DE9207905U1

DE9207905U1 - Drive for stroke displacement for forming machines

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Publication number: DE9207905U1
Application number: DE9207905U
Authority: DE
Original assignee: Pahnke Engineering & Co Kg 4000 Duesseldorf De GmbH
Current assignee: Pahnke Engineering & Co Kg 4000 Duesseldorf De GmbH
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1992-08-20
Anticipated expiration: 2002-04-01

Description

Dr.-lng. Reimar König · Diol.-lng.J<liäüs BergenDr.-lng. Reimar König · Diol.-lng.J<liäüs Bergen

Wilhelm-Tell-Str. &Lgr;&Agr; -4OOO Düsseldorf 1 Telefon '397&Ogr;&Xgr;&Egr;3 - Pa centa^:n,vV.älteWilhelm-Tell-Str. &Lgr;&Agr; -4OOO Düsseldorf 1 Telefon '397&Ogr;&Xgr;&Egr;3 - Pa centa ^: n,vV.älte

10 Juni 1992 39 462 B10 June 1992 39 462 B

Pahnke Engineering GmbH & Co.KG,
Vogelsanger Weg 111, 4000 Düsseldorf 30Pahnke Engineering GmbH & Co.KG,
Vogelsanger Weg 111, 4000 Düsseldorf 30

"Antrieb zur Hubverlagerung für Umformmaschinen""Drive for stroke displacement for forming machines"

Die Erfindung betrifft einen Antrieb sowie ein Verfahren zu seinem Steuern für Umformmaschinen, insbesondere hydraulische Pressen oder hydraulisch angetriebene Schmiedemaschinen, mit mindestens einem von einem Kurbel-Treibapparat beaufschlagten Pumpenzylinder und unter ständig nachladbarem Akkumulatordruck stehenden Rückzugszylindern. The invention relates to a drive and a method for controlling it for forming machines, in particular hydraulic presses or hydraulically driven forging machines, with at least one pump cylinder actuated by a crank drive device and retraction cylinders under constantly rechargeable accumulator pressure.

Bei hydraulischen Pressen oder Schmiedemaschinen mit einem hydraulischen Antrieb, die mit sogenannten Kurbel-Treibapparaten arbeiten, wie für eine Schmiedemaschine z.B. durch die DE-PS 36 07 737 bekanntgeworden, treibt jeweils eine Einzylinder-Kurbelpumpe einen Preßzylinder an, und zwar mit einer Druckübersetzerwirkung, die dem Verhältnis der Zylinderflächen entspricht, und einer sinusförmigen Hubbewegung, deren Amplitude dem umgekehrten Verhältnis der Zylinderflächen entspricht. Die Hubfreguenz wird durch die Antriebsdrehzahl der Pumpe bestimmt. Hierbei wirkt eine von dem Kurbel-Treibapparat hin- und herbewegte Flüssigkeitsmenge auf den Preßzylinder ein, so daß dieser dem Preßkolben eine Pendel- bzw. Auf- und Abbewegung im Takte des Kurbel-Treibapparates und gegen den über die Rückzugszylinder konstant wirkenden Rückzug erteilt. Mit diesen Antrieben lassen sich außerordentlich hohe Hubzahlen erreichen.In hydraulic presses or forging machines with a hydraulic drive that work with so-called crank drive devices, as for a forging machine, for example, made known by DE-PS 36 07 737, a single-cylinder crank pump drives a press cylinder, with a pressure intensifier effect that corresponds to the ratio of the cylinder surfaces, and a sinusoidal stroke movement, the amplitude of which corresponds to the inverse ratio of the cylinder surfaces. The stroke frequency is determined by the drive speed of the pump. A quantity of liquid moved back and forth by the crank drive device acts on the press cylinder, so that it gives the press piston a pendulum or up and down movement in time with the crank drive device and against the constant retraction via the retraction cylinders. With these drives, extremely high stroke rates can be achieved.

Aus der DE-AS 12 54 43 3 ist für die Hubbewegung eines Oberwerkzeugträgers einer elektrohydraulischen Freiformschmiedepresse mit Kurbel-Treibapparat eine Steuerung bekannt, die zwecks Anpassung an das jeweils vorgegebene Schmiedemaß eine Verlagerung des Arbeitshubes nach oben bzw. nach unten ermöglicht, indem ein Teil des Betriebsdruckmittels abgelassen oder aus einem Akkumulator zugeführt und damit das pendelnde Flüssigkeitsvolumen verkleinert oder vergrößert wird. Um im Falle eines sich ändernden Schmiedewiderstandes eine erforderliche Druckmittelmenge während des Arbeitshubes zuzuführen bzw. abzuspritzen, wird dort mit einer das Schmiedemaß überlaufenden Hublage gearbeitet und durch ein zusätzliches Ein- und Auslaßventil bei Erreichen des Schmiedemaßes der Arbeitshub durch Ablassen von Druckmittel abgebrochen und durch Einlassen der gleichen Druckmittelmenge kurz vor dem oberen Umkehrpunkt die Ausgangslage des Arbeitshubes wieder eingestellt.From DE-AS 12 54 43 3, a control is known for the lifting movement of an upper tool carrier of an electro-hydraulic open-die forging press with a crank drive mechanism, which enables the working stroke to be shifted upwards or downwards in order to adapt to the specified forging dimension in each case by draining off part of the operating pressure medium or feeding it from an accumulator and thus reducing or increasing the oscillating fluid volume. In order to supply or spray off a required amount of pressure medium during the working stroke in the event of a changing forging resistance, the stroke position is used that overflows the forging dimension and, when the forging dimension is reached, the working stroke is interrupted by draining pressure medium using an additional inlet and outlet valve and the starting position of the working stroke is reset by letting in the same amount of pressure medium shortly before the upper reversal point.

Damit sich die Preßkraft zu jedem Zeitpunkt des gesamten Zylinderhubes aufbringen läßt, sind aufwendige Servoventile erforderlich, die die Druckmittelflüssigkeit in die Verbindungsleitung zwischen der Pumpe bzw. den Pumpen des Kurbel-Treibapparates und dem Preßzylinder einbringen bzw. abziehen und damit die Hublage des Preßzylinders verschieben. Abgesehen von dem erforderlichen Aufwand, kann die zusätzliche Druckmittelmenge nur in der drucklosen Phase während des Pressenrückzugs eingebracht werden, weil andernfalls große Leistungen erforderlich wären, so daß nur entsprechend geringfügige Hubveränderungen möglich sind. Für Arbeitsverfahren, die längere Arbeitshübe benötigen, sind solch geringfügige Hubveränderungen allerdings nicht ausreichend.In order to ensure that the pressing force can be applied at any time during the entire cylinder stroke, complex servo valves are required that introduce or remove the pressure fluid from the connecting line between the pump or pumps of the crank drive device and the press cylinder and thus shift the stroke position of the press cylinder. Apart from the effort required, the additional pressure fluid can only be introduced in the pressure-free phase during the press retraction, because otherwise high power would be required, so that only correspondingly small stroke changes are possible. However, such small stroke changes are not sufficient for work processes that require longer working strokes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren zum Steuern des Antriebs einer Umformmaschine und einenThe invention is based on the object of providing a method for controlling the drive of a forming machine and a

gattungsgemäßen Antrieb zu schaffen, die mit einfacheren Mitteln eine Hubverlagerung und längere Gesamthübe ermöglichen. to create a generic drive that allows stroke shifting and longer overall strokes using simpler means.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zum Steuern des Antriebs einer Umformmaschine dadurch gelöst, daß nach einem Arbeitshub die Druckmittelzufuhr zu den Rückzugszylindern gesperrt und damit der Rückhub unterbunden sowie Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckbehälter in den Arbeitszylinder der Umformmaschine gesaugt und erst bei einem neuen Arbeitshub die Druckmittelzufuhr zu den Rückzugszylindern wieder aufgesteuert wird. Indem somit - nach beendetem Arbeitshub - die Druckmittelzufuhr zu den Rückzugszylindern gesperrt und gleichzeitig der Haupt-Antriebszylinder mit einer zusätzlichen Druckmittelmenge versorgt wird, läßt sich die gewünschte Hublagenverschiebung erreichen. Wenn dann zeitgleich mit dem Beginn eines neuen Arbeitshubes die Rückzugszylinder wieder mit Druckflüssigkeit versorgt werden, beginnt die Umformmaschine den neuen Arbeitshub aus der verlagerten Position heraus, und in der Folge wird diese Hublage auch aufrechterhalten.This task is solved for a method for controlling the drive of a forming machine in that after a working stroke the pressure medium supply to the retraction cylinders is blocked and the return stroke is thus prevented, and pressure fluid is sucked from the low-pressure tank into the working cylinder of the forming machine and the pressure medium supply to the retraction cylinders is only opened again when a new working stroke begins. By blocking the pressure medium supply to the retraction cylinders after the working stroke has ended and at the same time supplying the main drive cylinder with an additional amount of pressure medium, the desired stroke position shift can be achieved. If the retraction cylinders are then supplied with pressure fluid again at the same time as a new working stroke begins, the forming machine begins the new working stroke from the shifted position and this stroke position is subsequently maintained.

Für einen Antrieb wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitszylinder der Umformmaschine mit dem Pumpenzylinder über eine Leitung verbunden ist, die über ein erstes, gesteuertes Rückschlagventil an einen Niederdruckbehälter angeschlossen ist, und in einer die Rückzugszylinder mit dem Flüssigkeitsakkumulator bzw. dem Niederdruckbehälter verbindenden Leitung ein zweites, gesteuertes Rückschlagventil angeordnet ist. Damit ist ein System geschaffen, das die Aneinanderreihung von kurzen Kurbelhüben mit der Hubfrequenz des Systems zu längeren Gesamthüben ermöglicht. Eine Hubverlagerung ist dabei ohne ein separates Servoventil möglich, und innerhalb einer Hubperiode läßt sich eine Hublagenverschiebung vonFor a drive, this task is solved according to the invention in that the working cylinder of the forming machine is connected to the pump cylinder via a line that is connected to a low-pressure tank via a first, controlled check valve, and a second, controlled check valve is arranged in a line that connects the retraction cylinders to the liquid accumulator or the low-pressure tank. This creates a system that enables short crank strokes to be linked together at the stroke frequency of the system to form longer total strokes. A stroke shift is possible without a separate servo valve, and within a stroke period a stroke position shift of

einer ganzen Hublänge erreichen. Es braucht nämlich lediglich das zweite, gesteuerte Rückschlagventil so umgeschaltet zu werden, daß ein Rückhub der Umformmaschine verhindert wird. Die Pumpe saugt dann nämlich über das erste, gesteuerte Rückschlagventil Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckbehälter, und die Presse beginnt um eine halbe Hubperiode versetzt den nächsten Arbeitshub um eine Hublänge tiefer. Wird das zweite Rückschlagventil in diesem Augenblick wieder aufgesteuert, hält die Umformmaschine bzw. der Stößel die neue Hublage.a full stroke length. The second, controlled non-return valve only needs to be switched so that a return stroke of the forming machine is prevented. The pump then sucks pressure fluid from the low-pressure tank via the first, controlled non-return valve and the press begins by half a stroke period and shifts the next working stroke one stroke length lower. If the second non-return valve is opened again at this moment, the forming machine or the ram maintains the new stroke position.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung sind die Rückzugszylinder mit Plungerkolben ausgerüstet und die Arbeitsräume über die das zweite Rückschlagventil aufweisende Leitung mit dem Flüssigkeitsakkumulator verbunden. Bei einer zweiten Ausführungsvariante lassen sich die Rückzugszylinder mit Differentialkolben ausrüsten und ist der (kolbenflächenseitige) Hauptarbeitsraum mit dem Flüssigkeitsakkumulator und der (kolbenstangenseitige) Ringraum über die das zweite Rückschlagventil aufweisende Leitung mit dem Niederdruckbehälter verbunden. In beiden Fällen läßt sich erreichen, daß durch Aufsteuern des zweiten Rückschlagventils, wobei die Arbeitsräume der Plungerkolbenversion bzw. die Ringräume der Rückzugszylinder im Falle der Differentialkolben mit dem Akkumulator bzw. mit dem Niederdruckbehälter verbunden sind, bei gleichzeitig geschlossenem ersten Rückschlagventil, das Arbeitsvolumen zwischen dem Arbeitszylinder der Umformmaschine und dem Pumpenzylinder pendelt. Gleichzeitig pendelt das Rückzugsvolumen bei der ersten Ausführungsvariante zwischen den Arbeitsräumen der Rückzugszylinder und dem Flüssigkeitsakkumulator bzw. bei der zweiten Ausführungsvariante zwischen den Hauptarbeitsräumen unterhalb der Differentialkolben der Rückzugszylinder und dem Flüssigkeitsakkumulator sowie außerdem das Ringraumvolumen zwischen dem Ringraum der RückzugszylinderAccording to one embodiment of the invention, the retraction cylinders are equipped with plunger pistons and the working spaces are connected to the liquid accumulator via the line with the second check valve. In a second embodiment, the retraction cylinders can be equipped with differential pistons and the main working space (on the piston surface side) is connected to the liquid accumulator and the annular space (on the piston rod side) is connected to the low-pressure container via the line with the second check valve. In both cases, it can be achieved that by opening the second check valve, whereby the working spaces of the plunger piston version or the annular spaces of the retraction cylinders in the case of the differential pistons are connected to the accumulator or to the low-pressure container, with the first check valve closed at the same time, the working volume oscillates between the working cylinder of the forming machine and the pump cylinder. At the same time, the retraction volume in the first design variant oscillates between the working spaces of the retraction cylinders and the liquid accumulator or in the second design variant between the main working spaces below the differential pistons of the retraction cylinders and the liquid accumulator, as well as the annular space volume between the annular space of the retraction cylinders

und dem Niederdruckbehälter; in beiden Fällen führt die Umformmaschine sinusförmige Arbeitshübe aus.and the low-pressure vessel; in both cases the forming machine performs sinusoidal working strokes.

Wenn bei der ersten Ausführungsvariante an die mit den Rückzugszylindern verbundene Leitung ein von einem Hilfsaggregat mit Druckflüssigkeit gespeistes Servoventil angeschlossen ist, läßt sich eine Feinverstellung bei der Hubverlagerung erreichen. Mittels der dem Servoventil z.B. von einer Hydropumpe zugeführten und in den Rückzugskreislauf eingeleiteten bzw. dem Rückzugskreislauf entnommenen Druckflüssigkeit kann während der Stillstandsphase die Startposition für den nächsten Abwärtsoder Aufwärtshub verschoben und damit eine geringfügige Verlagerung des unteren Totpunktes ermöglicht werden.If, in the first design variant, a servo valve fed with hydraulic fluid from an auxiliary unit is connected to the line connected to the retraction cylinders, a fine adjustment of the stroke displacement can be achieved. Using the hydraulic fluid supplied to the servo valve, e.g. from a hydraulic pump and introduced into the retraction circuit or removed from the retraction circuit, the starting position for the next downward or upward stroke can be shifted during the standstill phase, thus enabling a slight shift of the bottom dead center.

Gegenüber einer Einspeisung in die an den Haupt-Arbeitszylinder angeschlossene Rohrleitung ergibt sich der Vorteil, daß das Servoventil im Verhältnis der Hauptzylinderfläche zur Rückzugszylinderfläche kleiner sein kann und nur für den maximalen Rückzugsdruck (der im allgemeinen kleiner ist als der Arbeitsdruck im Hauptzylinder) ausgelegt werden muß.Compared to feeding into the pipe connected to the main working cylinder, there is the advantage that the servo valve can be smaller in relation to the main cylinder area to the retraction cylinder area and only needs to be designed for the maximum retraction pressure (which is generally smaller than the working pressure in the main cylinder).

Es empfiehlt sich, bei der zweiten Ausführungsvariante das zweite Rückschlagventil als gesteuertes Mehrwegeventil auszubilden, das es erlaubt, die Ringräume der mit Differentialkolben versehenen Rückzugszylinder entweder mit dem Niederdruckbehälter zu verbinden oder die Druckmittelverbindung zum Niederdruckbehälter abzusperren. Der offene Durchgang zum Niederdruckbehälter wird für den Arbeitshub und das Absperren zur Hubverlagerung benötigt.In the second design variant, it is recommended that the second check valve be designed as a controlled multi-way valve, which allows the annular spaces of the retraction cylinders equipped with differential pistons to either be connected to the low-pressure vessel or to shut off the pressure medium connection to the low-pressure vessel. The open passage to the low-pressure vessel is required for the working stroke and the shut-off for stroke displacement.

Durch ein dem Pumpenzylinder vorteilhaft zugeordnetes Sicherheitventil läßt sich der zulässige Maximaldruck begrenzen .The maximum permissible pressure can be limited by a safety valve advantageously assigned to the pump cylinder.

Die Erfindung wird nachfolgend für eine Schmiedepresse anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below for a forging press using embodiments shown schematically in the drawings. They show:

Fig. 1 eine Schemazeichnung eines erfindungsgemäßen Antriebs für eine Rückzugszylinder mit Plungerkolben aufweisende Schmiedepresse; Fig. 1 is a schematic drawing of a drive according to the invention for a forging press having a retraction cylinder with a plunger piston;

Fig. 2 eine Schemazeichnung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems für eine Rückzugszylinder mit Differentialkolben aufweisende Schmiedepresse; und Fig. 2 is a schematic drawing of a drive system according to the invention for a forging press having a retraction cylinder with a differential piston; and

Fig. 3 ein Bewegungsschaubild der mit den Antriebssystemen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 zu erreichenden HublagenVeränderungen; und Fig. 3 is a motion diagram of the stroke position changes that can be achieved with the drive systems according to Fig. 1 and Fig. 2; and

Fig. 4 eine Schemazeichnung einer Ausführungsvariante des Antriebs gemäß Fig. 1. Fig. 4 is a schematic drawing of a variant of the drive according to Fig. 1.

Bei einer als solche bekannten und daher im einzelnen nicht weiter dargestellten Schmiedepresse 1 ist ein Arbeitszylinder 2 über eine Leitung 3 mit einem Pumpenzylinder 4 eines Kurbel-Treibapparates 5 verbunden, der gewöhnlich von einem Elektromotor über Getriebe und Kurbel ein- und auskuppelbar angetrieben wird. An die Rohrleitung 3 ist über ein erstes, gesteuertes Rückschlagventil 6 ein Niederdruckbehälter 7 angeschlossen. Ein dem Pumpenzylinder 4 in der Leitung 3 zugeordnetes Sicherheitsventil 8 begrenzt den zulässigen Maximaldruck; von dem Pumpenzylinder 4 wird über den Kurbel-Treibapparat 5 Antriebsleistung für den auf- und abbeweglichen, nicht dargestellten Stößel der Schmiedepresse 1 aufgebracht. In a forging press 1 known as such and therefore not shown in detail, a working cylinder 2 is connected via a line 3 to a pump cylinder 4 of a crank drive device 5, which is usually driven by an electric motor via a gear and crank that can be engaged and disengaged. A low-pressure container 7 is connected to the pipe 3 via a first, controlled check valve 6. A safety valve 8 assigned to the pump cylinder 4 in the line 3 limits the permissible maximum pressure; the pump cylinder 4 applies drive power to the up and down movable ram of the forging press 1 (not shown) via the crank drive device 5.

Die zum Zurückstellen des Stößels der Schmiedepresse 1 in seine Ausgangslage sorgenden beiden Rückzugszylinder 9The two return cylinders 9 which return the ram of the forging press 1 to its initial position

sind gemäß Fig. 1 mit Plungerkolben 11 versehen, und die die Rückzugskraft erzeugenden Arbeitsräume 12 der Rückzugszylinder 9 sind über eine Leitung 13 mit einem Flüssigkeitsakkumulator 14 verbunden; die Leitung 13 weist ein zweites, gesteuertes Rückschlagventil 15 auf.are provided with plunger pistons 11 according to Fig. 1, and the working chambers 12 of the retraction cylinders 9 that generate the retraction force are connected to a liquid accumulator 14 via a line 13; the line 13 has a second, controlled check valve 15.

Mit dem Antriebssystem gemäß Fig. 1 lassen sich die Arbeitsgänge Stillstand, Arbeitshub sowie Hubverlagerung nach unten bzw. oben erreichen. Im Stillstand der Schmiedepresse 1, d.h. der Stößel befindet sich in der Ruhelage und führt keine Auf- und/oder Abbewegung durch, ist nur das erste Rückschlagventil 6 aufgesteuert und das zweite Rückschlagventil 15 ist geschlossen. Der Pressenstößel wird durch die in den Arbeitsräumen 12 der Rückzugszylinder 9 eingeschlossene Flüssigkeitsmenge in seiner Lage festgehalten, da die von dem Pumpenzylinder 4 mit dem Exzenter- bzw. Kurbel-Treibapparat 5 geförderte Druckflüssigkeit über das offene, erste Rückschlagventil 6 und den Niederdruckbehälter 7 hin und her pendelt.With the drive system according to Fig. 1, the work steps of standstill, working stroke and stroke displacement upwards or downwards can be achieved. When the forging press 1 is at a standstill, i.e. the ram is in the rest position and does not move up and/or down, only the first check valve 6 is opened and the second check valve 15 is closed. The press ram is held in its position by the amount of fluid enclosed in the working chambers 12 of the retraction cylinders 9, since the pressure fluid delivered by the pump cylinder 4 with the eccentric or crank drive device 5 oscillates back and forth via the open, first check valve 6 and the low-pressure container 7.

Um den Arbeitshub durchzuführen, wird das in der Leitung 13 angeordnete, zweite Rückschlagventil 15 aufgesteuert, so daß die Arbeitsräume 12 der Rückzugszylinder 9 mit dem Flüssigkeitsakkumulator 14 verbunden sind, während gleichzeitig das erste, in der Verbindung zwischen der Leitung 3 und dem Niederdruckbehälter 7 angeordnete Rückschlagventil 6 schließt. Die den Arbeitshub bewirkende Flüssigkeitsmenge pendelt jetzt zwischen dem Arbeitszylinder 2 der Schmiedepresse 1 und dem von dem Kurbel-Treibapparat 5 beaufschlagten Pumpenzylinder 4 und die den Rückzug bewirkende Flüssigkeitsmenge zwischen den Arbeitsräumen 12 der Rückzugszylinder 9 und dem Flüssigkeitsakkumulator 14 hin und her. Die Presse bzw. der Pressenstößel führt bei dieser Ansteuerung der Ventile 6 bzw. 15 sinusförmige Arbeitshübe (vgl.in Fig. 3 die Bewegungskurve links oben) aus.In order to carry out the working stroke, the second check valve 15 arranged in the line 13 is opened so that the working chambers 12 of the retraction cylinders 9 are connected to the liquid accumulator 14, while at the same time the first check valve 6 arranged in the connection between the line 3 and the low-pressure container 7 closes. The amount of liquid causing the working stroke now oscillates back and forth between the working cylinder 2 of the forging press 1 and the pump cylinder 4 actuated by the crank drive device 5, and the amount of liquid causing the retraction oscillates back and forth between the working chambers 12 of the retraction cylinders 9 and the liquid accumulator 14. When the valves 6 and 15 are controlled in this way, the press or the press ram carries out sinusoidal working strokes (see the movement curve at the top left in Fig. 3).

Zur Verlagerung des Pressen- bzw. Stößelhubes um einen vollen Arbeitshub nach unten wird das zwischen den Arbeitsräumen 12 der Rückzugszylinder 9 und dem Flüssigkeitsakkumulator 14 angeordnete, zweite Rückschlagventil 15 umgeschaltet, und zwar entweder im oberen Totpunkt des Hubes des Pumpenzylinders 4 oder - was zeitlich gleich ist - im unteren Totpunkt des Pressenhubes; da die Arbeitsräume 12 dann nicht mehr von dem Flüssigkeitsakkumulator 14 gespeist werden, wird verhindert, daß die Presse ihren Rückhub ausführt. Der Pumpenzylinder 4 saugt vielmehr über das erste Rückschlagventil 6 Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckbehalter 7 an, mit dem Ergebnis, daß die Presse um eine halbe Hubperiode versetzt den nächsten Arbeitshub um eine Hublänge tiefer beginnt, wie in dem Bewegungsschaubild gemäß Fig. 3 dargestellt wird. Es braucht dann lediglich noch das den Rückzugszylindern 9 zugeordnete, zweite Rückschlagventil 15 wieder aufgesteuert zu werden, um zu erreichen, daß die Presse die neue Hublage in der Folge einhält. Soll der Hub nach oben verlagert werden, wird bei offenem zweiten Rückschlagventil 15 dann auch das erste Rückschlagventil 6 aufgesteuert, d.h. der Pumpenzylinder 4 ist mit dem Niederdruckbehälter 7 verbunden. Durch die von dem Flüssigkeitsakkumulator 14 in den Arbeitsräumen 12 der Rückzugszylinder 9 auf die Kolbenflächen der Plungerkolben 11 wirkende Kraft verschiebt sich der Arbeitshub der Presse nach oben.To shift the press or ram stroke downwards by a full working stroke, the second check valve 15 arranged between the working chambers 12 of the return cylinder 9 and the fluid accumulator 14 is switched, either at the top dead center of the stroke of the pump cylinder 4 or - which is the same time - at the bottom dead center of the press stroke; since the working chambers 12 are then no longer fed by the fluid accumulator 14, the press is prevented from carrying out its return stroke. Instead, the pump cylinder 4 sucks in pressure fluid from the low-pressure container 7 via the first check valve 6, with the result that the press begins the next working stroke one stroke length lower, offset by half a stroke period, as shown in the movement diagram in Fig. 3. All that is then required is for the second check valve 15 assigned to the retraction cylinders 9 to be opened again in order for the press to subsequently maintain the new stroke position. If the stroke is to be shifted upwards, the first check valve 6 is also opened when the second check valve 15 is open, i.e. the pump cylinder 4 is connected to the low-pressure container 7. The force exerted by the fluid accumulator 14 in the working chambers 12 of the retraction cylinders 9 on the piston surfaces of the plunger pistons 11 shifts the working stroke of the press upwards.

Der in Fig. 4 dargestellte Antrieb stimmt weitestgehend mit der Ausführung nach Fig. 1 überein, so daß in Fig. 4 für gleiche Teile dieselben Bezugsziffern benutzt werden. Zusätzlich ist bei dieser Ausführungsform im Rückzugskreislauf ein von einem Hilfsaggregat in Form einer Hydropumpe 23 gespeistes Servoventil 24 angeordnet und an die die Arbeitsräume 12 der beiden Rückzugszylinder 9 mit dem Flüssigkeitsakkumulator 14 verbindende Leitung 13The drive shown in Fig. 4 is largely identical to the design according to Fig. 1, so that in Fig. 4 the same reference numbers are used for the same parts. In addition, in this embodiment, a servo valve 24 fed by an auxiliary unit in the form of a hydraulic pump 23 is arranged in the retraction circuit and is connected to the line 13 connecting the working spaces 12 of the two retraction cylinders 9 with the liquid accumulator 14.

angeschlossen. Durch das Einspeisen bzw. Entnehmen von Druckflüssigkeit aus den Rückzugszylindern 9 kann während der Stillstandsphase der Schmiedepresse 1 die Startposition für den nächsten Abwärts- oder Aufwärtshub feinfühlig verstellt werden.connected. By feeding or removing pressure fluid from the retraction cylinders 9, the starting position for the next downward or upward stroke can be sensitively adjusted during the standstill phase of the forging press 1.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsvariante eines Antriebs für eine Schmiedepresse 1 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Fig. 1 durch eine andere Bauweise der Rückzugszylinder 16 sowie des zweiten, gesteuerten Rückschlagventils und dessen Anordnung, so daß gleiche Bauteile mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 versehen sind. Die Rückzugszylinder 16 weisen Differentialkolben 17 auf, die den Zylinderraum in einen kolbenflächenseitigen Hauptarbeitsraum 18 und einen kolbenstangenseitigen Ringraum 19 unterteilen. Die Hauptarbeitsräume 18 sind über eine - in diesem Fall kein Rückschlagventil aufweisende - Leitung 20 mit dem Flüssigkeitsakkumulator 14 verbunden; das als Mehrwegeventil 21 ausgebildete, zweite Rückschlagventil befindet sich vielmehr in einer Leitung 22, die die Ringräume 19 der Rückzugszylinder 16 mit dem Niederdruckbehälter 7 verbindet.The variant of a drive for a forging press 1 shown in Fig. 2 differs from the version according to Fig. 1 by a different design of the retraction cylinders 16 and the second, controlled check valve and its arrangement, so that the same components are provided with the same reference numbers as in Fig. 1. The retraction cylinders 16 have differential pistons 17, which divide the cylinder space into a main working space 18 on the piston surface side and an annular space 19 on the piston rod side. The main working spaces 18 are connected to the liquid accumulator 14 via a line 20 - in this case, which does not have a check valve; the second check valve, designed as a multi-way valve 21, is instead located in a line 22, which connects the annular spaces 19 of the retraction cylinders 16 to the low-pressure container 7.

Der Antrieb gemäß Fig. 2 ermöglicht dieselben Arbeitsgänge wie bei der Ausführung nach Fig. 1, d.h. Stillstand, Arbeitshub und Hubverlagerung nach unten bzw. nach oben. Bei Stillstand der Presse befindet sich das Mehrwegeventil 21 in der in Fig. 2 dargestellten Sperrposition, während das Rückschlagventil 6 aufgesteuert ist. Damit ist die Druckflüssigkeit in bzw. über den Ringräumen 19 der Rückzugszylinder 16 eingeschlossen und die Presse bzw. der Pressenstößel wird in ihrer bzw. seiner Lage festgehalten, während die von dem Pumpenzylinder 4 mit dem Kurbel-Treibapparat 5 geförderte Flüssigkeit über das geöffnete Rückschlagventil 6 zwischen dem Pumpenzylinder 4 und dem Niederdruckbehälter 7 hin und her pendelt. ZumThe drive according to Fig. 2 enables the same operations as in the version according to Fig. 1, i.e. standstill, working stroke and stroke displacement downwards or upwards. When the press is at a standstill, the multi-way valve 21 is in the blocking position shown in Fig. 2, while the check valve 6 is open. This means that the pressure fluid is enclosed in or above the annular spaces 19 of the retraction cylinders 16 and the press or the press ram is held in its position, while the fluid delivered by the pump cylinder 4 with the crank drive device 5 oscillates back and forth between the pump cylinder 4 and the low-pressure container 7 via the open check valve 6.

Arbeitshub wird das Mehrwegeventil 21 von in den Zeichnungen rechts nach links geschaltet, so daß sich ein freier Durchgang von den Ringräumen 19 zu dem Niederdruckbehälter 7 ergibt, während gleichzeitig das Rückschlagventil 6 geschlossen wird. Die für den Arbeitshub sorgende Druckmittelmenge pendelt somit zwischen dem Arbeitszylinder 2 der Schmiedepresse 1 und dem Pumpenzylinder 4 hin und her, und die den Rückzug bewirkende Druckmittelmenge zwischen den Hauptarbeitsräumen 18 der Rückzugszylinder 16 und dem Flüssigkeitsakkuraulator 14 sowie die Druckmittelmenge im bzw. über dem Ringraum 19 zwischen den Ringräumen 19 und dem Niederdruckbehälter 7. Auch in diesem Fall führen die Presse bzw. der Pressenstößel sinusförmige Arbeitshübe aus.During the working stroke, the multi-way valve 21 is switched from right to left in the drawings, so that there is a free passage from the annular spaces 19 to the low-pressure vessel 7, while at the same time the check valve 6 is closed. The pressure medium quantity ensuring the working stroke thus oscillates back and forth between the working cylinder 2 of the forging press 1 and the pump cylinder 4, and the pressure medium quantity causing the retraction between the main working spaces 18 of the retraction cylinders 16 and the liquid accumulator 14 as well as the pressure medium quantity in or above the annular space 19 between the annular spaces 19 and the low-pressure vessel 7. In this case too, the press or the press ram perform sinusoidal working strokes.

Eine Hubverlagerung um einen vollen Arbeitshub nach unten wird erreicht, wenn im oberen Totpunkt des Hubes des Pumpenzylinders 4 bzw. im unteren Totpunkt des Hubes der Presse das Mehrwegeventil 21 aus der Arbeitshub-Steuerlage wieder in die in Fig. 2 dargestellte Stellung umgeschaltet wird; es wird dann nämlich verhindert, daß die Presse ihren Rückhub ausführt. Die Pumpe bzw. der Pumpenzylinder 4 saugt vielmehr Druckflüssigkeit aus dem Niederdruckbehälter 7 an, so daß die Presse um eine halbe Hubperiode versetzt und um eine Hublänge tiefer den nächsten Arbeitshub beginnt (vgl. das Bewegungsschaubild nach Fig. 3). Um diese Hublänge zu halten, wird das Mehrwegeventil 21 in demselben Augenblick wieder von rechts nach links zurückgestellt und damit auf freien Durchgang von den Ringräumen 19 der Rückzugszylinder 16 zu dem Niederdruckbehälter 7 zurückgeschaltet. Wenn aus dieser Ansteuerposition des Mehrwegeventils 21 dann das erste Rückschlagventil 6 aufgesteuert wird, verschiebt sich durch die von dem Flüssigkeitsakkumulator 14 auf die Kolbenflächen der Differentialkolben 17 wirkende Kraft der Arbeitshub der Presse bzw. des Pressenstößels nach oben.A stroke shift of one full working stroke downwards is achieved when, at the top dead center of the stroke of the pump cylinder 4 or at the bottom dead center of the stroke of the press, the multi-way valve 21 is switched from the working stroke control position back to the position shown in Fig. 2; this prevents the press from carrying out its return stroke. Instead, the pump or pump cylinder 4 sucks in pressure fluid from the low-pressure tank 7 so that the press is shifted by half a stroke period and begins the next working stroke one stroke length lower (see the movement diagram in Fig. 3). In order to maintain this stroke length, the multi-way valve 21 is moved back from right to left at the same moment and is thus switched back to free passage from the annular spaces 19 of the retraction cylinders 16 to the low-pressure tank 7. When the first check valve 6 is then opened from this control position of the multi-way valve 21, the working stroke of the press or the press ram is shifted upwards by the force acting from the liquid accumulator 14 on the piston surfaces of the differential pistons 17.

Beide Ausführungsvarianten erlauben es somit, eine Hubverlagerung ohne ein separates Servo-Ventil zu erreichen und durch eine Aneinanderreihung von kurzen Kurbelhüben (vgl. Fig. 3) mit der Hubfrequenz des Systems zu längeren Gesamthüben zu kommen und innerhalb einer Hubperiode eine Hublagenverschiebung von einer ganzen Hublänge zu erreichen.Both design variants thus make it possible to achieve a stroke shift without a separate servo valve and to achieve longer total strokes by sequencing short crank strokes (see Fig. 3) with the stroke frequency of the system and to achieve a stroke position shift of an entire stroke length within one stroke period.

Claims

39 462 B - 12 - Protection claims:

1. Drive for forming machines, in particular hydraulic presses or hydraulically driven forging machines, with at least one pump cylinder acted upon by a crank drive device and retraction cylinders under constantly rechargeable accumulator pressure, characterized in that the working cylinder (2) of the forming machine (1) is connected to the pump cylinder (4) via a line (3) which is connected to a low-pressure container (7) via a first, controlled check valve (6), and a second, controlled check valve (15; 21) is arranged in a line (13 or 22) connecting the retraction cylinders (9; 16) to the liquid accumulator (14) or the low-pressure container (7).

2. Drive according to claim 1, characterized in that the retraction cylinders (9) are equipped with plunger pistons (11) and the working chambers (12) are connected to the liquid accumulator (14) via the line (13) having the second check valve (15).

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that a servo valve (24) fed with hydraulic fluid from an auxiliary unit (23) is connected to the line (13) connected to the retraction cylinders (9).

4. Drive according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the retraction cylinders (16) are equipped with differential pistons (17) and their (piston surface side) main working chamber (18) is connected to the liquid accumulator (14) and their (piston rod side) annular chamber (19) is connected to the low-pressure container (7) via the line (22) having the second check valve (21).

5. Drive according to claim 4, characterized in that the second check valve is a controlled multi-way valve (21).

6. Drive according to one or more of claims 1 to 5, characterized by a safety valve (8) associated with the pump cylinder (4).