen kolbenförmigen Anker 56 axial in einem hohlzylindrischen Polrohr 58 mit magnetischer Trennung 60 zu bewegen. Dahingehende Magnetsysteme zum Ansteuern von Ventilen sind im Stand der Technik hinreichend beschrieben, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher eingegangen wird. Bei der gezeigten Ausführungsform nach der 2 ist das derart gebildete Magnetsystem als sogenannter ziehender Magnet ausgebildet, der im bestromten Zustand den Anker 56 und ein mit dem Anker 56 verbundenes, stangenförmiges Betätigungsteil 62 in Blickrichtung auf die 2 gesehen entgegen der Wirkung eines Energiespeichers in Form einer Druckfeder 64 nach oben bewegt. Die Druckfeder 64 stützt sich dabei mit ihrem einen freien Ende an der Oberseite des Ankers 56 ab sowie mit ihrem anderen freien Ende in einer hülsenförmigen Aufnahme, die von einem Stab 66 durchgriffen ist, der als Bestandteil eines induktiven Wegmesssystems 68 in bekannter Weise eine Ventilstellungsüberwachung für das Ventil 28 ermöglicht. Das stangenförmige Betätigungsteil 62 ist in üblicher Weise über eine Schleppführung 70 an der Unterseite des Ankers 56 aufgenommen zwecks Spiel- und Hystereseausgleich.However, the core idea of the solution according to the invention is in any case the directional proportional valve 28, which is described below with reference to FIG 2 will now be explained in more detail. In the 2 shows a schematic longitudinal section of a 2/2-way proportional valve 28 in a seat-tight design, so that the valve 28 enables the realization of a seat-tight non-return function and, in a controlled manner, the proportional fluid flow between two fluid connection points A, P. For the function in question, a electromagnetic coil 54 is provided, which is able to move a piston-shaped armature 56 axially in a hollow-cylindrical pole tube 58 with magnetic separation 60 when energized. Such magnet systems for controlling valves are adequately described in the prior art, so that they will not be discussed in any more detail at this point. In the embodiment shown after 2 the magnet system formed in this way is designed as a so-called pulling magnet, which, when energized, pulls the armature 56 and a rod-shaped actuating part 62 connected to the armature 56 in the direction of view of the 2 viewed against the action of an energy store in the form of a compression spring 64 moves upwards. Compression spring 64 is supported with its one free end on the upper side of armature 56 and with its other free end in a sleeve-shaped receptacle through which a rod 66 extends, which, as part of an inductive position measuring system 68, is used in a known manner to monitor a valve position the valve 28 allows. The rod-shaped actuating part 62 is accommodated in the usual manner via a drag guide 70 on the underside of the armature 56 for the purpose of compensating for play and hysteresis.

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 valve 28 has a housing 72, the lower housing part being designed as a screw-in cartridge for the purpose of accommodating the magnet system with the valve components in a valve housing block, not shown in detail.

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 2 gezeigten geschlossenen Ventilstellung, bei der die Fluidanschlussstellen P, A voneinander separiert sind, durchgreift in axial verfahrbarer Richtung ein gestufter Ventilkolben 74 das Gehäuse 72 im unteren Anschlussteil und schließt in der gezeigten Stellung die Fluidanschlussstellen P, A hermetisch voneinander ab. In den Ventilkolben 74 ist in radialer Richtung zu der Fluidanschlussstelle A eine Drosselbohrung 76 eingebracht und eine weitere Drosselbohrung 78 befindet sich im stirnseitigen Endbereich des Ventilkolbens 74, der in einer gestuften Erweiterung in Richtung der Fluidanschlussstelle P eine in einem Ventilraum bewegbare Schließkugel 80 aufweist, die in Blickrichtung auf die 1 gesehen nach unten hin von einer Halteplatte gehalten ist und in einer Bewegungsrichtung nach oben kann die Schließkugel 80 die weitere Drosselbohrung 78 verschließen. In der gezeigten Stellung ist die weitere Drosselbohrung 78 von einer Ventilspitze des stangenartigen Betätigungsteils 62 verschlossen, und zwar entgegen der Wirkung eines weiteren Energiespeichers in Form einer weiteren Druckfeder 82, die sich mit ihrem einen freien Ende an dem Betätigungsteil 62 abstützt und mit ihrem anderen Ende an einer absatzartigen Innenumfangsseite des Ventilkolbens 74.The fluid connection point P is located at the lower free front end of the housing 72 viewed in the axial direction and the fluid connection A, which leads to the consumer in the form of the respective working cylinder 10 , is formed in the radial direction and in several rows of bores. In the in the 2 In the closed valve position shown, in which the fluid connection points P, A are separated from one another, a stepped valve piston 74 penetrates the housing 72 in the lower connection part in the axially movable direction and hermetically seals the fluid connection points P, A from one another in the position shown. A throttle bore 76 is introduced into the valve piston 74 in the radial direction towards the fluid connection point A, and a further throttle bore 78 is located in the front end area of the valve piston 74, which has a closing ball 80 that can be moved in a valve chamber in a stepped extension in the direction of the fluid connection point P in the direction of the 1 viewed downwards is held by a retaining plate and in a direction of movement upwards the closing ball 80 can close the further throttle bore 78 . In the position shown, the further throttle bore 78 is closed by a valve tip of the rod-like actuating part 62, specifically against the action of a further energy store in the form of a further compression spring 82, which is supported with its one free end on the actuating part 62 and with its other end on a step-like inner peripheral side of the valve piston 74.

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 2 gezeigten Schließstellung zu ziehen.The valve piston 74 surrounds the actuating part 62 at a radial distance, so that a fluid present at the fluid connection point A can reach the rear side 84 of the valve piston 74 via the throttle bore 76, so that this is exposed to a control force via the prevailing fluid pressure that tends to the valve piston 74 in the direction of its in the 2 shown closed position.

Ist das Ventil 28 in seiner in den 1 und 2 gezeigten Schließstellung kann bei entsprechend geschaltetem Umsteuerventil 26 (linke Schaltdarstellung) Pumpenfluiddruck vonseiten der Hydropumpe 22 an der Fluidanschlussstelle P anstehen und bei entsprechendem Fluiddruck und unbetätigtem Magnetsystem wird der Ventilkolben 74 nach oben bewegt und eine fluidführende Freigabestellung zwischen den Fluidanschlussstellen P und A ist erreicht. Dergestalt gelangt Versorgungsdruck auf die Stangenseite 18 des jeweils zuordenbaren Arbeitszylinders 10. Insoweit fährt dann die Kolben-Stangen-Einheit 14 des Zylinders 10 nach oben ein.Is the valve 28 in its in the 1 and 2 When the reversing valve 26 is switched accordingly (switching diagram on the left), pump fluid pressure from the hydraulic pump 22 can be present at the fluid connection point P, and with the corresponding fluid pressure and the magnet system not being actuated, the valve piston 74 is moved upwards and a fluid-carrying release position between the fluid connection points P and A is reached. In this way, supply pressure reaches the rod side 18 of the respectively assignable working cylinder 10. To this extent, the piston-rod unit 14 of the cylinder 10 then retracts upwards.

Ist das Umsteuerventil 26 in seiner in der 1 gezeigten Position steht kein Pumpendruck an der Fluidanschlussstelle P an und der Zylinder 10 behält seine eingenommene Arbeitsposition bei, da in der sitzdichten Rückschlagfunktion, wie in 2 gezeigt, kein Rückfluss von der Fluidanschlussstelle A zur Anschlussstelle P erfolgt. Der in der Fluidanschlussstelle A anstehende Fluiddruck steht über die Drosselbohrung 76 auch auf der Rückseite 84 des Ventilkolbens 74 an und hält diesen dergestalt unterstützend in seiner in 2 gezeigten Rückschlag-Schließstellung.Is the reversing valve 26 in its in the 1 In the position shown, there is no pump pressure at the fluid connection point P and the cylinder 10 maintains its assumed working position, since in the seat-tight non-return function, as in 2 shown, no backflow from the fluid connection point A to the connection point P takes place. The fluid pressure present in the fluid connection point A is also present on the rear side 84 of the valve piston 74 via the throttle bore 76 and thus supports it in its in 2 non-return closed position shown.

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 2 gesehen entgegen der Federkraftwirkung der Druckfeder 64 nach oben und nimmt dabei die Betätigungsstange als Teil der Vorsteuerung 62 mit. Diese gibt an ihrem freien Ende und kraftunterstützt durch die weitere Druckfeder 82 die weitere Drosselbohrung 78 als weiterem Teil der Vorsteuerung frei, die insoweit auch von der Schließkugel 80 freigegeben ist und es entsteht ein Vorsteuerstrom vonseiten der Fluidanschlussstelle A über die beiden Drosselbohrungen 76, 78 zur insoweit pumpenseitig drucklos gehaltenen Fluidanschlussstelle P mit der Folge, dass die druckwirksamen Flächen am Ventilkolben 74 unter dem Fluiddruck eine Bewegung des Ventilkolbens 74 nach oben bewirken und die Fluidverbindung von der Fluidanschlussstelle A zur Fluidanschlussstelle P freigegeben wird. je nach Bestromung respektive Ansteuerung des Magnetsystems und unter den herrschenden Drücken an der Fluidanschlussstelle A erfolgt der dahingehende Fluidabfluss in Richtung der Anschlussstelle P und mithin über das Umsteuerventil 26 zum Tank 40 in proportionaler Ansteuerungsweise, so dass insoweit mittels des Ventils 28 in besonders vorteilhafter Weise ein Eilgangbetrieb des Zylinders 10 angesteuert ist, der dahingehend mit seiner Kolben-Stangen-Einheit 14 schwerkraftbedingt sehr schnell ausfährt; im Pressenbetrieb gesehen in Richtung auf das zu verformende Werkstück zufährt.However, if the valve 28 is to perform a regulating function, in which, for example, as part of a rapid traverse operation for the working cylinder 10, controlled fluid passes from the rod side 18 to the tank 40; to this extent, the reversing valve 26 assumes its right-hand switching representation when a pilot control of the valve is used. For this purpose, the magnet system is energized and the magnet armature 56 moves in the direction of view 2 viewed against the spring force effect of the compression spring 64 upwards and takes the actuating rod as part of the pilot control 62 with it. At its free end and with the force of the additional compression spring 82, this releases the additional throttle bore 78 as a further part of the pilot control, which in this respect is also released by the closing ball 80 and a pilot control flow is created from the fluid connection point A via the two throttle bores 76, 78 to the fluid connection point P is kept depressurized on the pump side, with the result that the pressure-effective surfaces on valve piston 74 cause the valve piston 74 to move upwards under the fluid pressure and the fluid connection from fluid connection point A to fluid connection point P is released. depending on the energization or activation of the magnet system and under the prevailing pressures at the fluid connection point A, the relevant fluid discharge takes place in the direction of the connection point P and thus via the reversing valve 26 to the tank 40 in a proportional control manner, so that in this respect, by means of the valve 28 in a particularly advantageous manner Rapid traverse operation of the cylinder 10 is controlled, which extends very quickly to that effect with its piston-rod unit 14 due to the force of gravity; viewed in press operation towards the workpiece to be formed.

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 common housing 72, proportional valve technology is created in a particularly advantageous manner for use in press devices. This has no equivalent in the prior art.

Claims (9)

Pressenvorrichtung mit mindestens zwei elektrohydraulischen Antriebseinheiten, wobei die Arbeitseinheiten 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 Umsteuerventil (26) dem Ein- und Ausfahren der Kolben-Stangen-Einheit (14) des Arbeitszylinders (10) dient, wobei mittels eines elektromagnetisch ansteuerbaren Wegeventiles (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 (50) mittels einer rampenförmigen Sollwertvorgabe für den Antrieb (20) der jeweiligen Hydropumpe (22) ermöglicht.Press device with at least two electro-hydraulic drive units, the working 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) from a rod side ( 18) separates; - 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 reversing valve (26) is used to extend and retract the piston-rod unit (14) of the working cylinder (10). , 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 has a synchronization control (50) by means of a ramp-shaped setpoint specification for the drive (20) of the respective hydraulic pump (22). allows. Pressenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Dekompression des jeweiligen hydraulischen Arbeitszylinders (10) bei unveränderter Fluidverbindung mit dem Arbeitsausgang der Hydropumpe (22) die Dreh- und Durchströmungsrichtung der dahingehenden Pumpe (22) umgekehrt ist.press device claim 1 , characterized in that for a decompression of the respective hydraulic working cylinder (10) with an unchanged fluid connection to the working outlet of the hydraulic pump (22), the direction of rotation and flow of the pertinent pump (22) is reversed. Pressenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wege-Proportionalventil (28) ein 2/2-Wege-Proportionalventil ist, vorzugsweise in sitzdichter Ausführung.press device claim 1 or 2 , characterized in that the directional proportional valve (28) is a 2/2-directional proportional valve, preferably in a seat-tight design. Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wege-Proportionalventil (28) in eine Fluidverbindung zwischen der Stangenseite (18) des Arbeitszylinders (10) und dem Umsteuerventil (26) geschaltet ist und dass in einer unbetätigten Ausgangsstellung des Wege-Proportionalventils (28) der Fluidweg von der Stangenseite (18) zum Umsteuerventil (26) sitzdicht gesperrt und in der entgegengesetzten Richtung geöffnet ist.Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the directional proportional valve (28) is switched into a fluid connection between the rod side (18) of the working cylinder (10) and the reversing valve (26) and that in an unactuated initial position of the directional proportional valve (28) the fluid path from the rod side (18) to the reversing valve (26) is blocked in a seat-tight manner and opened in the opposite direction. Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Wege-Proportionalventil (28) ein Lasthalteventil (32) und/oder ein Druckbegrenzungsventil (34) in die Fluidverbindung zwischen Stangenseite (18) und Umsteuerventil (26) bzw. zwischen Stangenseite (18) und einer Rücklaufleitung (38) geschaltet ist.Press device according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the directional proportional valve (28) a load-holding valve (32) and/or a pressure-limiting valve (34) is/are installed in the fluid connection between the rod side (18) and the reversing valve (26) or between the rod side ( 18) and a return line (38) is connected. Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umsteuerventil (26) ein elektromagnetisch betätigbares Schaltventil, insbesondere ein 3/4-Wege-Schaltventil ist.Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the reversing valve (26) is an electromagnetically actuable switching valve, in particular a 3/4-way switching valve. Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsleitung zwischen Hydropumpe (22) und Umsteuerventil (26) eine zentrale Fluidsteuerung (42) für eine Nachsaugmenge von Fluid zur Kolbenseite (16) des jeweiligen Arbeitszylinders (10) vorhanden ist.Press device according to one of the preceding claims, characterized in that in the connecting line between the hydraulic pump (22) and the reversing valve (26) there is a central fluid control (42) for a suction quantity of fluid to the piston side (16) of the respective working cylinder (10). Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Arbeitszylinder (10) eine Positionsüberwachung (44) für seine Kolben-Stangen-Einheit (14) aufweist.Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective working cylinder (10) has a position monitor (44) for its piston-rod unit (14). 2/2-Wege-Proportional-Sitzventil für eine Pressenvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, das elektromagnetisch betätigbar ist und vorzugsweise eine Ventilstellungsüberwachung (30) aufweist sowie über eine Vorsteuerung (62, 78) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass in dessen Ventilkolben (74) in radialer Richtung zu einer Fluidanschlussstelle (A) eine Drosselbohrung (76) eingebracht ist und sich eine weitere Drosselbohrung (78) im stirnseitigen Endbereich des Ventilkolbens (74) befindet, der in einer gestuften Erweiterung in Richtung einer weiteren Fluidanschlussstelle (P) eine in einem Ventilraum bewegbare Schließkugel (80) aufweist, die von einer Halteplatte gehalten ist und durch die in einer Bewegungsrichtung die weitere Drosselbohrung (78) verschließbar ist.2/2-way proportional seat valve for a press device according to one of the preceding claims, which can be actuated electromagnetically and preferably has a valve position monitor (30) and has a pilot control (62, 78), characterized in that in its valve piston (74 ) a throttle bore (76) is introduced in the radial direction to a fluid connection point (A) and a further throttle bore (78) is located in the front end area of the valve piston (74), which in a stepped expansion in the direction of a further fluid connection point (P) has an in has a closing ball (80) which can be moved in a valve chamber and which is held by a holding plate and by means of which the further throttle bore (78) can be closed in one direction of movement.
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