DE3326690C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine hydraulische Presse mit hoher Hubfrequenz, insbesondere für eine Frei­ form-Schmiedepresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Verwendung von stufenlos regelbaren und in der För­ derrichtung umsteuerbaren Hauptpumpen für die Steuerung von hydraulischen Pressen mit hoher Hubfrequenz ist beispiels­ weise durch die DE-AS 27 40 632 bekanntgeworden. Bei derarti­ gen Antrieben saugen die Pumpen die Druckflüssigkeit aus ei­ nem Behälter an und drücken sie zur Ausführung einer Preßbe­ wegung in den Hauptzylinder der Presse gegen den Widerstand des unter konstantem Druck stehenden Rückzugsantriebes. Zur Umkehr der Pressenbewegung wird die Förderrichtung der Haupt­ pumpen umgesteuert, wobei die Pumpen aus dem Preßzylinder Öl absaugen und als Rücköl in den Behälter zurückleiten.

Wird die Hubfrequenz der Presse unter Ausnutzung der schnel­ len Umsteuermöglichkeiten der Hauptpumpen auf hohe Werte gesteigert, beispielsweise auf 100 bis 150 Hübe pro Minute bei einer Freiform-Schmiedepresse, so sind für die Beschleu­ nigung der Druckflüssigkeit in beiden Leitungssystemen er­ hebliche Drücke aufzubringen. Für die Rohrleitungen von den Hauptpumpen zum Hauptzylinder der Presse ist dies kein be­ sonderes Problem, weil die Kraft des Rückzugsantriebes der Presse so ausgelegt werden kann, daß der erforderliche Be­ schleunigungsdruck gedeckt wird. Für die Rohrleitungen zwischen dem Behälter und den Pumpen jedoch sind die für die Beschleunigung erforderlichen Drücke so hoch, daß der für die Saugbewegungen zur Verfügung stehende absolute Druck von 1 bar nicht ausreicht. Daher hat man vorgesehen, daß das Niederdrucköl aus dem Behälter durch eine Speise­ pumpe über eine allen Hauptpumpen gemeinsame Speiseleitung zu­ geführt wird, in der ein erforderlicher Fülldruck durch ein Vorspannventil aufrechterhalten wird, um überschüssi­ ges Niederdrucköl oder nach einer Umsteuerung der Haupt­ pumpen Rücköl in den Behälter zurückzuleiten.

Es wurde erkannt, daß bei der bisherigen Auslegung eines Pressenantriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wegen der Anordnung der Rohrleitungen zwischen der Spei­ sepumpe und den Hauptpumpen bei deren Umsteuerung auf das Absaugen von Öl aus dem Preßzylinder beträchtliche Öl­ mengen in ihrer Strömungsrichtung umgekehrt werden. Hier­ durch entstehen dynamische Kräfte, die leistungsverzehrend sind und die Hubfrequenz begrenzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrauli­ schen Pressenantrieb der Gattung dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß im Rohrleitungssystem zwischen dem Behälter und den Hauptpumpen bzw. der Speisepumpe und dem Vorspann­ ventil möglichst wenig Öl bei der Umkehr der Förderrich­ tung der Hauptpumpen von Pressen auf Saugen in seiner Förderrichtung umgekehrt wird und somit die Hubfrequenz erhöht werden kann.

Die gestellte Aufgabe ist durch zwei verschiedene Wege zu lösen. Die erste Lösung besteht aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Indem hiernach die ge­ meinsame Speiseleitung mit einem Ende an die Speisepumpe und mit dem anderen Ende an das Vorspannventil angeschlos­ sen ist, ist sichergestellt, daß in dieser gemeinsamen Speiseleitung keine Richtungsumkehr stattfindet, denn so­ wohl beim Pressen als auch bei Rückzugsbewegungen der Presse fließt in der gemeinsamen Speiseleitung das Nieder­ drucköl entweder als überschüssiges Öl (beim Pressen) oder als Umlauföl zusammen mit dem aus den umgesteuerten Pumpen fließenden Rücköl (beim Saugen) nur in der Richtung zum Vorspannventil hin. Lediglich in den zu den Hauptpumpen führenden Zweigleitungen findet eine Richtungsumkehr des Drucköles statt, weshalb diese Zweigleitungen so kurz wie möglich ausgeführt werden.

Zweckmäßig wird bei der ersten Lösung zwischen der Speise­ pumpe und der gemeinsamen Speiseleitung ein Rückschlagven­ til angeordnet, um die Speisepumpe abzusichern.

Die zweite Lösung der gestellten Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Patentanspruches 3. Hiernach werden als Hauptpumpen innen beaufschlagte Radialpumpen verwendet, wie sie in Müller "Hydraulische Pressen", Springer-Verlag Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1962, Band 1, Abb. 79 auf Seite 99 dargestellt sind. Solche Pumpen haben je zwei Bohrungen für die Zufuhr des Saugöls und die Abfuhr des Drucköls. Dies ermöglicht es im Rahmen der zweiten Lösung nach Patentanspruch 3, den Durchlauf des von der Speise­ pumpe kommenden Niederdrucköls durch die Hauptpumpen selbst zu erzwingen, so daß nur die Ölmengen bei der Umsteuerung der Pumpen auf Saugen einer Richtungsänderung unterworfen sind, die sich innerhalb der Pumpen befinden.

Bei der zweiten Lösung wird zweckmäßig in jeder Nieder­ drucköl aus der Speisepumpe führenden Zweigleitung ein Rückschlagventil angeordnet.

Die zweite Lösung ermöglicht es, von mindestens einer der Hauptpumpen bei Rückzugsbewegungen Rücköl aus der Haupt­ pumpe den Rückzugszylinder der Presse zuzuführen, so daß sich ein Druckspeicher zur Aufrechterhaltung eines kon­ stanten Rückzug-Druckes erübrigt.

In der Zeichnung sind je ein Ausführungsbeispiel der beiden erfindungsgemäßen Lösungen schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Pressenantrieb mit drei Hauptpumpen gemäß der ersten Lösung, und

Fig. 2 einen Pressenantrieb mit drei Radialkolben­ pumpen als Hauptpumpen gemäß der zweiten Lösung.

In Fig. 1 und 2 erkennt man eine hydraulische Presse mit dem Hauptzylinder 1 und den beiden Rückzugszylindern 2, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus dem Druckspeicher 3 mit konstantem Flüssigkeitsdruck beauf­ schlagt sind. Den drei regelbaren und in der Förderrich­ tung umsteuerbaren Hauptpumpen 4 wird über eine Speise­ pumpe 5 aus dem Behälter 6 Niederdrucköl zugeführt, wobei die Speisepumpe 5 durch ein Rückschlagventil 7 abgesichert ist. Die gemeinsame Speiseleitung 9 für die Versorgung der Hauptpumpen 4 erstreckt sich in ihrer Länge zwischen dem Rückschlagventil 7 bzw. der Speisepumpe 5 einerseits und einem Vorspannventil 8 andererseits, das bei Preß­ bewegungen überschüssiges Niederdrucköl in den Behälter 6 einleitet und den erforderlichen Fülldruck in der gemein­ samen Speiseleitung 9 aufrechterhält. Von der gemeinsamen Speiseleitung 9 gehen Zweigleitungen 10 zu den Haupt­ pumpen 4 ab.

Indem die gemeinsame Speiseleitung 9 vom Rückschlagventil 7 bis zum Vorspannventil 8 an den Hauptpumpen 4 vorbeige­ führt ist, kann innerhalb der Zweigleitung 9 nur eine Strömungsrichtung von dem Rückschlagventil 7 bis zum Vor­ spannventil 8 vorliegen, auch wenn über die Zweigleitungen 10 beim Absaugen von Drucköl aus dem Hauptzylinder 1 der Presse Rücköl fließt, das von der Zweigleitung 9 aufge­ nommen wird. Die einzigen Rohrabschnitte, in denen je nach der Bewegungsrichtung der Presse eine Umkehr der Strömungs­ richtung eintritt, sind die Zweigleitungen 10, die demge­ mäß konstruktiv so kurz wie möglich ausgeführt werden, so daß die für die Umkehr der Strömungsrichtung erforder­ lichen Beschleunigungskräfte gering werden und die Hub­ frequenz nicht beeinträchtigen.

Da bei kurzen Arbeitshüben auch nur eine verhältnismäßig geringe Flüssigkeitsmenge durch die Hauptpumpen pendelt, begünstigt eine Verkürzung der Zweigleitungen 10 den Flüssigkeitsaustausch in den Hauptpumpen 4.

Die bei dem Ausführungsbeispiel der zweiten Lösung nach Fig. 2 verwendeten innen beaufschlagten Radialkolben-Pumpen als Hauptpumpen 4 a haben aus konstruktionsbedingten Grün­ den je zwei Bohrungen 11 und 12 für die Zufuhr des Nieder­ drucköls aus der Speisepumpe 5 und die Abfuhr des Rücköls nach der Umsteuerung der Pumpen auf Saugbewegungen aus dem Hauptzylinder 1 der Presse. Die gemeinsame Speiseleitung 9 für die Zuführung des Niederdrucköls aus der Speisepumpe 5 hat Zweigleitungen 13 mit eingebauten Rückschlagventilen 7, die jeweils an die Bohrungen 11 der Radialkolbenpumpen 4 a angeschlossen sind. Von den Bohrungen 12 der Haupt­ pumpen gehen Fortsetzungsleitungen 14 ab, die praktisch zur gemeinsamen Speiseleitung 9 gehören und zum Vorspann­ ventil 8 führen. Sowohl beim Pressen als auch bei Rück­ zugsbewegungen der Presse führen die Zweigleitungen 13 und die Fortsetzungsleitungen 14 überschüssiges Nieder­ drucköl aus den Hauptpumpen ausschließlich in einer Strö­ mungsrichtung. Nur die durch die Steuerzapfen der Radial­ kolbenpumpen 4 a fließende Ölmenge ist einer Richtungs­ änderung unterworfen.

Die überschüssiges Niederdrucköl oder Rücköl führende Fort­ setzungsleitung 14 a der in Fig. 2 links dargestellten Haupt­ pumpe 4 a ist über ein Steuerventil 15 wahlweise mit der zu den Rückzugszylindern 2 der Presse führenden Leitung 16 oder einer zum Eingang 18 für das Vorspannventil 8 führen­ den Leitung 17 verbindbar. In der dargestellten Schalt­ stellung "Stillstand" des Steuerventils 15 sind die Rück­ zugszylinder 2 über die Leitung 16 abgesperrt, d. h. die Hauptpumpen 4 a fördern kein Drucköl. Die zum Steuerventil 15 führende Fortsetzungsleitung 14 a führt somit überschüs­ siges Niederdrucköl, das bei der angegebenen Schaltstel­ lung über die Leitung 17 und das Vorspannventil 8 in den Behälter 6 gelangt. Die andere Schaltstellung des Steuer­ ventils 15 ist die Arbeitsstellung, in der die Leitung 17 abgesperrt ist und die Fortsetzungsleitung 14 a Rücköl führt, das beim Rückhub der Presse über die Leitung 16 als Drucköl in die Rückzugszylinder 2 gelangt oder beim Preß­ hub aus den Rückzugszylindern in den Hauptzylinder 1 ge­ pumpt wird. Das Steuerventil 15 mit den ihm zugeordneten Leitungen ersetzt den Druckspeicher für die Rückzugszylin­ der.

Claims (5)

1. Antrieb für eine hydraulische Presse mit hoher Hubfre­ quenz, insbesondere für eine Freiform-Schmiedepresse, bestehend aus mehreren parallel geschalteten, in ihrer Fördermenge stufenlos regelbaren und in der Förderrich­ tung umsteuerbaren Hauptpumpen, denen das Niederdrucköl aus einem Behälter durch eine Speisepumpe über eine allen Hauptpumpen gemeinsame Speiseleitung zugeführt wird, in der ein erforderlicher Fülldruck durch ein Vor­ spannventil aufrechterhalten wird, das überschüssiges Niederdrucköl oder nach einer Umsteuerung der Haupt­ pumpen Rücköl in den Behälter zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Speiseleitung (9) mit einem Ende an die Speisepumpe (5) und mit dem anderen Ende an das Vor­ spannventil (8) angeschlossen ist, und daß die von der gemeinsamen Speiseleitung zu den Hauptpumpen (4) führen­ den Zweigleitungen (10) so kurz wie möglich ausgeführt sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Speisepumpe (5) und der gemeinsamen Speise­ leitung (9) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist.

3. Antrieb für eine hydraulische Presse mit hoher Hubfre­ quenz, insbesondere für eine Freiform-Schmiedepresse, bestehend aus mehreren parallel geschalteten, in ihrer Fördermenge stufenlos regelbaren und in der Förder­ richtung umsteuerbaren Hauptpumpen, denen das Nieder­ drucköl aus einem Behälter durch eine Speisepumpe über eine allen Hauptpumpen gemeinsame Speiseleitung zuge­ führt wird, in der ein erforderlicher Fülldruck durch ein Vorspannventil aufrechterhalten wird, das über­ schüssiges Drucköl oder nach Umsteuerung der Haupt­ pumpen Rücköl in den Behälter zurückleitet, dadurch gekennzeichnet, daß als Hauptpumpen (4 a) innen beaufschlagte Radialkolbenpumpen verwendet sind, die jeweils zwei kommunizierende Eingangsbohrungen (11, 12) für die Zufuhr des Niederdrucköls aus der Speise­ pumpe (5) haben, daß die von der gemeinsamen Speise­ leitung (9) abgehenden Zweigleitungen (13) jeweils an eine der beiden Bohrungen (11) einer jeden Haupt­ pumpe angeschlossen sind, und daß von der jeweils anderen Bohrung (12) Fortsetzungsleitungen (14) der Speiseleitung zum Vorspannventil (8) abgehen.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Niederdrucköl aus der Speisepumpe (5) führenden Zweigleitung (13) ein Rückschlagventil (7) angeord­ net ist.

5. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssiges Niederdrucköl oder Rücköl führen­ de Fortsetzungsleitung (14 a) mindestens einer der Hauptpumpen (4 a) über ein Steuerventil (15) wahlwei­ se mit einer zu den Rückzugszylindern (2) der Pres­ se führenden Leitung (16) oder einer zum Eingang (18) für das Vorspannventil (8) führenden Leitung (17) verbindbar ist.