DE4036564A1

DE4036564A1 - Hydraulic system for control of press RAM - provides fast approach with high forming load by use of nested cylinders controlled by multiway proportional valve

Info

Publication number: DE4036564A1
Application number: DE19904036564
Authority: DE
Inventors: Heinz Ing Grad Walter; Gert Dipl Ing Stockbauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-05-21

Abstract

The upward stroking press ram is the piston (14) of a differential cylinder (11) having working chambers (16) and (17). Inside a central blind bore of the piston is a plunger (19) fastened to the bottom cover of the cylinder (11); this constitutes in effect an integral second cylinder with a third working chamber (21) at the upper end. The admission of hydraulic oil to the three working chambers is controlled by a 4/5 proportional control valve (24) whose spool position is determined by an electronic controller (34). Transducers (56) and (33) provide feedback signals of ram position and system pressure. Para movement of the spool of valve (24) in response to the controller provides both proportional and directional control, enabling a complex programme of ram travel, velocity and pressure to be produced. Rapid approach is achieved by admitting oil to chamber (21) above the plungers. To produce a high forming pressure at the end of rapid approach pressurised oil is switched to chamber (16), so that the combined effort of the integral cylinders becomes available. USE/ADVANTAGE - Can be applied to various types of hydraulic press. Simple hydraulic circuit involving relatively few components.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Einrichtung zur Steu erung eines Arbeitszylinders einer Presse nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher angegebenen Gattung.The invention relates to a hydraulic control device a cylinder of a press according to that in the preamble of claim 1 specified genus.

Es ist schon eine solche hydraulische Einrichtung für eine Pressen steuerung aus der US-PS 45 24 582 bekannt, bei welcher der zum Pres sen verwendete Arbeitszylinder aus einem Differentialzylinder mit integriertem Plungerzylinder besteht. Dieser Arbeitszylinder hat drei Anschlüsse und dementsprechend drei unterschiedlich große wirksame Druckflächen, wobei bei einem Umschalten von Eilgang vor wärts auf Pressen mit Hilfe eines Wegeventils eine große Druckfläche zuschaltbar ist. Ferner ist eine Saugleitung mit einem steuerbaren Sperrventil vorgesehen, über welche beim Eilgang vorwärts Druckmit tel aus dem Tank in einen der großen Druckfläche am Kolben zugeord neten Druckraum nachsaugbar ist. Ferner sind auch einen Ringraum absichernde Vorspannventile vorgesehen. Ferner ist neben einem Lage sensor am Preßkolben ein den Druck bei Vorwärtsbewegung abgreifen der Drucksensor vorhanden, deren Signale in einem Prozessor verar beitet werden, um eine Steuerung des pressen-Zylinders nach Druck, Position und Geschwindigkeit zu erreichen. Für diese Pressensteue rung sind nun umfangreiche Ventilmittel vorgesehen, mit deren Hilfe die Ströme aus einer Hochdruckpumpe und einer Niederdruckpumpe ein zeln oder in kombinierter Weise verarbeitet werden. Die unterschied lichen Druckmittelströme in Verbindung mit den drei verschieden großen wirksamen Druckflächen im Arbeitszylinder erlauben wenigstens acht unterschiedliche Schaltzustände, um den unterschiedlichen An forderungen in der Pressensteuerung hinsichtlich Geschwindigkeit, Richtung, Drücke nachzukommen. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist nun, daß die Ventilmittel einen sehr hohen Bauaufwand erfordern, wo bei fünf Ventilbaugruppen teilweise mit Druckventilen versehen, vor gesehen sind. Jede der Ventilbaugruppen ist zweistufig ausgeführt, mit einem Cartridgeventil als Hauptstufe, um auf diese Weise Wege, Ströme und Drücke steuern zu können. Vor allem ist es ungünstig, daß trotz dieses Aufwandes an Ventilmittel im Arbeitszylinder selbst keine stetige Drucksteuerung bzw. Druckregelung möglich ist.It is already such a hydraulic device for a press control known from US-PS 45 24 582, in which the Pres sen used cylinder from a differential cylinder integrated plunger cylinder. This working cylinder has three connections and accordingly three different sizes effective printing areas, with a switch from rapid to forward on presses with the help of a directional valve a large pressure area is switchable. Furthermore, a suction line with a controllable Shut-off valve is provided, via which pressure with the fast forward tel from the tank into one of the large pressure areas on the piston Neten pressure chamber can be sucked up. There is also an annulus securing bias valves are provided. Furthermore, next to a location on the plunger, tap the pressure when moving forward the pressure sensor is present, the signals of which were processed in a processor be prepared to control the press cylinder after pressure, Achieve position and speed. For this press tax extensive valve means are now provided, with their help the flows from a high pressure pump and a low pressure pump individually or in a combined manner. The difference Liche pressure medium flows in connection with the three different at least allow large effective pressure areas in the working cylinder eight different switching states to match the different press control requirements regarding speed, Direction to comply with pressures. The disadvantage of this facility is now that the valve means require a very large amount of construction where with five valve assemblies partially provided with pressure valves are seen. Each of the valve assemblies is designed in two stages, with a cartridge valve as the main stage, in order to To be able to control flows and pressures. Above all, it is unfavorable that despite this expenditure on valve means in the working cylinder itself no constant pressure control or pressure regulation is possible.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine hydraulische Pressensteuerung mit einem Minimum an Geräten durchführbar ist. Ent sprechend der jeweiligen Umformtechnologie, die bei der Verarbeitung von Kunststoffen oder Metall unterschiedlich sein kann, lassen sich wichtige Prozeßgrößen wie Wege, Geschwindigkeit, Kräfte bzw. Druck in relativ einfacher Weise steuern bzw. regeln. Insbesondere lassen sich dabei unterschiedlichste Druckprofile ansteuern. Auch die Sicherheitsvorschriften bei Pressen können mit dieser Einrichtung verhältnismäßig leicht erfüllt werden. Zudem läßt sich die Einrich tung einfach auf unterschiedliche Pressenbauarten anwenden, wie dies zum Beispiel bei einer Oberkolbenpresse bzw. einer Unterkolbenpresse der Fall ist. Weiterhin läßt sich die Einrichtung relativ leicht an zusätzliche Anforderungen wie zum Beispiel Leckagereduzierung oder Regelverhalten anpassen. The device according to the invention with the characteristic features of claim 1 has the advantage that a hydraulic Press control can be carried out with a minimum of equipment. Ent speaking of the respective forming technology used in processing of plastics or metal can be different important process variables such as paths, speed, forces or pressure control or regulate in a relatively simple manner. In particular let control different pressure profiles. Also the Safety regulations for presses can be done with this facility can be fulfilled relatively easily. In addition, the Einrich just apply it to different press types like this for example with an upper piston press or a lower piston press the case is. Furthermore, the device can be relatively easily additional requirements such as leakage reduction or Adjust control behavior.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.The measures listed in the subclaims provide for partial training and improvements in the main claim specified facility possible.

drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate

Fig. 1 eine hydraulische Einrichtung zur Steuerung eines Arbeitszylinders einer Presse in einer Bauart als Unterkolbenpresse in stark vereinfachter Darstellung und Fig. 1 is a hydraulic device for controlling a working cylinder of a press in a design as a lower piston press in a highly simplified representation and

Fig. 2 eine zweite Einrich tung für eine Oberkolbenpresse. Fig. 2 shows a second Einrich device for an upper piston press.

Description of the embodiments

Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Einrichtung 10 zur Steuerung ei nes Arbeitszylinders 11 einer Presse, welche ihrer Art nach als Un terkolbenpresse ausgebildet ist. Fig. 1 shows a hydraulic device 10 for controlling egg NES cylinder 11 of a press, which is designed in its nature as Un terkolbenpresse.

Der Arbeitszylinder 11 selbst besteht aus einem Differentialzylinder 12 und einem integrierten Plungerzylinder 13. Dazu weist der Diffe rentialzylinder 12 einen Kolben 14 auf, der als Preßstempel in der Presse verwendbar ist und der mit einer großen Druckfläche 15 einen zugeordneten Arbeitsraum 16 begrenzt. Im Differentialzylinder 12 ist durch den Kolben 14 vom Arbeitsraum 16 ein Ringraum 17 getrennt, der eine demgegenüber kleinere wirksame Ringfläche 18 aufweist. Eine in den Kolben 14 ragende, gehäusefeste, zylindrische Säule 19 begrenzt eine Druckkammer 21, welche einen Teil des Plungerzylinders 13 bildet. The working cylinder 11 itself consists of a differential cylinder 12 and an integrated plunger cylinder 13 . For this purpose, the differential cylinder 12 has a piston 14 which can be used as a press ram in the press and which, with a large pressure area 15, delimits an associated working space 16 . In the differential cylinder 12 , an annular space 17 is separated from the working space 16 by the piston 14 , which has a smaller effective annular surface 18 . A cylindrical column 19 projecting into the piston 14 and fixed to the housing delimits a pressure chamber 21 which forms part of the plunger cylinder 13 .

Von dieser Druckkammer 21 im Plungerzylinder 13 führt eine erste Zweigleitung 22 zu einem mit A bezeichneten ersten Arbeitsanschluß 23 eines Regelventils 24. In diese erste Zweigleitung 22 ist ferner ein Vorspannventil 25 sowie ein dazu paralleles Rückschlagventil 26, das zur Druckkammer 21 hin öffnet, geschaltet. Parallel zur ersten Zweigleitung 22 führt eine zweite Zweigleitung 27 von dem ersten Arbeitsanschluß 23 zum Arbeitszylinder 11, wobei diese zweite Zweig leitung 27 über ein 4/2-Wegeventil 28 in den Arbeitsraum 16 des Dif ferentialzylinders 12 geführt ist. Beide Zweigleitungen 22 und 27 zusammen bilden eine erste Arbeitsleitung 29, über welche eine Vor wärtsbewegung des Kolbens 14, also ein Ausfahren des Kolbens 14 im Arbeitszylinder 11 steuerbar ist.From this pressure chamber 21 in the plunger cylinder 13 , a first branch line 22 leads to a first working connection 23, designated A, of a control valve 24 . In this first branch line 22 , a biasing valve 25 and a parallel check valve 26 , which opens towards the pressure chamber 21 , are also connected. Parallel to the first branch line 22 leads a second branch line 27 from the first working connection 23 to the working cylinder 11 , this second branch line 27 being guided via a 4/2-way valve 28 into the working space 16 of the dif ferential cylinder 12 . Both branch lines 22 and 27 together form a first working line 29 , via which a forward movement of the piston 14 , that is, an extension of the piston 14 in the working cylinder 11 is controllable.

Das 4/2-Wegeventil 28 ist ein magnetbetätigtes, schaltendes Ventil, das in einer federzentrierten Ausgangsstellung 31 die zweite Zweig leitung 27 unterbricht und in seiner ausgelenkten Ein-Stellung 32 diese Zweigleitung 27 aufsteuert. Der Druck in der ersten Arbeits leitung 29 wird im Bereich zwischen Regelventil 24 und Vorspannven til 25 von einem elektrohydraulischen Drucksensor 33 abgefühlt, der seine elektrischen Ausgangssignale an eine elektronische Steuerung 34 weitergibt.The 4/2-way valve 28 is a solenoid-actuated, switching valve that interrupts the second branch line 27 in a spring-centered starting position 31 and opens this branch line 27 in its deflected on position 32 . The pressure in the first working line 29 is sensed in the area between the control valve 24 and preload valve 25 by an electrohydraulic pressure sensor 33 , which transmits its electrical output signals to an electronic control 34 .

Vom Arbeitsraum 16 des Differentialzylinders 12 führt ferner eine Saugleitung 35 zu einem Tank 36, wobei in diese Saugleitung 35 ein elektrohydraulisch vorgesteuertes Sperrventil 37 geschaltet ist. Der Ringraum 17 im Arbeitszylinder 11 ist über eine zweite Arbeits leitung 38 mit einem zweiten, mit B bezeichneten Arbeitsanschluß 39 des Regelventils 24 verbunden. A suction line 35 also leads from the working space 16 of the differential cylinder 12 to a tank 36 , an electrohydraulically pilot-operated check valve 37 being connected to this suction line 35 . The annular space 17 in the working cylinder 11 is connected via a second working line 38 to a second, designated B working port 39 of the control valve 24 .

Das Regelventil 24 weist ferner einen mit P bezeichneten Zulaufan schluß 41 auf, der von einer Druckmittelquelle 42 über eine Zulauf leitung 43 mit Druckmittel versorgbar ist. Ein mit T bezeichneter Rücklaufanschluß 44 am Regelventil 24 ist über eine Rücklaufleitung 45 zum Tank 36 entlastbar. Zur Erfüllung der Sicherheitsvorschriften bei Pressen ist in die Zulaufleitung 43 und in die Rücklaufleitung 45 ein 4/2-Sicherungsventil 46 geschaltet.The control valve 24 also has an inlet 41 designated P, which can be supplied with pressure medium from a pressure medium source 42 via an inlet line 43 . A return connection 44, designated T, on the control valve 24 can be relieved via a return line 45 to the tank 36 . A 4/2-safety valve 46 is connected to the supply line 43 and the return line 45 to meet the safety regulations for presses.

Das Regelventil 24 ist als stetig arbeitendes, direkt gesteuertes Proportionalventil ausgebildet, das in vereinfachter Weise als 4/5-Wegeventil dargestellt ist und sich zur Steuerung von Richtung, Geschwindigkeit und Druck im Arbeitszylinder 11 eignet. Das Propor tionalventil 24 weist einen Steuerschieber 47 auf, der von einem Proportionalmagnet 48 gegen die Kraft einer Feder 49 auslenkbar ist. Der Steuerschieber 47 nimmt in der federzentrierten, dargestellten Lage eine erste Arbeitsstellung 51 ein, in welcher der Zulaufan schluß 41 mit dem zweiten Arbeitsanschluß 39 und der erste Arbeits anschluß 23 mit dem Rücklaufanschluß 44 verbunden sind. In einer zweiten Arbeitsstellung 52 werden der Zulaufanschluß 41 und der zweite Arbeitsanschluß 39 zugesteuert, während der erste Arbeitsan schluß 23 zum Rücklauf entlastet bleibt. Angrenzend an die zweite Arbeitsstellung 52 ist im Steuerschieber 47 als dritte Arbeitsstel lung eine Entlastungsstellung 53 ausgebildet, in welcher der Zulauf anschluß 41 zugesteuert ist, während beide Arbeitsanschlüsse 23, 39 Verbindung zum Rücklaufanschluß 44 haben. Angrenzend an die Entla stungsstellung 48 weist der Steuerschieber 47 eine vierte Arbeits stellung 54 auf, in welcher der erste Arbeitsanschluß 23 und der Zulaufanschluß 41 zugesteuert werden, während die Verbindung vom zweiten Arbeitsanschluß 29 zum Tankanschluß 44 offenbleibt. Angren zend an die vierte Arbeitsstellung 54 liegt eine fünfte Arbeitsstel lung 55, in welcher der Zulaufanschluß 41 mit dem ersten Arbeitsan schluß 23 Verbindung hat, während der zweite Arbeitsanschluß 39 mit dem Rücklaufanschluß 44 verbunden ist. Selbstverständlich sind die Übergange im Regelventil 24 zwischen den fünf Arbeitsstellungen 51 bis 55 fließend, so daß eine zur Auslenkung proportionale und steti ge Steuerung von Druck und Volumenstrom durch das Regelventil 24 möglich ist.The control valve 24 is designed as a continuously operating, directly controlled proportional valve, which is shown in a simplified manner as a 4/5 way valve and is suitable for controlling the direction, speed and pressure in the working cylinder 11 . The propor tionalventil 24 has a spool 47 which is deflected by a proportional solenoid 48 against the force of a spring 49th The spool 47 takes a first working position 51 in the spring-centered position shown, in which the supply connection 41 with the second working port 39 and the first working port 23 are connected to the return port 44 . In a second working position 52 , the inlet connection 41 and the second working connection 39 are controlled, while the first working connection 23 remains relieved of the return flow. Adjacent to the second working position 52 , a relief position 53 is formed in the control slide 47 as the third working position, in which the inlet connection 41 is closed, while both working connections 23 , 39 have a connection to the return connection 44 . Adjacent to the discharge position 48 , the control slide 47 has a fourth working position 54 , in which the first working connection 23 and the inlet connection 41 are closed, while the connection from the second working connection 29 to the tank connection 44 remains open. Adjacent to the fourth working position 54 is a fifth working position 55 , in which the inlet connection 41 has connection 23 to the first working connection, while the second working connection 39 is connected to the return connection 44 . Of course, the transitions in the control valve 24 between the five working positions 51 to 55 are fluid, so that a proportional and continuous control of pressure and volume flow through the control valve 24 is possible.

Der Hub des Kolbens 14 im Arbeitszylinder 11 wird von einem elektro mechanischen Wegsensor 56 abgegriffen, dessen elektrische Ausgangs signale ebenfalls an die elektronische Steuerung 34 weitergeleitet werden. Ferner ist an der elektronischen Steuerung 34 ein erster Sollwerteingang 57 für den Volumenstrom und damit für die Geschwin digkeit vorgesehen, während an einem zweiten Sollwerteingang 58 ein Sollwert des Druckes eingebbar ist.The stroke of the piston 14 in the working cylinder 11 is tapped by an electro-mechanical displacement sensor 56 , the electrical output signals of which are also forwarded to the electronic control 34 . Furthermore, a first setpoint input 57 for the volume flow and thus for the speed is provided on the electronic control 34 , while a setpoint value of the pressure can be entered at a second setpoint input 58 .

Die Wirkungsweise der hydraulischen Einrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei zum Durchfahren eines Zyklus das Sicherungsventil 46 in seine Durchgangsstellung geschaltet wird.The mode of operation of the hydraulic device 10 is explained as follows, the safety valve 46 being switched to its open position in order to go through a cycle.

Um die Funktion Eilgang vorwärts zu erreichen, wird der Steuerschieber 47 des Regelventils 24 vom Proportionalmagnet 48 gegen die Kraft der Feder 49 in seine fünfte Arbeitsstellung 55 ausgelenkt, so daß der von der Druckmittelquelle 42 kommende Volumenstrom über das Re gelventil 24 in die erste Arbeitsleitung 29 gesteuert wird. Von dort kann er über die erste Zweigleitung 22 und das Rückschlagventil 26 in die Druckkammer 21 strömen, wobei der Kolben 14 schnell ausfährt. Während dieses Eilgangs nimmt das 4/2-Wegeventil 28 die gezeichnete Ausgangsstellung 31 ein, so daß die zweite Zweigleitung 27 unter brochen ist. Gleichzeitig ist das vorgesteuerte Sperrventil 37 in seiner Offenstellung, so daß der ausfahrende Kolben 14 aus dem Tank 36 über die Saugleitung 35 Druckmittel in den Arbeitsraum 16 nach saugen kann. Zugleich kann das aus dem Ringraum 17 verdrängte Druck mittel über die zweite Arbeitsleitung 38, das Regelventil 24 und das Sicherungsventil 46 zum Tank 36 abströmen. In order to achieve the rapid forward function, the spool 47 of the control valve 24 is deflected by the proportional magnet 48 against the force of the spring 49 into its fifth working position 55 , so that the volume flow coming from the pressure medium source 42 via the control valve 24 into the first working line 29 is controlled. From there it can flow into the pressure chamber 21 via the first branch line 22 and the check valve 26 , the piston 14 moving out quickly. During this rapid traverse, the 4/2-way valve 28 assumes the drawn starting position 31 , so that the second branch line 27 is interrupted. At the same time, the pilot-operated shut-off valve 37 is in its open position, so that the extending piston 14 can suck pressure medium from the tank 36 into the working space 16 via the suction line 35 . At the same time, the pressure displaced from the annular space 17 can flow out via the second working line 38 , the control valve 24 and the safety valve 46 to the tank 36 .

Um von der Funktion Eilgang vorwärts auf die Funktion Schleichgang vorwärts umzuschalten, wird lediglich das Regelventil 24 von seiner fünften Arbeitsstellung 55 in Richtung seiner vierten Arbeitsstel lung 54 ausgelenkt, wobei proportional zur Auslenkung die Verbindung von Zulaufanschluß 41 zum ersten Arbeitsanschluß 23 zugesteuert bzw. ganz abgedrosselt wird. Mit den Arbeitsstellungen 55 und 54 läßt sich somit die Geschwindigkeit des ausfahrenden Kolbens 14 steuern. Dabei können die Signale des Wegsensors 56 in der elektronischen Steuerung 34 so verarbeitet werden, daß die Geschwindigkeit des ausfahrenden Kolbens 14 regelbar ist.In order to switch from the fast forward function to the creep forward function, only the control valve 24 is deflected from its fifth working position 55 in the direction of its fourth working position 54 , the connection from the inlet connection 41 to the first working connection 23 being controlled or completely throttled in proportion to the deflection becomes. With the working positions 55 and 54 , the speed of the extending piston 14 can thus be controlled. The signals of the displacement sensor 56 can be processed in the electronic control 34 so that the speed of the extending piston 14 can be regulated.

Zugleich kann bei diesen Funktionen Eilgang und Schleichgang vor wärts der Druck in der ersten Zweigleitung 22 vom Drucksensor 33 ge messen werden, der seine Istwertsignale an die elektronische Steue rung 34 weiterleitet. Durch Vergleich mit Sollwertsignalen des Drucks kann abhängig davon das Regelventil 24 so gesteuert werden, daß bei diesen Funktionen eine Druckregelung stattfindet. Während in der fünften Arbeitsstellung 55 ein Druckaufbau in der ersten Ar beitsleitung 29 gesteuert wird, kann der Steuerschieber 47 in seiner vierten Arbeitsstellung 54 den Druck in der ersten Arbeitsleitung 29 halten und schließlich bei weiterer Auslenkung in die dritte Ar beitsstellung 53 sogar den Druck in der ersten Arbeitsleitung 29 senken. Somit läßt sich bei auswärts fahrenden Kolben 14 eine Druck regelung erreichen, so daß auch vorgegebene Druckprofile abfahrbar sind.At the same time with these functions rapid traverse and creep speed forward, the pressure in the first branch line 22 can be measured by the pressure sensor 33 , which forwards its actual value signals to the electronic control 34 . By comparison with setpoint signals of the pressure, the control valve 24 can be controlled as a function of this so that pressure control takes place in these functions. While in the fifth working position 55 a pressure build-up in the first working line 29 is controlled, the control slide 47 can maintain the pressure in the fourth working position 54 in the first working line 29 and finally, in the third working position 53 even the pressure in the third working position lower first working line 29 . Thus, a pressure control can be achieved with the piston 14 moving outwards, so that predetermined pressure profiles can also be traveled.

Soll bei dieser Vorwärtsbewegung des Kolbens 14 die Funktion Pressen erreicht werden, so wird das 4/2-Wegeventil 28 betätigt, wodurch sich der Druck in der ersten Arbeitsleitung 29 über die zweite Zweigleitung 27 auch im Arbeitsraum 16 aufbauen kann. Zugleich ist beim Pressen das vorgesteuerte Sperrventil 37 in seine Sperrstellung geschaltet. Damit wirkt beim Pressen der Zulaufdruck auf den vollen Querschnitt des Kolbens 14 im Arbeitsraum 16 und in der Druckkammer 21. Mit Hilfe des Drucksensors 33 und der elektronischen Steuerung 34 kann das Regelventil 24 mit Hilfe seiner Arbeitsstellungen 53 bis 55 eine Druckregelung vornehmen, die alle Anforderungen an eine der artige Pressensteuerung erfüllt.If the press function is to be achieved during this forward movement of the piston 14 , the 4/2-way valve 28 is actuated, as a result of which the pressure in the first working line 29 can also build up in the working space 16 via the second branch line 27 . At the same time, the pilot-operated shut-off valve 37 is switched into its locked position during pressing. Thus, the inlet pressure acts on the full cross section of the piston 14 in the working space 16 and in the pressure chamber 21 during pressing. With the help of the pressure sensor 33 and the electronic control 34 , the control valve 24 can carry out a pressure control with the aid of its working positions 53 to 55 , which fulfills all requirements for such a press control.

Für die Funktion Dekompression können die unter Druck stehenden Räu me 16, 21 im Arbeitszylinder 11 vom Regelventil 24 entspannt werden, indem es in seine Entlastungsstellung 53 bzw. in seine zweite Ar beitsstellung 52 gebracht wird, wobei die erste Arbeitsleitung 29 zum Tank 36 hin entlastet wird.For the decompression function, the pressurized spaces 16 , 21 in the working cylinder 11 can be relaxed by the control valve 24 by bringing it into its relief position 53 or into its second working position 52 , the first working line 29 relieving the tank 36 becomes.

Die Funktion Eilgang zurück wird ebenfalls vom Regelventil 24 ge steuert, indem es in seine erste Arbeitsstellung 51 gebracht wird. Dabei nimmt zugleich das Wegeventil 28 seine Ausgangsstellung 31 ein, in welcher die zweite Zweigleitung 27 gesperrt ist, während das entsperrbare Sperrventil 37 die Saugleitung 35 zum Tank 36 hin öff net. Von der Druckmittelquelle 42 über das Regelventil 24 und die zweite Arbeitsleitung 38 in den Ringraum 17 gefördertes Druckmittel drückt den Kolben 14 nach unten, wobei der einfahrende Kolben 14 Druckmittel aus dem Arbeitsraum 16 über die Saugleitung 35 in den Tank 36 verdrängt, während Druckmittel aus der Druckkammer 21 über das Vorspannventil 25 und die erste Zweigleitung 22 sowie das Regel ventil 24 zum Tank 36 abgeführt wird.The rapid traverse function is also controlled by the control valve 24 by being brought into its first working position 51 . At the same time, the directional valve 28 assumes its starting position 31 , in which the second branch line 27 is blocked, while the unlockable blocking valve 37 opens the suction line 35 to the tank 36 . Pressure medium conveyed from the pressure medium source 42 via the control valve 24 and the second working line 38 into the annular space 17 presses the piston 14 down, the retracting piston 14 displacing pressure medium from the working space 16 via the suction line 35 into the tank 36 , while pressure medium from the Pressure chamber 21 is discharged to the tank 36 via the bias valve 25 and the first branch line 22 and the control valve 24 .

Auch bei einfahrenden Kolben ist in entsprechender Weise wie bei ausfahrendem Kolben mit Hilfe der Arbeitsstellungen 51 und 52 eine Geschwindigkeitssteuerung möglich, wobei zugleich in Verbindung mit der Entlastungsstellung 53 eine Druckregelung möglich ist. Mit dem Steuerschieber 47 des Regelventils 24 wird somit mit Hilfe der äuße ren Arbeitsstellungen 51 und 55 die Bewegungsrichtung des Kolbens 14 bestimmt. Dabei läßt sich mit Hilfe der Arbeitsstellungen 51 bis 53 bzw. 55 bis 53 in beiden Richtungen eine Druckregelung vornehmen, wobei in der zweiten Arbeitsstellung 52 bzw. der vierten Arbeits stellungen 54 zunächst jeweils eine Beendigung des Druckaufbaus erfolgt, der in den äußeren Arbeitsstellungen 51 bzw. 55 durchge führt wird. Zusätzlich kann bei zu hohem Druck im Zylinder 11 über die Entlastungsstellung 53 dieser Druck reduziert werden. Mit Hilfe des Regelventils 24 läßt sich somit die Richtung der Zylinderbewe gung steuern, wobei zugleich auch die Drücke und damit die Kräfte im Arbeitszylinder 11 sowie auch die Geschwindigkeit des Kolbens 14 beeinflußbar ist. Damit lassen sich alle wichtigen Prozeßgrößen einer Presse, wie Wege, Geschwindigkeiten und Kräfte mit einem ein zigen Regelventil mit zugehöriger Geräteperipherie und zusammen mit Sensoren und einer elektronischen Steuerung in gesteuerter und ge regelter Weise verwirklichen.A speed control is also possible with retracting pistons in the same way as with extending pistons with the help of working positions 51 and 52 , pressure control being possible at the same time in connection with the relief position 53 . With the control slide 47 of the control valve 24 , the direction of movement of the piston 14 is thus determined with the help of the outer working positions 51 and 55 . With the help of the working positions 51 to 53 or 55 to 53, pressure regulation can be carried out in both directions, whereby in the second working position 52 or the fourth working positions 54 , the pressure build-up which is in the outer working positions 51 or 55 is carried out. In addition, if the pressure in the cylinder 11 is too high, this pressure can be reduced via the relief position 53 . With the help of the control valve 24 , the direction of the cylinder movement can thus be controlled, while at the same time the pressures and thus the forces in the working cylinder 11 and also the speed of the piston 14 can be influenced. This allows all important process variables of a press, such as paths, speeds and forces, to be realized with a single control valve with associated device peripherals and together with sensors and an electronic control in a controlled and controlled manner.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Einrichtung 60 in einer Bauart für eine Oberkolbenpresse, bei welcher der Arbeitszylinder 11 so ange ordnet ist, daß im Gegensatz zu Fig. 1 der ausfahrende Kolben 14 nach unten drückt. Die zweite Einrichtung 60 unterscheidet sich von der ersten Einrichtung 10 wie folgt, wobei gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Fig. 2 shows a second device 60 in a design for an upper piston press, in which the working cylinder 11 is arranged so that, in contrast to Fig. 1, the extending piston 14 presses down. The second device 60 differs from the first device 10 as follows, the same components being provided with the same reference numerals.

Die zweite Einrichtung 60 weist ein Regelventil 61 auf, das zusätz lich zu den bisherigen fünf Arbeitsstellungen 51 bis 55 neben der ersten Arbeitsstellung 51 eine zusätzliche Nullstellung 62 aufweist. Der Steuerschieber 47 des Regelventils 61 wird von der Feder 49 in dieser Nullstellung 62 zentriert, in welcher er alle vier Arbeitsan schlüsse 23, 39, 41, 44 hydraulisch absperrt. Das Regelventil 61 ist somit im wesentlichen als 4-Wege-6-Stellungsventil ausgebildet. Ent sprechend der umgekehrten Lage des Arbeitszylinders 11 bei der Ober kolbenpressenbauart sind bei gleicher Anordnung der Schaltverbindun gen im Regelventil 61 die beiden Arbeitsleitungen 29, 38 vertauscht am Regelventil 61 angeschlossen, so daß die verzweigte erste Ar beitsleitung 29 am zweiten Arbeitsanschluß 39 angeschlossen ist, während die mit dem Ringraum 17 verbundene zweite Arbeitsleitung 38 am ersten Arbeitsanschluß 23 angeschlossen ist. Ferner liegt das Vorspannventil 25 mit dem parallelen Rückschlagventil 26 nunmehr in der zweiten Arbeitsleitung 38, um bei der Abwärtsbewegung des Kol bens 14 eine Gegenhaltekraft zu erzeugen.The second device 60 has a control valve 61 , which has an additional zero position 62 in addition to the previous five working positions 51 to 55 in addition to the first working position 51 . The spool 47 of the control valve 61 is centered by the spring 49 in this zero position 62 , in which it hydraulically shuts off all four Arbeitsan connections 23 , 39 , 41 , 44 . The control valve 61 is thus essentially designed as a 4-way 6-position valve. Accordingly, the reverse position of the working cylinder 11 in the upper piston press type with the same arrangement of the Schaltverbindungen conditions in the control valve 61, the two working lines 29 , 38 interchanged connected to the control valve 61 , so that the branched first Ar beitsleitung 29 is connected to the second working port 39 , while the second working line 38 connected to the annular space 17 is connected to the first working connection 23 . Furthermore, the biasing valve 25 with the parallel check valve 26 is now in the second working line 38 in order to generate a counterforce when the piston ben 14 moves downward.

Die Wirkungsweise der zweiten Einrichtung 60 für eine Oberkolben presse entspricht hinsichtlich der Funktionen Eilgang vorwärts, Schleichgang vorwärts, Pressen, Dekompression und Eilgang zurück sinngemäß derjenigen der ersten Einrichtung 10 nach Fig. 1. Der von den Unfallverhütungsvorschriften bei Pressen geforderte Schutz gegen eine gefahrbringende Schließbewegung, wie er durch je zwei überwach te Ventile im Zu- und Ablauf des Arbeitszylinders möglich ist, wird bei der zweiten Einrichtung 60 durch Einbeziehen des zweiten Regel ventils 61 verwirklicht. Bei der Einrichtung 60 verhindern die in Reihe geschaltete Nullstellung 62 des Regelventils 61 und die Sperr stellung des Sicherungsventils 46 den ungewollten Druckaufbau in Schließrichtung, also bei einem Senken des Kolbens 14, und den un gewollten Druckabbau in Richtung Senken. Das Regelventil 61 über wacht sich dadurch, daß bei Hängenbleiben desselben der Arbeitszy linder 11 den Gegenhub nicht mehr durchführen kann. Das 4/2-Siche rungsventil 46 ist elektrisch hubüberwacht.The mode of operation of the second device 60 for an upper piston press corresponds in terms of the functions rapid forward, creep forward, pressing, decompression and rapid reverse back to that of the first device 10 according to FIG. 1. The protection against a dangerous closing movement required by the accident prevention regulations for presses, How it is possible by two monitored valves in the inlet and outlet of the working cylinder is realized in the second device 60 by including the second control valve 61 . In the device 60 , the series connected zero position 62 of the control valve 61 and the blocking position of the safety valve 46 prevent the unwanted pressure build-up in the closing direction, that is, when the piston 14 is lowered, and the unintentional pressure reduction in the direction of lowering. The control valve 61 monitors itself by the fact that if the same stuck the Arbeitszy cylinder 11 can no longer perform the counter stroke. The 4/2-fuse valve 46 is electrically stroke-monitored.

Im Gegensatz zur zweiten Einrichtung 60 nach Fig. 2 ist bei der er sten Einrichtung 10 nach Fig. 1 ein Versagen des Regelventils 24 in Richtung Kolben 14 einfahren, also Arbeitszylinder 11 senken, in so fern ungefährlich, als hierbei das Werkzeug selbst geöffnet wird. Um zu vermeiden, daß ein bei einer Druckmittelversorgung verwendeter Hydrospeicher sich bei stillstehender Maschine durch Lecköl über das Regelventil langsam entlädt, kann das Sicherheitsventil 46 als Sitz ventil ausgebildet werden, um somit ein Speicherentladen zu verhin dern. In contrast to the second device 60 according to FIG. 2, in the case of the first device 10 according to FIG. 1, a failure of the control valve 24 in the direction of the piston 14 retracts, that is, the working cylinder 11 is lower, in as far as is safe, as the tool itself is opened. In order to avoid that a hydraulic accumulator used in a pressure medium supply is slowly discharged when the machine is at a standstill due to leakage oil via the control valve, the safety valve 46 can be designed as a seat valve, in order to prevent storage discharge.

Selbstverständlich sind an den gezeigten Ausführungsformen Änderun gen möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können die Regelventile 24, 61 mit einer linearen Kennlinie des Quer schnittverlaufs über dem Hub ausgeführt werden. Es kann diese Kenn linie aber auch mit einem flacheren Verlauf durch den Nullpunkt und einem steileren Verlauf gegen das jeweilige Hubende hin ausgeführt werden, wobei mit dem flachen Verlauf im Nullpunkt ein geringeres Lecköl in Regelstellung, eine geringere Druckverstärkung und ein feinfühligeres Regelverhalten erzielbar sind. Selbstverständlich kann das in Reihe geschaltete Sicherungsventil 46 anstelle der vor geschalteten Anordnung auch nachgeschaltet werden. Weiterhin ist es möglich, anstelle des in Fig. 1 und 2 verwendeten direktgesteuerten Regelventils auch eine vorgesteuerte Bauart eines Proportionalven tils zu verwenden, wobei Betätigungen mit einem oder zwei Magneten möglich sind. Ferner kann die Reihenfolge der Funktionsstellungen im Regelventil innerhalb gewisser Grenzen auch vertauscht werden. Fer ner kann es auch zweckmäßig sein, das die Nachsaugleitung 35 steu ernde Sperrventil 37 unmittelbar am Arbeitszylinder 11 anzuordnen.Of course, changes are possible to the embodiments shown without departing from the spirit of the invention. Thus, the control valves 24 , 61 can be executed with a linear characteristic of the cross-sectional profile over the stroke. However, this characteristic line can also be carried out with a flatter course through the zero point and a steeper course towards the respective stroke end, whereby with the flat course in the zero point, a lower leakage oil in the control position, a lower pressure gain and a more sensitive control behavior can be achieved. Of course, the safety valve 46 connected in series can also be connected downstream instead of the arrangement connected before. Furthermore, it is possible to use a pilot-controlled type of a proportional valve instead of the direct-operated control valve used in FIGS . 1 and 2, operations with one or two magnets being possible. Furthermore, the order of the functional positions in the control valve can also be interchanged within certain limits. Fer ner, it may also be useful to arrange the suction line 35 control valve 37 directly on the working cylinder 11 .

Claims

1. Hydraulic device for controlling a working cylinder of a press, in which the working cylinder consists of a differential cylinder with an integrated plunger cylinder and a piston of the differential cylinder separates a work area assigned to a large pressure area from an opposite annular space and a pressure chamber assigned to the plunger cylinder is formed in the piston , Which is connected via a first branch of a first, branched working line to one of two connections of the valve means which control the working cylinder, while a parallel second branch of the first working line is guided from this same connection via a directional valve to the work space, and with a second working line, which connects the annular space with the other of the two connections of the valve means, which valve means can be supplied with pressure medium from a pressure medium source via an inlet connection and via a return connection to one Tank can be relieved and with a suction line leading from the work area to the tank, into which a controllable shut-off valve is connected and with a pressure sensor tapping the pressure in the first working line and a position sensor tapping the path of the piston in the working cylinder, the output signals of which can be input into an electronic control , with the help of which the valve can control the working cylinder with regard to different parameters, characterized in that the valve means for controlling the pressure curve and stroke of the working cylinder ( 11 ) as a single control valve ( 24 , 61 ) with four connections ( 23 , 29 , 41 , 44 ) are formed, which has a two working lines ( 29 , 38 ) to the tank ( 36 ) connecting relief position ( 53 ), to which the control element in the control valve ( 24 , 61 ) deflects towards one side Close pressure control in the two th working connection ( 39 ) controlling working positions ( 51 , 52 ) , while the control member ( 47 ) has deflection in the opposite direction, the pressure control in the first working port ( 23 ) has control positions ( 54 , 55 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the two working positions on the control valve ( 24 , 61 ) serving to build up pressure ( 51 , 55 ) on the control slide ( 47 ) are on both sides and in the position from the relief position ( 53 ), while the respective working positions ( 52 , 54 ) used to maintain pressure are arranged between the working positions ( 51 , 55 ) which build up pressure and the relief position ( 53 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve is designed as a proportional valve ( 24 , 61 ) which controls 4 ways and has at least 5 positions.

4. Device according to claim 3, characterized in that the proportional valve is directly controlled and whose control member formed as a slide ( 47 ) can be actuated by a proportional magnet ( 48 ) against the force of a spring ( 49 ), in particular the slide ( 47 ) is connected to an internal position control loop.

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the control valve ( 24 , 61 ) is used to fulfill accident prevention regulations 4/2 switching valve ( 46 ) is connected in series, in particular between the pressure medium source ( 42 ) and tank ( 36 ) on the one hand and control valve ( 24 , 61 ) on the other.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the working cylinder ( 11 ) is designed as part of a lower piston press ( 10 ), in which the working space ( 16 ) is arranged below the piston ( 14 ) and the latter presses up when pressurized.

7. Device according to claim 6, characterized in that a pre-tensioning valve ( 35 ) with a parallel check valve ( 26 ) in the pressure chamber ( 21 ) of the plunger cylinder ( 13 ) leading first branch ( 22 ) of the first working line ( 29 ) is connected.

8. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the working cylinder ( 11 ) is designed as part of an upper piston press ( 60 ), in which the working space ( 16 ) is arranged above the piston ( 14 ) and the latter presses down when pressurized.

9. Device according to claim 8, characterized in that a bias valve ( 25 ) with a parallel check valve ( 26 ) in the second working line ( 38 ) to the annular space ( 17 ) is connected.

10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the control valve ( 61 ) is designed as a 4/6 valve, which has a spring-centered zero position ( 62 ) in which all four Arbeitsan connections ( 23 , 39 , 41 , 44 ) are blocked.