EP0029223A2 - Hydraulisches Versorgungssystem einer Pulsationspresse - Google Patents

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EP0029223A2
EP0029223A2 EP80107012A EP80107012A EP0029223A2 EP 0029223 A2 EP0029223 A2 EP 0029223A2 EP 80107012 A EP80107012 A EP 80107012A EP 80107012 A EP80107012 A EP 80107012A EP 0029223 A2 EP0029223 A2 EP 0029223A2
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EP
European Patent Office
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slide
piston
oil
distributor
control motor
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EP80107012A
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EP0029223B1 (de
EP0029223A3 (en
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Zbigniew Prof.Dr. Ing. Mech Polanski
Ryszard Dipl. Ing. Mech. Moszumanski
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Politechnika Krakowska
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Politechnika Krakowska
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J9/00—Forging presses
    • B21J9/10—Drives for forging presses
    • B21J9/12—Drives for forging presses operated by hydraulic or liquid pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic supply system for a pulsation press, in particular a press for non-cutting vibration shaping.
  • a hydraulic supply system for machines and pulsation devices which contains a pump with a safety valve which conveys the oil to the work spaces of the control motors of the pulsation plates via a slide distributor or another control element.
  • the pulsating pressure fluctuations in the work spaces of the control motors of the pulsation plates are brought about by means of a pulse valve, the opening of which caused by the pressure increase causes the oil to drain from the work spaces into the drain and a sudden pressure drop in the work spaces of the control motors.
  • a constant value of the pressure force is ensured by the use of a pressure collector, which is connected to the lower piston chamber of the control motors of the lower plate by means of a valve and a safety valve.
  • a pressure collector which is connected to the lower piston chamber of the control motors of the lower plate by means of a valve and a safety valve.
  • a hydraulic supply system of a double-acting hydraulic press which contains a two-stage impeller pump, which conveys the oil through a check valve and a safety valve to two electromagnetically controlled slide distributors, from where the oil is conveyed to the lower piston chamber of the hydraulic control motor and to a pressure multiplier .
  • a contact manometer is built on the line feeding the control motor, which controls the slide distributors when the target pressure is reached, which means that after reaching Chen the target pressure, the oil is placed in the over-piston chamber of the control engine and the lower-piston chamber is opened to the drain.
  • the piston of the control motor moves downward in accordance with the desired amplitude of the pulsation until the signal of the game repetition is supplied by a limit switch.
  • the control motor of the concentric plunger is supplied with the piston of the control motor and the piston arranged in the cavity by means of a separate hydraulic pump including equipment and control system.
  • a separate hydraulic pump including equipment and control system.
  • the pulsation liquid jet is generated in large rooms, which requires the use of pumps with a high delivery rate, makes it more difficult to stabilize the parameters of the vibration force and causes an unfavorable energy balance.
  • the invention has for its object to provide a hydraulic supply system of a pulsation press with easier stabilization of the parameters of the vibration force and high reliability and energy yield.
  • a hydraulic supply system of a pulsation press containing pumps, check valves, a throttle valve, safety valves, pressure collectors and slide distributors according to the invention in that two pumps, secured by check valves and connected to overflow valves and the pressure collectors, convey the oil to the slide distributors, a Slider distributor in its working position I conducts the oil to the working space under the piston of a hydraulic control motor and the oil is passed through the other slider distributor in its working position I to a rotary distributor and from there as a pulsating jet to the working space under part of the piston of the control motor with a smaller diameter and to the drain, and that the slide distributor in its working position II directs the oil to the space above the piston of the control motor, with the second working space at the same time through a slide valve the drain is connected, while the pressure value in the space above the piston is limited by means of an overflow valve.
  • the oil supply line from the one slide distributor to the rotary distributor is expediently connected to the line by a shut-off valve and the throttle valve, which feeds the oil from the other slide distributor into the working space under the piston of the hydraulic control motor.
  • the essence of the invention is that in the hydraulic supply system of a pulsation press, containing pumps, overflow check valves, safety valves, pressure collectors and slide distributors, two pumps are used, which are secured with check valves and connected to the overflow valves and pressure collectors, which the oil in the slide distributors promote.
  • One of the slide distributors in its position I directs the oil into the working space under the piston of the hydraulic control motor and through the second slide distributor in its working position I the oil is fed to the rotary distributor, from where it flows as a pulsating jet into the working space under the piston of the control motor with a smaller diameter and reaches the drain.
  • the first slide distributor directs the oil into the work space above the piston of the control motor, the work space below the piston with the smaller diameter being connected to the drain by means of a slide valve.
  • the pressure value in the space above the piston of the hydraulic control motor is limited by the overflow valve.
  • the Oil supply line from the slide distributor to the rotary distributor is connected to the oil supply line from the slide distributor to the space under the piston of the hydraulic control motor by means of a shut-off valve and a throttle valve.
  • the hydraulic supply system according to the invention makes it possible to carry out two schemes of the pulsation load using the generally accessible elements of the power hydraulics.
  • the system according to the invention enables a stepless regulation of the parameters of the process in a full range from values close to zero to nominal values.
  • the system according to the invention is characterized by reliability, simple operation and high energy yield.
  • the hydraulic supply system of a pulsation press contains an oil tank 1, from which two multi-piston pumps 4 and 5 with variable delivery capacity extract the oil via filters 2 and 3.
  • the pumps 4 and 5 are driven by DC motors 6 and 7 with infinitely variable speed control.
  • the change in the delivery capacity of the pumps 4 and 5 and the speed of the motors 6 and 7 driving these pumps enables the work to be changed Press speed in a wide range continuously.
  • the two pumps 4 and 5 are secured by check valves 8 and 9.
  • the pressure values in the branches of the system fed by the pumps 4 and 5 are limited by means of overflow valves 10 and 11 and displayed by means of pressure gauges 12 and 13.
  • the hydraulic control motor 16 is provided with a piston with two working surfaces.
  • slide distributors 17 and 18 are in their working position I, the oil is pumped into the working space V under the piston n of the hydraulic control motor 16.
  • a slide distributor 19 With simultaneous adjustment of a slide distributor 19 in its working position I, the oil is supplied to the rotary distributor 20 by the pump 5, from which it reaches the working space V under the part of the piston of the control motor with a smaller diameter and partly into the drain to the container 1.
  • the impeller of a rotary distributor 20 is driven by a DC motor 21 with continuously variable speed control.
  • shut-off valve 22 is closed in a line connecting the feed line of the space V under the piston of the hydraulic control motor 16 and the feed line of the rotary distributor 20, then the two branches of the supply system, fed by the pumps 4 and 5, work independently of one another and it becomes realizes the loading scheme, in which the amplitude of the force pulsation is constant with increasing average force value (amplitude-constant course).
  • the load scheme is realized, in which a simultaneous increase in the force pulsation amplitude occurs with increasing average force value (proportional curve).
  • the force relationships are determined by the throttle valve.
  • the return movement of the piston of the hydraulic control motor 16 takes place after the setting of the slide distributor 17 in the working position II and the setting of the working space V under the part of the piston of the control motor with a smaller diameter in the working position I.
  • the oil is then pumped from the 4 into the Space V p above the piston of the hydraulic control motor 16 and the space V under the piston of the control motor 16 and the space V under the part of the piston with a smaller diameter are connected to the drain to the container 1.
  • the pressure value in the space V p above the piston of the hydraulic control motor 16 is limited by an overflow valve 25 and displayed by a manometer 26.

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Abstract

Dieses Versorgungssystem besitzt zwei Pumpen (4,5), welche durch Rückschlagventile (8, 9) und Überlaufventile (10, 11) zwei Schieberverteiler (17, 19) versorgen. Zwecks Erzielung hoher Zuverlässigkeit und Energieausbeute leitet der erste Schieberverteiler (17) in seiner Arbeitslage I das Öl in den Arbeitsraum (Vn) unter dem Kolben eines Steuermotors (16), und der Schieberverteiler (19) leitet das Öl zu einem Rotationsverteiler (20), von wo ein pulsierender Ölstrahl in den Arbeitsraum (Vw( unter dem Teil des Kolbens mit kleinerem Durchmesser und zum Abfluss gelangt. Der Schieberverteiler (17) leitet in seiner Arbeitslage II das Öl in den Raum (Vp) über dem Kolben des Steuermotors (16) bei gleichzeitiger Verbindung des zweiten Arbeitsraumes (Vw) durch ein Schieberventil (24) mit dem Abfluss, wobei der Druckwert in dem Raum (Vp) über dem Kolben des Steuermotors (16) durch ein Überlaufventil (15) begrenzt wird. Die das Öl vom zweiten Schieberverteiler (19) zum Rotationsverteiler (20) zuführende Leitung ist über ein sperrventil (22) und Drosselventil (23) mit der das Öl vom ersten Schieberverteiler (17) zum Raum (Vn) unter dem Kolben des Steuermotors (16) zuführenden Leitung verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Versorgungssystem einer Pulsationspresse, insbesondere einer Presse zur spanlosen Vibrations-Formgebung.
  • Es ist ein hydraulisches Versorgungssystem für Maschinen und Pulsationseinrichtungen bekannt, welches eine Pumpe mit einem Sicherheitsventil enthält, die das Öl über einen Schieberverteiler oder ein anderes Steuerelement zu den Arbeitsräumen der Steuermotoren der Pulsationsplatten fördert.
  • Die pulsierenden Druckschwankungen in den Arbeitsräumen der Steuermotoren der Pulsationsplatten werden mittels eines Impulsventiles hervorgerufen, dessen durch die Druckzunahme hervorgerufenes Öffnen das Ablassen des Öls aus den Arbeitsräumen in den Abfluß und einen plötzlichen Druckabfall in den Arbeitsräumen der Steuermotoren bewirkt. Ein konstanter Wert der Druckkraft wird durch den Einsatz eines Drucksammlers sichergestellt, welcher mittels eines Ventiles und eines Sicherheitsventiles mit dem Unterkolbenraum der Steuermotoren der unteren Platte verbunden ist. Ein derartiges System ist aus der SU-PS 364378 bekannt.
  • Weiter ist ein hydraulisches Versorgungssystem einer doppelt wirkenden hydraulischen Presse bekannt, das eine zweistufige Flügelradpumpe enthält, welche das Öl durch ein Rückschlagventil und ein Sicherheitsventil zu zwei elektromagnetisch gesteuerten Schieberverteilern fördert, von wo das Öl zu dem Unterkolbenraum des hydraulischen Steuermotors und zu einem Druckmultiplikator gefördert wird. Auf der den Steuermotor speisenden Leitung ist ein Kontaktmanometer aufgebaut, das die Schieberverteiler beim Erreichen des Solldruckes aussteuert, wodurch nach dem Erreichen des Solldruckes das Öl in den überkolbenraum des Steuermotors gegeben wird und der Unterkolbenraum zum Abfluß geöffent wird. Im Ergebnis verlagert sich der Kolben des Steuermotors solange in Übereinstimmung mit der Sollamplitude der Pulsation abwärts, bis durch einen Endschalter das Signal der Spielwiederholung zugeführt wird. Die Versorgung des Steuermotors des konzentrischen Stempels mit dem Kolben des Steuermotors und des in der Aushöhlung angeordneten Kolbens erfolgt mittels einer gesonderten hydraulischen Pumpe samt Ausrüstung und Steuersystem. Ein derartiges System ist aus der SU-PS 183709 bekannt.
  • In den bekannten hydraulischen Versorgungssystemen von Pulsationspressen erfolgt die Erzeugung des Pulsationsflüssigkeitsstrahles in großen Räumen, was den Einsatz von Pumpen mit großer Förderleistung erfordert, die Stabilisation der Parameter der Vibrationskraft erschwert und eine ungünstige Energiebilanz bewirkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Versorgungssystem einer Pulsationspresse mit erleichterter Stabilisation der Parameter der Vibrationskraft und hoher Zuverlässigkeit und Energieausbeute zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit einem hydraulischen Versorgungssystem einer Pulsationspresse, enthaltend Pumpen, Rückschlagventile, ein Drosselventil, Sicherheitsventile, Drucksammler und Schieberverteiler erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Pumpen, gesichert durch Rückschlagventile und verbunden mit Überlaufventilen und den Drucksammlern das Öl zu den Schieberverteilern fördern, wobei ein Schieberverteiler in seiner Arbeitslage I das Öl zum Arbeitsraum unter dem Kolben eines hydraulischen Steuermotors leitet und durch den anderen Schieberverteiler in seiner Arbeitslage I das Öl zu einem Rotationsverteiler geleitet wird und von dort als pulsierender Strahl zum Arbeitsraum unter einem Teil des Kolbens des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser und zum Abfluß, und daß der Schieberverteiler in seiner Arbeitslage II das Öl zum Raum über dem Kolben des Steuermotors leitet, wobei gleichzeitig der zweite Arbeitsraum durch ein Schieberventil mit dem Abfluß verbunden wird, während der Druckwert in dem Raum über dem Kolben mittels eines Überlaufventiles begrenzt wird.
  • Zweckmäßig ist die Ölzuführleitung von dem einen Schieberverteiler zum Rotationsverteiler durch ein Absperrventil und das Drosselventil mit der Leitung verbunden, welche das Öl vom anderen Schieberverteiler in den Arbeitsraum unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors zuführt.
  • Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in dem hydraulischen Versorgungssystem einer Pulsationspresse, enthaltend Pumpen, Überlaufrückschlagventile, Sicherheitsventile, Drucksammler und Schieberverteiler, zwei Pumpen eingesetzt werden, die mit Rückschlagventilen gesichert und mit den Überlaufventilen und Drucksammlern verbunden sind, welche das Öl in die Schieberverteiler fördern. Einer der Schieberverteiler leitet in seiner Lage I das Öl in den Arbeitsraum unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors und durch den zweiten Schieberverteiler wird in seiner Arbeitslage I das Öl dem Rotationsverteiler zugeführt, von wo es als ein pulsierender Strahl in den Arbeitsraum unter dem Kolben des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser und zum Abfluß gelangt. Der erste Schieberverteiler leitet in seiner Arbeitslage II das Öl in den Arbeitsraum über dem Kolben des Steuermotors, wobei gleichzeitig der Arbeitsraum unter dem Kolben mit kleinerem Durchmesser mittels eines Schieberventiles mit dem Abfluß verbunden wird. Der Druckwert in dem Raum über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors wird durch das Überlaufventil begrenzt. Die ölzuführleitung von dem Schieberverteiler zu dem Rotationsverteiler ist mittels eines Absperrventiles und eines Drosselventiles mit der Ölzuführleitung von dem Schieberverteiler zu dem Raum unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors verbunden.
  • Das erfindungsgemäße hydraulische Versorgungssystem ermöglicht die Durchführung zweier Schemen der Pulsationsbelastung bei Ausnutzung der allgemein zugänglichen Elemente der Krafthydraulik. Das erfindungsgemäße System ermöglicht eine stufenlose Regelung der Parameter des Prozesses in einem vollen Bereich von Werten nahe Null bis zu Nennwerten. Das erfindungsgemäße System zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und hohe Energieausbeute aus.
  • Im folgenden ist das erfindungsgemäße hydraulische Versorgungssystem einer Pulsationspresse anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Schemabild des Versorgungssystems,
    • Fig. 2 eine Darstellung der Pulsationsbelastung bei geschlossenem Absperrventil, und
    • Fig. 3 eine Darstellung der Pulsationsbelastung bei geöffnetem Absperrventil.
  • Das hydraulische Versorgungssystem einer Pulsationspresse enthält einen Ölbehälter 1, von welchem über Filter 2 und 3 zwei Mehrkolbenpumpen 4 und 5 mit veränderlicher Förderleistung das Öl entnehmen. Die Pumpen 4 und 5 werden durch Gleichstrommotoren 6 und 7 mit stufenloser Regelung der Drehzahl angetrieben. Die Änderung der Förderleistung der Pumpen 4 und 5 und der Drehzahl der diese Pumpen antreibenden Motoren 6 und 7 ermöglicht die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Presse in kontinuierlicher Weise in einem weiten Bereich. Die beiden Pumpen 4 und 5 werden durch Rückschlagventile 8 und 9 gesichert. Die Druckwerte in den durch die Pumpen 4 und 5 gespeisten Zweigen des Systems werden mittels Überlaufventilen 10 und 11 begrenzt und mittels Manometern 12 und 13 angezeigt. Mit den Druckleitungen der Pumpen 4 und 5 sind Drucksammler 14 und 15 verbunden, deren Aufgabe in der Stabilisierung des Drukkes und in der Lieferung größerer Ölmengen bei plötzlichem Bedarf in den Arbeitsräumen eines Steuermotors 16 besteht. Der hydraulische Steuermotor 16 ist mit einem Kolben mit zwei Arbeitsflächen versehen. Wenn sich Schieberverteiler 17 und 18 in ihrer Arbeitslage I befinden, dann wird das Öl in den Arbeitsraum V unter dem Kolben n des hydraulischen Steuermotors 16 gefördert. Bei gleichzeitiger Einstellung eines Schieberverteilers 19 in seine Arbeitslage I wird das Öl durch die Pumpe 5 dem Rotationsverteiler 20 zugeführt, wovon es in den Arbeitsraum V unter dem Teil des Kolbens des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser und teilweise in den Abfluß zum Behälter 1 gelangt. Das Flügelrad eines Rotationsverteilers 20 wird durch einen Gleichstrommotor 21 mit stufenloser Regelung der Drehzahl angetrieben. Wenn ein Absperrventil 22 in einer die Speiseleitung des Raumes V unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 und die Speiseleitung des Rotationsverteilers 20 verbindenden Leitung geschlossen ist, dann arbeiten die beiden Zweige des Versorgungssystems, gespeist durch die Pumpen 4 und 5, voneinander unabhängig und es wird das Belastungsschema realisiert, bei welchem die Amplitude der Kraftpulsation bei steigendem durchschnittlichen Kraftwert konstant ist (amplitudenkonstanter Verlauf).
  • Beim Öffnen das Absperrventils 22, d.h. nach der Verbindung der den Raum V des Steuermotors 16 speisenden Leitung mit der den Rotationsverteiler 20 speisenden Leitung mittels eines Drosselventiles 23 wird das Belastungsschema realisiert, bei welchem mit steigendem durchschnittlichen Kraftwert eine gleichzeitige Steigerung der Kraftpulsationsamplitude auftritt (proportionaler Verlauf). Die Kraftverhältnisse werden durch das Drosselventil festgestellt. Die Rückbewegung des Kolbens des hydraulischen Steuermotors 16 erfolgt nach der Einstellung des Schieberverteilers 17 in die Arbeitslage II und der Einstellung des Arbeitsraums V unter dem Teil des Kolbens des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser in die Arbeitslage I. Das Öl wird dann von der Pumpe 4 in den Raum Vp über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 gefördert und der Raum V unter dem Kolben des Steuermotors 16 und der Raum V unter dem Teil des Kolbens mit kleinerem Durchmesser werden mit dem Abfluß zu dem Behälter 1 verbunden. Der Druckwert in dem Raum Vp über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 wird mittels eines Überlaufventils 25 begrenzt und durch ein Manometer 26 angezeigt.

Claims (2)

1. Hydraulisches Versorgungssystem einer Pulsationspresse, enthaltend Pumpen (4, 5), Rückschlagventile (8, 9), ein Drosselventil (23), Sicherheitsventile, Drucksammler (14, 15) und Schieberverteiler (17, 19), dadurch gekennzeichnet , daß zwei Pumpen (4, 5) gesichert durch Rückschlagventile (8, 9) und verbunden mit Überlaufventilen (10, 11) und den Drucksammlern (14, 15) das Öl zu den Schieberverteilern (17, 19) fördern, wobei ein Schieberverteiler (17) in seiner Arbeitslage I das Öl zum Arbeitsraum (V ) unter dem Kolben eines hydraulischen Steuermotors (16) leitet und durch den anderen Schieberverteiler (19) in seiner Arbeitslage I das Öl zu einem Rotationsverteiler (20) geleitet wird und von dort als pulsierender Strahl zum Arbeitsraum (V ) unter einem Teil des Kolbens des Steuermotors (16) mit kleinerem Durchmesser und zum Abfluß, und daß der Schieberverteiler (17) in seiner Arbeitslage II das Öl zum Raum (V ) über dem Kolben des Steuermotors leitet, wobei gleichzeitig der zweite Arbeitsraum (V ) durch ein Schieberventil (24) mit dem Abfluß verbunden wird, während der Druckwert in dem Raum (V ) über dem Kolben mittels eines Überlaufventiles (25) begrenzt wird.
2. Versorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ölzuführleitung von dem einen Schieberverteiler (19) zum Rotationsverteiler (20) durch ein Absperrventil (22) und das Drosselventil (23) mit der Leitung verbunden ist, welche das Öl vom anderen Schieberverteiler (17) in den Arbeitsraum (V ) unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors (16) zuführt.
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