EP1097039A1 - Hydraulische steuerung für eine hydraulisch betätigbare kupplungsbremskombination für die antriebswelle einer mechanischen presse - Google Patents

Hydraulische steuerung für eine hydraulisch betätigbare kupplungsbremskombination für die antriebswelle einer mechanischen presse

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EP1097039A1
EP1097039A1 EP99932829A EP99932829A EP1097039A1 EP 1097039 A1 EP1097039 A1 EP 1097039A1 EP 99932829 A EP99932829 A EP 99932829A EP 99932829 A EP99932829 A EP 99932829A EP 1097039 A1 EP1097039 A1 EP 1097039A1
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EP
European Patent Office
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pressure
valve
connection
control
hydraulic
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EP99932829A
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EP1097039B1 (de
Inventor
Stefan Schmidt
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Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
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Publication of EP1097039B1 publication Critical patent/EP1097039B1/de
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/14Control arrangements for mechanically-driven presses
    • B30B15/142Control arrangements for mechanically-driven presses controlling the brake or the clutch

Definitions

  • the invention is based on a hydraulic control which is provided for actuating a clutch / brake combination of the drive shaft of a mechanical press and which has the features from the preamble of claim 1.
  • Such a hydraulic control is known from DE 35 23 163 A1.
  • a larger amount of pressure medium is primarily required when the hydraulic actuator moves when releasing the brake and closing the clutch and when the high clutch pressure is built up and the pressure medium is compressed.
  • the hydraulic fluid source includes a hydraulic accumulator, which is charged by the hydraulic pump within the cycle time in which little hydraulic fluid is required by the hydraulic actuator, and releases hydraulic fluid when a lot of hydraulic fluid is required.
  • the inlet connection of a 3/2-way safety valve is connected to the hydraulic pump via a check valve which blocks the hydraulic pump.
  • a branch line to the hydraulic accumulator in which a pressure-controlled shut-off valve sits, which is controlled in such a way that pressure medium can flow from the hydraulic accumulator to the inlet connection of the safety valve if a lot of pressure medium is required, and which is otherwise in its blocking position located.
  • the hydraulic accumulator is filled from the hydraulic pump via a further branch line which bypasses the shut-off valve and in which there is a further check valve which leads to the pressure line tion section between the first check valve and the inlet port of the safety valve blocks.
  • the safety valve also has a drain connection, which is connected to a tank, and a consumer connection, from which a line leads to the hydraulic actuator.
  • a pilot-operated pressure relief valve with two pilot valves is connected to the latter, which are set to different pressures. Depending on the position of a directional valve, neither of the two pilot valves or one or the other pilot valve is effective.
  • the directional control valve ' also controls the check valve between the hydraulic accumulator and the inlet connection of the safety valve. The control takes place in such a way that the check valve is open during the release of the brake and during the time in which the clutch pressure is kept low and is kept closed during the remaining times of a press cycle.
  • the aim of the invention is therefore to develop a hydraulic control with the features from the preamble of claim 1 so that the necessary functions can be obtained with less effort on components.
  • the hydraulic control is equipped with the features from the characterizing part of claim 1 in addition to the features from the preamble.
  • the inventive arrangement of the 3-way pressure control valve does not intervene in the line leading from the safety valve arrangement to the hydraulic actuator, so that it can be relieved of pressure to brake the drive shaft of the press even when the pressure control valve is in a position in which Control port connected to its pressure port remains stuck.
  • the pressure control valve thus also fulfills the function of the additional check valve from the prior art.
  • pressure medium always flows from the hydraulic accumulator to the hydraulic actuator via the pressure control valve and the safety valve arrangement if the pressure difference existing via the pressure control valve and the opening cross section of the pressure control valve result in a pressure medium flow which is greater than the pressure medium flow supplied by the hydraulic pump .
  • the connection between the pressure connection and the control connection of the pressure control valve is fully open.
  • the hydraulic actuator then reacts particularly quickly after the safety valve arrangement has been switched over, since pressure medium can immediately flow through the pressure control valve and this does not first move from one position in which its control connection is connected to the tank connection to the other position. must be brought. This is advantageously achieved by a configuration according to patent claim 3 or according to patent claim 4.
  • the outlay on hydraulic components is particularly low if, according to claim 5, the pressure control valve is adjustable by an electric actuator, in particular by a proportional magnet.
  • the pressure control valve can be set to different pressure values using the electric actuator.
  • the pressure control valve can be set to different pressure levels by training according to claims 7 or 8.
  • FIG. 1 shows a first embodiment in which the pressure control valve is pilot-controlled and proportionally adjustable by means of an electromagnet
  • FIG. 2 shows a second embodiment with a pilot-controlled pressure control valve with two pilot valves set to different pressures
  • FIG. 3 shows the pressure control valve from FIG. 2 and FIG. 4 in a highly schematic manner the course of a press cycle in an angle diagram.
  • the ram 10 of a press can be seen, which is connected via a coupling rod 11 to a drive shaft 12 designed as a crankshaft.
  • the drive shaft 12 can via a clutch 13 from one Electric motor 14 are driven.
  • the plates 16 of the clutch are from the piston rod 17
  • a hydraulic cylinder 18 acting on one side can be pushed together in the axial direction and pressed against a stop plate 23 driven by the motor 14.
  • the interior of the hydraulic cylinder 18 is moved by a piston 19, to which the piston rod 17 is attached, into a fully cylindrical pressure chamber 20 on the piston rod side and in a ring-cylindrical piston chamber 21 for a screw
  • I O compression spring 22 divided. From this, the disks 16 of the brake 15 can be pushed together and pressed against a fixed stop plate 24.
  • the brake 15 is actuated with a force determined by the prestressing of the helical compression spring 22. If the pressure in the pressure chamber 20 rises, the braking force initially decreases until finally
  • the pressure assumes a value equivalent to the preload of the helical compression spring 22. Then the piston 19 and the piston rod 17 begin to move. The brake 15 is released. After a short stroke, during which the pressure in the pressure chamber 20 increases slightly due to the increasing tension of the helical compression spring 22, the slats 16 or part of the slats 16 lie against them
  • the hydraulic cylinder 18 is supplied with pressure medium from a pressure medium source 25, which essentially comprises a hydraulic pump 25 and a hydraulic accumulator 26.
  • the hydraulic pump 25 with a constant displacement is driven by an electric motor 27 and is located in a tank 28. From the tank, it sucks in a relatively small amount of pressure medium per unit of time, which it emits into an outlet channel 29. From there, the pressure medium can be transferred to the hydropump pe 25 blocking check valve 30 flow into a pressure line 31, which leads to the pressure connection 32 of a 3-way pressure control valve 33.
  • the hydraulic accumulator 26 is also connected to the pressure line 31.
  • a pressure limiting valve 34 is also provided, by means of which the pressure in the pressure line 31 and thus in the hydraulic accumulator 26 is limited to a maximum value. This value is greater than the value at which a pressure cut-off valve 35 connected to the outlet channel 29 of the hydraulic pump 25 and controlled by the pressure in the pressure line 31 switches the delivery flow of the hydraulic pump 25 to circulation and leads it back into the tank 28.
  • the pressure control valve 33 has a tank connection 40, which is connected to the tank 28 via a tank line 41, and a control connection 42, in which a specific pressure is regulated depending on a predetermined desired value.
  • the control connection is connected to the inlet connection 43 of a safety valve arrangement 44, which also has a consumer connection 45, which is connected via a consumer line 46 to the pressure chamber 20 of the hydraulic cylinder 18, and a tank connection 47, which is connected to the tank 28 via the aforementioned tank line 41 is.
  • the safety valve arrangement 44 consists of two 4/2-way valves 48 and 49, which are combined with the pressure control valve 33 to form a valve block which has a tank connection T, a pressure connection P, a consumer connection A and a leakage connection Y.
  • the connections between the individual valves are realized by channels within the valve block, which is made up of three plates.
  • the pressure control valve 33 of the embodiment according to FIG. 1 is a pilot-controlled pressure control valve, the pilot valve of which can be set to different pressure values by a proportional magnet 51.
  • the sequence of the pilot valve is connected to the leakage port Y.
  • the pressure in the control connection 42 of the valve is returned to a measuring surface of the control piston of the pressure control valve (not shown in more detail).
  • the control oil for the pilot valve can be taken from the pressure connection or the control connection.
  • each directional control valve 48 and 49 In the rest position, which the two directional control valves 48 and 49 each take under the action of a compression spring 53, they each connect the consumer line 46 to the tank connection T of the valve block and thus to the tank line 41.
  • the two further connections of each directional control valve 48 and 49 are shut off in the rest position of the valves. If, on the other hand, both directional control valves 48 and 49 are in their working position, there is a connection between the pressure chamber 20 and the control connection 42 of the pressure control valve 33 via the two further connections of the directional control valve 48 and the further connections of the directional control valve 49 in series. if only one of the two directional control valves is in its rest position, the pressure chamber 20 of the hydraulic cylinder 18 is relieved of pressure and the inlet connection 43 of the safety valve arrangement 44 is shut off.
  • the safety valve arrangement 44 is the same as that from FIG. 1, but is shown in a greatly simplified manner compared to FIG.
  • the pilot-controlled pressure control valve 33 of the embodiment according to FIG. 2 is assigned two pilot valves 60 and 61 designed as pressure limiting valves and adjusted to different pressure values, as well as a directional control valve 62 with three switching positions.
  • a control chamber 63 of the pressure control valve 33 and the inputs of the two pilot valves 60 and 61 are shut off from one another.
  • the directional control valve 62 can be moved into a first working position in which the Control room 63 is connected to the input of pilot valve 60, or brought into a second working position in which control room 63 is connected to the input of pilot valve 61 set to a lower pressure.
  • control piston 67 of the pressure control valve 33 Via a control line 66, the control piston 67 of the pressure control valve 33, which is shown schematically in FIG. 3, is acted upon on one end face by the pressure prevailing in the control outlet 42. This pressure acts in the sense of connecting the control port 42 to the tank port 41. In the opposite direction and in the sense of connecting the control port 42 to the pressure port 31, the control piston 67 is acted upon by the pressure in the control chamber 63 and by a weak compression spring 68.
  • the control oil for the pilot control is taken from the pressure connection 31 via a control line 69.
  • the plunger 10 of the press is held close to its top dead center by the brake 15 with maximum braking force when the pressure chamber 20 of the hydraulic cylinder 18 is relieved to the tank by the safety valve arrangement 44 via its tank connection 47.
  • the proportional magnet 51 in the rest position of the plunger 10, is set to a pressure setpoint which is higher than the maximum storage pressure, so that the control connection 42 of the pressure control valve is connected to the pressure connection 32 in a widely open manner.
  • the latter is also the case in the embodiment according to FIG. 2, since the directional valve 62 shuts off the control chamber 63 in its central position.
  • Another way to ensure an open connection between the control connection and the pressure connection of the pressure control valve 33 in the rest position of the plunger 10 is to tap the pressure acting on the measuring surface of the control piston between the safety valve arrangement 44 and the hydraulic cylinder 18. Because the line 46 is relieved to the tank via the safety valve arrangement 44, then no force acting on the control piston acts in the sense of a connection of the control connection to the tank connection.
  • This alternative of pressure tapping by the dotted control line 70 is indicated in FIG.
  • the safety valve arrangement is switched at the beginning of a press cycle.
  • the setpoint of the pressure control valve 33 is at the same time set to a value which corresponds to a soft coupling.
  • FIG. 1 Another way to ensure an open connection between the control connection and the pressure connection of the pressure control valve 33 in the rest position of the plunger 10 is to tap the pressure acting on the measuring surface of the control piston between the safety valve arrangement 44 and the hydraulic cylinder 18. Because the line 46 is relieved to the tank via the safety valve arrangement 44, then no force acting on the control piston acts in the
  • the directional valve 62 is brought into its first switching position by excitation of the electromagnet 64, in which the pilot valve 60 is effective, which is also set to a pressure value corresponding to a soft coupling.
  • the setting of the respective pressure control valve is maintained as long as the drive shaft 12 of the press is in the angular range designated 75 in FIG.
  • the electromagnet 51 is then supplied with more current and the pressure setpoint is increased so much that the torque required for the pressing process can be transmitted via the clutch.
  • the pressure setpoint can be placed over the pressure in the hydraulic accumulator 26, so that this pressure is effective as a clutch pressure.
  • the electromagnet 64 is switched off and, as a result, the directional valve 62 is brought into its central position, in which the control chamber 63 of the pressure control valve 33 is shut off.
  • the clutch pressure thus rises to the accumulator pressure.
  • the electromagnet 51 is then set to a pressure setpoint which is smaller than the pressure setpoint for the soft coupling.
  • the directional valve 62 is brought into its second switching position by excitation of the electromagnet 65, in which the pilot valve 61 is effective, which is set to a lower pressure than the pilot valve 60.
  • the brake 15 now engages softly.
  • the safety valve arrangement 44 switches over, so that maximum braking force is effective in the angular range 79 and the tappet is stopped at top dead center.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuerung, die für eine hydraulisch betätigbare Kupplungsbremskombination (13, 15) für die Antriebswelle (12) einer mechanischen Presse verwendet wird. Eine bekannte derartige Steuerung besitzt eine Hydropumpe (25) und einen Hydrospeicher (26) aufweisende Druckmittelquelle zur Versorgung eines hydraulischen Betätigers (18) mit Druckmittel, eine Sicherheitsventilanordnung (44), die einen Zulaufanschluss (43) aufweist, über den ein Strömungspfad von der Druckmittelquelle zum hydraulischen Betätiger führt, und ein verstellbares Druckventil (33), in Abhängigkeit von dessen Einstellung der hydraulische Betätiger (18) mit unterschiedlichen Arbeitsdrücken beaufschlagbar ist. Um gegenüber der vorbekannten Steuerung den Aufwand an Bauteilen zu verringern, ist das Druckventil (33) ein 3-Wege-Druckregelventil mit einem mit der Druckmittelquelle verbindbaren Druckanschluss (32), einem Tankanschluss (40) und einem mit dem Zulaufanschluss (43) der Sicherheitsventileinrichtung (44) verbundenen Regelanschluss. Durch ein solches Druckregelventil und die Art seiner Verschaltung wird nicht in die Verbindung zwischen der Sicherheitsventilanordnung und dem hydraulischen Betätiger eingegriffen. Ausserdem ist der Hydrospeicher (26) abgesperrt, wenn der Druck am Regelanschluss erniedrigt werden soll und dazu ein Strömungspfad vom Regelanschluss zum Tankanschluss geöffnet wird.

Description

Beschreibung
Hydraulische Steuerung für eine hydraulisch betätigbare Kupplunqsbrems- kombination für die Antriebswelle einer mechanischen Presse
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuerung, die zur Betätigung einer Kupplungsbremskombination der Antriebswelle einer mechanischen Presse vorgesehen ist und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
Eine derartige hydraulische Steuerung ist aus der DE 35 23 163 A1 bekannt. Bei dieser hydraulischen Steuerung wird in erster Linie dann eine größere Menge Druckmittel benötigt, wenn sich der hydraulische Betätiger beim Lösen der Bremse und Schließen der Kupplung bewegt und wenn der hohe Kupplungsdruck auf- gebaut und dazu das Druckmittel komprimiert wird. In der übrigen Zeit eines Pressenzyklus wird keine oder nur eine geringe Druckmittelmenge benötigt. Um eine kleine Hydropumpe verwenden zu können, gehört zur Druckmittelquelle ein Hydrospeicher, der innerhalb der Zykluszeit, in der vom hydraulischen Betätiger wenig Druckmittel benötigt wird, von der Hydropumpe aufgeladen wird und dann, wenn viel Druckmittel benötigt wird, Druckmittel abgibt. Bei der bekannten hydraulischen Steuerung ist der Zulaufanschluß eines 3/2-Wege-Sicherheitsventils über ein zur Hydropumpe sperrendes Rückschlagventil mit der Hydropumpe verbunden. Zwischen dem Rückschlagventil und dem Zulaufanschluß geht eine Zweigleitung zum Hydrospeicher ab, in der ein druckgesteuertes Sperrventil sitzt, das so gesteuert wird, daß aus dem Hydrospeicher dem Zulaufanschluß des Sicherheitsventils Druckmittel zufließen kann, wenn viel Druckmittel benötigt wird, und das sich ansonsten in seiner Sperrstellung befindet. Befüllt wird der Hydrospeicher von der Hydropumpe aus über eine weitere Zweigleitung, die das Sperrventil umgeht und in der sich ein weiteres Rückschlagventil befindet, das zu dem Drucklei- tungsabschnitt zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem Zulaufanschluß des Sicherheitsventils hin sperrt.
Das Sicherheitsventil hat noch einen Ablaufanschluß, der mit einem Tank verbun- den ist, und einen Verbraucheranschluß, von dem eine Leitung zum hydraulischen Betätiger führt. An letztere Leitung ist ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil mit zwei Pilotventilen angeschlossen, die auf unterschiedlich hohe Drücke eingestellt sind. Je nach Stellung eines Wegeventils ist keines der beiden Pilotventile oder das eine oder das andere Pilotventil wirksam. Mit dem Wegeventil'wird auch das Sperrventil zwischen dem Hydrospeicher und dem Zulaufanschluß des Sicherheitsventils gesteuert. Die Steuerung erfolgt so, daß das Sperrventil während des Lösens der Bremse und während der Zeit, in der der Kupplungsdruck niedrig gehalten wird, offen ist und in den übrigen Zeiten eines Pressenzyklus geschlossen gehalten wird. Insbesondere wird dadurch verhindert, daß während des wei- chen Abbremsens der Antriebswelle Druckmittel aus dem Hydrospeicher über das Sicherheitsventil und das Druckbegrenzungsventil zum Tank abfließt. Andererseits muß das zum Aufbau des hohen Kupplungsdruckes notwendige Kompressi- onsöl allein von der Hydropumpe zur Verfügung gestellt werden. Nachteilig an der bekannten hydraulischen Steuerung ist darüber hinaus insbesondere die hohe Zahl der notwendigen hydraulischen Einzelkomponenten.
Ziel der Erfindung ist es somit, eine hydraulische Steuerung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß die notwendigen Funktionen mit einem geringeren Aufwand an Bauteilen erhalten werden können.
Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die hydraulische Steuerung außer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zusätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ausgestattet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des 3-Wege-Druckregelventils wird nicht in die von der Sicherheitsventilanordnung zum hydraulischen Betätiger führende Leitung eingegriffen, so daß diese zum Abbremsen der Antriebswelle der Presse auch dann von Druck entlastbar ist, wenn das Druckregelventil in einer Stellung, in der sein Regelanschluß mit seinem Druckanschluß verbunden ist, hängenbleibt.
Wird die zum hydraulischen Betätiger führende Leitung für ein sanftes Abbremsen der Antriebswelle über das Druckregelventil von Druck entlastet, so ist der Druck- anschluß des Druckregelventils abgesperrt, so daß kein Druckmittel aus dem Hydrospeicher oder von der Hydropumpe zum Tank wegfließt. Das Druckregelventil erfüllt somit auch die Funktion des zusätzlichen Sperrventils aus dem Stand der Technik. Zudem fließt immer dann auch aus dem Hydrospeicher Druckmittel über das Druckregelventil und die Sicherheitsventilanordnung dem hydraulischen Betä- tiger zu, wenn sich aus der über das Druckregelventil bestehenden Druckdifferenz und dem Öffnungsquerschnitt des Druckregelventils ein Druckmittelstrom ergibt, der größer als der von der Hydropumpe gelieferte Druckmittelstrom ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung kann man den Unteransprüchen entnehmen.
Bevorzugt ist gemäß Patentanspruch 2 in der Ruhestellung der Sicherheitsventilanordnung, in der der hydraulische Betätiger über die Sicherheitsventilanordnung von Druck entlastet und der Zulaufanschluß abgesperrt ist, die Verbindung zwischen dem Druckanschluß und dem Regelanschluß des Druckregelventils voll aufgesteuert. Dann reagiert der hydraulische Betätiger nach dem Umschalten der Sicherheitsventilanordnung besonders schnell, da sofort Druckmittel über das Druckregelventil fließen kann und dieses nicht erst von einer Stellung, in der sein Regelanschluß mit dem Tankanschluß verbunden ist, in die andere Stellung ge- bracht werden muß. Auf vorteilhafte Weise erreicht wird dies durch eine Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3 oder gemäß Patentanspruch 4.
Der Aufwand an hydraulischen Komponenten ist besonders gering, wenn gemäß Patentanspruch 5 das Druckregelventil durch einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere durch einen Proportionalmagneten verstellbar ist. Mithilfe des elektrischen Stellantriebs kann das Druckregelventil auf unterschiedliche Druckwerte eingestellt werden.
Will man den Aufwand für die elektrische Steuerung etwas geringer halten, so kann das Druckregelventil durch eine Ausbildung gemäß den Ansprüchen 7 oder 8 auf unterschiedliche Druckhöhen eingestellt werden.
Zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steuerung für eine hydraulisch betätigbare Kupplungsbremskombination für die Antriebswelle einer mechanischen Presse sind in den Figuren dargestellt. Anhand dieser Figuren wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem das Druckregelventil vorgesteuert und durch einen Elektromagneten proportional verstellbar ist, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem vorgesteuerten Druckregelventil mit zwei auf unterschiedliche Drücke eingestellten Pilotventilen, Figur 3 stark schematisiert das Druckregelventil aus Figur 2 und Figur 4 den Ablauf eines Pressenzyklus in einem Winkeldiagramm.
In den beiden Figuren 1 und 2 ist der Stößel 10 einer Presse zu erkennen, der über eine Koppelstange 11 mit einer als Kurbelwelle ausgebildeten Antriebswelle 12 verbunden ist. Die Antriebswelle 12 kann über eine Kupplung 13 von einem Elektromotor 14 angetrieben werden. Außerdem ist eine Bremse 15 vorhanden, mit der die Antriebswelle und damit der Stößel der Presse nach dem Trennen der Antriebswelle vom Elektromotor, also nach dem Lösen der Kupplung 13, stillgesetzt werden kann. Die Lamellen 16 der Kupplung sind von der Kolbenstange 17
5 eines einseitig wirkenden Hydrozylinders 18 in axialer Richtung zusammen- und gegen eine vom Motor 14 angetriebene Anschlagplatte 23 andrückbar. Das Innere des Hydrozylinders 18 wird durch einen Kolben 19, an dem die Kolbenstange 17 befestigt ist, in einen vollzylindrischen, kolbenstangenabseitigen Druckraum 20 und in einen ringzylindrischen kölbenseitigen Aufnahmeraum 21 für eine Schrau-
I O bendruckfeder 22 aufgeteilt. Von dieser sind die Lamellen 16 der Bremse 15 zusammen- und gegen eine feststehende Anschlagplatte 24 andrückbar. Bei von Druck entlasteten Druckraum 20 ist die Bremse 15 mit einer durch die Vorspannung der Schraubendruckfeder 22 bestimmten Kraft betätigt. Bei einem Druckanstieg im Druckraum 20 verringert sich zunächst die Bremskraft, bis schließlich
15 der Druck einen der Vorspannung der Schraubendruckfeder 22 äquivalenten Wert annimmt. Dann beginnen der Kolben 19 und die Kolbenstange 17 sich zu bewegen. Die Bremse 15 ist gelöst. Nach kurzem Hub, währenddessen der Druck im Druckraum 20 wegen der steigenden Spannung der Schraubendruckfeder 22 geringfügig zunimmt, legen sich die Lamellen 16 bzw ein Teil der Lamellen 16 an die
20 drehfest mit dem Abtrieb des Elektromotors 14 verbundenen Teile der Kupplung 13 an. Das über die Kupplung 13 übertragbare Drehmoment hängt nun von der Höhe des Druckes im Druckraum 20 ab.
Mit Druckmittel gespeist wird der Hydrozylinder 18 von einer Druckmittelquelle 25 aus, die im wesentlichen eine Hydropumpe 25 und einen Hydrospeicher 26 umfaßt. Die Hydropumpe 25 mit konstantem Hubvolumen wird von einem Elektromotor 27 angetrieben und befindet sich in einem Tank 28. Aus dem Tank saugt sie pro Zeiteinheit eine relativ kleine Druckmittelmenge an, die sie in einen Ausgangskanal 29 abgibt. Von dort aus kann das Druckmittel über ein zur Hydropum- pe 25 hin sperrendes Rückschlagventil 30 in eine Druckleitung 31 fließen, die zum Druckanschluß 32 eines 3-Wege-Druckregelventils 33 führt. An die Druckleitung 31 ist auch der Hydrospeicher 26 angeschlossen. Zur Sicherheit ist außerdem ein Druckbegrenzungsventil 34 vorgesehen, durch das der Druck in der Druckleitung 31 und damit im Hydrospeicher 26 auf einen Maximalwert begrenzt ist. Dieser Wert liegt über dem Wert, bei dem ein an den Ausgangskanal 29 der Hydropumpe 25 angeschlossenes und vom Druck in der Druckleitung 31 gesteuertes Druckabschaltventil 35 den Förderstrom der Hydropumpe 25 auf Umlauf schaltet und zurück in den Tank 28 leitet.
Das Druckregelventil 33 besitzt außer dem Druckanschluß 32 einen Tankanschluß 40, der über eine Tankleitung 41 mit dem Tank 28 verbunden ist, und einen Regelanschluß 42, in dem je nach einem vorgegebenen Sollwert ein bestimmter Druck eingeregelt wird. Der Regelanschluß ist mit dem Zulaufanschluß 43 einer Sicherheitsventilanordnung 44 verbunden, die außerdem einen Verbraucheranschluß 45, der über eine Verbraucherleitung 46 mit dem Druckraum 20 des Hydrozylinders 18 verbunden ist, und einen Tankanschluß 47 aufweist, der über die schon erwähnte Tankleitung 41 mit Tank 28 verbunden ist.
Bei der Ausführung nach Figur 1 besteht die Sicherheitsventilanordnung 44 aus zwei 4/2-Wegeventilen 48 und 49, die mit dem Druckregelventil 33 zu einem Ventilblock zusammengefaßt sind, der einen Tankanschluß T, einen Druckanschluß P, einen Verbraucheranschluß A und einen Leckageanschluß Y aufweist. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Ventilen sind durch Kanäle innerhalb des sich aus drei Platten zusammensetzenden Ventilblocks realisiert.
Das Druckregelventil 33 der Ausführung nach Figur 1 ist ein vorgesteuertes Druckregelventil, dessen Pilotventil durch einen Proportionalmagneten 51 auf unterschiedliche Druckwerte eingestellt werden kann. Der Ablauf des Pilotventils ist mit dem Leckageanschluß Y verbunden. Auf eine Meßfläche des nicht näher dargestellten Regelkolbens des Druckregelventils wird, wie durch die Steuerleitung 52 angedeutet, der Druck im Regelanschluß 42 des Ventils zurückgeführt. Das Steueröl für das Pilotventil kann am Druckanschluß oder am Regelanschluß ent- nommen werden.
In der Ruhestellung, die die beiden Wegeventile 48 und 49 jeweils unter der Wirkung einer Druckfeder 53 einnehmen, verbinden sie jedes für sich die Verbraucherleitung 46 mit dem Tankanschluß T des Ventilblocks und damit mit der Tankleitung 41. Die beiden weiteren Anschlüsse jedes Wegeventils 48 und 49 sind in der Ruhestellung der Ventile abgesperrt. Befinden sich dagegen beide Wegeventile 48 und 49 in ihrer Arbeitsstellung, so besteht über die beiden weiteren Anschlüsse des Wegeventils 48 und die in Serie dazu liegenden weiteren Anschlüsse des Wegeventils 49 eine Verbindung zwischen dem Druckraum 20 und dem Regelanschluß 42 des Druckregelventils 33. Somit ist, wenn sich auch nur eines der beiden Wegeventile in seiner Ruhestellung befindet, der Druckraum 20 des Hydrozylinders 18 von Druck entlastet und der Zulaufanschluß 43 der Sicherheitsventilanordnung 44 abgesperrt.
Bei der Ausführung nach Figur 2 ist die Sicherheitsventilanordnung 44 gleich derjenigen aus Figur 1 , jedoch gegenüber Figur 1 stark vereinfacht dargestellt.
Dem vorgesteuerten Druckregelventil 33 der Ausführung nach Figur 2 sind zwei als Druckbegrenzungsventile ausgebildete und auf unterschiedliche Druckwerte eingestellte Pilotventile 60 und 61 sowie ein Wegeventil 62 mit drei Schaltstellungen zugeordnet. In einer federzentrierten Mittelstellung des Wegeventils 62 sind ein Steuerraum 63 des Druckregelventils 33 und die Eingänge der beiden Pilotventile 60 und 61 gegeneinander abgesperrt. Durch jeweils einen Elektromagneten 64 bzw. 65 kann das Wegeventil 62 in eine erste Arbeitsstellung, in der der Steuerraum 63 mit dem Eingang des Pilotventils 60 verbunden ist, bzw. in eine zweite Arbeitsstellung gebracht werden, in der der Steuerraum 63 mit dem Eingang des auf einen niedrigeren Druck eingestellten Pilotventils 61 verbunden ist. Über eine Steuerleitung 66 wird der schematisch in Figur 3 dargestellte Regelkol- ben 67 des Druckregelventils 33 an einer Stirnfläche mit dem Druck beaufschlagt, der im Regelausgang 42 herrscht. Dieser Druck wirkt im Sinne einer Verbindung des Regelanschlusses 42 mit dem Tankanschluß 41. In Gegenrichtung und im Sinne einer Verbindung des Regelanschlusses 42 mit dem Druckanschluß 31 wird der Regelkolben 67 vom Druck im Steuerraum 63 und von einer schwachen Druckfeder 68 beaufschlagt. Das Steueröl für die Vorsteuerung wird über eine Steuerleitung 69 dem Druckanschluß 31 entnommen.
Der Stößel 10 der Presse wird durch die Bremse 15 mit maximaler Bremskraft nahe an seinem oberen Totpunkt gehalten, wenn der Druckraum 20 des Hydrozylin- ders 18 durch die Sicherheitsventilanordnung 44 über deren Tankanschluß 47 zum Tank entlastet ist. Bei der Ausführung nach Figur 1 ist in der Ruhestellung des Stößels 10 der Proportionalmagnet 51 auf einen Drucksollwert eingestellt, der höher als der maximale Speicherdruck ist, so daß der Regelanschluß 42 des Druckregelventils weit offen mit dem Druckanschluß 32 verbunden ist. Auch bei der Ausführung nach Figur 2 ist letzteres der Fall, da das Wegeventil 62 in seiner Mittelstellung den Steuerraum 63 absperrt. Eine weitere Möglichkeit, um in der Ruhestellung des Stößels 10 eine offene Verbindung zwischen dem Regelanschluß und dem Druckanschluß des Druckregelventils 33 zu gewährleisten, besteht darin, den auf die Meßfläche des Regelkolbens wirkenden Druck zwischen der Sicherheitsventilanordnung 44 und dem Hydrozylinder 18 abzugreifen. Weil nämlich die Leitung 46 über die Sicherheitsventilanordnung 44 zum Tank entlastet ist, greift dann keine im Sinne einer Verbindung des Regelanschlusses mit dem Tankanschluß wirkende Kraft am Regelkolben an. In Figur 2 ist diese Alternative des Druckabgriffs durch die punktierte Steuerleitung 70 angedeutet. Zu Beginn eines Pressenzyklus wird die Sicherheitsventilanordnung geschaltet. Bei der Ausführung nach Figur 1 wird zugleich der Sollwert des Druckregelventils 33 auf einen Wert eingestellt, der einem weichen Kuppeln entspricht. Bei der Ausführung nach Figur 2 wird das Wegeventil 62 durch Erregung des Eiektroma- gneten 64 in seine erste Schaltstellung gebracht, in der das Pilotventil 60 wirksam ist, das ebenfalls auf einen einem weichen Kuppeln entsprechenden Druckwert eingestellt ist. Die Einstellung des jeweiligen Druckregelventils wird aufrechterhalten, solange sich die Antriebswelle 12 der Presse in dem in Figur 4 mit 75 bezeichneten Winkelbereich befindet. Bei der Ausführung nach Figur 1 wird dann der Elektromagnet 51 stärker bestromt und dadurch der Drucksollwert so weit erhöht, daß das für den Preßvorgang notwendige Drehmoment über die Kupplung übertragen werden kann. Der Drucksollwert kann über den Druck im Hydrospeicher 26 gelegt werden, so daß dieser Druck als Kupplungsdruck wirksam ist. Bei der Ausführung nach Figur 2 wird der Elektromagnet 64 ausgeschaltet und da- durch das Wegeventil 62 in seine Mittelstellung gebracht, in der der Steuerraum 63 des Druckregelventils 33 abgesperrt ist. Der Kupplungsdruck steigt somit auf den Speicherdruck an. Nach Durchfahren des Winkelbereichs 76 ist die größte Kupplungskraft erreicht. Im Winkelbereich 77 findet nun zunächst der Preßvorgang statt, ehe der Stößel 10 wieder angehoben wird, wobei der Kupplungsdruck maximal ist. Bei der Ausführung nach Figur 1 wird dann der Elektromagnet 51 auf einen Drucksollwert eingestellt, der kleiner als der Drucksollwert für das weiche Kuppeln ist. Bei der Ausführung nach Figur 2 wird das Wegeventil 62 durch Erregung des Elektromagneten 65 in seine zweite Schaltstellung gebracht, in der das Pilotventil 61 wirksam ist, das auf einen kleineren Druck als das Pilotventil 60 ein- gestellt ist. Es greift nun weich die Bremse 15. Nach Durchfahren des Winkelbereichs 78 schaltet die Sicherheitsventilanordnung 44 um, so daß im Winkelbereich 79 maximale Bremskraft wirksam ist und der Stößel am oberen Totpunkt stillgesetzt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Steuerung für eine hydraulisch betätigbare Kupplungsbremskombination (13, 15) für die Antriebswelle (12) einer mechanischen Presse mit einer
5 eine Hydropumpe (25) und einen Hydrospeicher (26) aufweisenden Druckmittelquelle zur Versorgung eines hydraulischen Betätigers (18) mit Druckmittel, mit einer Sicherheitsventilanordnung (44), die einen Zulaufanschluß (43) aufweist, über den ein Strömungspfad von der Druckmittelquelle (25, 26) zum hydraulischen Betätiger (18) führt,
I O und mit einem verstellbaren Druckventil (33), in Abhängigkeit von dessen Einstellung der hydraulische Betätiger (18) mit unterschiedlichen Arbeitsdrücken beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil ein 3-Wege Druckregelventil (33) mit einem mit der Druckmit-
15 telquelle (25, 26) verbindbaren Druckanschluß (32), einem Tankanschluß (40) und einem mit dem Zulaufanschluß (43) der Sicherheitsventileinrichtung (44) verbundenen Regelanschluß (42) ist.
2. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der 0 Ruhestellung der Sicherheitsventilanordnung (44), in der der hydraulische Betätiger (18) über die Sicherheitsventilanordnung (44) von Druck entlastet und der Zulaufanschluß (43) abgesperrt ist, die Verbindung zwischen dem Druckanschluß (32) und dem Regelanschluß (42) des Druckregelventils (33) voll aufgesteuert ist.
25 3. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung vom Druckanschluß (32) zum Regelanschluß (42) des Druckregelventils (33) durch Vorgabe eines Drucksollwertes, der den maximalen Systemdruck übersteigt, aufgesteuert wird.
30 4. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerraum an einer Meßfläche (71) des Druckregelventils (33) fluidisch mit einer von der Sicherheitsventilanordnung (44) zum hydraulischen Betätiger (18) führenden Leitung (46) verbunden ist.
5 5. Hydraulische Steuerung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (33) durch einen elektrischen Stellantrieb, insbesondere durch einen Proportionalmagneten (51) verstellbar ist.
6. Hydraulische Steuerung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch ge- I O kennzeichnet, daß das Druckregelventil (33) vorgesteuert ist.
7. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregelventil (33) mehrere auf unterschiedliche hohe Drücke eingestellte Pilotventile (60, 61 ) zugeordnet sind und daß in Abhängigkeit von der Stellung von
15 Wegeventil mitte In (62) jeweils ein anderes Pilotventil (60, 61) als den Druck in einem Steuerraum (63) des Druckregelventils (33) begrenzend wirksam ist.
8. Hydraulische Steuerung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Stellung von Wegeventilmitteln (62) ein Steuerraum (63) des Druckregel- 0 ventils (33) gegen einen Abfluß von Steueröl abgesperrt ist und daß in einer weiteren Stellung der Wegeventilmittel (62) der Steuerdruck in dem Steuerraum (63) durch ein Pilotventil (60, 61) begrenzt ist.
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