EP2077167A2 - Method for energy efficient operation of a hydraulic press and an energy efficient and low maintenance press - Google Patents

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EP2077167A2
EP2077167A2 EP09000002A EP09000002A EP2077167A2 EP 2077167 A2 EP2077167 A2 EP 2077167A2 EP 09000002 A EP09000002 A EP 09000002A EP 09000002 A EP09000002 A EP 09000002A EP 2077167 A2 EP2077167 A2 EP 2077167A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
plunger
die cushion
press
displacer unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09000002A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP2077167A3 (en
Inventor
Bernd Dipl.-Ing. Bodenstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Original Assignee
Dieffenbacher GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Dieffenbacher GmbH and Co KG filed Critical Dieffenbacher GmbH and Co KG
Publication of EP2077167A2 publication Critical patent/EP2077167A2/en
Publication of EP2077167A3 publication Critical patent/EP2077167A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses

Definitions

  • the invention relates to a method for energy-saving operation of a hydraulic press according to the preamble of claim 1 and an energy-saving and low-maintenance hydraulic press according to the preamble of claim. 6
  • Energy-saving processes and production facilities are currently a topic for sales negotiations at the present time and the associated climate discussion and will play a greater role in future with rising energy prices and scarcer raw materials for energy production.
  • DE 42 18 952 A1 is a hydraulic drive of a press, in particular for a sheet metal forming press has become known, in which the remindhubzylinderhunt the plunger is connected to a hydraulic machine. It should be emphasized that the hydraulic circuit of the plunger and the plate holder or the lower table are basically separated and a first hydraulic machine is connected with its second output to a hydraulic accumulator. The hydraulic accumulator is charged in an energy-saving way and releases its charged energy when needed during the press play.
  • the same revealed DE 42 18 953 A1 shows a similar hydraulic drive of a press, wherein the kinetic energy of the downwardly moving plunger is used to support the pump drive, which supplies the pressing cylinder chamber with pressure.
  • Object of the present invention is to provide a method for energy-saving and low-maintenance operation of a hydraulic press, which is used in a simple manner, the kinetic energy of a plunger of a press during the forming process to provide the blank holder force of the counter-acting die cushion and adjustable to design, wherein the excess kinetic energy can be used during the forming process in an advantageous manner with the least possible load on the hydraulic medium.
  • an independent functioning and usable press is to be created, which is also able to implement the method according to the invention and at the same time an energy-saving and simplified control of the kinetic energy of the plunger and the force of the sheet metal holder allows significantly gentler use of the hydraulic medium, at the same time accompanied by a reduced increase in temperature of the hydraulic medium.
  • the solution for an independently functioning press and also for a press for carrying out the method is that for lowering the plunger, the plunger ring cylinder space via a release valve with a displacer unit and / or for lowering the die cushion of Ziehkissenzylinderraum via at least one release valve with a displacer unit for Hydraulic medium is connectable, wherein the displacer unit has a torque coupling to an asynchronous motor, a DC motor or other suitable consumer.
  • the relatively high initial costs for the energy-saving or energy-recovering system components can be as with most amortize energy-saving investments over a short period of time and represent a rather secondary point of view with regard to the decision to invest.
  • the displacer units or hydraulic motors described are gear motors for one or both directions of rotation generally known to the person skilled in the art.
  • a driven on the shaft gear motor operates as a pump and can generate a torque at the shaft when supplying pressure oil and work in this state as a motor.
  • Axial piston pumps have the ability to adjust the volume from the outside, depending on the setting of the angle more or less hydraulic medium per shaft revolution is promoted or the shaft is driven.
  • FIG. 1 the hitherto known state of the art is shown.
  • a movable plunger 1 and a movable, usually designed as a counter-holder movable die cushion 2 arranged in conventional hydraulic presses, for example, for metal forming, in a press frame.
  • Tappet 1 is operated via a hydraulic cylinder system, which is systematically divided from a plunger cylinder chamber 5, a tappet ring cylinder chamber 7 and the two chambers separating plunger 3.
  • the die cushion 2 is symmetrically constructed from a die cushion piston 4, the Ziehkissenzylinderraum 6 and the Ziehkissenringzylinderraum 8.
  • the plunger 1 accelerates due to the inherent potential energy and displaces the hydraulic medium from the ram ring cylinder space 7.
  • a controlled control on Release valve 9 prevents impermissible acceleration of the plunger 1 and limits the downward speed to an appropriate value.
  • kinetic energy is converted into heat, which in the further course has to be withdrawn again from the hydraulic medium and at the same time ensures high wear on the hydraulic medium.
  • the remaining kinetic energy is simply released into the cooling and treatment tank (not shown) of the hydraulic medium. If the plunger 1 reaches the die cushion 2, a damped deceleration of the plunger 1 can take place and the forming process of the workpiece begins.
  • the switching valve 31 closes the die cushion cylinder space 6 and the die cushion ring cylinder space 8 for a short time and enables a reduction of the volume flow.
  • the switching valves 32 and 33 conduct volume flow to the cylinder of the die cushion 2 and have safety-related functions.
  • the pressure sensors 34 and 35 detect the prevailing pressure in the cylinder of the plunger 1 and the die cushion 2 and report this to the press control for the initiation of the necessary control and regulation measures during a Press cycle.
  • the pressure limiting valve 38 secures the plunger cylinder space 5 and the pressure limiting valve 36 secures the plunger ring cylinder space 7 from.
  • the pressure relief valve 37 acts after the end of the rapid traverse movement and supports the mass of the plunger. 1
  • FIG. 2 a preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a variable displacement volume.
  • the outlets of the release valve 9 and the Ziehkissenzylinderraums 6 are connected to a hydraulic displacer unit 15.
  • the release valve 9 is opened and the plunger 1 moves in the direction of die cushion 2.
  • the speed of the plunger 1 is adjusted by the adjustment of the pivot angle of the displacer unit 15, which generates a torque in this time.
  • the torque is supplied via a torque coupling 16 to an asynchronous motor 14.
  • the hydraulic pump 10 is now driven via a torque coupling 16 as required or the existing mechanical energy is converted into electrical energy and fed back into the power grid 24.
  • the pressurized hydraulic medium is controlled discharged from the Ziehkissenzylinderraum 4 via the now open release valves 20 and fed to the displacer unit 15, which in turn is used to drive the hydraulic pump 10 or the return of energy into the power grid 24.
  • the blank holder force or the opposing force which exerts the die cushion 2 on the plunger 1 can be controlled and regulated again via the adjustment of the pivoting angle of the displacer unit 15.
  • the exact arrangement of the circuit valves in the plunger block 26, designed as a steel block (not shown) with the necessary mounting holes or Anflanschdon for the plunger valves shown in the drawing for plunger control is as follows:
  • the pressure relief valve 27 secures the plunger cylinder chamber 5 and the pressure relief valve 28 secures the ram ring cylinder space 7 from.
  • the pressure relief valve 29 acts after the end of the rapid traverse movement and supports the mass of the plunger 1 from. Outside the ram block 26 constitutionr still mention that on the tappet 1 opposite side, the switching valve 30 closes the Ziehkissenzylinderraum 6 and the Ziehkissenringzylinderraum 8 short if necessary.
  • the die cushion 2 extends in differential circuit and there is a meaningful reduction of the required volume flow of the hydraulic medium.
  • FIG. 3 Now, another preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a constant displacement volume.
  • the pump 10 has its own drive 11.
  • the asynchronous motor 14 is coupled only via the torque coupling 16 with the displacer unit 15 and feeds in lowering the plunger 1 or the die cushion 2, the mechanical energy of the displaced hydraulic medium after conversion via a regenerative unit 22 and a frequency converter 21 in the power grid 24 a.
  • FIG. 4 Now, a third preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a constant displacement volume.
  • a DC motor 25 is now used here for converting the mechanical energy, which feeds the energy into the power network 24 via a 4-quadrant current converter 23.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

The method involves opening a release valve (9), and discharging a hydraulic medium from a pusher annular cylinder chamber (7) by a displacement unit (15) e.g. motor, for lowering a pusher (1). The valve is closed, and a pusher cylinder chamber (5) is subjected with the medium, after conjunction of the pusher and a drawing cushion (2). Hydraulic pressure in a drawing cushion cylinder chamber and blank holding force of the cushion are simultaneously regulated. The pusher and cushion are moved to a top dead center after finishing metal forming.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum energiesparenden Betreiben einer hydraulischen Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine energiesparende und wartungsarme hydraulische Presse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.The invention relates to a method for energy-saving operation of a hydraulic press according to the preamble of claim 1 and an energy-saving and low-maintenance hydraulic press according to the preamble of claim. 6

Energiesparende Verfahren und Herstellungsanlagen sind in der heutigen Zeit und der einhergehenden Klimadiskussion regelmäßig ein Thema bei Verkaufsverhandlungen und werden bei steigenden Energiepreisen und knapper werdenden Rohstoffen zur Energiegewinnung in Zukunft eine größere Rolle spielen.Energy-saving processes and production facilities are currently a topic for sales negotiations at the present time and the associated climate discussion and will play a greater role in future with rising energy prices and scarcer raw materials for energy production.

Energiesparende Anwendungen und Pressen sind dennoch bereits seit vielen Jahren Gegenstand in der Patentliteratur. Beispielsweise ist aus den 80er Jahren der energiesparende Antrieb für Schwungmassenantriebe bei hydraulischen Pressen aus der DE 32 16 563 C1 oder der DD 204 067 bekannt. Dabei werden die Schwungmassenantriebe zur Energiesparenden oder Leistungsspitzen vermeidenden Anwendung vorzugsweise kontinuierlich aufgeladen, wobei die Aufladezeiten entgegengesetzt zyklisch zu den Lastzeiten der Presse angeordnet sind.Nevertheless, energy-saving applications and presses have been the subject of patent literature for many years. For example, from the 1980s, the energy-saving drive for flywheel drives in hydraulic presses is from the DE 32 16 563 C1 or the DD 204 067 known. The flywheel drives are becoming energy efficient or power peak avoiding application, preferably continuously charged, wherein the charging times are arranged opposite cyclic to the load times of the press.

Mit DE 42 18 952 A1 ist ein hydraulischer Antrieb einer Presse, insbesondere für eine Blechformpresse bekannt geworden, bei der die Rückhubzylinderkammer des Stößels an eine Hydromaschine angeschlossen ist. Dabei ist hervorzuheben, dass der Hydraulikkreislauf des Stößels und des Blechhalters bzw. des Untertisches grundsätzlich getrennt sind und eine erste Hydromaschine mit ihrem zweiten Ausgang an einen Hydrospeicher angeschlossen ist. Dabei wird der Hydrospeicher energiesparend aufgeladen und gibt während des Pressenspiels seine aufgeladene Energie bei Bedarf wieder ab.
Die gleichzeitig offenbarte DE 42 18 953 A1 zeigt einen ähnlichen hydraulischen Antrieb einer Presse, wobei die kinetische Energie des abwärts fahrenden Stößels dazu genutzt wird den Pumpenantrieb zu unterstützen, der die Presszylinderkammer mit Druck versorgt. Dabei ist es bekannt eine oder mehrere Verdrängereinheiten bzw. Hydropumpen anzuordnen und diese je nach Bedarf unterschiedlich anzusteuern. Der Schaltungsaufwand bzw. die notwendigen Steuer- und Regelstrecken sind sehr umständlich und beeinflussen die Verfügbarkeit der Presse. Auch steht hier im Vordergrund nur die Leistungsspitzen der Energieaufnahme zu vermeiden, was mit hohem schaltungs- und anlagentechnischen Aufwand verbunden ist.
With DE 42 18 952 A1 is a hydraulic drive of a press, in particular for a sheet metal forming press has become known, in which the Rückhubzylinderkammer the plunger is connected to a hydraulic machine. It should be emphasized that the hydraulic circuit of the plunger and the plate holder or the lower table are basically separated and a first hydraulic machine is connected with its second output to a hydraulic accumulator. The hydraulic accumulator is charged in an energy-saving way and releases its charged energy when needed during the press play.
The same revealed DE 42 18 953 A1 shows a similar hydraulic drive of a press, wherein the kinetic energy of the downwardly moving plunger is used to support the pump drive, which supplies the pressing cylinder chamber with pressure. It is known to arrange one or more displacement units or hydraulic pumps and to control them differently depending on the needs. The circuit complexity and the necessary open and closed-loop control are very cumbersome and affect the availability of the press. Also here is in the foreground only to avoid the power peaks of energy intake, which is associated with high circuit and plant technical complexity.

Insgesamt mangelt es dem Stand der Technik an einer energiesparenden Anwendung und gleichzeitigem einfachen Aufbau der gesamten Hydraulikanlage. Die Möglichkeiten der Optimierung einer Presse wurde in der Zeit der Abkehr von maschinengesteuerten zu elektronisch gesteuerten Anlagen einseitig auf weitere Maschinenelemente (Pumpen-/Motorkombinationen, Leistungsschaltungen, Speicherelemente) gestützt, die sich steuer- und regelungstechnisch einfach in einer Presse integrieren ließen. Dazu kommt, dass zu dieser Zeit nicht der Strombedarf insgesamt das kostenintensive Problem dargestellt hat, sondern die Leistungsspitzen, die eine Presse während des Betriebes verbraucht.
In neuerer Zeit ist das Problem hoher Stromkosten hinzugekommen, die mittlerweile signifikant den Preis jedes produzierten Werkstückes in die Höhe treiben. Die Industrie fordert vom Anlagenbauer nicht nur eine energiesparende und leistungsarme Anlage, sondern auch eine wartungsarme und in laufenden Betriebskosten kostenarme Anlage zur Produktion von Massen- bzw. Konsumartikeln. Die weltweite Klima- und Umweltdiskussion hat auch zu einer massiven Teuerung des notwendigen Hydrauliköls geführt, so dass der Anlagenbauer gefordert ist ähnlich wie in der Autoindustrie die Wartungsintervalle zu verlängern und den Verschleiß von Ölen möglichst gering zu halten.
Mittlerweile bedeutet der Austausch von Hydrauliköl bei einer hydraulischen Presse durchaus einen erheblichen Kostenfaktor. Gleichzeitig soll eine möglichst geringe Anzahl an Schaltelementen in der Hydraulik bei kurzen Hydraulikwegen (-leitungen) verwirklicht werden um Druckgefälle in den Hydraulikleitungen und an den notwendigen Ventilen zu minimieren. Einher gehen natürlich mögliche Vorteile wie ein günstiges Geräuschverhalten durch das Vermeiden sonst üblicher Regel- und Steuerungsmechanik (Ventile, Drosseln, ...). Besonders Drosselventile, die bisher die Regelung der Abwärtsbewegung hinsichtlich Beschleunigung, Geschwindigkeit und Abbremsverhalten von Ziehkissen oder Stößel übernommen haben, zeichnen sich durch einen hohen Geräuschpegel aus aber auch durch die dabei entstehende Ölerwärmung. Letztere muss mit hohem Energieaufwand wieder abgebaut werden. Daneben ist die Ölerwärmung und das hydraulische Drosseln hauptverantwortlich für den tribologischen Verschleiß des Hydraulikmediums.
Overall, the state of the art lacks an energy-saving application and at the same time simple construction of the entire hydraulic system. The possibility of optimizing a press was supported in the time of departure from machine-controlled to electronically controlled systems unilaterally on other machine elements (pump / motor combinations, power circuits, memory elements), which could be easily integrated control and control technology in a press. In addition, at that time, it was not the overall electricity demand that represented the cost-intensive problem, but the performance peaks consumed by a press during operation.
More recently, the problem of high electricity costs has been added, which has meanwhile significantly increased the price of each piece of work produced. The industry not only demands from the plant manufacturer an energy-saving and low-power plant, but also a low-maintenance and low-cost plant for the production of mass and consumer goods. The global climate and environmental debate has also led to a massive increase in the cost of the necessary hydraulic oil, so that the plant manufacturer is required to extend the maintenance intervals and to minimize the wear of oils as in the auto industry.
Meanwhile, the replacement of hydraulic oil in a hydraulic press quite a significant cost factor. At the same time as small as possible number of switching elements in the hydraulic system with short hydraulic paths (lines) can be realized by pressure gradient in the Hydraulic lines and to minimize the necessary valves. Of course, there are possible advantages such as a favorable noise behavior by avoiding the usual control and regulation mechanisms (valves, throttles, etc.). Particularly throttle valves, which have hitherto taken over the control of the downward movement in terms of acceleration, speed and braking behavior of die cushion or plunger, are characterized by a high noise level but also by the resulting Öllerwärmung. The latter must be broken down again with high energy expenditure. In addition, oil heating and hydraulic throttling are mainly responsible for the tribological wear of the hydraulic medium.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren zum energiesparenden und wartungsarmen Betreiben einer hydraulischen Presse zu schaffen, mit dem in einfacher Art und Weise die kinetische Energie eines Stößels einer Presse während des Umformvorganges genutzt wird die Blechhalterkraft des dagegen wirkenden Ziehkissens bereit zu stellen und regelbar zu gestalten, wobei die überschüssige kinetische Energie während des Umformvorganges in vorteilhafter Weise mit möglichst geringer Belastung für das Hydraulikmedium weiterverwendet werden kann. Weiter soll eine eigenständig funktionierende und verwertbare Presse geschaffen werden, die auch in der Lage ist das erfindungsgemäße Verfahren umzusetzen und gleichzeitig eine energiesparende und vereinfachte Regelung der kinetischen Energie des Stößels und der Kraftwirkung des Blechhalters bei gleichzeitig signifikant schonender Verwendung des Hydraulikmediums ermöglicht, wobei gleichzeitig auch eine verminderte Temperaturerhöhung des Hydraulikmediums einhergeht.Object of the present invention is to provide a method for energy-saving and low-maintenance operation of a hydraulic press, which is used in a simple manner, the kinetic energy of a plunger of a press during the forming process to provide the blank holder force of the counter-acting die cushion and adjustable to design, wherein the excess kinetic energy can be used during the forming process in an advantageous manner with the least possible load on the hydraulic medium. Next, an independent functioning and usable press is to be created, which is also able to implement the method according to the invention and at the same time an energy-saving and simplified control of the kinetic energy of the plunger and the force of the sheet metal holder allows significantly gentler use of the hydraulic medium, at the same time accompanied by a reduced increase in temperature of the hydraulic medium.

Die Lösung für das Verfahren besteht im Ablauf der nachfolgende dargestellten Verfahrensschritte, wenn in der Ausgangsstellung der Stößel und das Ziehkissen im obere Umkehrpunkt stehen:

  • zur Absenkung des Stößels wird das Freigabeventil geöffnet und das Hydraulikmedium aus dem Stößelringzylinderraum über die Verdrängereinheit abgeführt, welche über eine Momentenkupplung einen Asynchron- oder Gleichstrommotor oder andere geeignete Verbraucher antreibt; nach Zusammentreffen von Stößel und Ziehkissen wird das Freigabeventil geschlossen und der Stößelzylinderraum mit Hydraulikmedium über das Stellventil aus der Hydraulikpumpe beaufschlagt, wobei gleichzeitig die Freigabeventile des Ziehkissens geöffnet und das Hydraulikmedium aus dem Ziehkissenzylinderraum über die Verdrängereinheit abgeführt werden, welche über eine Momentenkupplung einen Asynchron- oder Gleichstrommotor oder andere geeignete Verbraucher antreibt und gleichzeitig wird über Änderung des Schwenkwinkels in der Verdrängereinheit oder über das abgegebene Moment an der Verdrängereinheit der Hydraulikdruck im Ziehkissenzylinderraum und
  • damit die Blechhaltekraft geregelt, und nach Abschluss der Umformung werden der Stößel und das Ziehkissen durch die Versorgung über die Hydraulikpumpe wieder in die Ausgangsstellung, dem oberen Umkehrpunkt verfahren.
The solution to the method consists in the course of the following process steps shown, when in the initial position of the plunger and the die cushion are in the upper reversal point:
  • to lower the plunger, the release valve is opened and the hydraulic medium discharged from the plunger ring cylinder space via the displacer unit which drives an asynchronous or DC motor or other suitable consumers via a torque clutch; after the ram and die cushion collide, the release valve is closed and the plunger cylinder chamber is acted upon by hydraulic fluid via the control valve from the hydraulic pump, while the release valves of the die cushion are opened and the hydraulic medium is removed from the die cushion cylinder space via the displacer unit, which via an torque clutch is an asynchronous or DC motor or other suitable consumers drives and at the same time is on changing the swivel angle in the displacer unit or on the output torque to the displacer unit, the hydraulic pressure in Ziehkissenzylinderraum and
  • so that the sheet holding force regulated, and after completion of the forming of the plunger and the die are moved by the supply via the hydraulic pump back to the starting position, the upper reversal point.

Die Lösung für eine eigenständig funktionierende Presse und auch für eine Presse zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass zur Absenkung des Stößels der Stößelringzylinderraum über ein Freigabeventil mit einer Verdrängereinheit und/oder zur Absenkung des Ziehkissens der Ziehkissenzylinderraum über zumindest ein Freigabeventil mit einer Verdrängereinheit für das Hydraulikmedium verbindbar ist,
wobei die Verdrängereinheit eine Momentenkoppelung zu einem Asynchronmotor, einem Gleichstrommotor oder einem anderen geeigneten Verbraucher aufweist.
The solution for an independently functioning press and also for a press for carrying out the method is that for lowering the plunger, the plunger ring cylinder space via a release valve with a displacer unit and / or for lowering the die cushion of Ziehkissenzylinderraum via at least one release valve with a displacer unit for Hydraulic medium is connectable,
wherein the displacer unit has a torque coupling to an asynchronous motor, a DC motor or other suitable consumer.

Keine zitierte Patentliteratur in der Abhandlung zum Stand der Technik hat vorgeschlagen die potentielle Energie des Stößels zu benutzen die Blechhalterkraft bei einfacher und direkter Einleitung der Energie in das Ziehkissen über das abfließende Hydraulikmedium mit nur einer Verdrängereinheit zu regeln, wobei gleichzeitig entweder eine Verdrängereinheit mit konstant abfließendem Volumen und einer entsprechenden Momentensteuerung oder eine Verdrängereinheit mit veränderlichem abfließendem Volumen zur Anwendung kommt.
Dadurch entsteht die Möglichkeit, je nach verwendeter Verdrängereinheit die Geschwindigkeit des abfahrenden Stößels oder die Blechhalterkraft des entgegenwirkenden Ziehkissens an einem einzigen Maschinenelement, der Verdrängereinheit, zu steuern und zuregeln. Dies erfolgt vorteilhafterweise in energiesparender bzw. -rückgewinnender Art und Weise. Einher geht eine das Hydraulikmedium schonende Anwendung, die die Lebensdauer des Hydraulikmediums signifikant verlängert und eine ansonsten Energie vernichtende Kühlung des Hydraulikmediums vermeidet.
No cited patent literature in the prior art treatise has suggested using the potential energy of the plunger to control the blank holder force with simple and direct introduction of energy into the die cushion via the effluent hydraulic medium with only one displacer unit, either a displacer unit with constant outflow Volume and a corresponding torque control or a displacer unit with variable outflowing volume is used.
This creates the possibility, depending on the displacement unit used to control the speed of the departing plunger or the blank holder force of the counteracting die cushion on a single machine element, the displacer unit, and regulate. This is advantageously done in an energy-saving or -rückgewinnender manner. One goes to a gentle application of the hydraulic medium, which extends the life of the Hydraulic medium significantly extended and avoids an otherwise energy-destroying cooling of the hydraulic medium.

Unnötige Reibungs- und Wärmeverluste über das Hydraulikmedium werden vermieden. Damit ergeben sich übersichtlich dargestellt folgende Vorteile:

  • Es werden keine Drosselelemente im regulären Betrieb der Presse verwendet und eine unnötige Belastung bzw. ein unnötiger tribologischer Verschleiß des Hydraulikmediums wird vermieden.
  • Einher gehen eine Verlängerung des möglichen Wartungsintervalls der Presse und eine Verlängerung der Lebensdauer des Hydraulikmediums.
  • Die Geschwindigkeit- bzw. Krafteinstellung erfolgt in einfacher Weise durch die Verstellung des Schwenkwinkels bzw. über die Drehzahl der Verdrängereinheit mit konstantem Verdrängungsvolumen,
  • es erfolgt eine Verringerung des Energiebedarfs und der Spitzenleistung der Presse und
  • eine Verringerung der notwendigen Kühlleistung für das Hydraulikmedium.
  • Zusätzlich zu den obigen Punkten erfolgt eine Verringerung der verbrauchten Energie und notwendiger Anlagenkosten je produziertes Werkstück und damit eine Verringerung der Herstellungskosten eines Werkstückes.
Unnecessary friction and heat losses via the hydraulic medium are avoided. This results in a clear overview of the following advantages:
  • No throttle elements are used in regular operation of the press and unnecessary stress or unnecessary tribological wear of the hydraulic medium is avoided.
  • An extension of the possible maintenance interval of the press and an extension of the service life of the hydraulic medium are included.
  • The speed or force adjustment takes place in a simple manner by the adjustment of the swivel angle or via the rotational speed of the displacer unit with a constant displacement volume,
  • There is a reduction in energy consumption and the peak performance of the press and
  • a reduction of the necessary cooling capacity for the hydraulic medium.
  • In addition to the above points, there is a reduction in the consumed energy and necessary equipment costs per produced workpiece and thus a reduction in the manufacturing cost of a workpiece.

Die relativ hohen Anschaffungskosten für die energiesparenden bzw. Energie rückspeisenden Anlagenteile lassen sich wie bei den meisten energiesparenden Investitionen über einen kurzen Zeitraum amortisieren und stellen hinsichtlich der Entscheidung zur Investition einen eher zweitrangigen Standpunkt dar. Zusätzlich sind bei der Anschaffung bzw. Aufstellung mehrerer Pressen Möglichkeiten gegeben einzelne notwendige Anlagenteile (Stromeinspeisung, -umwandlung) durch entsprechende Verschaltungen mittels mehrerer Pressen zu nutzen.
Selbst wenn die Amortisierungskosten trotz steigender Energiepreise noch zu hoch für die Energierückspeisung sind, so kann doch über die Verdrängereinheit und der damit verbundenen Momentenkoppelung in einfacher Art und Weise andere Verbraucher angetrieben werden, beispielsweise ein Kühlaggregat für die Hydraulikkühlung oder dergleichen.
The relatively high initial costs for the energy-saving or energy-recovering system components can be as with most amortize energy-saving investments over a short period of time and represent a rather secondary point of view with regard to the decision to invest. In addition, when buying or installing several presses, it is possible to use individual necessary parts of the system (power supply, conversion) by means of corresponding connections by means of several presses.
Even if the amortization costs are still too high for the energy recovery despite rising energy prices, yet other consumers can be driven via the displacer unit and the associated torque coupling in a simple manner, for example, a cooling unit for hydraulic cooling or the like.

Die beschriebenen Verdrängereinheiten oder Hydromotoren sind für den Fachmann allgemein bekannte Zahnradmotoren für eine oder beide Drehrichtungen. Dabei arbeitet ein an der Welle angetriebener Zahnradmotor als Pumpe und kann bei Zuführung von Drucköl ein Drehmoment an der Welle erzeugen und in diesem Zustand als Motor arbeiten. Axialkolbenpumpen weisen die Möglichkeit auf, das Volumen von außen einzustellen, wobei je nach Einstellung des Winkels wird mehr oder weniger Hydraulikmedium pro Wellenumdrehung gefördert bzw. die Welle angetrieben wird.The displacer units or hydraulic motors described are gear motors for one or both directions of rotation generally known to the person skilled in the art. In this case, a driven on the shaft gear motor operates as a pump and can generate a torque at the shaft when supplying pressure oil and work in this state as a motor. Axial piston pumps have the ability to adjust the volume from the outside, depending on the setting of the angle more or less hydraulic medium per shaft revolution is promoted or the shaft is driven.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor.Further advantageous measures and embodiments of the subject matter of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description with the drawing.

Es zeigen:Show it:

Figur 1FIG. 1
einen nach dem bisherigen Stand der Technik bekannten Pressenantrieb für eine Presse mit bekannter Steuerung der kinetischen Energie des Stößels und der Blechhalterkraft durch Drosselung des Hydraulikmediums in schematischer Darstellung,a known prior art press drive for a press with known control of the kinetic energy of the plunger and the blank holder force by throttling the hydraulic medium in a schematic representation,
Figur 2FIG. 2
Pressenantrieb und Pressenregelung für eine Presse mit Steuerung der kinetischen Energie des Stößels und der Blechhalterkraft durch Leitung des verdrängten Hydraulikmediums durch eine Verdrängereinheit mit veränderlichem Verdrängungsvolumen mit gekoppeltem Asynchronmotor zur Energierückgewinnung,Press drive and press control for a press with control of the plunger kinetic energy and the blank holder force by directing the displaced hydraulic medium through a variable displacement displacer unit with coupled asynchronous motor for energy recovery,
Figur 3FIG. 3
Pressenantrieb und Pressenregelung für eine Presse mit Steuerung der kinetischen Energie des Stößels und der Blechhalterkraft durch Leitung des verdrängten Hydraulikmediums durch eine Verdrängereinheit mit konstantem Verdrängungsvolumen und gekoppeltem Asynchronmotor zur Energierückgewinnung über eine Rückspeiseeinheit und Frequenzrichter undPress drive and press control for a press with control of the plunger kinetic energy and the blank holder force by routing the displaced hydraulic medium through a constant displacement displaced volume unit and coupled asynchronous motor for energy recovery via a regenerative unit and frequency converters and
Figur 4FIG. 4
Pressenantrieb und Pressenregelung für eine Presse mit Steuerung der kinetischen Energie des Stößels und der Blechhalterkraft durch Leitung des verdrängten Hydraulikmediums durch eine Verdrängereinheit mit konstantem Verdrängungsvolumen und gekoppeltem Gleichstrommotor zur Energierückgewinnung über einen 4-Quadranten-Stromrichter.Press drive and press control for a press with control of ram kinetic energy and blankholder force by directing the displaced hydraulic medium through a constant displacement displacer unit and coupled DC motor for energy recovery via a 4-quadrant power converter.

In Figur 1 ist der bisher bekannte Stand der Technik dargestellt. In herkömmlichen hydraulischen Pressen, beispielsweise zur Metallumformung, ist in einem Pressenrahmen ein beweglicher Stößel 1 und ein bewegliches, meist als Gegenhalter ausgeführtes bewegliches Ziehkissen 2, angeordnet. Stößel 1 wird dabei über ein Hydraulikzylindersystem betrieben, das systematisch aufgeteilt aus einem Stößelzylinderraum 5, einem Stößelringzylinderraum 7 und die beiden Räume trennenden Stößelkolben 3 besteht. Das Ziehkissen 2 ist symmetrisch dazu aus einem Ziehkissenkolben 4, dem Ziehkissenzylinderraum 6 und dem Ziehkissenringzylinderraum 8 aufgebaut. Um den Stößel 1 zu verfahren wird über die durch den Antrieb 11 angetriebene Hydraulikpumpe 10 entweder der Stößelzylinderraum 5 oder der Stößelringzylinderraum 7 mit Hydraulikmedium beaufschlagt. Analog gilt das gleiche wiederum für die Bewegung des Ziehkissens 2, wobei in der Regel eine eigene Hydraulikpumpe 12 verwendet wird. Es ist soweit nicht entscheidend, ob jede Hydraulikpumpe 10, 12 einen eigenen Antrieb 11 aufweist oder diese über einen Antrieb 11 wie dargestellt 11 gekoppelt sind.
Vor dem Start eines Umformvorganges sind die Stellventile 18 und 19 und die Sicherheitsventile 17 geschlossen. Der Stößel 1 und das Ziehkissen 2 befinden sich beide am oberen Umkehrpunkt und besitzen durch ihre jeweilige Masse und die Anordnung am oberen Umkehrpunkt eine potentielle Energie.
Zu Beginn des Umformprozesses werden die Sicherheitsventile 17 und das Freigabeventil 9 geöffnet. Der Stößel 1 beschleunigt aufgrund der innehabenden potentiellen Energie und verdrängt dabei das Hydraulikmedium aus dem Stößelringzylinderraum 7. Durch eine geregelte Steuerung am Freigabeventil 9 wird eine unzulässige Beschleunigung des Stößels 1 verhindert und die abwärts gerichtete Geschwindigkeit auf einen angemessenen Wert begrenzt. Durch die Drosselung wird zum einen kinetische Energie in Wärme umgewandelt, die im weiteren Verlauf dem Hydraulikmedium wieder entzogen werden muss und gleichzeitig für hohen Verschleiß am Hydraulikmedium sorgt. Zum anderen wird die restliche kinetische Energie einfach in den Kühl- und Aufbereitungstank (nicht dargestellt) des Hydraulikmediums entlassen. Erreicht der Stößel 1 das Ziehkissen 2 kann eine gedämpfte Abbremsung des Stößels 1 stattfinden und der Umformvorgang des Werkstückes beginnt. Um das Werkstück ordentlich zu fixieren, wird als Blechhaltefunktion das Hydraulikmedium aus dem Ziehkissenzylinderraum 6 nicht schlagartig verdrängt, sondern gedrosselt über das Ablassventil 13 abgelassen. Auch hier entsteht ein Verlust an Wärme und potentieller Energie, die Wärme im Hydraulikmedium muss später wieder aufwendig mittels einer Kühlung entzogen werden.
Zur weiteren Verdeutlichung eines möglichen Aufbaus einer Presse sind noch folgende Steuerungs- und Regelelemente zu benennen. Das Schaltventil 31 schließt den Ziehkissenzylinderraum 6 und den Ziehkissenringzylinderraum 8 kurz und ermöglicht eine Reduzierung des Volumenstroms. Die Schaltventile 32 und 33 leiten Volumenstrom zum Zylinder des Ziehkissens 2 und haben sicherheitsrelevante Funktionen. Die Druckaufnehmer 34 und 35 erfassen den herrschenden Druck im Zylinder des Stößels 1 bzw. des Ziehkissens 2 und melden diesen an die Pressensteuerung für die Einleitung der erforderlichen Steuerungs- und Regelungstechnischen Maßnahmen während eines Presszyklus. Das Druckbegrenzungsventil 38 sichert den Stößelzylinderraum 5 und das Druckbegrenzungsventil 36 sichert den Stößelringzylinderraum 7 ab. Das Druckbegrenzungsventil 37 wirkt nach dem Ende der Eilgangbewegung und stützt die Masse des Stößels 1.
In FIG. 1 the hitherto known state of the art is shown. In conventional hydraulic presses, for example, for metal forming, in a press frame, a movable plunger 1 and a movable, usually designed as a counter-holder movable die cushion 2, arranged. Tappet 1 is operated via a hydraulic cylinder system, which is systematically divided from a plunger cylinder chamber 5, a tappet ring cylinder chamber 7 and the two chambers separating plunger 3. The die cushion 2 is symmetrically constructed from a die cushion piston 4, the Ziehkissenzylinderraum 6 and the Ziehkissenringzylinderraum 8. In order to move the plunger 1, either the plunger cylinder space 5 or the plunger ring cylinder space 7 is acted upon by the hydraulic pump 10 driven by the drive 11 with hydraulic medium. Analogously, the same again applies to the movement of the die cushion 2, wherein usually a separate hydraulic pump 12 is used. It is far not decisive whether each hydraulic pump 10, 12 has its own drive 11 or these are coupled via a drive 11 as shown 11.
Before the start of a forming process, the control valves 18 and 19 and the safety valves 17 are closed. The plunger 1 and the die cushion 2 are both at the upper reversal point and have by their respective mass and the arrangement at the upper reversal point a potential energy.
At the beginning of the forming process, the safety valves 17 and the release valve 9 are opened. The plunger 1 accelerates due to the inherent potential energy and displaces the hydraulic medium from the ram ring cylinder space 7. By a controlled control on Release valve 9 prevents impermissible acceleration of the plunger 1 and limits the downward speed to an appropriate value. By throttling, on the one hand kinetic energy is converted into heat, which in the further course has to be withdrawn again from the hydraulic medium and at the same time ensures high wear on the hydraulic medium. On the other hand, the remaining kinetic energy is simply released into the cooling and treatment tank (not shown) of the hydraulic medium. If the plunger 1 reaches the die cushion 2, a damped deceleration of the plunger 1 can take place and the forming process of the workpiece begins. To neatly fix the workpiece, the hydraulic medium from the Ziehkissenzylinderraum 6 is not abruptly displaced as Blechhaltefunktion, but throttled drained via the drain valve 13. Again, there is a loss of heat and potential energy, the heat in the hydraulic medium must be withdrawn consuming again later by means of cooling.
To further clarify a possible construction of a press, the following control and regulating elements are to be named. The switching valve 31 closes the die cushion cylinder space 6 and the die cushion ring cylinder space 8 for a short time and enables a reduction of the volume flow. The switching valves 32 and 33 conduct volume flow to the cylinder of the die cushion 2 and have safety-related functions. The pressure sensors 34 and 35 detect the prevailing pressure in the cylinder of the plunger 1 and the die cushion 2 and report this to the press control for the initiation of the necessary control and regulation measures during a Press cycle. The pressure limiting valve 38 secures the plunger cylinder space 5 and the pressure limiting valve 36 secures the plunger ring cylinder space 7 from. The pressure relief valve 37 acts after the end of the rapid traverse movement and supports the mass of the plunger. 1

In Figur 2 ist nun eine bevorzugte Ausführungsform einer Presse zur Metallumformung dargestellt, mit der energiesparend bei einem veränderlichen Verdrängungsvolumen gearbeitet werden kann.
Zu diesem Zwecke werden die Auslässe des Freigabeventils 9 und des Ziehkissenzylinderraums 6 mit einer hydraulischen Verdrängereinheit 15 verbunden. Wiederum in Ausgangsstellung wird das Freigabeventil 9 geöffnet und der Stößel 1 verfährt in Richtung Ziehkissen 2. Die Geschwindigkeit des Stößels 1 wird durch die Einstellung des Schwenkwinkels der Verdrängereinheit 15 eingestellt, das in dieser Zeit ein Drehmoment erzeugt. Das Drehmoment wird über eine Momentenkoppelung 16 einem Asynchronmotor 14 zugeführt. Durch den Asynchronmotor 14 wird nun je nach Bedarf entweder die Hydraulikpumpe 10 über eine Momentenkoppelung 16 angetrieben oder die vorhandene mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt und in das Stromnetz 24 zurückgespeist. Natürlich ist auch eine entsprechend gesteuerte Kombination möglich. Erreicht der Stößel 1 das Ziehkissen 2 beginnt der Umformprozess und der Stößel wird durch die Hydraulikpumpe 10 angetrieben. Das Freigabeventil 9 wird geschlossen und der Asynchronmotor 14 entnimmt bei Bedarf elektrische Energie aus dem Stromnetz 24 um die Hydraulikpumpe 10 anzutreiben.
In FIG. 2 Now, a preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a variable displacement volume.
For this purpose, the outlets of the release valve 9 and the Ziehkissenzylinderraums 6 are connected to a hydraulic displacer unit 15. Again in the starting position, the release valve 9 is opened and the plunger 1 moves in the direction of die cushion 2. The speed of the plunger 1 is adjusted by the adjustment of the pivot angle of the displacer unit 15, which generates a torque in this time. The torque is supplied via a torque coupling 16 to an asynchronous motor 14. As a result of the asynchronous motor 14, either the hydraulic pump 10 is now driven via a torque coupling 16 as required or the existing mechanical energy is converted into electrical energy and fed back into the power grid 24. Of course, a correspondingly controlled combination is possible. When the plunger 1 reaches the die cushion 2, the forming process starts and the plunger is driven by the hydraulic pump 10. The release valve 9 is closed and the asynchronous motor 14 takes, if necessary, electrical energy from the power supply 24 to drive the hydraulic pump 10.

Während des Umformprozesses wird das unter Druck stehende Hydraulikmedium kontrolliert aus dem Ziehkissenzylinderraum 4 über die jetzt geöffneten Freigabeventile 20 abgelassen und der Verdrängereinheit 15 zugeführt, was wiederum zum Antrieb der Hydraulikpumpe 10 oder zur Rückspeisung von Energie in das Stromnetz 24 genutzt wird. Die Blechhalterkraft bzw. die Gegenkraft, die das Ziehkissen 2 auf den Stößel 1 ausübt kann wieder über die Einstellung des Schwenkwinkels der Verdrängereinheit 15 kontrolliert und geregelt werden.
Die genaue Anordnung der Schaltungsventile im Stößelblock 26, ausgeführt als Stahlblock (nicht dargestellt) mit den notwendigen Aufnahmebohrungen bzw. Anflanschflächen für die in der Zeichnung dargestellten Stößelventile zur Stößelsteuerung stellt sich wie folgt dar: Das Druckbegrenzungsventil 27 sichert den Stößelzylinderraum 5 und das Druckbegrenzungsventil 28 sichert den Stößelringzylinderraum 7 ab. Das Druckbegrenzungsventil 29 wirkt nach dem Ende der Eilgangbewegung und stützt die Masse des Stößels 1 ab. Außerhalb des Stößelblocks 26 währe noch anzuführen, dass auf der dem Stößel 1 entgegen wirkenden Seite das Schaltventil 30 den Ziehkissenzylinderraum 6 und den Ziehkissenringzylinderraum 8 bei Bedarf kurz schließt. Dabei fährt das Ziehkissen 2 in Differentialschaltung aus und es erfolgt eine sinnvolle Reduzierung des hierfür benötigten Volumenstroms des Hydraulikmediums.
During the forming process, the pressurized hydraulic medium is controlled discharged from the Ziehkissenzylinderraum 4 via the now open release valves 20 and fed to the displacer unit 15, which in turn is used to drive the hydraulic pump 10 or the return of energy into the power grid 24. The blank holder force or the opposing force which exerts the die cushion 2 on the plunger 1 can be controlled and regulated again via the adjustment of the pivoting angle of the displacer unit 15.
The exact arrangement of the circuit valves in the plunger block 26, designed as a steel block (not shown) with the necessary mounting holes or Anflanschflächen for the plunger valves shown in the drawing for plunger control is as follows: The pressure relief valve 27 secures the plunger cylinder chamber 5 and the pressure relief valve 28 secures the ram ring cylinder space 7 from. The pressure relief valve 29 acts after the end of the rapid traverse movement and supports the mass of the plunger 1 from. Outside the ram block 26 währ still mention that on the tappet 1 opposite side, the switching valve 30 closes the Ziehkissenzylinderraum 6 and the Ziehkissenringzylinderraum 8 short if necessary. In this case, the die cushion 2 extends in differential circuit and there is a meaningful reduction of the required volume flow of the hydraulic medium.

In Figur 3 ist nun eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Presse zur Metallumformung dargestellt, mit der energiesparend bei einem konstanten Verdrängungsvolumen gearbeitet werden kann. Im Unterschied zur Figur 2 findet nun keine doppelte Momentenkoppelung 16 zwischen Verdrängereinheit 15 und Hydraulikpumpe 10 mehr statt. Stattdessen weist die Pumpe 10 einen eigenen Antrieb 11 auf. Dafür ist der Asynchronmotor 14 nur über die Momentenkoppelung 16 mit der Verdrängereinheit 15 gekoppelt und speist bei Absenkung des Stößels 1 oder des Ziehkissens 2 die mechanische Energie des verdrängten Hydraulikmediums nach einer Umwandlung über eine Rückspeiseeinheit 22 und einen Frequenzumrichter 21 in das Stromnetz 24 ein.In FIG. 3 Now, another preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a constant displacement volume. In contrast to FIG. 2 now no double torque coupling 16 between displacer unit 15 and hydraulic pump 10 takes place more. Instead, the pump 10 has its own drive 11. For the asynchronous motor 14 is coupled only via the torque coupling 16 with the displacer unit 15 and feeds in lowering the plunger 1 or the die cushion 2, the mechanical energy of the displaced hydraulic medium after conversion via a regenerative unit 22 and a frequency converter 21 in the power grid 24 a.

In Figur 4 ist nun eine dritte bevorzugte Ausführungsform einer Presse zur Metallumformung dargestellt, mit der energiesparend bei einem konstanten Verdrängungsvolumen gearbeitet werden kann. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen kommt hier nun zur Umwandlung der mechanischen Energie ein Gleichstrommotor 25 zum Einsatz, der die Energie über einen 4-Quadranten-Stromumrichter 23 in das Stromnetz 24 einspeist.In FIG. 4 Now, a third preferred embodiment of a press for metal forming is shown, can be used to save energy at a constant displacement volume. In contrast to the preceding embodiments, a DC motor 25 is now used here for converting the mechanical energy, which feeds the energy into the power network 24 via a 4-quadrant current converter 23.

In den Figuren 3 und 4 werden als Verdrängereinheiten 15 Konstantpumpen/- motoren eingesetzt, die den Förderstrom über die Drehzahl regeln. Die freigewordene Bewegungsenergie wird dabei in elektrische Energie umgewandelt und in das elektrische Stromnetz 24 zurück gespeist. Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass gegenüber dem bekannten Stand der Technik hervorzuheben ist, dass die stößelseitige Hydraulikschaltung (Stößelblock 26) direkt mit der ziehkissenseitigen Hydraulikschaltung über das Freigabeventil 9 und einer zugehörigen Hydraulikleitung verbunden sind. Zwischen den beiden Hydraulikschaltungen bzw. -bereichen ist die Verdrängereinheit 15 angeordnet, die wahlweise als Motor oder als Pumpe betrieben werden kann. Gerade diese direkte Verbindung bewirkt in ihrer Einfachheit und Wirksamkeit eine Verwirklichung der genannten Vorteile und Vermeidung der Nachteile. Wie bereits beschrieben kann die hydraulische Presse nach der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt werden, ist aber gegenüber dem Stand der Technik auch eigenständig ohne die direkte Umsetzung des Verfahrens anwendbar.In the Figures 3 and 4 are used as displacement units 15 constant pumps / - motors that regulate the flow rate over the speed. The released kinetic energy is converted into electrical energy and fed back into the electric power grid 24. It is again pointed out that, compared with the known prior art, it should be emphasized that the plunger-side hydraulic circuit (plunger block 26) are connected directly to the draw cushion-side hydraulic circuit via the release valve 9 and an associated hydraulic line. Between the two hydraulic circuits or areas is the Displacer unit 15 is arranged, which can be operated either as a motor or as a pump. Just this direct connection causes in their simplicity and effectiveness, a realization of the aforementioned advantages and avoiding the disadvantages. As already described, the hydraulic press according to the invention can be used for carrying out the method, but it can also be used independently of the prior art without the direct implementation of the method.

Bezugszeichenliste: DP1351 EPList of Reference Numerals: DP1351 EP

1.1.
Stößeltappet
2.Second
Ziehkissencushion
3.Third
Stößelkolbenram piston
4.4th
ZiehkissenkolbenCushion plunger
5.5th
StößelzylinderraumRam cylinder chamber
6.6th
ZiehkissenzylinderraumDie cushion cylinder chamber
7.7th
StößelringzylinderraumPlunger ring cylinder space
8.8th.
ZiehkissenringzylinderraumCushion ring cylinder space
9.9th
Freigabeventilrelease valve
10.10th
Hydraulikpumpehydraulic pump
11.11th
Antrieb für 10Drive for 10
12.12th
Hydraulikpumpe (2)Hydraulic pump (2)
13.13th
Ablassventildrain valve
14.14th
Asynchronmotorasynchronous
15.15th
Verdrängereinheitdisplacement unit
16.16th
Momentenkoppelungmoment coupling
17.17th
Sicherheitsventile (1)Safety valves (1)
18.18th
Stellventil aufControl valve on
19.19th
Stellventil abControl valve off
20.20th
Sicherheitsventile (2)Safety valves (2)
21.21st
Frequenzumrichterfrequency converter
22.22nd
RückspeiseeinheitFeedback unit
23.23rd
4-Quadranten-Stromumrichter4-quadrant power converter
24.24th
Stromnetzpower grid
25.25th
GleichstrommotorDC motor
26.26th
Stößelblockfollower block
27.27th
Druckbegrenzungsventil (für 5)Pressure relief valve (for 5)
28.28th
Druckbegrenzungsventil (für 7)Pressure relief valve (for 7)
29.29th
Druckbegrenzungsventil (für 1)Pressure relief valve (for 1)
30.30th
Schaltventilswitching valve
31.31st
Schaltventilswitching valve
32.32nd
Schaltventilswitching valve
33.33rd
Schaltventilswitching valve
34.34th
DruckaufnehmerPressure transducer
35.35th
DruckaufnehmerPressure transducer
36.36th
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
37.37th
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
38.38th
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve

Claims (10)

Verfahren zum energiesparenden Betreiben einer hydraulischen Presse mit einem oben in einem Pressenrahmen angeordnetem Stößel (1) für den Umformbetrieb und untenliegendem Ziehkissen (2) zur Aufbringung einer Blechhalterkraft auf das umzuformende Werkstück mit einem Antrieb (11) für zumindest eine Hydraulikpumpe (10) zum Heben und Senken des Stößels (1) und des Ziehkissens (2),
dadurch gekennzeichnet, dass in der Ausgangsstellung der Stößel (1) und das Ziehkissen (2) im oberen Umkehrpunkt stehen und nachfolgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: 1.1 zur Absenkung des Stößels (1) wird das Freigabeventil (9) geöffnet und das Hydraulikmedium aus dem Stößelringzylinderraum (7) über die Verdrängereinheit (15) abgeführt, welche über eine Momentenkupplung (16) einen Asynchron- (14) oder Gleichstrommotor (25) oder andere geeignete Verbraucher antreibt, 1.2 nach Zusammentreffen von Stößel (1) und Ziehkissen (2) wird das Freigabeventil (9) geschlossen und der Stößelzylinderraum (5) mit Hydraulikmedium über das Stellventil (19) aus der Hydraulikpumpe (10) beaufschlagt, 1.3 gleichzeitig werden die Freigabeventile (20) des Ziehkissens (2) geöffnet und das Hydraulikmedium aus dem Ziehkissenzylinderraum (6) über die Verdrängereinheit (15) abgeführt, welche über eine Momentenkupplung (16) einen Asynchron- (14) oder Gleichstrommotor (25) oder andere geeignete Verbraucher antreibt, 1.4 gleichzeitig wird über Änderung des Schwenkwinkels in der Verdrängereinheit (15) oder über das abgegebene Moment der Verdrängereinheit (15) der Hydraulikdruck im Ziehkissenzylinderraum (6) und damit die Blechhaltekraft geregelt, 1.5 nach Abschluss der Umformung werden der Stößel (1) und das Ziehkissen (2) durch die Versorgung über die Hydraulikpumpe (10) wieder in die Ausgangsstellung, dem oberen Umkehrpunkt verfahren.
A method for energy-saving operation of a hydraulic press with a top in a press frame arranged ram (1) for the forming operation and lower die cushion (2) for applying a blank holder force on the workpiece to be formed with a drive (11) for at least one hydraulic pump (10) for lifting and lowering the plunger (1) and the die cushion (2),
characterized in that in the initial position of the plunger (1) and the die cushion (2) are in the upper reversal point and the following method steps are carried out: 1.1 for lowering the plunger (1), the release valve (9) is opened and the hydraulic medium from the tappet ring cylinder space (7) via the displacer unit (15) dissipated, which via a torque clutch (16) an asynchronous (14) or DC motor (25) or other suitable consumers, 1.2 after collision of plunger (1) and die cushion (2), the release valve (9) is closed and the plunger cylinder space (5) with hydraulic medium via the control valve (19) from the hydraulic pump (10) acted upon 1.3 simultaneously the release valves (20) of the die cushion (2) are opened and the hydraulic medium from the Ziehkissenzylinderraum (6) via the displacer unit (15) dissipated, which via a torque clutch (16) an asynchronous (14) or DC motor (25) or drives other suitable consumers, 1.4 at the same time is controlled by changing the pivot angle in the displacer unit (15) or via the output torque of the displacer unit (15) of the hydraulic pressure in Ziehkissenzylinderraum (6) and thus the Blechhaltekraft, 1.5 after completion of the forming, the plunger (1) and the die cushion (2) are moved back to the starting position, the upper reversal point, by the supply via the hydraulic pump (10).
Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (15) über eine Momentenkoppelung (16) bei veränderlichem Verdrängungsvolumen einen Asynchronmotor (14) antreibt, der über eine Momentenkoppelung (16) bei Bedarf die Hydraulikpumpe (10) antreibt und ansonsten im Generatorbetrieb elektrische Energie in das Stromnetz (24) einspeist.A method according to claim 1, characterized in that the displacer unit (15) drives an asynchronous motor (14) via a torque coupling (16) with a variable displacement volume, which via a torque coupling (16) if required Hydraulic pump (10) drives and otherwise in generator mode electrical energy into the power grid (24) feeds. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (15) über eine Momentenkoppelung (16) bei konstantem Verdrängungsvolumen einen Asynchronmotor (14) antreibt, der im Generatorbetrieb elektrische Energie über eine Rückspeiseeinheit (22) und einen Frequenzumrichter (21) in das Stromnetz (24) einspeistA method according to claim 1, characterized in that the displacer unit (15) via an instantaneous coupling (16) at constant displacement volume drives an asynchronous motor (14) in the generator operation electrical energy via a regenerative unit (22) and a frequency converter (21) in the power grid (24) feeds Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (15) über eine Momentenkoppelung (16) bei konstantem Verdrängungsvolumen einen Gleichstrommotor (14) antreibt, der im Generatorbetrieb elektrische Energie über einen 4-Quadranten-Stromumrichter (23) in das Stromnetz (24) einspeist.A method according to claim 1, characterized in that the displacer unit (15) via a torque coupling (16) at constant displacement volume drives a DC motor (14) in generator mode electrical energy via a 4-quadrant power converter (23) in the power grid (24 ) feeds. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (15) als Verbraucher ein Kühlaggregat zur Kühlung des Hydraulikmediums antreibt.A method according to claim 1, characterized in that the displacer unit (15) as a consumer drives a cooling unit for cooling the hydraulic medium. Hydraulischen Presse mit einem energiesparenden und wartungsarmen Antrieb mit einem oben in einem Pressenrahmen angeordneten Stößel (1) für den Umformbetrieb und untenliegenden Ziehkissen (2) zur Aufbringung einer Blechhalterkraft auf das umzuformende Werkstück mit einem Antrieb (11) für zumindest eine Hydraulikpumpe (10) zum Hebe- und Senken des Stößels (1) und des Ziehkissens (2), dadurch gekennzeichnet, dass
zur Absenkung des Stößels (1) der Stößelringzylinderraum (7) über ein Freigabeventil (9) mit einer Verdrängereinheit (15) und/oder
zur Absenkung des Ziehkissens (2) der Ziehkissenzylinderraum (6) über zumindest ein Freigabeventil (20) mit einer Verdrängereinheit (15) für das Hydraulikmedium verbindbar ist,
wobei die Verdrängereinheit eine Momentenkoppelung (16) zu einem Asynchronmotor (14), einem Gleichstrommotor (25) oder einem anderen geeigneten Verbraucher aufweist.
Hydraulic press with an energy-saving and low-maintenance drive with a ram arranged at the top in a press frame (1) for the forming operation and underlying die cushion (2) for applying a blank holder force to the workpiece to be formed with a drive (11) for at least one hydraulic pump (10) for raising and lowering the plunger (1) and the die cushion (2), characterized in that
for lowering the plunger (1), the plunger ring cylinder space (7) via a release valve (9) with a displacer unit (15) and / or
for lowering the die cushion (2), the die cushion cylinder space (6) can be connected via at least one release valve (20) to a displacer unit (15) for the hydraulic medium,
wherein the displacer unit comprises a torque coupling (16) to an asynchronous motor (14), a DC motor (25) or another suitable consumer.
Hydraulischen Presse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Asynchronmotor (14) eine weitere Momentenkoppelung zum Antrieb einer Hydraulikpumpe (10) und/oder eine elektrisch leitende Verbindung zum Stromnetz (24) aufweist.
Hydraulic press according to claim 6,
characterized in that
the asynchronous motor (14) has a further torque coupling for driving a hydraulic pump (10) and / or an electrically conductive connection to the power supply (24).
Hydraulischen Presse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
Asynchronmotor (14) und Stromnetz (24) ein Frequenzumrichter (21) und eine parallel geschaltete Rückspeiseeinheit (22) angeordnet ist.
Hydraulic press according to claim 6,
characterized in that between
Asynchronous motor (14) and power grid (24) a frequency converter (21) and a parallel-connected feedback unit (22) is arranged.
Hydraulischen Presse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gleichstrommotor (25) und dem Stromnetz (24) ein 4-Quadranten-Stromumrichter (23) angeordnet ist.
Hydraulic press according to claim 6,
characterized in that between the DC motor (25) and the power grid (24), a 4-quadrant power converter (23) is arranged.
Hydraulischen Presse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass als andere geeignete Verbraucher ein Kühlaggregat oder ähnliche Wärmetauscher angetrieben werden.
Hydraulic press according to claim 6,
characterized in that as other suitable consumers a cooling unit or similar heat exchangers are driven.
EP09000002.7A 2008-01-01 2009-01-01 Method for energy efficient operation of a hydraulic press and an energy efficient and low maintenance press Withdrawn EP2077167A3 (en)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012008932A1 (en) 2010-07-14 2012-01-19 Demirer Teknolojik Sistemler Sanayi Ve Ticaret Limited Sirketi An embodiment providing energy saving in plastering presses
WO2012112130A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Ermaksan Miki̇na Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ A press brake having low noise level with energy savings
DE102012000017A1 (en) * 2012-01-02 2013-07-04 Schuler Smg Gmbh & Co. Kg Method for controlling a hydraulic press
WO2016162184A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Langenstein & Schemann Gmbh Forming machine, in particular forging hammer, and method for controlling a forming machine
EP3524419A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-14 Aida Engineering Ltd. Press system
DE102018107245A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 Moog Gmbh Press drive with energy recovery
WO2021244723A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 Stenhøj Hydraulik A/S Energy saving hydraulic press

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012006981B4 (en) * 2012-04-05 2019-02-21 Schuler Pressen Gmbh Hydraulic press
CN105003474A (en) * 2015-06-10 2015-10-28 无锡市蓝力机床有限公司 Hydraulic system of hydraulic drawing press
DE102017129618B4 (en) * 2017-12-12 2021-03-18 Parker Hannifin EMEA S.à.r.l Die cushion device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD204067A1 (en) 1982-03-26 1983-11-16 Guenter Siebert METHOD AND ARRANGEMENT FOR THE ENERGY AND NETWORK RECOVERY OPTIMAL OPERATION OF CONTROLLED FLYING ACTUATORS
DE3216563C1 (en) 1982-05-04 1984-01-05 G. Siempelkamp Gmbh & Co, 4150 Krefeld Drawing press, in particular deep drawing press
DE4218952A1 (en) 1992-06-10 1993-12-16 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulic drive for sheet metal forming machine - has two differential cylinders for press pistons, suction oil pump and delivery oil pump for cylinder halves
DE4218953A1 (en) 1992-06-10 1993-12-16 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulic drive for sheet metal forming machine - has differential cylinder for press piston, suction oil pump and delivery oil pump for two cylinder halves

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0586669B1 (en) * 1992-03-27 1998-02-18 Mannesmann Rexroth Aktiengesellschaft Press with a hydraulic drive, in particular a sheet-shaping press
JP3707061B2 (en) * 1995-02-15 2005-10-19 石川島播磨重工業株式会社 Press cushion device
DE10336279A1 (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Bosch Rexroth Ag Device for controlling the drawing process in a transfer press

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD204067A1 (en) 1982-03-26 1983-11-16 Guenter Siebert METHOD AND ARRANGEMENT FOR THE ENERGY AND NETWORK RECOVERY OPTIMAL OPERATION OF CONTROLLED FLYING ACTUATORS
DE3216563C1 (en) 1982-05-04 1984-01-05 G. Siempelkamp Gmbh & Co, 4150 Krefeld Drawing press, in particular deep drawing press
DE4218952A1 (en) 1992-06-10 1993-12-16 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulic drive for sheet metal forming machine - has two differential cylinders for press pistons, suction oil pump and delivery oil pump for cylinder halves
DE4218953A1 (en) 1992-06-10 1993-12-16 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulic drive for sheet metal forming machine - has differential cylinder for press piston, suction oil pump and delivery oil pump for two cylinder halves

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012008932A1 (en) 2010-07-14 2012-01-19 Demirer Teknolojik Sistemler Sanayi Ve Ticaret Limited Sirketi An embodiment providing energy saving in plastering presses
WO2012112130A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-23 Ermaksan Miki̇na Sanayi̇ Ve Ti̇caret Anoni̇m Şi̇rketi̇ A press brake having low noise level with energy savings
DE102012000017A1 (en) * 2012-01-02 2013-07-04 Schuler Smg Gmbh & Co. Kg Method for controlling a hydraulic press
WO2016162184A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Langenstein & Schemann Gmbh Forming machine, in particular forging hammer, and method for controlling a forming machine
DE102015105400B4 (en) 2015-04-09 2022-06-02 Langenstein & Schemann Gmbh Forming machine, in particular forging hammer, and method for controlling a forming machine
EP3524419A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-14 Aida Engineering Ltd. Press system
US11529664B2 (en) 2018-01-31 2022-12-20 Aida Engineering, Ltd. Press system
DE102018107245A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 Moog Gmbh Press drive with energy recovery
WO2019185362A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-03 Moog Gmbh Press drive with energy recovery
US11498302B2 (en) 2018-03-27 2022-11-15 Moog Gmbh Press drive with energy recovery
WO2021244723A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 Stenhøj Hydraulik A/S Energy saving hydraulic press

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