DE4037848A1 - Hydraulisch angetriebene maschine mit zwei antriebszylindern - Google Patents
Hydraulisch angetriebene maschine mit zwei antriebszylindernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch angetriebene
Maschine für eine durch Kaltverformung zu erzielende
Bearbeitung eines Blech-Werkstückes, gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1.
Derartige Maschinen sind z. B. als Biegemaschinen be
kannt, bei denen das Blech-Werkstück zwischen einem
Unterwerkzeug und einem gegenüber diesem vertikal auf
und ab verfahrbaren Oberwerkzeug, zu deren Antrieb zwei
in seitlichem Abstand voneinander angeordnete, als
Differentialzylinder ausgebildete Antriebszylinder
vorgesehen sind, deren Kolben nach unten aus den Zylin
dergehäusen austretende Kolbenstangen haben, mit denen
das Oberwerkzeug zum Ausgleich geringfügiger Hubunter
schiede der Kolben über einachsige Gelenke verbunden
ist, deren Gelenkachsen senkrecht zu der durch die
zentralen Achsen der Antriebszylinder markierten Ebene
verlaufen, wobei das Verhältnis F1/F2 der Flächen F1
und F2 der Kolben, mit denen diese je einen oberen
Antriebsdruckraum in einen von der Kolbenstange axial
durchsetzten unteren Antriebsdruckraum abgrenzen, durch
deren gemeinsame oder alternative - ventilgesteuerte -
Druckbeaufschlagung und/oder -entlastung auf das Werk
stück zu gerichtete Eil-Vorschubbewegungen und Last-
Vorschubbewegungen, sowie vom Werkstück weg gerichtete
Eil-Rückzugsbewegungen steuerbar sind, einen Wert zwi
schen 5 und 20 hat, wobei im Eil-Vorschubbetrieb der
obere, großflächiger begrenzter Antriebsdruckraum ein
Nachströmventil und der untere Antriebsdruckraum über
ein Steuerelement mit einstellbarer Drosselwirkung an
den Vorratsbehälter des Druckversorgungsaggregats ange
schlossen ist, im Last-Vorschubbetrieb der untere und
der obere Antriebsdruckraum gemeinsam druckbeaufschlagt
sind und im Eil-Rückzugsbetrieb der untere Antriebsdruck
raum mit hohem Druck beaufschlagt ist, während der
obere Antriebsdruckraum druckentlastet ist und zur
Steuerung der Kolbenbewegungen und deren Gleichlaufs
eine mit elektrisch steuerbarer Positions-Sollwert-
Vorgabe und die Ist-Position der Kolben bzw. des mit
diesen verbundenen Oberwerkzeugs der Sollwert-Vorgabe
vergleichende elektrohydraulische Steuereinheit vorge
sehen ist.
Bei derartigen, bekannten Biegemaschinen wird - gleich
sam als Antriebs-Energiequelle - für die Bewegungssteue
rung des Oberwerkzeuges im Eil-Vorschubbetrieb, in dem
sich dieses auf das zu bearbeitende Werkstück zubewegt,
das beträchtliche Gesamtgewicht von Oberwerkzeug und
Antriebszylinderkolben ausgenutzt, das in typischen
Fällen einen Betrag von 10 kN hat. Dieses Gewicht ist
ausreichend, um im abwärts gerichteten Eil-Vorschubbe
trieb der beiden Antriebszylinder der Maschine - bei
entlastetem oberen Antriebsdruckraum des jeweiligen
Antriebszylinders in deren unteren Antriebsdruckräumen
einen hinreichenden Druck zu erzielen, unter dem das
Druckmittel bei üblichen Dimensionierungen der Leitungs
querschnitte und der Steuerventile hinreichend rasch
aus den unteren Antriebsdruckräumen der Antriebszylin
der abströmen kann und die erforderlichen Geschwindig
keiten der Eil-Vorschubbewegungen zu erzielen und diese
durch geeignete Drosselung der Abströmquerschnitte
regeln zu können, ohne durch Druckerhöhung in den obe
ren Antriebsdruckräumen der Antriebszylinder den Eil-
Abwärtsbewegungen ihrer Kolben gleichsam "nachhelfen"
zu müssen, was sehr hohe - was das Flächenverhältnis
F1/F2 höhere Förderleistungen der Pumpe des Druckversor
gungsaggregats erfordern würde.
Bei derartigen Maschinen, bei denen die Antriebszylin
der in einem durch die Breite der zu bearbeiteten Werk
stücke bestimmten, relativ großen Abstand voneinander
angeordnet sind, ist die Synchronisierung der beiden
Antriebe besonders kritisch, da geringe Hubunterschiede
der Antriebszylinderkolben mit denen das Oberwerkzeug
formschlüssig verbunden ist, zu einem Verkanten der
Kolben in den Zylindergehäusen und/oder Beschädigungen
der Kolben und/oder des Oberwerkzeuges selbst führen
können, auch wenn dieses um kleine Auslenkungsbewegun
gen zu ermöglichen, gelenkig mit den Kolbenstangen der
Antriebszylinder verbunden ist.
Um derartigen Gefahren zu begegnen, müssen daher die
Positionen der Antriebszylinderkolben sehr genau über
wacht werden und miteinander vergleichbar sein. Zu
diesem Zweck sind bei hydraulischen Antrieben (Bosch,
Rexrot) für Biegemaschinen in der Regel mit Glasmaßstä
ben realisierte Meßsysteme vorgesehen, welche die Ab
solutwerte der Positionen der Kolben in jedem Moment zu
erfassen ermöglichen. Derartige Meßsysteme sind aber
sehr teuer und auch anfällig gegen Temperatureinflüsse
und/oder Umgebungsbedingungen allgemein.
Desweiteren sind bei bekannten Biegemaschinenantrieben
zur Bewegungssteuerung der Antriebszylinder in aller
Regel 4/3-Wege-Magnetventile mit entgegengesetzt arbei
tenden Proportionalmagneten eingesetzt, wobei die Aus
lenkungshübe solcher Magnetventile durch die Magnetstrom
stärke gesteuert werden. Dies erfordert aber, daß, für
den Fall, daß ein Fehler im elektrischen Versorgungs
system auftritt, zusätzliche Sicherheitseinrichtungen
vorhanden sein müssen, durch die sichergestellt ist,
daß die Antriebszylinder nicht "herunterfallen" können,
falls ein solcher elektrischer Störfall beispielsweise
im Eil-Vorschubbetrieb solcher Biegemaschinen auftritt.
Als Sicherheitseinrichtungen sind speziell druckgesteuer
te Fall-Absicherungsventile vorgesehen, die außerdem
elektrisch, d. h. über Magnetventile vorgesteuert werden.
Der hierfür erforderliche elektrohydraulische Gesamtauf
wand ist erheblich.
Es kommt hinzu, daß die Verarbeitung der von den Weg
meßsystemen gelieferten - elektronischen - Positions
daten, durch die gleichsam die Sollwert-Vorgabe korri
giert werden muß, erhebliche Zeit in Anspruch nimmt, so
daß die für die Steuerung bekannten Biegemaschinen
vorgesehenen Regelkreise relativ langsam sind, d. h.
begrenzte Werte insbesondere der Eil-Vorschub und Eil-
Rückzugsgeschwindigkeiten hingenommen werden müssen, um
eine hinreichende Synchronisation der Kolbenpositionen
zu ermöglichen, was sich natürlich in verlängerten
Taktzeiten auswirkt und damit die Wirtschaftlichkeit
des Einsatzes solcher Maschinen reduziert.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Maschine der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß
nicht nur der zu ihrer Bewegungssteuerung erforderlichen
elektrohydraulische Aufwand reduziert wird, sondern
auch kürzere Taktzeiten der Verarbeitung erreichbar
sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merk
male gelöst.
Durch die hiernach im Rahmen der Positions-Regelkreise
für die beiden Antriebszylinder vorgesehene, als 3/3-
Wege-Ventile ausgebildeten Nachlauf-Ventile, die mit
impulsgesteuerter Positions-Sollwert-Vorgabe und mecha
nischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeiten, wobei
zur Positions-Sollwert-Vorgabe elektrische AC- oder
Schrittmotoren verwendet werden, die eine inkrementale
Positions-Sollwerts-Vorgabe ermöglichen, ist die Bewe
gungssteuerung der Antriebszylinder auf einfache Weise
durch frequenzgleiche Ansteuerung der Elektromotoren
erreichbar, wobei die mechanische Positions-Istwert-
Rückmeldung dafür sorgt, daß die Nachlauf-Regelventile
hinreichend rasch im Sinne der jeweiligen Bewegungsrich
tung aufgesteuert werden können. Eine hinreichende
Leistungsfähigkeit des Druckversorgungsaggregats voraus
gesetzt, können die beiden Nachlauf-Regelkreise mit
optimal hoher Kreisverstärkung betrieben werden. Durch
den permanenten Anschluß des Hochdruckausganges des
Druckversorgungsaggregats an den unteren Antriebsdruck
raum des jeweiligen Antriebszylinders wird auch zumin
dest bei Störungen in der elektrohydraulischen Steue
rungseinheit ein wirksamer Schutz gegen ein gefährli
ches "Herunterfallen" der Antriebszylinderkolben bzw.
des Oberwerkzeuges der Maschine erreicht. Bei einem
generellen Stromausfall geht das jeweilige Nachlauf-
Regelventil - wegen der mechanischen Positions-Istwert-
Rückmeldung selbsttätig in seinen sperrenden Zustand
zurück, so daß auch insoweit eine hinreichende Siche
rung gegen ein "Herunterfallen" des Oberwerkzeugs ge
währleistet ist. Die im Eil-Rückzugsbetrieb der Antriebs
zylinder aus deren oberen Antriebsdruckräumen verdräng
te Druckmittel-Menge kann über das Abströmventil zum
Vorratsbehälter des Druckversorgungsaggregats zurück
strömen, ohne daß in den unteren Antriebsdruckräumen
der Antriebszylinder ein überhöhter Druck aufgebaut
werden muß, was zu einem günstig niedrigen Gesamt-Lei
stungsverbrauch der erfindungsgemäßen Maschine beiträgt.
Es ist daher völlig ausreichend, wenn die Hochdruckpum
pe des Druckversorgungsaggregates auf die gemäß Anspruch
2 vorgesehene maximale Förderleistung ausgelegt ist,
wobei es unter dem Gesichtpunkt der Minimierung der
elektrischen Anschlußleistung vorteilhaft ist, wenn,
wie gemäß Anspruch 3 vorgesehen, die Hochdruckpumpe des
Druckversorgungsaggregates als eine druckgeregelte
Pumpe ausgebildet ist, z. B. eine Pumpe, deren Förder
menge zu dem an ihrem Ausgang erzeugten Ausgangsdruck
umgekehrt proportional ist. Alternativ oder in Kombina
tion hiermit kann es auch ausreichend bzw. zusätzlich
vorteilhaft sein, wenn ein gemäß Anspruch 4 gestaltetes
Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, das auch als
Sicherheitsmaßnahme in Kombination mit einer gemäß
Anspruch 2 geregelten Pumpe vorteilhaft sein kann.
Das im Rahmen der elektrohydraulischen Steuereinheit
vorgesehene Abströmventil kann als ein gemäß den Merk
malen des Anspruchs 5 angesteuertes Magnetventil ausge
bildet sein, was unter Aspekten der einfachen Ansteue
rung besonders vorteilhaft ist.
Konstruktiv einfacher und wegen des geringeren techni
schen Aufwands auch billiger ist eine hinreichend funk
tionsgerechte Ansteuerung des Abströmventils auch reali
sierbar, wenn dieses gemäß den Merkmalen des Anspruchs
6 als druckgesteuertes Ventil ausgebildet ist, was
darüberhinaus auch unter Sicherheitsaspekten sehr vor
teilhaft ist, wobei durch die Merkmale des Anspruchs 7
eine besonders zweckmäßige Auslegung des Abströmventils
angegeben ist.
Durch eine Kompensationseinrichtung mit den funktionel
len Merkmalen des Anspruchs 8 wird in einem weitgehen
den Maß vermieden, daß sich elastische Deformationen
des Maschinengestells, die dieses mit zunehmender Vor
schubkraftentfaltung der Antriebszylinder in einem
zunehmenden Maß erfährt, im Sinne einer fehlerhaften
Positions-Rückmeldung auswirken und es daher auch ins
besondere zu unerwünschten Verlängerungen der Taktzei
ten führen können.
Eine solche Kompensationseinrichtung ist dem Konstruk
tionsprinzip nach gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9
und in spezieller Ausgestaltung gemäß denjenigen des
Anspruchs 10 auf einfache Weise realisierbar. Die Ge
staltung der Kompensationseinrichtung gemäß Anspruch 12
hat gegenüber derjenigen gemäß Anspruch 11 den Vorteil
einer wesentlich geringeren Beeinflussung der hydrauli
schen Steifigkeit des Antriebes, bedarf zu ihrer Reali
sierung jedoch eines etwas erhöhten technischen Aufwan
des.
Mittels eines gemäß Anspruch 13 wirkenden Gebersystems
läßt sich eine weitestgehende Sicherung der Maschine
gegen Beschädigungen erreichen, die aus einem nicht
exakt synchronen Vorschub der beiden Antriebszylinder
kolben resultieren könnten.
Wenn ein solches Gebersystem die gemäß Anspruch 14
vorgesehene Funktion vermittelt, so daß seine Ausgangs
signale ein direktes Maß für den sogenannten Nachlauf
fehler sind, d. h. diejenige Wegstrecke um die der Posi
tions-Istwert dem eingesteuerten Positions-Sollwert
nacheilt, so ist dieses Gebersystem in Kombination mit
dem Sollwert-Vorgabesystem auch als elektronisches
Positions-Istwert-Meßsystem ausnutzbar, das eine CNC-
gesteuerten Maschine die dort benötigte elektronische
Information über die Ist-Position des Oberwerkzeuges
benötigt. Auch können die Ausgangssignale eines solchen
Schleppfehler-Meßsystems in vorteilhafterweise zu einer
gemäß Anspruch 15 vorgesehenen Art der Steuerung der
Positions-Sollwert-Vorgabe ausgenutzt werden und damit
ein schonender Betrieb der Maschine erreicht werde.
Schließlich ist durch die Merkmale des Anspruchs 16
eine konstruktiv einfache Sicherheitseinrichtung ange
geben, die, schon für sich allein gesehen, in der sta
tistisch überwiegenden Zahl von Fehlfunktionsfällen der
Maschine eine wirksame Sicherung gegen aus solchen
resultierende Gefahrensituationen vermittelt.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen
Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Vorderansicht
einer erfindungsgemäßen Maschine mit zwei,
teilweise im Schnitt dargestellten Antriebszy
lindern,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine gemäß Fig. 1,
in Richtung des Pfeils II derselben gesehen,
Fig. 3 ein Druckschaltbild des einem der beiden An
triebszylinder der Maschine gemäß Fig. 1 zuge
ordneten Teils einer zur Steuerung seiner Ar
beitsbewegungen vorgesehenen elektrohydrauli
schen Störeinheit mit einem als 3/3-Wege-Ventil
ausgebildeten Nachlauf-Regelventil,
Fig. 4 Einzelheiten des Nachlauf-Regelventils gemäß
Fig. 3 in vereinfachter, halbschematischer
Schnittdarstellung;
Fig. 5 eine Kompensationseinrichtung zum Ausgleich von
betriebsbedingten Aufweitungen des
Maschinengestells.
Die in den Fig. 1, 2 und 3 insgesamt mit 10 bezeichnete
Biegemaschine ist eine Maschine desjenigen Typs, bei
dem durch kraftgesteuertes Absenken eines Oberwerkzeugs
11 gegenüber einem maschinengestellfesten Unterwerkzeug
12 ein Werkstück 13, z. B. ein Stahlblech, das auf dem
Unterwerkzeug 12 aufliegt, in eine gewünschte Form
gepreßt wird, die durch die Gestaltung des Unterwerk
zeuges 12 und des dem Querschnitt nach zum Unterwerk
zeug komplementär gestalteten Oberwerkzeugs 11 bestimmt
ist.
Die Maschine 10 umfaßt ein insgesamt mit 14 bezeichne
tes Maschinengestell mit zwei bezüglich einer vertika
len Quermittelebene 16 des Maschinengestells 14 symme
trisch angeordneten, O-förmigen Seitenwangen 17 und 18,
die gemäß der Darstellung der Fig. 1 in dem seitlichen
lichten Abstand b voneinander angeordnet sind und durch
ein gleichsam einen Standfuß des Maschinengestells 14
bildendes Sockelteil 19 miteinander verbunden sind, das
sich zwischen den unteren, horizontalen Querschenkeln
21 und 22 der insgesamt C-förmigen Seitenwangen 17 bzw.
18 erstreckt, die über vertikale, säulenförmige Joch
schenkel 23 bzw. 24 einstückig mit oberen, horizontalen
Querschenkeln 26 bzw. 27 der C-förmigen Seitenwangen 17
bzw. 18 zusammenhängend ausgebildet sind.
An diesen oberen Querschenkeln 26 und 27 ist mit verti
kalem Verlauf der jeweiligen zentralen Längsachse 28
bzw. 29 je ein hydraulischer Antriebszylinder 31 bzw.
32 fest montiert, deren insgesamt mit 33 bzw. 34 bezeich
nete Kolben aus den Zylindergehäusen 36 bzw. 37 nach
unten austretende Kolbenstangen 38 bzw. 39 haben.
Diese Antriebszylinder 31 und 32 sind als doppelt-wir
kende Differentialzylinder ausgebildet, bei denen durch
je einen mittels einer kolbenfesten Ringdichtung gegen
das Zylindergehäuse 36 bzw. 37 abgedichteten Kolben
flansch 41 bzw. 42 ein oberer Antriebsdruckraum 43 bzw.
44 gegen einen unteren Antriebsdruckraum 46 bzw. 47
druckdicht-beweglich abgegrenzt ist, durch deren mit
tels einer insgesamt mit 48 bezeichneten elektrohydrau
lischen Steuereinheit gesteuerten, alternative Beauf
schlagung mit dem Ausgangsdruck P eines insgesamt mit
49 bezeichneten Druckversorgungsaggregats und Anschluß
an dessen - drucklosen - Vorratsbehälter 51 auf das
Werkstück 13 hinzu gerichtete Eil-Abwärtsbewegungen
des mit den Kolbenstangen 38 und 39 der beiden Antriebs
zylinder 31 und 32 gelenkig verbundenen Oberwerkzeugs
11, Last-Vorschub-Bewegungen desselben, durch welche
die Verformung des Werkstücks 13 erreicht wird, sowie
Eil-Rückzugs-Bewegungen des Oberwerkzeugs 11 im Sinne
einer Abhebung desselben vom Werkstück 13 und Rückkehr
in eine obere Endstellung steuerbar sind.
Die beiden Antriebszylinder 31 und 32 sind hinsichtlich
ihrer charakteristischen Daten
- - des Betrages F1 der "oberen" Kolbenfläche 52 bzw. 53, welche die axial bewegliche Begrenzung des oberen Antriebsdruckraumes 43 bzw. 44 des Antriebszylinders 31 bzw. 32 bildet,
- - des Betrages F3 der Querschnittsfläche der Kolbenstan ge 38 bzw. 39 und
- - des Betrages F2 der kreisringförmigen Kolbenfläche 54 bzw. 56, welche die axial bewegliche Begrenzung des unteren Antriebsdruckraumes 46 bzw. 47 des jeweiligen Hydrozylinders 31 bzw. 32 bildet und deren Differenz F1-F3 der "lichten" Querschnittsfläche des Zylinder gehäuses 36 bzw. 37 und der Querschnittsfläche F3 der jeweiligen Kolbenstange 38 bzw. 39 entspricht, sowie
- - der Beträge der maximal ausführbaren Kolbenhübe identisch ausgebildet.
In einer typischen Auslegung der Biegemaschine 10 be
trägt der maximale Betriebsdruck Pmax, den das Druckver
sorgungsaggregat 49 bereitstellen kann, 300 bar, und
die beiden Antriebszylinder 31 und 32 sind so dimensio
niert, daß sie bei diesem Ausgangsdruck Pmax eine maxi
male Vorschubkraft von je 500 kN entfalten. Das Gesamt
gewicht der beweglichen Teile der Biegemaschine 10 -
im wesentlichen ihres Oberwerkzeugs 11 und der mit
diesem gelenkig verbundenen Kolben 38 und 39 der beiden
Antriebszylinder 31 und 32 - beträgt in einer typischen
Dimensionierung 10 kN. Die Förderleistung des Druckver
sorgungsaggregates 49 ist an diese Dimensionierung der
Antriebszylinder 31 und 32 dahingehend angepaßt, daß im
Last-Abwärts-Vorschubbetrieb d. h. in demjenigen Betriebs
zustand der Biegemaschine 10, in dem die Verformung des
Werkstückes 13 erfolgt, ein Maximalwert der Vorschub-
Geschwindigkeit 30 mm/s möglich ist. Des weiteren hat
in typischer Auslegung der Biegemaschine das Flächenver
hältnis F1/F2 der großen, im Last-Abwärts-Betrieb der
Antriebszylinder 31 und 32 mit dem hohen Ausgangsdruck
P des Druckversorgungsaggregats 49 beaufschlagten Kol
benfläche 52 bzw. 53 zu der kleineren, kreisringförmi
gen Kolbenfläche 54 bzw. 56 des Flansches 41 bzw. 42
des Kolbens 33 bzw. 34 des Antriebszylinders 31 bzw. 32
den Wert 10/1, so daß sich für den Eil-Aufwärts-Betrieb
der Biegemaschine 10 eine maximale Geschwindigkeit der
Eil-Aufwärts-Bewegung von 300 mm/s ergibt.
Zu einer mehr in die Einzelheiten gehenden Erläuterung
der für die beiden Antriebszylinder 31 und 32 vorgesehe
nen Art der Bewegungssteuerung sei nunmehr auf die
diesbezüglichen hydraulisch-schaltungstechnischen Ein
zelheiten der Fig. 3 verwiesen, in welcher der für die
Bewegungssteuerung des gemäß Fig. 1 linken Antriebszy
linders 31 der Biegemaschine 10 vorgesehene Teil 48′
der elektro-hydraulischen Steuereinheit 48 dargestellt
ist, mit dem der für die Bewegungssteuerung des rechten
Antriebszylinders 32 vorgesehene Teil der elektrohydrau
lischen Steuereinheit 48 identisch ist. Das weiter in
der Fig. 3 dargestellte Druckversorgungsaggregat 49,
das eine saugseitig an den Vorratsbehälter 51 des Druck
versorgungsaggregats 49 angeschlossene Hochdruckpumpe
57 mit Ausgangsrückschlagventil 58 und ein Druckbegren
zungsventil 59 mit einstellbarer Ansprechschwelle um
faßt, wird sowohl für den linken Antriebszylinder 31
als auch für den rechten Antriebszylinder 32 der Biege
maschine 10 ausgenutzt.
Zentrales Funktionselement der Untereinheit 48′ der
elektrohydraulischen Steuereinheit 48 ist ein insgesamt
mit 61 bezeichnetes Nachlauf-Regelventil, zu dessen
baulicher und funktioneller Erläuterung auch auf die
diesbezüglichen Einzelheiten der Fig. 4 verwiesen sei.
Das Nachlauf-Regelventil 61, mittels dessen Richtung
und Geschwindigkeit der möglichen Bewegungen des Kol
bens 33 des Antriebszylinders 31 steuerbar sind - auf
das Werkstück 13 zu gerichtete Eil-Vorschub- sowie
Last-Vorschub-Bewegungen sowie vom Werkstück 13 weg
gerichtete Eil-Aufwärts-Bewegungen -, ist seiner Funktion
nach ein 3/3-Wegeventil, das einen mit dem Hochdruckaus
gang 62 des Druckversorgungsaggregats 49 verbundenen,
ersten (P-) Versorgungsanschluß 63 und einen zweiten,
mit dem drucklosen Vorratsbehälter 51 des Druckversor
gungsaggregats 49 verbundenen (T-) Versorgungsanschluß
64 hat sowie einen einzigen Steuerausgang 66, der zum
einen über ein Rückschlagventil 67, das durch relativ
höheren Druck am Steuerausgang 66 des Nachlauf-Regel
ventils 61 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist, und
zum anderen über eine zu diesem parallel geschaltete,
als Blende ausgebildete Drossel 68 mit dem Steueran
schluß 69 des Antriebszylinders 31 verbunden ist, über
den der obere Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylin
ders 31 mit Druck beaufschlagbar bzw. zum drucklosen
Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats 49 hin
entspannbar ist. Der untere, ringzylindrische Antriebs
druckraum 46 des Antriebszylinders 31 ist über seinen
Steueranschluß 71 permanent an den Hochdruckausgang 62
des Druckversorgungsaggregats 49 angeschlossen.
Das Nachlauf-Regelventil 61 hat als neutrale Grund
stellung 0 eine Sperrstellung, in welcher sein Steuer
ausgang 66 sowohl gegen seinen P-Versorgungsanschluß 63
als auch gegen seinen T-Versorgungsanschluß 64 abge
sperrt ist.
Dem Eil- sowie dem Last-Vorschubbetrieb des Antriebszy
linders 31 ist die in den Fig. 3 und 4 mit I bezeichnet
Funktionsstellung des Nachlauf-Regelventils 61 zugeord
net, in welcher der P-Versorgungsanschluß 63 des Ven
tils 61 mit dessen Steuerausgang 66 und damit auch mit
dem Steueranschluß 69 des Antriebszylinders 31 hydrau
lisch verbunden ist, während der T-Versorgungsanschluß
64 gegen den Steuerausgang 66 abgesperrt ist.
Von dem Werkstück 13 - nach dessen Biege-Bearbeitung -
wegführenden Eil-Aufwärtsbewegungen des Kolbens 33 des
Antriebszylinders 31 zugeordnet ist die in den Fig. 3
und 4 mit II bezeichnete Funktionsstellung des Nach
lauf-Regelventils 61, in welcher der Steuerausgang 66
des Nachlauf-Regelventils 61 mit dessen T-Versorgungs
anschluß verbunden, gegen den P-Versorgungsanschluß 63
jedoch abgesperrt ist. In dieser Funktionsstellung
des Nachlauf-Regelventils 61, in welcher der untere
Antriebsdruckraum 46 des Antriebszylinders 31 mit dem
hohen Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 49
beaufschlagt ist und der obere Antriebsdruckraum 43
dieses Antriebszylinders 31 zumindest über die Drossel
68 und das Nachlauf-Regelventil 61 mit dem drucklosen
Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats 48
verbunden ist, bewegt sich der Kolben 33 des Antriebs
zylinders 31 mit Eilgeschwindigkeit nach oben.
Das Nachlauf-Regelventil 61 ist - zum Zweck der Erläu
terung - gemäß der halbschematischen Darstellung der
Fig. 4 als Schieber-Ventil vorausgesetzt, dessen "Kol
ben" 72 durch das 3/3-Wege-Ventil-Symbol repräsentiert
ist. Es ist als Proportionalventil ausgebildet, das,
von seiner sperrenden Grundstellung 0 aus gesehen mit
einer zunehmenden Verschiebung seines Ventilkolbens 72
nach "links", d. h. im Sinne einer Ausnutzung der Funk
tionsstellung II - Beaufschlagung des Antriebszylinders
31 in Aufwärtsrichtung - einen zunehmend größeren Quer
schnitt des Durchflußfades 73 freigibt, über den Druck
mittel aus dem oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebs
zylinders 31 zum drucklosen Vorratsbehälter 51 des
Druckversorgungsaggregats 49 abströmen kann, und bei
zunehmender Verschiebung seines Ventilkolbens 72 nach
"rechts" d. h. Übergang zur Funktionsstellung I - Beauf
schlagung des Antriebszylinders 31 in Abwärtsrichtung -
zunehmend größere Querschnitte des Durchflußpfades 74
freigibt, über den Druckmittel von der Pumpe 57 sowie
auch vom unteren Antriebsdruckraum 46 des Antriebszy
linder 31 zum oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebs
zylinders 31 strömen kann.
Um das insoweit erläuterte Nachlauf-Regelventil 61 im
Sinne des Ablaufes des Biegevorganges bedarfsgerecht in
seine verschiedenen Funktionsstellungen 0 und I bzw. II
steuern zu können, sind weiter die folgenden Funktions
und Steuerelemente vorgesehen:
Das lediglich schematisch angedeutete Gehäuse 75 des
Nachlauf-Regelventils 61 hat einen blockförmigen Mittel
abschnitt 76 mit einer zentralen Bohrung 77, in welcher
um deren zentrale Längsachse 78 drehbar und entlang
dieser Achse verschiebbar eine Hohlwelle 79 gelagert
ist, die an ihrem einen, gemäß der Darstellung der
Fig. 4 rechten Ende, das aus dem Gehäuse 75 herausragt,
mit einem Antriebsritzel 80 versehen ist, mit dem das
Abtriebszahnrad 81 eines Elektromotors 82 kämmt, und an
ihrem anderen Ende mit einem Innengewinde 83 versehen
ist, mit dem eine ebenfalls um die zentrale Achse 78
drehbare Gewindespindel 84 in kämmendem Eingriff steht,
die jedoch axial unverschiebbar am Gehäuse 75 des Nach
lauf-Regelventils 61 gelagert ist, aus dem sie mit
einem freien Endabschnitt 84′ herausragt, an dem wie
derum ein Ritzel 86 angeordnet ist, das mit einer Zahn
stange 87 in kämmendem Eingriff steht, die, wie der
Fig. 3 entnehmbar, mit dem Oberwerkzeug 11 bewegungsge
koppelt ist und dessen Ab- und Aufwärtsbewegungen mit
ausführt, wobei sich die Zahnstange 87 parallel zur
zentralen Längsachse 28 des Antriebszylinders 31 er
streckt und in unmittelbarer Nähe desselben angeordnet
ist.
Diese Gewindespindel 84 und die Zahnstange 87 sind die
funktionswesentlichen Elemente einer mechanischen Rück
meldeeinrichtung, mittels derer die Position des Ober
werkzeugs 11 auf das Nachlaß-Regelventil 61 "zurückge
meldet" wird. In dem Gehäuse 75 des Nachlauf-Regelven
tils 61 ist axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar ein
insgesamt mit 88 bezeichnetes, der Grundform nach joch
förmiges Ventilbetätigungsglied gelagert, das zwei
parallel zueinander verlaufende Jochschenkel 89 und 91
hat, die durch einen parallel zur zentralen Längsachse
78 des Nachlauf-Regelventils verlaufenden Führungsstab
92, der durch eine radial seitliche Führungsbohrung 93
des blockförmigen, zentralen Gehäuseteils 76 hindurch
tritt, fest miteinander verbunden sind und sich über je
einen Betätigungsstift 94 bzw. 96 axial an den einander
gegenüberliegenden Seiten des Ventilkolbens 72 abstüt
zen, wobei diese Abstützung der Jochschenkel 89 und 91
an den Betätigungsstiften 94 und 96 bzw. dem Ventilkol
ben 72 satt-formschlüssig ist.
Die beiden Jochschenkel 89 und 91 haben miteinander
fluchtende, mit der zentralen Längsachse 78 des Ventil
gehäuses 75 koaxiale Bohrungen 97 bzw. 98, deren Durch
messer geringfügig größer ist als der Außendurchmesser
der Hohlwelle 79, so daß diese mit einem für ihre leicht
gängige Drehbarkeit hinreichenden Spiel durch diese
Bohrungen 97 und 98 der Jochschenkel 89 und 91 des
Ventilbetätigungsgliedes 88 hindurchtreten kann.
Das Ventilbetätigungsglied 88 ist über Kugellager 99
und 101, die eine leichtgängige Drehbarkeit der Hohl
welle 79 relativ zu dem Ventilbetätigungsglied 88 ver
mitteln, axial spielfrei zwischen radialen Mitnahmeflan
schen 102 und 103 der Hohlwelle 79 - axial - gelagert.
Der Elektromotor 82 ist als Motor mit umkehrbarer Dreh
richtung ausgebildet, z. B. als Schrittmotor oder als
AC-Motor, d. h. als impulsgesteuerter Motor, der durch
an einem ersten Versorgungsanschluß 105 empfangene Aus
gangsimpulse einer elektronischen Steuereinheit 100 in
dem durch den Pfeil 104 repräsentierten Uhrzeigersinn
und durch einen zweiten Versorgungsanschluß 106 empfan
gene Ausgangsimpulse der elektronischen Steuereinheit
103 in dem durch den Pfeil 107 repräsentierten Gegenuhr
zeigersinn angetrieben wird, wobei der Uhrzeigersinn
auf die durch den Pfeil 108 angegebene Sichtrichtung
bezogen ist. Für den Elektromotor 82 ist weiter voraus
gesetzt, daß sein mit dem Abtriebszahnrad 81 drehfest
verbundener Anker mit jedem Steuerimpuls, den er an
einem seiner beiden Versorgungsanschlüsse 105 bzw. 106
empfängt, in der einen oder anderen Drehrichtung einen
einem konstanten - kleinen - inkrementalen Drehwinkel Δϕ
entsprechende Drehung ausführt, wie z. B. einen Winkel
von 3,6°, d. h. daß hundert Impulse notwendig sind,
damit der Anker des Elektromotors 82 eine Drehung um
380° ausführt. Der Elektromotor 82 dient bei dem Nach
lauf-Regelventil 61 zur Positions-Sollwert-Vorgabesteue
rung, die durch - programmgesteuerte - Folge der Steuer
impulse erzielt wird, die dem Elektromotor 82 an seinem
einen Versorgungsanschluß 105 oder an seinem anderen
Versorgungsanschluß 106 zugeleitet werden.
Im Rahmen der dem linken Antriebszylinder 31 zugeordne
ten Untereinheit 48′ der elektrohydraulischen Steuerein
heit 48 ist weiter ein zwischen den zum oberen Antriebs
druckraum des Antriebszylinders 31 führenden Steueran
schluß 69 desselben und den Vorratsbehälter 51 des
Druckversorgungsaggregats 49 geschaltetes Nachströmven
til 109 vorgesehen, über das bei Eil-Abwärtsbewegungen
des Kolben 31 des linken Antriebszylinders 31 - und des
Oberwerkzeugs 11 der Biegemaschine 10 - Druckmedium aus
dem Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats 49
in den oberen Antriebsdruckraum 43 nachströmen kann.
Dieses Nachströmventil 109, das zur Veranschaulichung
seiner Funktion als federloses Rückschlagventil darge
stellt ist, ist in für sich bekannter Bauweise, so
realisiert, daß es auf minimale Druckunterschiede zwi
schen dem oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylin
ders 31 und dem Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungs
aggregats 49 anspricht und dabei seine Sperrstellung
einnimmt, wenn der Druck im oberen Antriebsdruckraum 43
des Antriebszylinders 31 geringfügig größer ist als im
Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats 49 und
in seine Offenstellung übergeht, sobald der Druck im
oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31
geringfügig kleiner ist als der Druck im "drucklosen"
Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats, wobei
"drucklos" Gleichheit mit dem umgebenden Atmosphären
druck bedeuten soll.
Zwischen den mit dem oberen Ausgangsdruckraum 43 des
Antriebszylinders 31 kommunizierenden Steueranschluß
69, d. h. die gemeinsame Anschlußstelle des Nachström
ventils 109, der Drossel-Blende 68 und des zwischen den
Steuerausgang 66 des Nachlauf-Regelventils 61 und den
Steueranschluß 69 des Antriebszylinders 31 geschalteten
Rückschlagventils 67, das durch höheren Druck am Steuer
ausgang 66 des Nachlauf-Regelventils 61 als am Steuer
anschluß 69 in Öffnungsrichtung beaufschlagt und sonst
gesperrt ist und den im vorstehend erläuterten Sinn
drucklosen Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggre
gats 49 ist weiter ein Abströmventil 111 geschaltet,
das im Eil-Rückzugsbetrieb des Kolbens 33 des Antriebs
zylinders 31 ein Abströmen von Druckmittel aus dem
oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31
direkt zum Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggre
gates 59 hin ermöglicht.
Das Abströmventil 111 ist als druckgesteuertes 2/2-
Wegeventil ausgebildet, dessen Grundstellung 0 seine
Sperrstellung ist, in die es durch die Ventilfeder 112
gedrängt wird. Seine zweite Funktionsstellung I ist
eine Durchflußstellung, in welcher der Steueranschluß
69 des Antriebszylinders 31 über den Durchflußpfad 13
des Abströmventils 111 zusätzlich zu dem über die Drossel
blende 68 und das Nachlauf-Regelventil 61 zum Vorrats
behälter 51 führenden Strömungspfad, der insgesamt mit
114 bezeichnet ist, mit dem Vorratsbehälter 151 des
Druckversorgungsaggregats 49 verbunden ist. Das Abström
ventil 111 hat einen ersten, schematisch angedeuteten
Steuerdruckraum 116, der mit dem am Steuerausgang 66 des
Nachlauf-Regelventils 61 jeweils herrschenden Druck
beaufschlagt ist, und einen zweiten, ebenfalls schema
tisch angedeuteten Steuerdruckraum 117, der mit dem im
oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31
jeweils herrschende Druck beaufschlagt ist. In speziel
ler Auslegung des Abströmventils 111 sind die die Steuer
druckräume 116 und 117 beweglich begrenzenden Steuer
kolbenflächen des als Schieberventil vorausgesetzten
Abströmventils 111 so aufeinander abgestimmt, daß,
gleiche Drücke in den beiden Steuerdruckräumen 116 und
117 vorausgesetzt, die Kraft, die aus der Druckbeauf
schlagung des gemäß der Darstellung der Fig. 3 "rech
ten" Steuerdruckraumes 117 resultiert und den durch das
Schaltsymbol repräsentierten Kolben des Abströmventils
111 in dessen Durchflußstellung zu drängen sucht, gleich
der Summe der Rückstellkraft der Ventilfeder 112 und
der aus der Druckbeaufschlagung des ersten, gemäß der
Darstellung der Fig. 3 "linken" Steuerdruckraumes 116
resultiert, ist, die den Kolben des Abströmventils 111
in dessen Grundstellung drängen. Bei dieser Auslegung
des Abströmventils genügt - im Eil-Rückzugsbetrieb des
Kolbens 33 des Antriebszylinders 31 - schon ein minima
ler Druckabfall über der Drossel 68, um das Abströmven
til 111 in dessen Durchflußstellung 101 umzuschalten.
Zur Erläuterung der Funktion der insoweit ihrem Aufbau
nach beschriebenen Biegemaschine 10, wird nunmehr ein
typisches Arbeitsspiel derselben betrachtet, das in
einer oberen Endstellung der Kolben 33 und 34 der bei
den Antriebszylinder 31 und 32 - und damit auch des
Oberwerkzeugs 11 der Biegemaschine 10 - mit einem Eil-
Abwärts-Betrieb dieser Funktionselemente beginnt, an
den sich sodann der die Verformung des Werkstückes
vermittelnde Lastvorschub-Betrieb der Antriebszylinder
31 und 32 anschließt und mit einem Eil-Rückzugshub
wieder in die angenommene Ausgangsstellung zurückführt.
Hierbei ist angenommen, daß das Druckversorgungsaggre
gat 49 permanent in Betrieb ist, und daß die Hochdruck
pumpe 57 des Druckversorgungsaggregats 49 als eine
geregelte Pumpe ausgebildet ist, die lediglich denjeni
gen Druck in den unteren Antriebsdruckräumen 46 und 47
der beiden Antriebszylinder 31 und 32 aufrechterhält,
der erforderlich ist, um die Kolben 33 und 34 und mit
diesen das Oberwerkzeug 11 in der oberen Endstellung zu
halten und in diesem Betriebszustand der Biegemaschine
10 einen eventuell auftretenden Leckölverlust auszuglei
chen.
In diesem Funktionszustand der Biegemaschine 10 befin
den sich die Nachlauf-Regelventile 61 und die Abström
ventile 111 der elektrohydraulischen Steuereinheit 48
in den in der Fig. 3 dargestellten Grundstellungen,
wobei die Nachströmventile 109 offen oder geschlossen
sein können. Diese Nachströmventile 109 sind so ausge
legt, daß ihre - nicht im einzelnen dargestellten Ven
tilkörper - aufgrund der Einbaulage der Ventile 109
durch die Schwerkraft, die auf sie wirkt, in die Offen
stellung gelangen, jedoch bei einem geringfügigen Über
druck in den oberen Antriebsdruckräumen 43 und 44 der
beiden Antriebszylinder 31 und 32 in die Sperrstellung
"angehoben" werden. Ausgehend von der angenommenen und
in der Fig. 1 dargestellten Ausgangsstellung der Kol
ben 33 und 34 der beiden Antriebszylinder 31 und 32
wird deren Eil-Abwärts-Vorschubbetrieb dadurch einge
leitet, daß der Elektromotor 82 mit einer Impulsfolge
angesteuert wird, mit deren Frequenz eine bestimmte
Vorschub-Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils 118 der
Fig. 3 verknüpft ist, die einen typischen Wert von 300 mms-1
hat. Davon ausgehend, daß die Vorschubbewegung
der Kolben 33 und 34 in Schrittweiten von 1 µ programmier
bar sein soll und jedem Impuls, der dem Elektromotor 82
zugeleitet wird, dieser inkrementalen Schrittweite der
Vorschubbewegung entspricht, bedeutet dies, daß der
Elektromotor mit einer Impulsfolgefrequenz von 300 kHz
angesteuert werden muß, damit sich die Vorschubgeschwin
digkeit von 300 ms-1 ergibt.
Bei der anhand der Fig. 4 erläuterten, speziellen
Gestaltung des Nachlauf-Regelventils 61 gelangt dieses
in seine dem Abwärts-Vorschubbetrieb entsprechende
Funktionsstellung I dann, wenn sich das Ventilbetäti
gungsglied 88 nach rechts bewegt, was der Fall ist,
wenn der Elektromotor 82, in Richtung des Pfeils 108
gesehen, im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Zum Zweck
der Erläuterung sei angenommen, daß dies der Fall ist,
wenn dem Elektromotor 82 an seinem ersten Versorgungs
anschluß 102 Ausgangsimpulse der elektronischen Steuer
einheit 103 zugeleitet werden.
Das nachfolgend zur Bewegungssteuerung des Kolbens 33
des Antriebszylinders 31 ausgeführte gilt sinngemäß
auch für den Kolben 34 des "rechten" Antriebszylinder
32.
Wenn die - rotatorische - Positions-Sollwert-Vorgabebe
wegung des Abtriebszahnrades 81 des Elektromotors 82
und damit die im Gegenuhrzeigersinn erfolgende Drehbe
wegung der Hohlwelle 79 einsetzt, befindet sich der
Kolben 33 des Antriebszylinders 31 zunächst noch in
Ruhe, mit der Folge, daß auch die Gewindespindel 84
noch "steht". In dieser Konstellation bewegt sich die
Hohlwelle 79 gemäß Fig. 4 in Richtung des Pfeils 119
nach rechts, wodurch der von dem Ventilbetätigungsglied
88 mitgenommene Kolben 72 des Nachlauf-Regelventils 61
in seine Funktionsstellung I gelangt, die dem Abwärts-
Bewegungssteuerbetrieb des Kolbens 33 des Antriebszy
linders 31 zugeordnet ist, wobei sich, je weiter der
Kolben 62 nach rechts verschoben wird, der Durchflußquer
schnitt des in dieser Funktionsstellung I freigegebenen
Durchflußpfades 121 des Nachlauf-Regelventils 61 zuneh
mend vergrößert. Die Folge hiervon ist, daß die beiden
Antriebsdruckräume 43 und 46 des Antriebszylinders 31
nunmehr über den Durchflußpfad 74 des Nachlauf-Regel
ventils in kommunizierender Verbindung miteinander
stehen, was wiederum zur Folge hat, daß sich der Kolben
33 des Antriebszylinders 31 nunmehr in Richtung des
Pfeils 118 - "abwärts" - bewegen kann.
Die Hochdruckpumpe 57 des Druckversorgungsaggregats 49
ist hinsichtlich der maximalen Förderleistung dahin
gehend ausgelegt, daß ihr auf die Zeiteinheit bezogenes
Fördervolumen Q lediglich einen Wert hat, der ausrei
chend ist, um im Last-Vorschubbetrieb des Antriebszylin
ders 31, in dem die Vorschubgeschwindigkeit lediglich
1/10 der Eil-Vorschubgeschwindigkeit beträgt, beim
gewählten Erläuterungsbeispiel somit 30 mms-1, den für
die biegende bzw. pressende Bearbeitung des Werkstückes
13 erforderlichen Maximaldruck von 300 bar im oberen -
großflächig begrenzten - Antriebsdruckraum 43 des An
triebszylinders 31 aufrechtzuerhalten. Für das gewählte
Erläuterungsbeispiel, bei dem jeder der beiden Antriebs
zylinder 31 und 32 eine maximale Vorschubkraft von 500
kN entfaltet, beträgt somit das maximale Fördervolumen Q
der Hochdruckpumpe 57 ca. 1 ls-1 bzw. 60 l/min, entspre
chend der Querschnittsfläche des oberen Antriebsdruck
raumes 43 bzw. der wirksamen Kolbenfläche 52 des Kol
bens 33, die, um eine maximale Vorschubkraft von 500
kN bei einem maximalen Betriebsdruck von 300 bar zu
entfalten, den Wert 167 cm2 hat.
Da das auf die Zeiteinheit bezogene Fördervolumen der
Hochdruckpumpe 57 zuzüglich des auf die Zeiteinheit
bezogenen Volumens von Druckmedium, das im Zuge der
Abwärtsbewegung des Kolbens 33 des Antriebszylinders 31
aus dessen unterem Antriebsdruckraum 46 verdrängt wird
und über den in der Funktionsstellung I des Nachlauf-
Regelventils 61 offenen Durchflußpfad 74 desselben
ebenfalls zum oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebs
zylinders 31 strömen kann, nicht ausreichen, um diesen
oberen Antriebsdruckraum 43 vollständig mit Druckmedium
gefüllt zu halten, entsteht - im Eil-Abwärtsbetrieb
des Antriebszylinders 31 - im oberen Antriebsdruckraum
43 ein geringer Unterdruck, der aber ausreicht, das
Nachströmventil 109 in seine Offen-Stellung zu steuern,
so daß nunmehr Druckmedium aus dem Vorratsbehälter 51
des Druckversorgungsaggregats 61 über das Nachströmven
til 109 in den oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebs
zylinders 31 nachströmen kann.
Sobald die Abwärtsbewegung des Kolbens 33 bzw. des
Oberwerkzeugs 11 der Biegemaschine 10 einsetzt, wird
über die diese Bewegung mit ausführende Zahnstange 87
der Rückmeldeeinrichtung 84, 86, 87 das Ritzel 86, in
Richtung des Pfeils 121 der Fig. 4 gesehen, in dem
durch den Pfeil 122 symbolisierten Uhrzeigersinn ange
trieben, mit der Folge, daß die Hohlwelle 79 - wegen des
kämmenden Eingriffs des Spindelgewindes 84 mit dem
Innengewinde 83 der Hohlwelle 78 - wieder in Richtung
des Pfeils 123 der Fig. 4 nach links gezogen wird, so
daß der Durchflußquerschnitt des Durchflußpfades 74 des
Nachlauf-Regelventils 61 wieder abnimmt, das jedoch,
entsprechend der Sollwert-Vorgabe, die durch den Elek
tromotor 82 gesteuert ist, in seiner Funktionsstellung
I verbleibt.
Nach diesem "Einschwingen" der Bewegungssteuerung, das
nur eine kurze Zeitspanne benötigt, ergibt sich ein
stationärer Zustand, in welchem die Hohlwelle 79 und
die Gewindespindel 87 mit gleicher Drehzahl angetrieben
sind, d. h. Gleichheit von eingesteuertem Soll-Wert der
Vorschubgeschwindigkeit und Ist-Wert derselben erreicht
ist und der Öffnungsquerschnitt des Durchflußpfades 74
des Nachlauf-Regelventils 61 gerade so groß ist, daß
das Nachlauf-Regelventil 61 eine Drosselwirkung entfal
tet, als deren Folge im unteren Antriebsdruckraum 46
des Antriebszylinders 31 ein Druck aufgebaut wird,
dessen Betrag dem Wert G/2 F2 entspricht, wobei mit G
das Gesamtgewicht des Oberwerkzeugs 11 und der mit
diesem verbundenen Kolben 33 und 34 der beiden Antriebs
zylinder 31 und 32 bezeichnet ist, das beim gewählten
Erläuterungsbeispiel zu 10 kN angenommen ist. Für die
sen "Gleichgewichtsdruck" ergibt sich somit, wenn für
F2 der Wert F1/10 angesetzt wird, ein Wert von ca. 30
bar, der auch aufrechterhalten bleibt und damit den
Kolben 33 des Antriebszylinders 31 "stehenbleiben"
läßt, wenn z. B. aufgrund einer Fehlfunktion des Elektro
motors 82 die Positons-Sollwert-Vorgabe "stockt", d. h.
auch die Hohlwelle 79 stehenbleibt, wobei schon eine
geringfügige weitere Abwärtsbewegung des Kolbens 33 des
Antriebszylinders 31 ausreicht, um das Nachlauf-Regel
ventil 61 in seine neutrale Sperr-Stellung 0 zurückzu
schalten, in welcher der untere Antriebsdruckraum 46
des Antriebszylinders 31 gegen den Steuerausgang 66 des
Nachlauf-Regelventils 61 abgesperrt ist, so daß aus dem
unteren Antriebsdruckraum 46 keinerlei Druckmittel mehr
entweichen kann und damit das Arretieren des Kolbens 33
sichergestellt ist.
Der Übergang von Eil-Abwärts-Vorschubbetrieb auf Last-
Vorschubbetrieb erfolgt dadurch, daß die Frequenz, mit
dem die Ausgangsimpulse dem "Vorwärts"-Steuereingang
102 des Elektromotors 82 zugeleitet werden, erniedrigt
wird, beim gewählten Erläuterungsbeispiel auf 1/10
derjenigen Frequenz, mit der die Ausgangsimpulse zur
Steuerung des Eil-Vorschubbetriebes abgegeben werden.
Die Folge der solchermaßen auf 1/10 der zuvor maßgeb
lichen Vorschubgeschwindigkeit reduzierten Vorschubge
schwindigkeit für den Last-Abwärtsbetrieb, die nunmehr
ca. 30 mms -1 beträgt, ist, daß die Förderleistung der
Hochdruckpumpe 57 - zuzüglich des aus dem unteren An
triebsdruckraum 46 verdrängten Druckmittel-Volumens,
das über den Durchflußpfad 74 des sich in der Funktions
stellung I befindenden Nachlauf-Regelventils nunmehr
ausreicht, genügend Druckmittel in den oberen Antriebs
druckraum 43 des Antriebszylinders 31 zu fördern und in
diesem einen für die Biege- bzw. Preßbearbeitung des
Werkstückes 13 hinreichenden Druck von bis zu 300 bar
aufzubauen.
Zur Beendigung des Last-Vorschubbetriebes der Antriebs
zylinder 31 und 32 sind die nachfolgend genannten Maß
nahmen einzeln oder in Kombination geeignet:
- a) Beendigung der Ausgabe von Ansteuerimpulsen, die dem Vorwärts-Steuereingang 102 des Elektromotors 82 zugeleitet werden, nachdem deren Anzahl demjenigen Positions-Soll-Wert entspricht, bei dem die erwünsch te Formung des Werkstückes 13 erfolgt sein muß.
- b) Beendigung der Ausgabe von Vorwärts-Impulsen sobald der Auslenkungshub des Ventilbetätigungsgliedes 88 des Nachlauf-Regelventils einen Schwellenwert über schreitet, was ein Indiz dafür ist, daß der Druck im oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylin ders 31 seinerseits einen Schwellenwert erreicht hat, bzw. ein Indiz dafür, daß der Kolben 33 im Last-Abwärtsbetrieb des Antriebszylinders 31 nicht mehr weiter fahren kann, weil er sich nunmehr - nach Erreichen der Position, in der die Verformung des Werkstücks 13 abgeschlossen ist, über dieses am Maschinengestell 14 abstützt. Zur diesbezüglichen Erfassung des Auslenkungshubes des Ventilbetäti gungsgliedes 88 ist beim dargestellten Ausführungs beispiel gemäß Fig. 4 ein Endschalter 124 vorgese hen, der, sobald der Schwellenwert des Auslenkungs hubes des Ventilbetätigungsgliedes 88 erreicht ist, ein Signal abgibt, durch das die Ausgabe weiterer Positions-Sollwert-Vorgabeimpulse gestoppt wird.
- c) Begrenzung des Druckes im oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31 mittels eines Druckbe grenzungsventils, als welches das Abströmventil 111 ausnutzbar ist.
Die Steuerung des Eil-Rückzugs-Betriebes der beiden
Antriebszylinder 31 und 32 wird auf analoge Weise da
durch erzielt, daß - im Falle des linken Antriebszylin
ders 31 - dem Sollwert-Steuermotor 82 Steuerimpulse an
seinem zweiten Versorgungsanschluß 106 - dem Aufwärts-
Steueranschluß - zugeleitet werden, wodurch der Elektro
motor 82 im Gegenuhrzeigersinn 107 angetrieben wird und
das Nachlauf-Regelventil 61 in seine Funktionsstellung
II gelangt, in welcher sein Steuerausgang 66 über den
Durchflußpfad 73 des Ventilkolbens 72 mit dem druck
losen Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats
49 verbunden ist und die Hochdruckpumpe 57 mit ihrem
gesamten Fördervolumen in den unteren Antriebsdruckraum
46 des Antriebszylinders 31 arbeitet, dessen Kolben 33
dadurch im Eil-Aufwärtsbetrieb nach oben gefahren wird.
In diesem Betriebszustand tritt über der Drossel 68,
über die der Steueranschluß 69 des oberen Antriebspro
grammes 43 des Antriebszylinders 31 mit dem Steueraus
gang 66 des Nachlauf-Regelventils 61 verbunden ist, ein
Druckabfall auf, der zu einer Umschaltung des Abström
ventils 111 in dessen Durchflußstellung I führt, so daß
- im Eil-Aufwärtsbetrieb des Antriebszylinders 31 -
Druckmittel aus dessen oberem Antriebsdruckraum 43 auch
"direkt" über das Abströmventil 111 zum drucklosen
Vorratsbehälter 51 des Druckversorgungsaggregats 49
abströmen kann.
Im Rahmen des Nachlauf-Regelventils 61 ist weiter ein
als induktiver Geber 126 dargestelltes, als "Endschal
ter" wirkendes Abschaltelement vorgesehen, das ein
elektrisches Signal zur Abschaltung von Aufwärts-Steuer
impulsen für den Elektromotor 82 abgibt, wenn der Aus
lenkungshub des Ventilbetätigungsgliedes 88 in Richtung
des Pfeils 123 wiederum einen Schwellenwert überschrei
tet, mit dem im unteren Antriebsdruckraum 46 des An
triebszylinders 31 ein überhöhter Wert des Antriebs
druckes verknüpft ist. Das Auftreten eines überhöhten
Druckes im Aufwärts-Betrieb ist in der überwiegenden
Zahl der statistisch bedeutsamen Betriebssituationen
ein Indiz dafür, daß der Antriebszylinder 31, z. B.
wegen ungleichmäßiger Vorschubgeschwindigkeit der Kol
ben 33 und 34 beider Antriebszylinder 31 und 32 "klemmt",
was eine für die Biegemaschine 10 insgesamt "gefährli
che" Betriebssituation ist, die aus Sicherheitsgründen
beendet werden muß.
Wenn im Last-Vorschubbetrieb der Biegemaschine 10 deren
Antriebszylinder 31 und 32 ihre maximale Vorschubkraft
entfalten, pro Antriebszylinder 500 kN, so führt dies,
auch bei stabilster Ausführung der Seitenwangen 17 und
18 des Maschinengestells 14 zu einer vertikalen Auf
weitung der Seitenwangen die, auch wenn sich der verti
kale Abstand der oberen Querschenkel 26 und 27 der
Seitenwangen 17 und 18 von deren unteren horizontalen
Querschenkeln 21 und 22 nur um einige Zehntel mm ver
größern würde, zu einem erheblichen Fehler der durch
die Gewindespindel 84 des Nachlauf-Regelventils 61 und
die Zahnstange 87, die mit dem Oberwerkzeug 11 der
Biegemaschine bewegungsgekoppelt ist, vermittelten
Positions-Istwert-Rückmeldung führen würde, derart, daß
das Nachlauf-Regelventil 61 Positionen "sähe", die noch
nicht erreicht sind, da die Zahnstange 87 nicht gedehnt
wird, mit der Folge, daß erhebliche Verzögerungen im
Last-Vorschubbetrieb - dem Verformungsbetrieb der Bie
gemaschine 10 - in Kauf genommen werden müßte.
Um derartige Fehler der Positions-Istwert-Rückmeldung
weitestmöglich zu vermeiden, ist die Zahnstange 87 der
jeweiligen mechanischen Rückmeldeeinrichtung des Nach
lauf-Regelventils 61 mit einem insgesamt mit 127 be
zeichneten Kompensationszylinder versehen, der mit
zunehmendem Druck im oberen Antriebsdruckraum 43 des
Antriebszylinders 31 eine der hiermit verknüpften ver
tikalen Aufweitung der jeweiligen Seitenwange 17 bzw.
18 des Maschinengestells 14 entsprechende Verlängerung
der Zahnstange 87 vermittelt.
Der Kompensationszylinder 127 ist als einfach-wirkender
Linearzylinder ausgebildet, dessen Gehäuse 128 über ein
Kugelgelenk 129 mit dem Oberwerkzeug 11 verbunden ist
und dessen Ab- und Aufwärtsbewegungen mit ausführt.
Durch den Boden 129 des Zylindergehäuses 128 und einen
in diesen druckdicht verschiebbaren Kolben 131 ist ein
Druckraum 132 in axialer-vertikaler Richtung begrenzt,
der über eine mindestens abschnittsweise flexibel aus
gebildete Steuerleitung 133 an den Steueranschluß 69
des oberen Antriebsdruckraumes 43 des Antriebszylinders
31 angeschlossen ist. Der Kolben 131 wird durch eine
vorgespannte Wendelfeder 134, die sich einerseits am
Kolben 131 und andererseits an einer dem Boden 129 des
Zylindergehäuses 128 gegenüberliegenden Endstirnwand
136 des Zylindergehäuses 128 abstützt, in die mit mini
malem Volumen des Druckraumes 132 des Ausgleichzylin
ders 127 verknüpfte Grundstellung gedrängt. Die Zahn
stange 87 ist als freier Endabschnitt einer mit dem
Kolben 131 fest verbundenen, durch eine zentrale Boh
rung 137 der Endstirnwand 136 des Zylindergehäuses 128
vertikal austretenden Kolbenstange 138 ausgebildet.
Vorspannung und Federrate der Wendelfeder 134 sind
dahingehend aufeinander abgestimmt und auch an die
wirksame Fläche des Kolbens 131 des Ausgleichszylinders
127 angepaßt, daß, wenn und so lange der Druck im obe
ren Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31
gleich oder annähernd gleich dem im Vorratsbehälter 51
des Druckversorgungsaggregats 49 herrschenden Umgebungs
druck - Atmosphärendruck - ist, die Verbindung zwischen
der Zahnstange 87 und dem Oberwerkzeug 11, in vertika
ler Richtung gesehen, hinreichend starr ist um eine
genaue Rückmeldung der Position des Oberwerkzeugs 11 in
den Eil-Betriebszuständen des Antriebszylinders 31 zu
gewährleisten und andererseits zu erreichen, daß die
bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes 132 des
Kompensationszylinders 127 auftretende Verschiebung
seines Kolbens 131 dem Betrage nach der Aufweitung der
Seitenwangen 17 und 18 entspricht, die diese unter der
Vorschubkraft-Entfaltung der Antriebszylinder 31 und 32
erfahren.
Die in der Fig. 5, in deren Einzelheiten nunmehr ver
wiesen sei, dargestellte Variante der wiederum insge
samt mit 127 bezeichneten Kompensationseinrichtung ist
baulich und funktionell der anhand der Fig. 3 erläuter
ten weitestgehend gleich bzw. analog. Soweit daher in
der Fig. 5 dieselben Bezugszeichen angegeben sind, wie
in der Fig. 3, soll dies der Hinweis auf bauliche und
funktionelle Identität bzw. Analogie sein und auch den
Verweis auf die schon anhand der Fig. 3 gegebene Erläu
terung der solchermaßen bezeichneten Teile beinhalten.
Bei der in der Fig. 5 dargestellten Variante der Kom
pensationseinrichtung der Anordnung des die Kompensa
tionseinrichtung repräsentierenden Kompensationszylin
ders 127 ist dieser über ein druckförmiges Anschlußteil
141 fest mit dem nach unten aus dem Gehäuse 36 des
Antriebszylinders 31 austretenden Abschnitt mit der
Kolbenstange 33 verbunden. In diese ist "von oben her"
eine langgestreckte Sackbohrung 142 eingebracht, die
über eine obere, radiale Querbohrung 143 mit dem oberen
Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31 in kommu
nizierender Verbindung steht. In den unteren Endab
schnitt 143′ dieser langgestreckten Sackbohrung 142
mündet eine untere radiale Querbohrung 144 der Kolben
stange 33 an die druckdicht der Anschlußblock 141 ange
schlossen ist, der einen die radiale Querbohrung des
Zylinderkolbens gleichsam fortsetzenden Querkanal 146
hat, der über einen kurzen Längskanal 147 in den Druck
raum 142 des Kompensationszylinders 127 mündet, so daß
dessen Druckraum 132 über den Längskanal 147, den Quer
kanal 146, die Querbohrung 144, die Längsbohrung 142
und die obere Querbohrung 143 kommunizierend mit dem
oberen Antriebsdruckraum 43 des Antriebszylinders 31
verbunden ist.
Durch diese gleichsam "interne" Verbindung des oberen
Antriebsdruckraumes 43 mit dem Druckraum 132 des Kom
pensationszylinders 127 werden flexible Leitungsabschnit
te einer wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3
vorgesehenen Steuerleitung 133 vermieden.
In weiterem Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 3 und hinsichtlich der Gestaltung des Nachlauf-
Regelventils 61 gemäß Fig. 4 hat das in Verbindung mit
dem Kompensationzylinder 127 gemäß Fig. 5 vorgesehene
Nachlauf-Regelventil als mechanisches Rückmeldeelement,
das mit dem Kolben 131 des Kompensationszylinders 127
verschiebefest verbunden ist, eine unverdrehbar am
Gehäuse 74′ des Nachlauf-Regelventils 61′ angeordnete
Gewindespindel 84′′, die hinreichend lang ausgeführt
ist, damit sie innerhalb des gesamten möglichen Hubes
mit dem Innengewinde der sie koaxial umgebenden Hohl
welle 79 des Nachlauf-Regelventils 61′, das hier mit
zur zentralen Längsachse 28 des Antriebszylinders 31
parallelem Verlauf seiner Längsachse 78 angeordnet ist,
in kämmendem Eingriff bleiben kann.
Desweiteren ist das Abtriebszahnrad 81 des zur Posi
tions-Sollwert-Vorgabe vorgesehenen Elektromotors 82
über einen Zahnriemen 148 mit dem Antriebszahnrad 80
der Hohlwelle 79 bewegungsgekoppelt.
Im übrigen ist das Nachlauf-Regelventil 61′ baulich
identisch mit dem in der Fig. 4 dargestellten.
Als Sicherheitseinrichtung, die bei einem Ausfall der
Stromversorgung ein z. B. trägheitsbedingtes Weiterdre
hen des Sollwerts-Vorgabemotors 82, wodurch eine uner
wünschte Weiterbewegung der Kolben 33 und 34 der An
triebszylinder 31 und 32 eintreten könnte, verhindert,
die insbesondere im Eil-Abwärtsbetrieb der Biegemaschi
ne für eine Bedienungsperson gefährlich sein könnte,
ist weiter eine elektrisch lösbare Kupplung 139 vorge
sehen, die bei einem Stromausfall selbstätig in ihre
die Fixierung des Rotors des Elektromotors 82 vermitteln
de Sperrstellung übergeht.
Claims (16)
1. Hydraulisch angetriebene Maschine für einen durch
Kaltverformung, insbesondere Biegen oder Pressen,
zu erzielende Bearbeitung eines Blechstückes, das
zwischen einem Unterwerkzeug und einem gegenüber
diesem vertikal auf und ab verfahrbaren Oberwerk
zeug, zu dessen Antrieb zwei als Differentialzy
linder ausgebildete, in seitlichem Abstand von
einander angeordnete Antriebszylinder vorgesehen
sind, deren Kolben nach unten aus den Zylinderge
häusen austretende Kolbenstangen haben, mit denen
das Oberwerkzeug zum Ausgleich geringfügiger
Hubunterschiede der Kolben über einachsige Gelen
ke verbunden ist, deren Gelenkachsen senkrecht zu
der durch die zentralen Achsen der Antriebszylin
der markierten Ebene verlaufen, wobei das Verhält
nis F1/F2 der Flächen F1 und F2 der Kolben, mit
denen diese je einen oberen Antriebsdruckraum
gegen einen von der Kolbenstange axial durchsetz
ten unteren Antriebsdruckraum abgrenzen, durch
deren - ventilgesteuerte - gemeinsame oder alter
native Druckbeaufschlagung und/oder Entlastung
auf das Werkstück zu gerichtete Eil-Vorschubbewe
gungen und Last-Vorschubbewegungen sowie vom Werk
stück weg gerichtete Eil-Rückzugsbewegungen steuer
bar sind, einen Wert zwischen 5 und 20 hat, wobei
im Eil-Vorschubbetrieb der obere, großflächiger
begrenzte Antriebsdruckraum über ein Nachström
ventil mit dem drucklosen Vorratsbehälter des
Druckversorgungsaggregats in Verbindung steht und
der untere Antriebsdruckraum über ein Steuerele
ment mit einstellbarer Drosselwirkung mit dem
oberen Antriebsdruckraum des jeweiligen Antriebs
zylinders verbunden ist, im Last-Vorschubbetrieb
der untere und der obere Antriebsdruckraum gemein
sam druckbeaufschlagt sind und im Eil-Rückzugsbe
trieb der untere Antriebsdruckraum mit hohem
Druck beaufschlagt ist, während der obere Antriebs
druckraum druckentlastet ist und zur Steuerung
der Kolbenbewegungen und des Gleichlaufs dersel
ben eine mit elektrisch steuerbarer Positions-
Sollwertvorgabe und die Ist-Positionen der Kolben
bzw. des mit diesen verbundenen Oberwerkzeugs mit
der Soll-Wertvorgabe vergleichende elektro-hydrau
lische Steuereinheit vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß im
Rahmen der elektrohydraulischen Steuereinheit
(48) als Steuerelemente den beiden Antriebszylin
dern (31 und 32) je ein mit mechanischer Rückmel
dung des Ist-Wertes der Position des jeweiligen
Kolbens (33 bzw. 34) arbeitendes, als Proportional
ventil ausgebildetes Nachlauf-Regelventil (61)
vorgesehen ist, das als 3/3-Wege-Ventil betreib
bar ist, mit einer Sperrstellung (0), in welcher
der mit dem Steueranschluß (69) des oberen An
triebsdruckraumes (43) des zugeordneten Antriebs
zylinders (31 bzw. 32) verbundene Steuerausgang
(66) dieses Nachlauf-Regelventils (61) sowohl
gegen den Hochdruckausgang (62) des Druckversor
gungsaggregats (49) als auch der gegen dessen
Vorratsbehälter (51) abgesperrt ist, einer sowohl
dem Eil- als auch dem Last-Vorschubbetrieb des
jeweiligen Antriebszylinders (31 bzw. 32) zuge
ordneten ersten Durchflußstellung I, in welcher
der mit dem Hochdruckausgang (62) des Druckver
sorgungsaggregats (49) verbundene P-Versorgungs
anschluß (63) mit dem Steuerausgang (66) des
Nachlauf-Regelventils (61) verbunden und dieser
gegen den mit dem drucklosen Vorratsbehälter (51)
des Druckversorgungsaggregats (49) verbundene T-
Versorgungsanschluß (64) des Nachlauf-Regelventils
(61) abgesperrt ist, sowie mit einer dem Eil-
Rückzugsbetrieb des jeweiligen Antriebszylinders
(31 bzw. 32) zugeordneten zweiten Durchflußstel
lung II, in welcher der Steueranschluß (69) des
oberen Antriebsdruckraumes (43) des jeweiligen
Antriebszylinders (31 bzw. 32) mit dem Vorratsbe
hälter (51) verbunden und gegen den Hochdruckaus
gang (62) des Druckversorgungsaggregates (49)
abgesperrt ist, daß der Hochdruckausgang (62) des
Druckversorgungsaggregats (49) permanent an den
unteren Antriebsdruckraum (46) des jeweiligen
Antriebszylinders (31 bzw. 32) angeschlossen ist,
und daß in hydraulischer Parallelschaltung zu dem
Nachström-Ventil (109) ein als 2/2-Wege-Ventil
ausgebildetes Abströmventil (111) vorgesehen ist,
das in Eil-Rückzugs-Bewegungsphasen des Kolbens
(33 bzw. 34) des jeweiligen Antriebszylinders (31
bzw. 32) in seine dessen direkte Verbindung mit
dem Vorratsbehälter (51) vermittelnde Funktions
stellung I schaltbar ist und sonst seine - sper
rende - Grundstellung 0 einnimmt.
2. Maschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die auf die Zeiteinheit bezogene, maximale Förder
menge der Hochdruckpumpe (57) des Druckversorgungs
aggregats (49) mindestens und annähernd gleich
derjenigen Druckmittelmenge ist, die in den obe
ren Antriebsdruckraum (43) des jeweiligen Antriebs
zylinders (31 bzw. 32) hineingedrängt werden muß,
damit der Kolben (33 bzw. 34) dieses Antriebszy
linders (31 bzw. 32) seine Last-Vorschubbewegung
mit der dafür geeigneten Vorschubgeschwindigkeit
ausführt.
3. Maschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hochdruckpumpe (57) des Druckversorgungsaggre
gats (49) als eine druckgeregelte Pumpe ausgebil
det ist, deren Fördermenge zu dem an ihrem Aus
gang erzeugten Ausgangsdruck umgekehrt proportio
nal ist.
4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein zu der Hochdruckpumpe (57) des Druckversor
gungsaggregats (49) parallel geschaltetes Druck
begrenzungsventil (59) mit einstellbarem Ansprech-
Schwellenwert des Druckes vorgesehen ist.
5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abströmventil (111) als Magnetventil ausgebil
det ist, das ab einer Mindestfrequenz von für die
Steuerung von Eil-Rückzugsbewegungen der Antriebs
zylinderkolben (33 und 34) erzeugter elektrischer
Positions-Sollwert-Vorgabeimpulse, mit denen ein
zur Sollwert-Vorgabesteuerung des Nachlauf-Regel
ventils (61) vorgesehener Elektromotor (82) an
steuerbar ist, in seine Durchflußstellung I ge
steuert wird.
6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Abströmventil (111) als druckgesteuertes
Ventil ausgebildet ist, das durch Druckbeaufschla
gung eines ersten Steuerdruckraumes (116) in
seine - sperrende - Grundstellung (0) und durch
Druckbeaufschlagung eines zweiten Steuerdruckrau
mes (117) in seine Durchflußstellung I gedrängt
wird, daß der erste Steuerdruckraum (116) an den
Steuerausgang (66) des Nachlauf-Regelventils (61)
und der zweite Steuerdruckraum an den Steueran
schluß (69) des oberen Antriebsdruckraumes (43)
des Antriebszylinders (31 bzw. 32) angeschlossen
sind, daß zwischen diesen und dem Steuerausgang
(66) des Nachlauf-Regelventils (61) eine Drossel
(68) und parallel dazu ein Rückschlagventil (67)
geschaltet sind, das durch höheren Druck im obe
ren Antriebsdruckraum (43) als am Steuerausgang
(66) des Nachlauf-Regelventils (61) in seiner
Sperrstellung gehalten ist, und daß die mit dem
am Steuerausgang (66) des Nachlauf-Regelventils
(61) herrschenden Druck beaufschlagbare Fläche
des den zweiten Steuerdruckraum (117) des Abström
ventils (111) beweglich begrenzenden Steuerkolbens
mindestens der mit dem im oberen Antriebsdruck
raum (43) des Antriebszylinders (31 bzw. 32)
herrschenden Druck beaufschlagten Fläche des den
ersten Steuerdruckraum beweglich begrenzenden
Steuerkolbens entspricht und dieser annähernd
gleich ist und daß eine das Abströmventil (111)
in dessen - sperrende - Grundstellung (0) drängen
de Ventilfeder (112) vorgesehen ist, deren Rück
stellkraft einem kleinen Bruchteil von z. B. 1/20
bis 1/5 eines über der Drossel (66) auftretenden
Druckabfalls äquivalent ist.
7. Maschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mit Steuerdruck beaufschlagbaren Flächen der
Steuerkolben des Abströmventils (111) und die
Vorspannung der Ventilfeder (112) dahingehend
aufeinander abgestimmt sind, daß das Abströmven
til (111) in seine Durchflußstellung I umgeschal
tet wird, sobald der über der Drossel (68) auftre
tende Druckabfall einen Wert von 1 bar überschrei
tet.
8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Positions-Istwert-Rückmeldeeinrichtung (86, 87)
des Nachlauf-Regelventils (61) mit einer Kompen
sationseinrichtung (127) versehen ist, die eine
dem Betrag einer vertikalen Aufweitung des Maschi
nengestells (14, 23, 24), die dieses unter den
mindestens im Last-Vorschubbetrieb auftretenden
Vorschubkräften erfährt, entsprechende Anhebung
der Referenzposition vermittelt, auf die die
Positions-Rückmeldung bezogen ist.
9. Maschine nach Anspruch 7, bei der die Positions-
Istwert-Rückmeldeeinrichtung ein mit einer Rück
meldespindel des Nachlauf-Regelventils drehfest
verbundenes Ritzel und eine mit diesem kämmende
Zahnstange oder eine mit einer hohlwellenförmigen
Spindelmutter, durch deren motorgesteuerte
Rotatoren die Positions-Sollwert-Vorgabe erfolgt,
in kämmendem Eingriff stehende Gewindespindel
(84′′) umfaßt, welche die Bewegungen des
Kolbens des jeweiligen Antriebszylinders mit
ausführt und sich parallel zu dessen Längsachse
erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zahnstange (87) bzw. die Gewindespindel der
jeweiligen mechanischen Rückmeldeeinrichtung
(86, 87) des Nachlauf-Regelventils (61) mit einem
Kompensationszylinder (127) versehen ist, der mit
zunehmendem Druck im oberen Antriebsdruckraum
(43) des jeweiligen Antriebszylinders (31 bzw.
32) eine der hiermit verknüpften vertikalen Auf
weitung von Seitenwangen (17 und 18) des Maschi
nengestells (14) entsprechende Verlängerung der
Zahnstange (87) bzw. der Gewindespindel (84′′)
vermittelt.
10. Maschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kompensationszylinder (127) als einfach
wirkender hydraulischer Linearzylinder ausgebil
det ist, dessen Gehäuse (128) verschiebefest mit
der Kolbenstange (33 bzw. 34) des jeweiligen
Antriebszylinders (31 bzw. 32) oder in unmittel
barer Nähe der jeweiligen Zylinderachse (28 bzw.
29) mit dem Oberwerkzeug (11) verbunden ist,
wobei durch den Boden (129) des Zylindergehäuses
(128) und einem in diesem druckdicht verschiebba
ren Kolben (131) ein Druckraum (132) in axialer-
vertikaler-Richtung beweglich begrenzt ist, der
mit dem oberen Antriebsdruckraum (43) des jeweili
gen Antriebszylinders (31 bzw. 32) in kommunizie
render Verbindung gehalten ist angeschlossen ist,
daß der Kolben (131) durch eine vorgespannte
Rückstellfeder (134), die sich einerseits an den
Kolben (131) und andererseits an einer dem Boden
(129) des Zylindergehäuses (128) gegenüberliegen
den Endstirnwand (136) des Zylindergehäuses (128)
abstützt, in die mit minimalem Volumen des Druck
raumes (132) des Ausgleichszylinders (127) ver
knüpfte Grundstellung gedrängt wird, und daß die
Zahnstange (87) bzw. Gewindespindel (84′′) als
freier Endabschnitt einer mit dem Kolben (131)
fest verbundenen, aus dem Zylindergehäuse (128)
vertikal austretenden Kolbenstange (138) ausge
bildet ist, wobei Vorspannung und Federrate der
Wendefeder (134) und die wirksame Fläche des
Kolbens (131) des Ausgleichszylinders (127) dahin
gehend aufeinander abgestimmt sind, daß die bei
einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes (132)
des Kompensationszylinders (127) auftretende
Verschiebung seines Kolbens (131) dem Betrage
nach der Aufweitung der Seitenwangen (17 und 18)
entspricht, die diese unter der Vorschubkraft-
Entfaltung der Antriebszylinder (31 und 32) er
fahren.
11. Maschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckraum (132) des Kompensationszylinders
(127) über eine mindestens abschnittsweise flexib
le Steuerleitung (133) an den Steueranschluß (69)
des oberen Antriebsdruckraumes (43) des jeweili
gen Antriebszylinders (31 bzw. 32) angeschlossen
ist.
12. Maschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (128) des Kompensationszylinders
(127) mit der Kolbenstange (33 bzw. 34) des jewei
ligen Antriebszylinders (31 bzw. 32) über ein
blockförmiges Anschlußteil fest verbunden ist,
das mit einer Leitungsbohrung versehen ist, die
einerseits mit einer den Kolben (33 bzw. 34)
axial durchsetzenden, in dessen oberen Antriebs
druckraum (43) mündenden Leitungsbohrung und
andererseits mit dem Druckraum (132) des Kompen
sationszylinders (127) in kommunizierender Ver
bindung steht.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Nachlauf-Regelventil (61) mit einem Gebersy
stem (124, 126) ausgerüstet ist, das zur Ausnut
zung als Warnsignale und/oder als Steuersignale,
durch die die Maschine (10) in den Stillstand
steuerbar ist, ausnutzbare elektrische Ausgangs
signale erzeugt, wenn der Auslenkungshub des
Ventilkörpers (72) des Nachlauf-Regelventils (61)
in der dem Vorschub-Betrieb der Antriebszylinder
(31 und 32) oder in der dem Rückzugsbetrieb zuge
ordneten Funktionsstellung einen vorgegebenen
Schwellenwert überschreitet.
14. Maschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die von Gebern (124, 126) des Gebersystems erzeug
ten Ausgangssignale nach Pegel und/oder Frequenz
ein Maß für den Betrag der Auslenkung des Ventil
körpers (72) des Nachlauf-Regelventils (61) in
dessen Funktionsstellungen (I und II) sind.
15. Maschine nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest im Eil-Vorschubbetrieb sowie im Eil-
Rückzugsbetrieb der Antriebszylinder (31 und 32)
die Ausgabefrequenz der Positions-Sollwert-Vor
gabeimpulse mit zunehmendem Auslenkungshub des
Ventilkörpers (72) des Nachlauf-Regelventils (61)
mehr und mehr erniedrigt wird.
16. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zur Positions-Sollwert-Vorgabesteuerung vor
gesehene Elektromotor (82) mit einer durch elek
trische Ansteuerung lösbaren Kupplung (139) oder
Bremse versehen ist, die bei einem Ausfall der
Stromversorgung oder bei einer Unterbrechung der
elektrischen Ansteuerung in die Löse-Stellung
selbsttätig in eine die Arretierung des Rotors
des Elektromotors (82) vermittelnde Sperrstellung
übergeht.
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