DE2927157A1

DE2927157A1 - Fuellsystem fuer die eilgangsbewegung an hydraulischen pressen mit direktem pumpenantrieb

Info

Publication number: DE2927157A1
Application number: DE19792927157
Authority: DE
Inventors: Hans J Pahnke
Original assignee: Pahnke Eng & Co KG GmbH
Current assignee: Pahnke Eng & Co KG GmbH
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2053080A; JPS6021838B2; JPS5639200A; GB2053080B; DE2927157C2

Description

292715?

- St. Ingbert, den 4- Juli 1979

Pahnke Engineering PE 008 - Boe-WGr GmbH & Co KG
Jordanstraße 29

4000 Düsseldorf 30

-X-

Füllsystem für die Eilgangsbewegung an hydraulischen : ' Pressen mit direktem Pumpenantrieb

■ 1 Die Erfindung betrifft ein Füllsystem für Eilgangsbewegung

mindestens eines Arbeitskolbens einer hydraulischen Presse

■ mit Rückzugszylindern und mit einer über ein Rückschlag-

; Füllventil parallel zu dem aus förderrichtungsumkehrbaren ! 5 regelbaren Pumpen bestehenden Häuptpressenantrieb ange-' : ordnete Füllpumpe.

Hydraulische Pressen werden im allgemeinen zur Durchführung • der Vorlaufbewegung ohne Last und zur Durchführung der 10 Rückzugsbewegung mit Fülleinrichtungen ausgerüstet, die : erhöhte Leerlaufgeschwindigkeiten, die sogenannte ι Eilgangsbewegung, ermöglichen. Für das Füllen des oder der ; Arbeitszylinder werden zwei verschiedene Systeme angewandt, und zwar

j a) das Füllbehältersystem, und

j b) das Füllpumpensystem.

. Bei dem Füllbehältersystem stehen der oder die Arbeitszylin-

i2O der mit einem Füllbehälter in Verbindung, der mit einem

■ Gaspolster ausgerüstet ist und so viel Innendruck hat, daß bei der Leerabsenkbewegung der Presse die erforderliche

¹ Beschleunigung des Druckmittels in den Rohrleitungen und

die Überwindung der Leitungs- und Ventilwiderstände gedeckt 25 ist. Bei der Rückzugsbewegung der Presse, bei der der oder die Arbeitszylinder schnell entleert werden müssen, muß

030062/0B07 tV'-'-iii ·■■[- ·— ·.-·■'■-' "Γ'-.'Γ*

dann etwa der doppelte Druck aufgebracht werden, um zusätzlich zu dem vorhandenen Fülldruck die Rohr- und Ventilwiderstände in umgekehrter Richtung zu überwinden.

Das bekannte Füllpumpensystem arbeitet statt mit Füllbehältern mit Niederdruck-Füllpumpen, die im allgemeinen Kreiselpumpen sind. Fördermenge und Druck dieser Pumpen sind wie beim erstgenannten System so ausgelegt, daß für die Eilgangsbewegung der Presse die Rohrleitungs- und Ventilwiderstände sowie die Beschleunigungskräfte aufgebracht werden können. Bei der Rückzugsbewegung wird die Pumpe dann durch ein Entleerungsventil umgangen, wobei widerum im Preßzylinder ein Druck entstehen muß, der groß genug ist, um zusätzlich zum Füllpumpendruck, der an dem Rückschlag-Füllventil in der Druckleitung der Füllpumpe ansteht, die Rohr- und Ventilwiderstände sowie die Beschleunigungskräfte aufzubringen.

Nachteilig bei beiden bekannten Systemen ist also die erforderliche verhältnismäßig hohe PressenrücKzugskraft zu Überwindung des Fülldruckes. Beim Füllbehältersystem kommt der weitere Nachteil hinzu, daß durch das Gaspolster im Flüssigkeitsbehälter Gase in die Druckflüssigkeit gelangen, die später an anderen Stellen Kavitationsprobleme verursachen können. Bei dem Füllpumpensystem besteht dieser Nachteil nicht, aber dafür muß in Kauf genommen werden, daß die Kreiselpumpen, die im allgemeinen als Füllpumpen verwendet werden, einen sehr schlechten Wirkungsgrad haben, die Flüssigkeit aufheizen und den Gesamtwirkungsgrad erheblieh verschlechtern, zumal wenn sie ständig durchlaufen.

Ziel der Erfindung ist es, das Füllpumpensystem zu verbessern unter der Voraussetzung, daß die Presse mit sogenanntem direkten Pumpenantrieb versehen ist. Ausgehend von einem Füllsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt; beim Rückzug der Presse mit einer geringeren Pressenrückzugskraft auszukommen als bisher.

030062/0507

■ ■' ■ . -^ 292715? ζ

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Niederdruck-Füllpumpe von einem Hydraulikmotor angetrieben ist, der bei der Eilgangsbewegung von den aus den Rückzugszylindern ansaugenden Hauptpumpen gespeist ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Niederdruck-Füllpumpe stillsteht und vom Pressenrückzug kein anstehender Fülldruck aus der Füllpumpe zu überwinden ist, wenn die Hauptpumpen zum Rückzug auf die Rückzugszylinder umgesteuert sind und das aus dem oder den Arbeitszylindern verdrängte Druckmittel abfließt. Einen elektrischen Antrieb der Füllpumpe bei der Eilgangsbewegung ständig einzuschalten und dann wieder abzuschalten wäre wenig sinnvoll, um die Erfindungsaufgabe zu lösen, weil die Schalthäufigkeit unzulässig groß wäre. Auch steht eine von einem Hydraulikmotor angetriebene Füllpumpe augenblicklich still, wenn die ölpumpe nicht mehr gespeist wird.

In Weiterbildung des Füllsystems gemäß der Erfindung sind die förderrichtungsumkehrbaren Hauptpumpen wie bekannt sowohl an mindestens einen Arbeitszylinder als auch an die Rückzugszylinder für das bewegliche Pressenteil angeschlossen; in der zum Arbeitszylinder führenden Druckleitung ist dann ein Wegeventil angeordnet, das eine Schaltstellung hat, in der der Hydraulikmotor für die Füllpumpe an die Druckseite der Druckmittel aus den Rückzugszylindern ansaugenden Hauptpumpen angeschlossen ist. Die Schalthäufigkeit eines Wegeventils kann relativ groß sein, ohne die Betriebssicherheit : zu gefährden.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Wegeventil über ein auf einen Druckabfall in den Rückzugszylindern ansprechendes Schaltgerät auf die Sehaltstellung umsteuerbar ist, in der die Hauptpumpen zum Pressen auf den oder die Arbeitszylinder geschaltet und vom Hydraulikmotor getrennt sind. Dieser Druckabfall in den Rückzugszylindern tritt ein, wenn am Ende der Eilgangsbewegung das Werkstück vom Werkzeug berührt wird. Diese Steuerung hat den Vorteil, daß

030 062/OB07

unmittelbar im Anschluß an die Eilgangsbewegung automatisch das Pressen mit dem hohen Pumpendruck beginnt.

Zur Umgehung der Füllpumpe empfiehlt sich ein zur Füllpumpe parallel geschaltetes entsperrbares Rückschlagventil, das beim Pressen und bei Eilgangsbewegung geschlossen und bei der Rückzugsbewegung geöffnet ist. Hierdurch kann die Überschußmenge an Druckmittel, die aus dem oder den Arbeitszylindern beim Rückzug abfließt und nicht über die umgesteuerten Hauptpumpen den Rückzugszylindern zugeführt werden können, abfließen.

Die Erfindung kann grundsätzlich für alle hydraulischen Ein- oder Mehrzylinderpressen angewendet werden, und zwar sowohl mit Ober- als auch ünterflurantrieb. Sie läßt sich aber auch für Pressen mit horizontaler Arbeitsrichtung einsetzen. Sind bei einer Mehrzylinderpresse über ein Vorwählventil zur Einstellung verschiedener Kraftstufen bestimmte Arbeitszylinder oder Gruppen von Arbeitszylindern ansteuerbar, so ist für jeden ansteuerbaren bzw. aktivierbaren Arbeitszylinder oder jede ansteuerbare Gruppe von Arbeitszylindern je ein entsperrbares Rückschlagventil parallel zur Füllpumpe vorzusehen, wei auch von der Füllpumpe aus so viel über ein Rückschlag-Füllventil gehende Zweigleitungen ausgehen müssen, wie Arbeitszylinder oder Gruppen von Arbeitszylindern wahlweise ansteuerbar sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Füllsystems gemäß der Erfindung in Verbindung mit einer Einzylinderpresse mit Oberflurantrieb dargestellt. Die Presse besteht aus dem Pressenrahmen 1, dem beweglichen Pressenteil 2, dem Arbeitszylinder 3 sowie den beiden Rückzugszylindern 4 und Der Hauptantrieb der Presse besteht aus den beiden förderrichtungsumkehrbaren regelbaren Hauptpumpen 6 und 7, die in ihrer Leistung entsprechend der erforderlichen Preßgeschwindigkeit ausgelegt sind. Die Hauptpumpen 6 und 7 saugen in der gezeichneten Preßstellung Druckflüssigkeit aus dem

030062/0S07

Ί-

drucklosen Behälter 8 über ein Rückschlagventil 9 und gleichzeitig aus den Rückzugszylindern 4, 5 ab und fördern sie über ein Wegeventil 10 und die Druckleitung 11 in den Arbeitszylinder 3. Das Wegeventil 10 steht dabei in der Schaltstellung I.

Am Ende des PreßVorganges wird durch mechanische, hydraulische oder elektrische Stellglieder wie bekannt die Fördermenge der Pumpen 6 und 7 auf Null reduziert, so daß die Presse zum Stillstand kommt. Gleichzeitig wird, in der Stillstandsphase ein entsperrbares Rückschlagventil 12 aufgestoßen, so daß der Arbeitszylinder 3 über dieses geöffnete Rückschlagventil direkt mit dem Behälter 8 in Verbindung steht. Das zum Umsteuern des Rückschlagventils 12 erforderliehe Druckmittel für das zum Rückschlagventil gehörende . Wegeventil 13 wird von einer separaten Pumpe 14 beliefert.

•Der Rückzug der Presse beginnt mit der Umkehr der Förderrichtung der Hauptpumpen 6 und 7, die jetzt einen Teil der Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder 3 absaugen und in die Rückzugszylinder 4 und 5 fördern, während die den Bedarf der Pumpen 6 und 7 übersteigende Uberschußmenge der aus dem Arbeitszylinder 3 verdrängten Flüssigkeit über das offene Rückschlagventil 12 in den Behälter 8 abfließt.

Das Ende der Rückzugsbwegung wird wiederum dadurch herbeigeführt, daß die Fördermenge der Hauptpumpen 6 und 7 auf Null reduziert wird/ wodurch die Presse im oberen Totpunkt zum Stillstand kommt. Für eine anschließende Eilgangsbewegung des beweglichen Pressenteils 2 im Leerlauf wird· das Wegeventil 10 in die Schaltstellung II umgeschaltet, so daß unter Umkehr der Förderrichtung der Pumpen 6, 7 zum Absenken des beweglichen Pressenteils 2 das von den Hauptpumpen 6, 7 aus den Rückzugszylindern 4 und 5 entnommene Druckmittel/ welches die Absenkgeschwindigkeit bestimmt, einem Ölmotor 15 zugefördert wird, der eine Füllpumpe 16 antreibt. Die Füllpumpe 16 ist über ein Rückschlag-Füllventil

030062/0507

17 mit der Druckleitung 11 zum Arbeitszylinder 3 verbunden. Die Füllpumpe 16 liefert das für das Füllen des Arbeitszylinders 3 erforderliche Druckmittel, wobei der

er Betriebsdruck nur so hoch ist, wie/zur Überwindung der Widerstände des Ventils 17 und der Rohrleitung erforderlich ist.

Der für den Antrieb des Ölmotors 15 erforderliche Druck wird zum Teil durch die Antriebsmotoren der Hauptpumpen 6 und 7, zum Teil aber auch durch den Druck, den die bewegten Teile der Presse aus Eigengewicht in den Rückzugszylindern 4 und ausüben, aufgebracht. Dies bedeutet eine teilweise Rückgewinnung der beim Rückzug der Presse aufgewandten Energie. An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß die Füllpumpe 16 somit in der Schaltstellung II des Wegeventils 10 ausschließlich bei der Eilgangsbewegung angetrieben ist, sonst aber stillsteht. Somit sind für den Rückzug der Presse außer dem Eigengewicht der bewegten Teile nur so viel Kräfte aufzubringen, wie zum Ausstoßen der Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder 3 über die Rohrleitung 11 und das entsperrbare Rückschlagventil 12 in den Behälter 8 erforderlich sind. Am Rückschlagventil 17 ausgangsseitig von der Füllpumpe 16 steht nämlich kein zu überwindender Fülldruck an, wenn die Füllpumpe 16 stillsteht.

Die Absenkbewegung der Presse im Eilgang wird unterbrochen und der Preßvorgang setzt ein, sobald das Wegeventil 10 in die Schaltstellung I umgesteuert wird. Dieser Umsteuervorgang kann entweder mechanisch oder hydraulisch oder elektrisch wegabhängig erfolgen. Es ist jedoch vorzuziehen, die Umschaltung des Wegeventils 10 druckabhängig zu bewirken, wozu im Ausführungsbeispiel ein auf einen Druckabfall in den Rückzugszylindern 4, 5 ansprechendes Schaltgerät 18 vorgesehen ist, das über die Leitungen 19 und 20 mit den Rückzugszylindern in Verbindung steht. Dieser Druckabfall in den Rückzugszylindern tritt ein, wenn das Werkzeug 21 das nicht dargestellte Werkstück berührt und die pumpen 6, 7 über das

030062/0507

sich öffnende Rückschlagventil 9 druckloses Druckmittel aus dem Behälter 8 ansaugen. Die Wirkverbindung von Schaltgerät 18 zum Wegeventil 10 ist durch eine Steuerleitung angedeutet. Es versteht sich, daß das Wegeventil 10 durch eine besondere Steuerung in die Schaltstellung II für Eilgangsbewegung geschaltet wird und nur in die Schaltstellung I über das Schaltgerät 18 umgesteuert wird.

Da mit dem Umschalten des Wegeventils 10 in Schaltstellung I zum Pressen auch der Ölmotor 15 zum Stillstand kommt, hört die Förderung der Kreiselpumpe 16 auf, die somit während des Preßvorganges und der Rückzugsbewegung keine Energie verbraucht. ;

03006270507

AO

L e e r s e i t e

Claims

PATENTANWALT DIPLHNG. C. O. BOECKER

6670 ST.INGBERT(SAAR), ENSHEIMERSTR.4B

St. Ingbert, den 4. Juli 1979

-. . . PE 008 - Boe-WGr

Pahnke Engineering

GmH & Co KG \_-

Jordanstraße 29

Düsseldorf 30

PATENTANSPRÜCHE

IM . iFüllsystera für die Eilgangsbewegung mindestens eines Arbeitskolbens einer hydraulischen Presse mit Rückzugszylindern und mit einer über ein Rückschlag-Füllventil parallel zu dem aus förderrichtungsumkehrbaren regelbaren Pumpen bestehenden Haupt-Pressenantrieb angeordneten Niederdruck-Füllpumpe,

dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruck-Füllpumpe (16) von· einem Hydraulikmotor (9) angetrieben ist, der bei der Eilgangsbewegung von den aus den Rückzugszylinder (4, 5) ansaugenden Hauptpumpen (6, 7} gespeist ist.
2. Füllsystem nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß die förderrichtungsumkehrbaren Hauptpumpen (6, 7) wie bekannt sowohl an mindestens einen Arbeitszylinder (3) als auch an die Rückzugszylinder (4, 5) für das bewegliche Pressenteil (2) angeschlossen sind und in der zum Arbeitszylinder führenden Druckleitung (11) ein Wegeventil (10) angeordnet ist, das eine Schaltstellung (II) hat, in der der Hydraulikmotor (15) für die Füllpumpe (16) an die Druckseite der Druckmittel aus den Rückzugszylindern ansaugenden Hauptpumpen angeschlossen ist.
3. Füllsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet_f daß das Wegeventil (10) über ein auf" einen Druckabfall ia den Rückzugszylindern (4, 5) ansprechendes Schaltgerät 08) auf die Schaltstellung (I) umsteuerbar ist, in der die

- .030062/0507- .

292715?

Hauptpumpen (6, 7) zum Pressen auf den Arbeitszylinder (3) geschaltet und vom Hydraulikmotor (15) gesteuert sind.

9". Füllsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zur Füllpumpe (16) parallelgeschaltetes entsperrbares Rückschlagventil (12), das beim Pressen und bei Eilgangsbewegung geschlossen und bei der Rückzugsbewegung zur Umgehung der Füllpumpe geöffnet ist.

030062/0507