DE2551585A1

DE2551585A1 - Elektrohydraulisches antriebssystem fuer pressen

Info

Publication number: DE2551585A1
Application number: DE19752551585
Authority: DE
Inventors: Adam Dipl Ing Grudzewski; Andrzej Dipl Ing Kosek
Original assignee: OS BAD ROZWOJOWY PRZEM BUDOWY
Current assignee: OS BAD ROZWOJOWY PRZEM BUDOWY
Priority date: 1974-11-23
Filing date: 1975-11-17
Publication date: 1976-05-26
Also published as: IT1054658B; FI753199A; US4026107A; JPS5513837B2; JPS5173677A; SE416186B; SE7513069L; PL94143B1; BE835838A

Description

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Osrodek Badawczo-Bozwojowy Przemyslu 17· November 1975 Budowy Urzadzen Ghemicznych "Cebea", EZ/Hu

Krakow / Polen PL 2297

Elektrohydraulisches Antriebssystem für Pressen

Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Antriebssystem für Pressen, insbesondere für Pressen zur Bearbeitung von Holzfaserplatten, sowie andere Pressen mit ähnlichem zeitlichem Verlauf des Leistungs-(Energie-)bedarfs.

Die bekannten Zweistufen-Pumpensysterne sind mit Pumpen mit konstanter Förderleistung, die von Elektromotoren angetrieben werden, ausgestattet, wobei diese Pumpen die Druckflüssigkeit direkt den Pressenzylindern zuführen.

Trotz unbestreitbarer Vorteile dieses Systems, die im hohen energetischen Wirkungsgrad liegen, weist dieses System auch Nachteile auf, die durch die hohe zu installierende Energieleistung (hoher Anschlußwert), die der von der Presse aufgenommenen Höchstleistung gleich sein muß, bedingt sind. Die

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Energie wird vom Stromnetz während einer kurzen Zeitperiode,

annähernd

während/nur eines Fünftels des Preßzyklus, aufgenommen. Während der übrigen Zeit des Preßzyklus arbeiten dagegen die Motoren im Leerlauf, bei sehr niedrigen Koeffizienten der aufgenommenen elektrischen Leistung.

Bekannt ist auch ein Pumpensystem, das mit Pumpen mit veränderlicher Förderleistung ausgestattet ist, welches jedoch, trotz hohen Wirkungsgrades, bei gleichzeitigem Herabsetzen des Anschlußwertes und obwohl dieser Anschlußwert einer mittleren und nicht der Spitzenleistung der Energiezuführung zur Presse gleicht, im Endergebnis diese Leistung weiterhin auf hohem Niveau aufrechterhält, da während vier Fünftel der Periode des Arbeitszyklus der Presse die Elektromotoren im Leerlauf arbeiten und dadurch den Leistungskoeffizienten des gesamten Betriebes verschlechtern. Dieser Umstand führt zu gesteigerten Kosten an Elektroenergie.

Ein anderes bekanntes und angewandtes Antriebssystem, ein sogenanntes Speichersystem, besteht aus von Elektromotoren angetriebenen Nieder- und Hochdruckpumpen, die entsprechend Nieder- und Hochdruckspeicher aufladen. Die Druckflüssigkeit wird von diesen Speichern über den Durchfluß regelnde Apparaturen den Zylindern der Presse zugeführt. Ein grundsätzlicher Nachteil dieses Systems ist der niedrige energetische Wirkungsgrad, der, ohne Berücksichtigung des Wirkungsgrades des elek-

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tromeehani sehen Systems, nur etwa 4-0% beträgt.

Ein derartig niedriger Wirkungsgrad resultiert daraus, daß die Speicher bis zum Höchstdruck aufgeladen werden und der Druck in den Zylindern der Presse: allmählich von Null ansteigt. Die Differenz des Drucks im Speicher und im Zylinder der Presse multipliziert durch die Menge der durchfließenden Flüssigkeit ergibt die Größe der verlorenen Energie, die in Wärme umgewandelt wird, welche in der Drosselapparatur verlorengeht. Außerdem erfordert dieses System die Anwendung von hydraulischen Speichern mit großem Nutzvolumen.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der den oben beschriebenen Systemen anhaftenden Nachteile, ein elektrohydraulisches System anzugeben, das die Erreichung eines hohen ßaergetisehen Wirkungsgrades bei möglichst niedriger Anschlußleistung ermöglicht, wobei die Aufnahme der Leistung aus dem Stromnetz mittels dieses Systems während der gesamten Dauer des Arbeitszyklus der Presse gleichmäßig erfolgt.

Die der Erfindung zugrusäeliegende Aufgabe wurde bei einem elektrohydraulisehen System dadurch gelöst, daß ein Druckumformer mit veränderlichem Hubraumverhältnis eingesetzt wird, der in Eeihe im hydraulischen Kreis des Antriebs zwischen dem gashydraulischen Speicher und dem Zylinder der hydraulischen Presse angeordnet ist, wobei dieser Druckumformer mit veränderlichem Hubraumverhältnis aus einem Hydraulikmotor, der me-

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chanisch mit einer hydraulischen Pumpe verbunden ist, besteht und wobei als Quelle der Antriebsenergie des Druckumformers ein Gas-hydraulischer Speicher dient.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen elektrohydraklischen Systems besteht in der vollen Ausnutzung der im gashydraulischen Speicher angesammelten Energie, da es nicht notwendig ist, eine Drosselung zur Anpassung des durch den Speicher zum technologischen Widerstand der Zylinder der hydraulischen Presse zugeführten Drucks vorzunehmen. Dank diesem Umstand ist der energetische Wirkungsgrad des Systems sehr hoch, d.h. das Verhältnis der in der hydraulischen Presse ausgenutzten Energie zur eingesetzten Energie ist praktisch gleich Eins.

Im erfindungsgemäßen System wird die Aufgabe der Anpassung des zugeführten Drucks auf den in den Zylindern der hydraulischen Presse benötigten Druck vom Druckumformer mit veränderlichem Hubraumverhältnis erfüllt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Möglichkeit gegeben ist, am Eingang des Systems eine kleine elektrische Leistung anzulegen, da die erforderliche Größe der im gashydraulischen Speicher gesammelten Energie annähernd der Energie gleich ist, die zur Ausführung der Preßarbeit erforderlich ist.

Außerdem zeichnet sich das erfindungsgemäße System im Vergleich mit den bisher eingesetzten Speichersystemen dadurch aus, daß

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das Nutzvolumen des Speichers bedeutend kleiner ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf eine Zeichnung, in der im Schema das Antriebssystem wiedergegeben ist, näher erläutert.

Das elektrohydraulisch^ System gemäß der Erfindung besteht aus einem Elektromotor 1, der eine Pumpe 2 zum Aufladen eines gashydraulischen Speichers 3 über einen Satz von Ventilen 4-antreibt. Der gashydraulische Speicher 3 ist über einen Satz Ton Ventilen 5 mit einem Druckumformer 6 mit veränderlichem Hubraumverhältnis verbunden, wobei der Druckumformer 6 aus einem mit einer hydraulischen Pumpe 8 verbundenen Hydraulikmotor 7 besteht. Sowohl/der Hydraulikmotor 7 als auch die hydraulische Pumpe 8 haben einen veränderlichen Hubraum. Gegebenenfalls kann auch nur der eine Hubraum der hydraulischen Pumpe 8 oder des Hydraulikmotors 7 veränderlich sein.

Der Druckumformer 6 enthält auch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Eegler, der die Aufgabe hat, das gegenseitige Verhältnis der Hubräume der hydraulischen Pumpe 8 und/oder des Hydraulikmotors 7 in Abhängigkeit vom Verhältnis des Drucks des gashydraulischen Speichers 5 zum Druck in den Zylindern der hydraulischen Presse einzustellen.

Die hydraulische Pumpe 8 ist mit dem Zylinder 9 der Presse

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über einen Satz von Ventilen 10 verbunden. Die hydraulische Pumpe 2 sowie die hydraulische Pumpe 8 entnehmen die Druckflüssigkeit einem Behälter 11, wohin auch die Druckflüssigkeit vom Hydraulikmotor 7 abfließt.

Die Wirkung des el ektrohydrauli sehen Systems gemäß der Erfindung erfolgt folgendermaßen.

Am Anfang der Preßphase, die einen Teil des gesamten Arbeitszyklus der Presse bildet, ist das Verhältnis des Hubraums der hydraulischen Pumpe 8 zum Hubraum des Hydraulikmotors 7 auf den größten Wert eingestellt. Infolgedessen bewirkt der Durchfluß der Druckflüssigkeit von geringer Stärke jedoch hohen Druck vom gashydraulischen Speicher 3 über den Satz von Ventilen 5 und den Hydraulikmotor 7 einen Durchfluß der Druckflüssigkeit von großer Stärke und niedrigem Druck von der hydraulischen Pumpe 8 über den Satz von Ventilen 10 zu den Zylindern 9 der hydraulischen Presse. Infolge des Anstiegs des Drucks im Zylinder 9 der Presse, der durch die Erhöhung des technologischen Widerstands bewirkt wird, bewirkt der in der Zeichnung nicht gezeigte Segler des Druckumformers 6 eine Verminderung des Verhältnisses des Hubraums der hydraulischen Pumpe 8 zum Hubraum des Hydraulikmotors 7» wodurch eine Erhöhung des Drucks der Druckflüssigkeit, die durch die hydraulische Pumpe 8 gefördert wird, bei gleichzeitiger Verminderung der Durchflußstärke ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße elektrohydraulische System eignet sich

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zum Einsatz insbesondere in hydraulischen Pressen, die zum
Pressen von Werkstoffen bestimmt sind, bei denen die erforderliche Preßkraft mit zunehmendem Preßweg ansteigt und die Leistungsaufnahme während einer bedeutend kürzeren Zeit als die Zeit des gesamten Preßzyklus der Presse erfolgt.

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Claims

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Zw':i:-'n- 4 " . ί ^1<7· November 1975

BZ/Hu

PL 2297 Patentansprüche

( 1.JElektr©hydraulisches Antriebssystem für Pressen, bestehend aus einem gashydraulischen Speicher, Ventilsätzen, Zylindern und Begier, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckumformer (6) mit veränderlichem Hubraumverhältnis vorgesehen ist, der in Reihe im hydraulischen Kreis des Antriebs zwischen dem gashydraulischen Speicher (3) and Zylindern(9) der Presse angeordnet ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckumformer (6) aus einem Hydraulikmotor (7) besteht, der mechanisch mit einer hydraulischen Pumpe (8) verbunden ist, wobei als Quelle der Antriebsenergie des Druckumformers (6) ein gashydraulischer Speicher (3) dient»

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