DE3712225A1 - Hydraulikpumpensystem - Google Patents
HydraulikpumpensystemInfo
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- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
Bei hydraulisch angetriebenen Pressen oder ähnlichen Einrichtungen, die
intermittierend arbeiten und im direkten Arbeitsweg sehr hohe Kräfte,
wie z.B. 5000 t oder 10 000 t oder mehr aufbringen müssen, ist einerseits
eine hohe Eilganggeschwindigkeit während des Einfahrens in die
Arbeitszone erwünscht, andererseits benötigt man bei einem Pumpen
druck einer Hochdruckpumpe von ca. 300 bar ganz beträchtliche
Kolbenquerschnitte zur Erzeugung der notwendigen Kraft. Daraus aber
ergeben sich sehr große Volumenströme für den Eilgang, wodurch Pumpen
mit entsprechender Förderleistung notwendig werden. Da aber Drücke
von 300 bar nur mit Kolbenpumpen erreichbar sind, war es notwendig zur
Erzielung der Förderleistung, entweder sehr große Pumpen zu bauen,
damit diese wegen derKavitationsgefahr langsam drehen konnten, oder
den Öltank mit 1 bis 4 bar vorzuspannen, so daß nun eine kleinere Pumpe
mit größerer Drehzahl arbeiten konnte. Da es sich jedoch notwendiger
weise um Pumpen mit veränderlicher Förderleistung handelte, mußte
eine, zu dem nicht konstante, Zeitverzögerung im Aufbau der Förder
leistung hingenommen werden.
Da aber die Eilgangbewegung mit geringer Kraft erfolgen konnte, hat
man auch für die Eilgangbewegung eine in ihrem Volumenstrom
veränderbare Flügelzellenpumpe eingesetzt, die größere Volumenströme
bei kleinerer Baugröße zuläßt. Zu Beginn der Arbeitsbewegung mußte
dann auf die Kolbenpumpe umgeschaltet werden. Nachteilig war, daß die
Antriebsmotore bei jedem Arbeitshub mit voller Leistung angefahren
werden mußten, so daß sehr starke Lastschwankungen im Netz auftraten.
Trotz der vorbeschriebenen Maßnahmen wurden die Kolbendurchmesser
der Arbeitszylinder zu groß, so daß höhere Drücke angestrebt wurden, die
jedoch noch größere Kolbenpumpen mit noch größerer Antriebsleistung
und damit noch größeren Lastschwankungen erforderten. Es wurden
deshalb Druckübersetzer verwendet, wobei mindestens dann, wenn der
hohe Druck notwendig wurde, die Kolbenpumpe oder die Kolbenpumpen
auf den Druckübersetzer geschaltet wurden. Jetzt wurden zwar die
gewünschten Drücke erreicht, so daß die Arbeitszylinder kleiner gebaut
werden konnten, aber der von der oder den Pumpen zu bewältigende
Volumenstrom, der während des Arbeitstaktes zu fördern war, ist, da ja
nun der Druckübersetzer versorgt werden muß, unverändert geblieben.
Unverändert sind damit auch die starken Lastschwankungen im Netz.
Hinzu kommt der Bauaufwand und Steueraufwand für den Drucküber
setzer.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Pumpensystem der
eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, das Drücke in einer
Größenordnung von 600 bar zuläßt, ohne hierzu einen Druckübersetzer zu
benötigen. Gleichzeitig soll die Schwankung der Netzbelastung verringert
werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Hydraulikpumpensystem
der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß mindestens eine
motorgetriebene und in ihrem Volumenstrom geführte Hochdruckpumpe
eingangsseitig mit einem Druckspeicher für Hochdruck verbunden ist, der
seinerseits für eine Aufladung mit der Ausgangsseite mindestens einer
motorgetriebenen Hochdruckpumpe verbunden ist. Hierdurch wird es
möglich, eine Hochdruckkolbenpumpe eingangsseitig bereits mit einem
Druck zu beliefern wie er unter üblichen Voraussetzungen dem
ausgangsseitigen Nenndruck dieser Pumpe entspricht. Hierdurch kann
ausgangsseitig ein Druck erreicht werden, der um die übliche Druck
differenz einer solcher Pumpe zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite
höher liegt als der eingangsseitig angelieferte Druck. Es sind damit z.B.
problemlos 600 bar und mehr erreichbar. Der Hochdruckspeicher
seinerseits kann von einer normalen Hochdruckkolbenpumpe gefüllt
werden. Das System kann in seinen Förderleistungen und Volumengrößen
so ausgelegt sein, daß die den Druckspeicher aufladende Hochdruck
pumpe kontinuierlich durchlaufen kann und somit eine etwa gleich
mäßige Grundlast über ihren Antriebsmotor dem energieversorgenden
Elektronetz abverlangt. Während des Eilgangbetriebes der Verbraucher
müssen die die Verbraucher versorgenden Hochdruckpumpen, die ja nun
als Höchstdruckpumpen arbeiten können, nicht mehr plötzlich den
gesamten großen Volumenstrom für die Eilgangbewegung fördern,
sondern es wird dieser Volumenstrom vielmehr vom aufgeladenen
Druckspeicher zur Verfügung gestellt, so daß die Höchstsdruckpumpen
während der Eilgangbewegung nur als Dosiereinrichtungen zur Regelung
der Eilgangsgeschwindigkeit arbeiten müssen. Lediglich in einer nur sehr
kurzen Arbeitsphase, also z.B. während eines Preßvorganges, der in der
Regel nur wenige Sekunden andauert, müssen die Pumpen Höchstdruck
liefern. Sie verlangen jedoch hierfür lediglich ihre übliche Leistung die
sie bei Hochdruck verbrauchen, weil ja die Druckdifferenz zwischen der
Eingangsseite und der Ausgangsseite nur der Hochdruckdifferenz
entspricht. Es müssen diese Pumpen auch nicht, wie bei Anwendung eines
Druckübersetzers, große Volumenströme unter Nenndruck fördern, so daß
nach der Erfindung auch aus diesem Grunde der Leistungsbedarf dieser
Pumpen und damit die Lastschwankung im Netz geringer ist.
Ausgestaltend ist dann nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die
eingangsseitig mit dem Druckspeicher verbundene Pumpe ausgangsseitig
mit einer Druckölsteuerung verbunden ist, die wahlweise eine Rückfüh
rung des Drucköls im Kurzschluß zur Eingangsseite auch bei vollem
Förderstrom oder eine Förderung des Öls zum Verbraucher erlaubt.
Hierdurch wird es sehr einfach möglich die jeweilige Pumpe bei vollem
Förderstrom und unter dem am Druckspeicher anstehenden Druck im
Kurzschluß fördern zu lassen, so daß die Pumpe stets volle Förderleistung
bereit hält und nicht erst auf volle Förderleistung hochgeregelt werden
muß. Dies ist mit nur geringen Wirkungsgradverlusten verbunden, weil im
Kurzschlußkreis ja kein nennenswertes Druckgefälle überwunden werden
muß.
Ergänzend ist dann nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß für die
Bedienung des Speichers eine unabhängige Pumpe vorgesehen ist. Es ist
grundsätzlich möglich den Druckspeicher während der Rücklaufzeit des
Verbrauchers von den dann nicht benötigten Höchstdruckpumpen durch
entsprechende Umschaltung füllen zu lassen, als auch den Druckspeicher
von einer hierfür vorgesehenen unabhängigen Hochdruckpumpe füllen zu
lassen. Letztere Möglichkeit ist günstiger, weil sie einen ansonsten
notwendigen Schaltaufwand vermeidet und eine optimalere Pumpenaus
legung mit dem dazugehörigen besseren Wirkungsgrad ermöglicht.
Es ist weiter nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die den Speicher
füllende Pumpe eine in Richtung Speicher nicht unterbrechbare
Verbindung mit diesem aufweist. Während des Betriebes wird daher von
dieser Hochdruckpumpe der Speicher ständig versorgt. Hierdurch wird die
gewünschte Grundlast gut erreicht und es wird durch die ständige
Versorgung des Speichers über die Pumpe die Entleerungszeit des
Speichers im Verbrauchsfalle vergrößert, so daß es sogar gelingen kann
den Speicher kleiner zu dimensionieren.
Auch wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Speicher so
dimensioniert ist, daß er sich frühestens während eines Arbeitsweges des
Verbrauchers entleert, wobei die ihn füllende Pumpe so bemessen ist, daß
sie den Speicher vor Beginn des nächsten Arbeitsweges wieder gefüllt
hat. Der Druckspeicher könnte zwar wegen des Dauerbetriebes der ihn
füllenden Pumpe auch kleiner bemessen sein, so daß er bereits entleert
ist, bevor der Arbeitstakt der Verbraucher beendet ist. Dies hätte jedoch
den Nachteil, daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Verbraucher nicht mehr
im Rahmen der Notwendigkeiten frei wählbar und einstellbar wäre,
sondern vielmehr von der Förderleistung der den Speicher füllenden
Pumpe abhängen würde. Wendet man gar sinnvollerweise eine selbstre
gelnde Nullhubpumpe zur Versorgung des Druckspeichers an, so geht im
Hochdruckbreich die Förderleistung dieser Pumpe gegen Null, so daß das
Ergebnis eines zu klein bemessenen Druckspeichers entweder ein zu
niedriger Druck im Höchstdruckteil oder ein zu niedriger Volumenstrom
sein könnte. Der Druckspeicher sollte weiter so bemessen sein, daß der
Druckabfall auf der Gasseite bei Entleerung des Speichers nicht mehr als
10% des Ausgangsdruckes beträgt.
Weiter ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß mehrere
unabhängige Pumpen mit ihrer Eingangsseite je mit einem Druckspeicher
verbunden sind. Es kann sinnvoll sein, jedem einzelnen Verbraucher eine
separate Höchstdruckpumpe zuzuordnen, wobei die jeweils verlangten
Drücke jedoch durchaus unterschiedlich sein können. Hierbei ist es
denkbar, alle diese Pumpen eingangsseitig mit einem einzigen ausrei
chend dimensionierten Druckspeicher zu verbinden, der mit einem Druck,
der dem höchsten Druckbedarf entspricht, aufgefüllt ist und dessen
Verbindungen mit der Eingangsseite zu den einzelnen Pumpen ein
Druckminderventil aufweisen, das den Druck auf den Pumpenbedarf
mindert. Es ist aber ebensogut möglich jede einzelne dieser Pumpen mit
einem unabhängigen Druckspeicher eingangsseitig zu verbinden, wobei
jeder dieser Druckspeicher dann mit einem Druck aufgeladen ist, der
dem Pumpenbedarf entspricht. Hierbei können alle Druckspeicher wieder
von einer gemeinsamen Pumpe, ggfls. über Druckminderventile, gefüllt
werden als auch jeweils einzeln eine Pumpe zur Füllung aufweisen.
Schließlich ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß außerhalb
der Zeit der Eilgangbewegung ein vom Hochdruckspeicher unabhängiger
Druckspeicher gefüllt wird, um die für den Eilgang notwendige Ölmenge
mit niedrigem Druck zur Verfügung zu stellen. Der Hochdruckspeicher
und die zugehörige Hochdruckfüllpumpe kann hierdurch kleiner bemessen
werden.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert werden.
Der Schaltplan nach Fig. 1 ist aufgeteilt in das Hydraulikpumpensystem
1 einerseits und in Verbraucher 2 andererseits. Im Ausführungsbeispiel
sind als Verbraucher 2 zwei übliche Hydraulikzylinder 10 und 11
dargestellt, die arbeitsseitig mit den Höchstdruckanschlüssen 12 und 13
versehen sind. Die Anschlüsse für den Rückhub sind mit Py bezeichnet.
Das Hydraulikpumpensystem weist im Ausführungsbeispiel zwei Hoch
druckpumpen 3 und 4 auf, die von einem gemeinsamen Elektromotor 14,
ausgebildet als Drehstrommotor, angetrieben werden. Beide Pumpen sind
in ihrem Volumenstrom regelbar, so daß über eine hier nicht näher
dargestellte Steuereinrichtung von außen das Fördervolumen dieser
Pumpen in gewünschter Weise durch Beeinflussung der Stelleinrichtungen
33 geregelt werden kann, so daß auch die Arbeitsgeschwindigkeit der
Hydraulikzylinder 10 und 11 geregelt werden kann. Ausgangsseitig weist
die Hochdruckpumpe 4 eine Druckölsteuerung 8 und die Hochdruckpumpe
3 eine Druckölsteuerung 7 auf, die es ermöglicht, das Drucköl zwischen
Eingangsseite und Ausgangsseite der jeweiligen Pumpe im Kurzschluß mit
dem jeweils eingestellten Fördervolumen rundzuführen. Es kann aber
auch wahlweise und außerordentlich schnell der gesamte eingestellte
Förderstrom durch Unterbrechung des Kurzschlußkreises jeweils dem
Verbraucher zugeführt werden. Hierzu weist jede Druckölsteuerung 7 und
8 jeweils zwei Sperrventile 16 und 17 bzw. 18 und 19 auf. Die
gezeichnete Schaltstellung entspricht dem Kurzschlußkreis. Hierzu ist das
Sperrventil 16 bzw. 18 geschlossen und das Sperrventil 17 bzw. 19
geöffnet, so daß das von der jeweiligen Pumpe 4 bzw. 3 kommende
Drucköl das Ventil 17 bzw. 19 durchströmen und über die Kurzschluß
leitung 20 bzw. 21 zurück zur Pumpeneingangsseite fließen kann. ln
dieser Schaltstellung kann die jeweilige Pumpe ihr eingestelltes
Fördervolumen ohne nennenswerten Druckabfall und damit ohne
nennenswerten Leistungsbedarf rundpumpen. Es können aber auch mit
sehr hoher Geschwindigkeit die Verbraucher 2 mit dem gesamten
eingestellten Volumenstrom dadurch beaufschlagt werden, daß jeweils die
Sperrventile 17 bzw. 19 geschlossen und die Sperrventile 16 bzw. 18
geöffnet werden. Hierdurch ist der Kurzschlußkreis unterbrochen und der
volle Förderstrom fließt durch das Ventil 16 bzw. 18 sofort zum
zugeordneten Verbraucher. Ein Hochregeln der jeweiligen Hochdruck
pumpe auf die gewünschte Förderleistung entfällt.
Eingangsseitig sind die Hochdruckpumpen 3 und 4 über eine gemeinsame
Leitung 24 mit einem Druckspeicher 5 für Hochdruck verbunden. Zur
Füllung ist dieser Druckspeicher 5 über eine Verbindungsleitung 9 mit
einer entsprechend ausgelegten Hochdruckpumpe 6 verbunden, die
ihrerseits von einem Elektromotor 15 angetrieben wird. Auch die Pumpe
6 ist eine Hochdruckpumpe, so daß auch der Druckspeicher 5 mit
Hochdruck, also beispielsweise mit 200 bis 300 bar, aufgeladen werden
kann. Vorzugsweise ist der Druckspeicher 5 als Kolbenspeicher
ausgebildet, dessen dem Drucköl abgewandte Kolbenseite des Kolbens 25
unter dem entsprechenden Gasdruck eines Gassystems 22 steht. Wird das
Gassystem 22 großvolumig ausgelegt, so gelingt es, über nahezu den
gesamten Kolbenhub des Kolbens 25 den Druck des Druckspeichers 5
nahezu konstant zu halten. Hierzu ist es denkbar als Gassystem 22 eine
Batterie parallel geschalteter Gasflaschen 26 einzusetzen. Es sollte ein
maximaler Druckabfall von 10% des Ausgangsdruckes angestrebt werden.
In der Darstellung nach Fig. 1 ist der Druckspeicher 5 jedoch so
ausgelegt, daß die Gasseite innerhalb des Hochdruckspeichers 5 ein
ausreichendes Volumen aufweist. Die noch dargestellten Gasflaschen 26 a
und 26 b dienen lediglich der Druckveränderung im Gasraum des
Hochdruckspeichers 5. Es ist nämlich sinnvoll, abhängig vom gewünschten
maximalen Ausgangsdruck der Hochdruckpumpen 4 und 3, diese Pumpen
mit einem entsprechend angepaßten Eingangsdruck zu versorgen. Hierzu
aber kann es zweckmäßig sein den Druck im Gasraum des Hochdruck
speichers 5 entsprechend anzupassen. Das dort verwendete Gas kann
beispielsweise Stickstoff sein. Um eine Druckanpassung zu erreichen
müßte entweder Stickstoff abgelassen werden, der damit verloren wäre,
oder es müßte Stickstoff hinzugepumpt werden, der bei der nächsten
Druckabsenkung verloren geht. Um hier ohne Verlust an Druckgas
(Stickstoff) einen notwendigen Ausgleich rasch schaffen zu können, sind
die Gasflaschen 26 a und 26 b vorgesehen und entsprechend miteinander
verschaltet. Obwohl ein solches System Stand der Technik ist, soll zum
besseren Verständnis die Funktionsweise kurz erläutert werden. Im
Ausführungsbeispiel ist die Gasflasche 26 a vorgesehen um eine
Druckerhöhung im Gasraum des Hochdruckspeichers 5 zu bewirken, und
die Gasflasche 26 b ist vorgesehen um eine entsprechende Druckabsenk
ung zu bewirken. Die beiden Gasflaschen 26 a und 26 b sind über ein
gemeinsames Verteilerventil und eine nicht näher bezeichnete Leitung
mit dem Gasraum des Hochdruckspeichers 5 verbindbar. Das genannte
Verteilerventil kann den Gasraum des Hochdruckspeichers wahlweises mit
der Gasflasche 26 a oder 26 b verbinden. In dieser Verbindungsleitung
zwischen Verteilerventil und zugeordneter Gasflasche ist jeweils ein
Druckregelventil angeordnet. Soll nun der Druck im Gasraum des
Hochdruckspeichers 5 abgesenkt werden, so wird dieser Gasraum einfach
über das genannte Verteilerventil mit der Gasflasche 26 b verbunden so
lange, bis so viel Gas in die Gasflasche 26 b, die einen entsprechend
niedrigen Druck in ihrer Ausgangssituation aufweist, abgeflossen ist, daß
im Gasraum des Hochdruckspeichers 5 der gewünschte Druck herrscht.
Dann wird das genannte Verteilerventil wieder geschlossen. Soll nun der
Druck im Gasraum des Hochdruckspeichers 5 erhöht werden, so wird die
Gasflasche 26 a über das genannte Verteilerventil mit dem Gasraum des
Hochdruckspeichers 5 verbunden und es strömt aus der Gasflasche 26 a
Stickstoff in den Gasraum des Druckspeichers 5 und erhöht so dort in
gewünschter Weise den Druck. Reicht hierfür der Inhalt der Gasflasche
26 a nicht aus, so wird einfach über eine zugeordnete Kolbenpumpe
Stickstoff aus der Gasflasche 26 b in die Gasflasche 26 a umgepumpt.
Hierzu kann eine unterhalb der Gasflasche 26 b dargestellte Kolbenpumpe
vorgesehen sein, die vom Potential Pz einer Hilfspumpe 34 angetrieben
werden kann. Es gelingt auf diese Art und Weise mit einem festvorge
gebenen Vorrat an Stickstoff jeden gewünschten Vorspanndruck im
Gasraum des Hochdruckspeichers 5 herzustellen.
Um Motor 15 und Hochdruckpumpe 6 in ihren äußeren Abmessungen klein
zu halten wird angestrebt eine schnellaufende Hochdruckpumpe 6 zu
verwenden, die bei vorgegebenem Fördervolumen daher kleiner als eine
langsamer laufende Pumpe gebaut werden kann. Gleiches gilt für den
Elektromotor 15.
Der Elektromotor 15 treibt weiter noch eine Hilfspumpe 34 die, ebenso
wie die Hochdruckpumpe 6, über eine Stelleinrichtung 33′ in ihrem
Volumenstrom regelbar ist. Diese Hilfspumpe 34 ist angeschlossen an den
Modulblock 28, der für die Verteilung des Öls für verschiedene
Hilfsfunktionen zuständig ist. So wird von dem Modulblock 28 das
Potential Py für die Rückführung der Hydraulikzylinder 10 und 11
entnommen. Mit dem Potential Pz wird die Kolbenpumpe für die
Gasflaschen 26 a und 26 b betrieben und mit dem Potential Px wird ein
nicht näher bezeichneter Druckspeicher gefüllt, dessen Füllmenge für die
Eilgangbewegung der Hydraulikzylinder 10 und 11 abgefordert wird. Der
Modulblock 28 kann hier beliebig erweitert werden.
Es ist in der Verschaltung nach Fig. 1 noch zu beachten, daß die
Motoren 14 und 15 mechanisch völlig unabhängig voneinander sind.
Werden daher die Pumpen 3 und 4 aus dem Hochdruckspeicher 5 mit
einem Volumen beaufschlagt, das einen nicht benötigten Druck aufweist,
so werden ja die Pumpen 3 und 4 als Motore betrieben und es wird daher
in einem solchen Fall der Motor 14 als Generator betrieben. Er könnte
jetzt elektrisch so verschaltet werden, daß die von ihm abgegebene
Energie dem Motor 15 zugeführt wird, der mit dieser Energie für eine
Nachladung des Hochdruckspeichers 5 sorgen kann. Eine solche
elektrische Verschaltung ist jedoch nicht zwingend. Fig. 2 zeigt als
Beispiel eine Möglichkeit, bei der der Motor 14 so ausgelegt ist, daß er
alle Pumpen 3 und 4 sowie 6 und 34 antreiben kann. Dies ist in Fig. 2
dadurch symbolisiert, daß der Motor das Bezugszeichen 14 und zuzüglich
in Klammern das Bezugszeichen des Motors 15 trägt. Während nach wie
vor von diesem Motor die Pumpen 3 und 4 als Hochdruckpumpen direkt
angetrieben werden, werden die Pumpen 6 und 34 über ein nicht näher
bezeichnetes Stirnradgetriebe vom Motor 14 getrieben. Arbeiten nun die
Pumpen 3 und 4 als Motore, so wird hierdurch der Motor 14 direkt
entlastet und über das Stirnradgetriebe Überschußenergie für den
Antrieb der Pumpen 6 und 34 verwendet.
Im Ausführungsbeispiel ist für beide Pumpen 3 und 4 eingangsseitig
gemeinsam nur ein Druckspeicher 5 vorgesehen. Selbstverständlich ist es
auch möglich jeder Pumpe 3 bzw. 4 einen Druckspeicher 5 zuzuordnen.
Ebenso ist es möglich mehr als zwei Pumpen 3 bzw. 4 vorzusehen oder
auch nur eine solche Pumpe anzuordnen.
Sind mehrere Druckspeicher 5 vorhanden, so können diese auch
gemeinsam von einer Pumpe 6 gefüllt werden. Es kann jedoch auch jedem
der vorhandenen Druckspeicher 5 eine Pumpe 6 zur Füllung zugeordnet
werden. Bei ausreichender Dimensionierung des Gasraumes kann der
Druckspeicher 5 hinter dem Kolben 25 auch ein geschlossenes Gassystem
aufweisen.
Während des Betriebes läuft die Hochdruckpumpe 6 ununterbrochen
durch, so daß der Motor 15 in seinem Leistungsverbrauch eine Grundlast
für das betriebliche Elektronetz bildet. Die Hochdruckpumpe 6 füllt
hierbei den Druckspeicher 5 auf, bis dieser mit dem gewünschten Druck
vollständig gefüllt ist und hierbei als Druck beispielsweise 300 bar
aufweist. Währenddessen können die Hochdruckpumpen 3 und 4 in der
dargestellten Schaltstellung mit dem zu Beginn eines Arbeitstaktes
gewünschten Ölstrom diesen Ölstrom im Kurzschluß umpumpen.
Druckspeicher 5 und Hochdruckpumpe 6 sind vorzugsweise so bemessen,
daß die Hochdruckpumpe 6 den Druckspeicher 5 zwischen zwei Arbeits
takten wieder mit dem notwendigen Volumen und dem gewünschten
Druck füllen kann. Das Volumen des Druckspeichers 5 ist hierbei so
ausgelegt, daß es während des Arbeitstaktes bei gleichzeitigem
dauerndem Nachfördern der Pumpe 6 höchstens vollständig verbraucht
wird, so daß der Kolben 25 seine der Leerstellung entsprechende Endlage
höchstens erreicht.
Ist der Druckspeicher 5 gefüllt und das zu Beginn eines Arbeitstaktes
gewünschte Fördervolumen an den Pumpen 3 und/oder 4 eingestellt und
wird dieses im Kurzschluß umgepumpt, so kann nun der Arbeitstakt
beginnen in dem die Sperrventile 17 bzw. 19 geschlossen und die anderen
Sperrventile 16 bzw. 18 geöffnet werden. Die Verbraucher 2 fahren nun
in Richtung Arbeitsposition. Dies kann im Eilgang geschehen. Für die
Eilgangbewegung ist ein wesentlich geringerer Druck notwendig als der
im Druckspeicher 5 vorhandene Druck. Die Eilganggeschwindigkeit wird
hierbei von der eingestellten Förderleitstung der Pumpen 3 und 4
bestimmt, die jetzt wegen des eingangsseitigen Überdruckes als Motoren
arbeiten und daher bei Bedarf den Motor 14 als Generator arbeiten
lassen können. Gegen Ende der Eilgangbewegung erfolgt der Arbeitshub,
beispielsweise das Stauchen eines Werkstückes. Hierzu wird bis zum
Erreichen der Endlage eine wachsende Kraft benötigt und es ist hierbei
gleichzeitig erwünscht, trotz der wachsenden Kraft die Verformungsge
schwindigkeit genau zu kontrollieren. Um die notwendige Kraft
aufzubringen, ist ein erheblich höherer Druck als 300 bar erforderlich. Es
wird daher der vom Druckspeicher 5 an den Eingangsseiten der Pumpen
3 und 4 bereitgestellte Druck in den Pumpen 3 und 4 entsprechend
erhöht und es wird hierbei gleichzeitig das Fördervolumen der Pumpen 3
und 4 in gewünschter Weise geregelt. Ein Druckübersetzer kann somit
entfallen und es entfällt damit auch die Geschwindigkeitsverzögerung,
die durch die Anwendung eines Druckübersetzers erzwungen wird. lm
Bereich des Höchstdruckes ist das den Pumpen 3 und 4 abverlangte
Fördervolumen nur noch relativ gering und wird nur für sehr kurze Zeit
benötigt. Die vom Motor 14 aus dem Betriebsnetz entnommene Leistung
ist daher vergleichsweise gering. Damit gelingt es insgesamt mit
üblichen Hochdruckpumpen Drücke von 600 bar und mehr ohne die
Benutzung eines Druckübersetzers zu erreichen, wobei das erfindungs
gemäße Hydraulikpumpensystem eine außerordentlich schnelle Ansprech
zeit aufweist. Hierbei kann es sehr schnell große Volumenströme bei
hohem Druck zur Verfügung stellen ohne hierdurch stark schwankende
Netzbelastungen zu erzeugen.
- Liste der verwendeten Bezugszeichen:
1 Hydraulikpumpensystem
2 Verbraucher
3 Hochdruckpumpe
4 Hochdruckpumpe
5 Druckspeicher
6 Hochdruckpumpe
7 Druckölsteuerung
8 Druckölsteuerung
9 Verbindung
10 Hydraulikzylinder
11 Hydraulikzylinder
12 Höchstdruckanschluß
13 Höchstdruckanschluß
14 Motor
15 Motor
16 Sperrventil
17 Sperrventil
18 Sperrventil
19 Sperrventil
20 Kurzschlußleitung
21 Kurzschlußleitung
22 Gassystem
23 Druckluftsystem
24 Leitung
25 Kolben
26 a Gasflasche
26 b Gasflasche
27 Tank
28 Modulblock
29 Leitung
30 Leitung
31 Sicherheitsventil
32 unbenutzt
33 Stelleinrichtung
33′ Stelleinrichtung
34 Hilfspumpe
Claims (7)
1. Hydraulikpumpensystem zur Versorgung eines intermittierend
arbeitenden Verbrauchers mit Drucköl auf der Arbeitsseite, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine motorgetriebene und in ihrem
Volumenstrom geführte Hochdruckpumpe (3, 4) eingangsseitig mit
einem Druckspeicher (5) für Hochdruck verbunden ist, der seinerseits
für eine Aufladung mit der Ausgangsseite mindestens einer
motorgetriebenen Hochdruckpumpe (6) verbunden ist.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangs
seitig mit dem Druckspeicher (5) verbundene Pumpe (3, 4) ausgangs
seitig mit einer Druckölsteuerung (7, 8) verbunden ist, die wahlweise
eine Rückführung des Drucköls im Kurzschluß zur Eingangsseite,
auch bei vollem Förderstrom, oder eine Förderung des Öls zum
Verbraucher (2) erlaubt.
3. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß für die Bedienung des Speichers (5) eine
unabhängige Pumpe (6) vorgesehen ist.
4. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die den Speicher (5) füllende Pumpe (6) eine in
Richtung Speicher (5) nicht unterbrechbare Verbindung (9) mit
diesem aufweist.
5. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Speicher (5) so dimensioniert ist, daß er sich
frühestens während eines Arbeitsweges des Verbrauchers (2) entleert,
wobei die ihn füllende Pumpe (6) so bemessen ist, daß sie den
Speicher (5) vor Beginn des nächsten Arbeitsweges wieder gefüllt
hat.
6. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere unabhängige Pumpen (3, 4) mit ihrer
Eingangsseite je mit einem Druckspeicher (5) verbunden sind.
7. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß außerhalb der Zeit der Eilgangbewegung ein
vom Hochdruckspeicher (5) unabhängiger Druckspeicher gefüllt wird,
um die für den Eilgang notwendige Ölmenge mit niedrigem Druck
zur Verfügung zu stellen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873712225 DE3712225A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Hydraulikpumpensystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873712225 DE3712225A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Hydraulikpumpensystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3712225A1 true DE3712225A1 (de) | 1988-10-27 |
Family
ID=6325354
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873712225 Ceased DE3712225A1 (de) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | Hydraulikpumpensystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3712225A1 (de) |
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