EP2610049A2 - Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse - Google Patents

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EP2610049A2
EP2610049A2 EP20120008248 EP12008248A EP2610049A2 EP 2610049 A2 EP2610049 A2 EP 2610049A2 EP 20120008248 EP20120008248 EP 20120008248 EP 12008248 A EP12008248 A EP 12008248A EP 2610049 A2 EP2610049 A2 EP 2610049A2
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EP
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electric motor
main
pump
hydraulic fluid
main electric
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EP2610049A3 (de
EP2610049B1 (de
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Josef Heitzler
Ulrich Salamon
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L Schuler GmbH
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Schuler SMG GmbH and Co KG
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    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a hydraulic press having at least one main pump which is drivable by means of a main electric motor and by means of a hydraulic fluid is conveyed to an adjustable press part, wherein the main electric motor during an idling phase of the hydraulic press switched off and switched on again at the end of the idling phase and is raised to a predetermined speed.
  • a hydraulic press is used, for example, for forming metal blanks and has at least one press part, for example a plunger, which can be moved by applying pressurized hydraulic fluid between different positions.
  • a plunger which can be moved by applying pressurized hydraulic fluid between different positions.
  • at least one main electric motor is activated, ie supplied with electrical energy and raised to a predetermined speed.
  • the main electric motor drives a main pump, which delivers the hydraulic fluid under pressure to the plunger. If the ram has reached its final position after forming, or if the press is in another idle or idling phase, no further hydraulic fluid needs to be pumped for a short time. In order to reduce the consumption of electrical energy of the press, it has been attempted to switch off the main electric motor during the idling phase.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling a hydraulic press of the type mentioned, in which on the one hand the stresses of the main electric motor and the switching devices are avoided at startup and on the other hand, the consumption of electrical Energy is lower than with a constantly running main electric motor.
  • the main pump for starting the main electric motor is switched to a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and drives the main electric motor, that the hydraulic fluid conveyed by means of an auxiliary drive through the main pump so that the main pump drives the main electric motor, and that the main electric motor is supplied with electric power upon reaching a predetermined speed and the main pump is switched to a pump mode in which it conveys the hydraulic fluid in a conventional manner.
  • the basic idea of this embodiment of the invention is not to drive up the main electric motor from standstill or a greatly reduced speed by means of electrical energy, but first to accelerate the main electric motor by means of the associated main pump until a predetermined speed, For example, the idle speed of the main electric motor is reached, and only then to connect the main electric motor to the mains, ie to apply electrical energy.
  • the main pump is switchable between a normal operating mode, ie the pump mode in which it conveys the hydraulic fluid in a conventional manner, and a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thereby connected to it Main electric motor drives and brings to the desired speed.
  • a normal operating mode ie the pump mode in which it conveys the hydraulic fluid in a conventional manner
  • a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thereby connected to it
  • Main electric motor drives and brings to the desired speed.
  • the main pump is switched to a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and drives the main electric motor, so that it is maintained at a predetermined speed that the hydraulic fluid by means of an auxiliary drive through the Main pump is pumped so that the main pump drives the main electric motor, and that the main electric motor then supplied with electrical energy and the main pump is switched to a pump mode.
  • the main electric motor When the idle phase of the hydraulic press is relatively short, the main electric motor is maintained at a speed close to its idle speed. However, this is not achieved by electrical energy according to the invention, but the main electric motor is kept at the predetermined speed by means of the associated main pump. Only at the end of the idle or idle phase of the hydraulic press, ie when again a promotion of hydraulic fluid is necessary, the main electric motor is reconnected to the mains and supplied with electrical energy and the main pump is switched to the pump mode in which it promotes the hydraulic fluid in the usual way.
  • the hydraulic fluid can be conveyed by the auxiliary pump through the main pump and thereby drive them.
  • the auxiliary drive can be an auxiliary electric motor which drives an auxiliary pump by means of which the hydraulic fluid is conveyed through the main pump.
  • the auxiliary electric motor can be in constant operation with relatively low power, which consumes only low electrical energy.
  • main pumps can deliver the hydraulic fluid to different adjustable press parts.
  • one of the main electric motors together with the associated main pump forms the auxiliary drive and promotes the hydraulic fluid through the at least one further main pump, whereby this is driven and in turn its further associated main Electric motor brings to the desired speed or stops on this.
  • the auxiliary drive is formed by the adjustable press part, for example the plunger.
  • the plunger When the plunger is lowered, it usually displaces hydraulic fluid which, according to the invention, passes through and drives the main pump in drive mode, whereby the main electric motor associated with the main pump is driven and brought to the desired speed.
  • the rotational speed of the main electric motor is preferably monitored by means of a tachogenerator.
  • a tachogenerator can be omitted.
  • a speed signal corresponding to the actual speed of the main engine is fed to a controller in which it is checked whether the main electric motor is running at a desired speed or has already reached it.
  • the main electric motor is switched to be supplied with and driven by electric power.
  • the main pump is switched to the pump mode where it is driven by the main electric motor and pumps the hydraulic fluid.
  • FIG. 1 shows a section of the hydraulic circuit arrangement of a hydraulic press.
  • a main pump P 1 is connected via a line L 1 with a supply V of hydraulic fluid in connection and can suck them from the supply V and to lead in a line L 2 a consumer, not shown.
  • a check valve RS is arranged, which is unlocked via a switching valve YRS.
  • the auxiliary pump P H is driven by means of an auxiliary electric motor M H.
  • a release valve Y is arranged in the line L 3.
  • the main pump P 1 is connected to a main electric motor M 1 , which is supplied with electrical energy, which can be switched on and off by means of a switch K in the form of a power contactor.
  • the speed of the main electric motor M 1 is detected by means of a tachogenerator T, which supplies a corresponding speed signal to a controller for evaluation.
  • the main pump P 1 can be switched between a normal pump mode and a drive mode.
  • the main electric motor M 1 supplied with electrical energy and rotated, causing the located in pump mode main pump P 1 is driven and thereby sucks hydraulic fluid from the supply V via the line L 1 and fed through the check valve RS in the line L 2 to the consumer ,
  • the check valve RS is unlocked via the switching valve YRS and the release valve Y is opened.
  • the main pump P 1 is switched to its drive mode.
  • the hydraulic fluid is then sucked from the auxiliary pump P H , which is driven by the auxiliary electric motor M H , from the supply V 'and fed via the line L 3 and the line L 2 through the main pump P 1 to the supply V.
  • the hydraulic fluid flows through the main pump P 1 , which is in its drive mode, that is, it is driven by the hydraulic fluid flowing through it, thus driving the main electric motor M 1 , whereby this is powered up.
  • the rotational speed of the main electric motor M 1 is detected by means of the tachogenerator T.
  • the switch K is activated, whereby the main electric motor M 1 with electrical energy supplied and driven.
  • the associated main pump P 1 is again switched to the pump mode in which it is driven by the main electric motor M 1 .
  • the check valve RS is again locked and the release valve Y closed again, so that the hydraulic fluid can be supplied in the manner mentioned from the supply V to the consumer.
  • the main electric motor M 1 In a relatively short idle phase of the hydraulic press, the main electric motor M 1 is maintained at a predetermined speed.
  • the main pump P 1 in its drive mode is driven by the hydraulic fluid flowing through it, thereby driving the main electric motor M 1 .
  • the controller recognizes that the main pump P 1 is in its drive mode and is driven by the hydraulic fluid, the supply of electrical energy to the main electric motor M 1 is switched off by means of the switch K.
  • the main electric motor M 1 is then maintained by the main pump P 1 at a desired speed, in particular close to the idling speed, which is monitored by the tachogenerator T and controlled by the controller.
  • the main electric motor M 1 is reconnected to the electric power supply via the switch K, and the main pump P 1 is returned to the pump mode in which it is driven by the main electric motor M 1 ,
  • the valves are switched so that the hydraulic fluid can be supplied in the manner mentioned from the supply V to the consumer.
  • FIG. 2 showed a section of the hydraulic circuit of a hydraulic press.
  • a first main pump P 1 via a line L 1 with a supply V 1 of hydraulic fluid in connection and can suck them from the supply V 1 and perform in a line L 2 a consumer, not shown.
  • a check valve RS is arranged, which is unlocked via a switching valve YRS.
  • the first main pump P 1 is connected to a first main electric motor M 1 , which is supplied with electrical energy, which can be switched on and off by means of a switch K in the form of a power contactor.
  • the speed of the first main electric motor M 1 is detected by means of a tachogenerator T, which supplies a corresponding speed signal to a controller for evaluation.
  • the first main pump P 1 can be switched between a normal pump mode and a drive mode.
  • a second main pump P 2 Parallel to the first main pump P 1 , a second main pump P 2 is arranged, which is connected via a line L 5 with a supply V 2 of hydraulic fluid in connection and suck them from the supply V 2 and in a line L 6 the can supply consumers not shown.
  • a further check valve RS2 is arranged and downstream of the check valve RS2, the lines L 2 and L 6 are merged.
  • the second main pump P 2 is connected to a second main electric motor M 2 , which is supplied with electrical energy by means of a switch K in the form of a Power contactor can be switched on and off.
  • the two main electric motors M 1 and M 2 are each supplied with electrical energy and rotated, whereby the main pumps P 1 and P 2 are driven and each hydraulic fluid from the respective supply V 1 or V 2 via the lines L 1 and L 5 suck and supply via the lines L 2 and L 6 to the consumer.
  • the first main electric motor M 1 is turned off by means of the switch K, whereby the first main pump P 1 comes to a standstill or at least in speed is lowered greatly.
  • the second main electric motor M 2 continues to run, wherein the second main pump P 2 , which is adjustable in the delivery quantity, is switched to zero, that is, it does not deliver any hydraulic fluid.
  • the check valve RS is initially unlocked via the switching valve YRS.
  • the hydraulic fluid is then drawn from the second main pump P 2 , which is driven by the second main electric motor M 2 , from the supply V 2 via the lines L 6 and L 2 through the first main pump P 1 through the supply V 1 supplied.
  • the hydraulic fluid flows through the first main pump P 1 , which is in its drive mode, that is, it is driven by the hydraulic fluid flowing through it, thus driving the first main electric motor M 1 , whereby this is started up.
  • the rotational speed of the first main electric motor M 1 is detected by means of the tachogenerator.
  • the switch K When the controller determines that the rotational speed of the first main electric motor M 1 has reached a desired rotational speed, the switch K is activated, whereby the first main electric motor M 1 is supplied with electric power and driven. At the same time, the associated first main pump P 1 is again switched to the pump mode in which it is driven by the first main electric motor M 1 . The check valve RS is locked again, so that the hydraulic fluid can be supplied in the manner mentioned by means of the two main pumps P 1 and P 2 from the respective supply V 1 and V 2 to the consumer.
  • the first main electric motor M 1 is disconnected from the electric power supply by means of the switch K, but kept at a predetermined speed by the first main pump P 1 , with the first main pump P 1 is in its drive mode and is driven by the pumped by the second main pump P 2 hydraulic fluid. Details are related to FIG. 1 described, but now the auxiliary drive is formed by the second main pump P 2 .
  • FIG. 3 shows a further alternative hydraulic circuit arrangement of a press according to the invention.
  • a main pump P 1 via a line L 1 with a supply V of hydraulic fluid in connection and can suck them from the supply V and supply in a line L 2 a consumer who in the illustrated embodiment of a hydraulically adjustable plunger S. educated is, which is adjustably received and guided in a cylinder Z.
  • a check valve RS which is unlocked via a switching valve YRS, and a release valve Y are arranged.
  • the main pump P 1 is connected to a main electric motor M 1 , which is supplied with electrical energy, which can be switched on and off by means of a switch K in the form of a power contactor.
  • the speed of the main electric motor M 1 is detected by means of a tachogenerator T, which supplies a corresponding speed signal to a controller for evaluation.
  • the main pump P 1 can be switched between a normal pump mode and a drive mode.
  • the main electric motor M 1 When hydraulic fluid in the cylinder Z for adjusting the plunger S must be promoted, the main electric motor M 1 is supplied with electrical energy and rotated, whereby the main pump P 1 is driven, thereby hydraulic fluid from the supply V on the Line L 1 sucks and feeds through the check valve RS and the release valve Y to the cylinder Z.
  • the main electric motor M 1 In an idle phase, ie when no hydraulic fluid to the consumer must be promoted, the main electric motor M 1 is turned off by means of the switch K, whereby the main pump P 1 comes to a standstill.
  • the check valve RS In order to start up the main electric motor M 1 again, the check valve RS is unlocked via the switching valve YRS and the release valve Y is opened.
  • the main pump P 1 is switched to the drive mode.
  • the displacement of the plunger S in the cylinder Z displaces the hydraulic fluid from the cylinder Z and promotes this through the line L 2 and the line L 1 in the supply V, wherein the main pump P 1 flows through and is driven thereby. In this way, the main pump P 1 drives the main electric motor M 1 , causing it to start up.
  • the rotational speed of the main electric motor M 1 is detected by means of the tachogenerator T. Once the desired speed of the electric motor M 1 is reached, the switch K is activated, whereby the main electric motor M 1 is supplied with electrical energy and driven.
  • the main pump P 1 remains in its drive mode until a predetermined position of the plunger is reached. Subsequently, the main pump P 1 is switched to the pump mode, so that the hydraulic fluid can be sucked in the aforementioned manner by means of the main pump P 1 from the supply V and the cylinder Z can be supplied.

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Abstract

Zur Steuerung einer hydraulischen Presse, die zumindest eine Haupt-Pumpe (P 1 ) aufweist, die mittels eines Haupt-Elektromotors (M 1 ) antreibbar ist und mittels der eine Hydraulikflüssigkeit zu einem verstellbaren Pressenteil (S) förderbar ist, wird der Haupt-Elektromotor (M 1 ) während einer Leerlaufphase der hydraulischen Presse abgeschaltet und am Ende der Leerlaufphase wieder eingeschaltet und auf eine vorbestimmte Drehzahl hochgefahren. Dabei ist vorgesehen, dass die Haupt-Pumpe (P 1 ) zum Hochfahren des Haupt-Elektromotors (M 1 ) in einen Antriebsmodus geschaltet wird, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben ist und den Haupt-Elektromotor (M 1 ) antreibt. Die Hydraulikflüssigkeit wird mittels eines Hilfsantriebs (Mh, Ph, M 2 , P 2 , S) durch die Haupt-Pumpe (P 1 ) gefördert, so dass die Haupt-Pumpe (P 1 ) den Haupt-Elektromotor (M 1 ) antreibt, wobei der Haupt-Elektromotor (M 1 )bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P 1 ) in einen Pumpenmodus geschaltet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse, die zumindest eine Haupt-Pumpe aufweist, die mittels eines Haupt-Elektromotors antreibbar ist und mittels der eine Hydraulikflüssigkeit zu einem verstellbaren Pressenteil förderbar ist, wobei der Haupt-Elektromotor während einer Leerlaufphase der hydraulischen Presse abgeschaltet und am Ende der Leerlaufphase wieder eingeschaltet und auf eine vorbestimmte Drehzahl hochgefahren wird.
  • Eine hydraulische Presse dient beispielsweise zum Umformen von metallenen Platinen und besitzt zumindest ein Pressenteil, beispielweise einen Stößel, der durch Aufbringung von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zwischen verschiedenen Stellungen verfahren werden kann. Wenn sich der Stößel in seiner Ruheposition befindet und aus dieser in eine Umformposition verfahren werden soll, wird zumindest ein Haupt-Elektromotor aktiviert, d.h. mit elektrischer Energie versorgt und auf eine vorbestimmte Drehzahl hochgefahren. Der Haupt-Elektromotor treibt eine Haupt-Pumpe, die die Hydraulikflüssigkeit unter Druck zu dem Stößel fördert. Wenn der Stößel nach der Umformung seine Endposition erreicht hat oder sich die Presse in einer anderen Ruhe- oder Leerlaufphase befindet, muss für eine kurze Zeit keine weitere Hydraulikflüssigkeit gefördert werden. Um den Verbrauch von elektrischer Energie der Presse zu reduzieren, ist versucht worden, den Haupt-Elektromotor während der Leerlaufphase abzuschalten. Wenn der Haupt-Elektromotor dann am Ende der Leerlaufphase wieder eingeschaltet wird, tritt jedoch eine deutlich höhere elektrische Belastung des Haupt-Elektromotors als im eingeschalteten Zustand unter Lastwechsel auf. Bei relativ kurzen Leerlaufphasen und damit verbunden einer hohen Ausschalt- und Einschalthäufigkeit des Haupt-Elektromotors ist der Verschleiß der Schaltgeräte relativ hoch und deren Lebensdauer entsprechend kurz.
  • Um die Lebensdauer der Schaltgeräte des Haupt-Elektromotors zu erhöhen, ist es bekannt, diesen ständig laufen zu lassen und die Menge der geförderten Hydraulikflüssigkeit nicht über die Drehzahl des Haupt-Elektromotors, sondern mittels einer in der Fördermenge verstellbaren Pumpe zu verändern, die auch auf Null gestellt werden kann, so dass eine Förderung der Hydraulikflüssigkeit unterbleibt. Nachteil bei diesem Vorgehen ist jedoch, dass der ständig laufende Haupt-Elektromotor relativ viel elektrische Energie verbraucht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse der genannten Art zu schaffen, bei dem einerseits die Belastungen des Haupt-Elektromotors und der Schaltgeräte beim Hochfahren vermieden werden und andererseits der Verbrauch an elektrischer Energie geringer als bei einem ständig laufenden Haupt-Elektromotor ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Haupt-Pumpe zum Hochfahren des Haupt-Elektromotors in einen Antriebsmodus geschaltet wird, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und den Haupt-Elektromotor antreibt, dass die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs durch die Haupt-Pumpe gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe den Haupt-Elektromotor antreibt, und dass der Haupt-Elektromotor bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe in einen Pumpenmodus geschaltet wird, in dem sie die Hydraulikflüssigkeit in üblicher Weise fördert.
  • Der Grundgedanke dieser Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den Haupt-Elektromotor aus dem Stillstand oder einer stark verringerten Drehzahl nicht mittels elektrischer Energie hoch zu fahren, sondern zunächst den Haupt-Elektromotor mittels der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe zu beschleunigen, bis eine vorbestimmte Drehzahl, beispielsweise die Leerlaufdrehzahl des Haupt-Elektromotors erreicht ist, und erst anschließend den Haupt-Elektromotor an das Stromnetz anzuschließen, d.h. mit elektrischer Energie zu beaufschlagen.
  • Die Haupt-Pumpe ist umschaltbar zwischen einem normalen Betriebsmodus, d.h. dem Pumpenmodus, in dem sie in üblicher Weise die Hydraulikflüssigkeit fördert, und einem Antriebsmodus, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und dadurch den mit ihr verbundenen Haupt-Elektromotor antreibt und auf die gewünschte Drehzahl bringt.
  • Es macht nur dann Sinn, den Haupt-Elektromotor abzuschalten und auslaufen oder sogar zum Stillstand kommen zu lassen, wenn die Ruhe- oder Leerlaufphase der hydraulischen Presse relativ lang ist. Da dies in vielen Fällen nicht gegeben ist, wird die oben genannte Aufgabe in diesem Fall erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Haupt-Pumpe in einen Antriebsmodus geschaltet wird, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und den Haupt-Elektromotor antreibt, so dass dieser auf einer vorbestimmten Drehzahl gehalten wird, dass die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs durch die Haupt-Pumpe gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe den Haupt-Elektromotor antreibt, und dass der Haupt-Elektromotor anschließend wieder mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe in einen Pumpenmodus geschaltet wird.
  • Wenn die Ruhe- oder Leerlaufphase der hydraulischen Presse relativ kurz ist, wird der Haupt-Elektromotor auf einer Drehzahl nahe seiner Leerlaufdrehzahl gehalten. Dies wird erfindungsgemäß jedoch nicht durch elektrische Energie erreicht, sondern der Haupt-Elektromotor wird mittels der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe auf der vorbestimmten Drehzahl gehalten. Erst am Ende der Ruhe- oder Leerlaufphase der hydraulischen Presse, d.h. wenn wieder eine Förderung von Hydraulikflüssigkeit notwendig ist, wird der Haupt-Elektromotor wieder an das Stromnetz angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe wird in den Pumpenmodus geschaltet, in dem sie die Hydraulikflüssigkeit in üblicher Weise fördert.
  • Die Hydraulikflüssigkeit kann mittels des Hilfsantriebs durch die Haupt-Pumpe gefördert werden und diese dadurch antreiben.
  • Bei dem Hilfsantrieb kann es sich um einen Hilfs-Elektromotor handeln, der eine Hilfspumpe antreibt, mittels der die Hydraulikflüssigkeit durch die Haupt-Pumpe gefördert wird. Der Hilfs-Elektromotor kann mit relativ geringer Leistung ständig in Betrieb sein, wodurch jedoch nur geringe elektrische Energie verbraucht wird.
  • Große hydraulische Pressen sind mit mehreren Haupt-Pumpen ausgerüstet, denen jeweils ein Haupt-Elektromotor zugeordnet ist. Die Haupt-Pumpen können die Hydraulikflüssigkeit zu unterschiedlichen verstellbaren Pressenteilen fördern. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es möglich, dass einer der Haupt-Elektromotoren zusammen mit der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe den Hilfsantrieb bildet und die Hydraulikflüssigkeit durch die zumindest eine weitere Haupt-Pumpe fördert, wodurch diese angetrieben wird und ihrerseits den ihr zugeordneten weiteren Haupt-Elektromotor auf die gewünschte Drehzahl bringt oder auf dieser hält.
  • In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hilfsantrieb von dem verstellbaren Pressenteil, beispielsweise dem Stößel, gebildet ist. Wenn der Stößel abgesenkt wird, verdrängt er üblicherweise Hydraulikflüssigkeit, die erfindungsgemäß durch die sich im Antriebsmodus befindende Haupt-Pumpe geleitet wird und diese antreibt, wodurch der der Haupt-Pumpe zugeordnete Haupt-Elektromotor angetrieben und auf die gewünschte Drehzahl gebracht wird.
  • Wenn der Haupt-Elektromotor mittels der Haupt-Pumpe angetrieben und auf die gewünschte Drehzahl gebracht oder auf dieser gehalten wird, wird die Drehzahl des Haupt-Elektromotors vorzugsweise mittels eines Tachogenerators überwacht. Alternativ ist es möglich, die IST-Drehzahl des Haupt-Elektromotors durch eine Frequenzmessung an den Motorklemmen des vom Drehstromnetz getrennten Motors zu erfassen. In dieser Ausgestaltung kann ein Tachogenerator entfallen.
  • Ein der IST-Drehzahl des Hauptmotors entsprechendes Drehzahl-Signal wird einer Steuerung zugeführt, in der überprüft wird, ob der Haupt-Elektromotor mit einer gewünschten Drehzahl läuft oder diese bereits erreicht hat. Wenn dies beim Hochfahren des Haupt-Elektromotors der Fall ist, wird der Haupt-Elektromotor so geschaltet, dass er mit elektrischer Energie versorgt und durch diese angetrieben wird. Gleichzeitig wird die Haupt-Pumpe in den Pumpenmodus geschaltet, in dem sie von dem Haupt-Elektromotor angetrieben wird und die Hydraulikflüssigkeit fördert.
  • Weitere Einzelheiten und Merkmale sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Schaltschema einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 2
    ein Schaltschema einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 3
    ein Schaltschema einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus der hydraulischen Schaltungsanordnung einer hydraulischen Presse. Eine Haupt-Pumpe P1 steht über eine Leitung L1 mit einem Vorrat V an Hydraulikflüssigkeit in Verbindung und kann diese aus dem Vorrat V ansaugen und in einer Leitung L2 einem nicht dargestellten Verbraucher zu führen.
  • In der Leitung L2 ist ein Rückschlagventil RS angeordnet, das über ein Schaltventil YRS entsperrbar ist.
  • Stromab des Rückschlagventils RS zweigt von der Leitung L2 eine Leitung L3 ab, in der eine Hilfspumpe PH angeordnet ist, die über eine Leitung L4 mit einem Vorrat V' an Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht. Die Hilfspumpe PH wird mittels eines Hilfs-Elektromotors MH angetrieben. Ferner ist in der Leitung L3 ein Freigabeventil Y angeordnet.
  • Die Haupt-Pumpe P1 ist mit einem Haupt-Elektromotor M1 verbunden, der mit elektrischer Energie versorgt ist, die mittels eines Schalters K in Form eines Leistungsschützes zugeschaltet und abgeschaltet werden kann. Die Drehzahl des Haupt-Elektromotors M1 wird mittels eines Tachogenerators T erfasst, der ein entsprechendes Drehzahlsignal einer Steuerung zur Auswertung zuführt.
  • Die Haupt-Pumpe P1 kann zwischen einem normalen Pumpenmodus und einem Antriebsmodus umgeschaltet werden.
  • Wenn der nicht dargestellte Verbraucher mit Hydraulikflüssigkeit versorgt werden muss, wird der Haupt-Elektromotor M1 mit elektrischer Energie versorgt und in Drehung versetzt, wodurch die sich im Pumpenmodus befindende Haupt-Pumpe P1 angetrieben wird und dadurch Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorrat V über die Leitung L1 ansaugt und durch das Rückschlagventil RS in der Leitung L2 dem Verbraucher zuführt.
  • In einer relativ langen Leerlaufphase der hydraulischen Presse, d.h. wenn keine Hydraulikflüssigkeit zu dem Verbraucher gefördert werden muss, wird der Haupt-Elektromotor M1 mittels des Schalters K abgeschaltet, wodurch auch die Haupt-Pumpe P1 zum Stillstand kommt oder in ihrer Drehzahl zumindest stark angesenkt wird.
  • Um den Haupt-Elektromotor M1 wieder hochzufahren, wird zunächst das Rückschlagventil RS über das Schaltventil YRS entsperrt und das Freigabeventil Y wird geöffnet. Die Haupt-Pumpe P1 wird in ihren Antriebsmodus geschaltet. Die Hydraulikflüssigkeit wird dann von der Hilfspumpe PH, die von dem Hilfs-Elektromotor MH angetrieben ist, aus dem Vorrat V' angesaugt und über die Leitung L3 sowie die Leitung L2 durch die Haupt-Pumpe P1 dem Vorrat V zugeführt. Dabei durchströmt die hydraulische Flüssigkeit die Haupt-Pumpe P1, die sich in ihrem Antriebsmodus befindet, d.h. sie wird von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben und treibt damit den Haupt-Elektromotor M1 an, wodurch dieser hochgefahren wird.
  • Die Drehzahl des Haupt-Elektromotors M1 wird mittels des Tachogenerators T erfasst. Wenn die Steuerung feststellt, dass die Drehzahl des Haupt-Elektromotors M1 eine gewünschte Drehzahl erreicht hat, wird der Schalter K aktiviert, wodurch der Haupt-Elektromotor M1 mit elektrischer Energie versorgt und angetrieben wird. Gleichzeitig wird die zugeordnete Haupt-Pumpe P1 wieder in den Pumpenmodus geschaltet, in dem sie von dem Haupt-Elektromotor M1 angetrieben wird. Das Rückschlagventil RS wird wieder gesperrt und das Freigabeventil Y wieder geschlossen, so dass die Hydraulikflüssigkeit in genannter Weise aus dem Vorrat V dem Verbraucher zugeführt werden kann.
  • In einer relativ kurzen Leerlaufphase der hydraulischen Presse wird der Haupt-Elektromotor M1 auf einer vorbestimmten Drehzahl gehalten. Zu diesem Zweck wird in genannter Weise die Hydraulikflüssigkeit von der Hilfspumpe PH aus dem Vorrat V' durch die Haupt-Pumpe P1 dem Vorrat V zugeführt. Die sich in ihrem Antriebsmodus befindende Haupt-Pumpe P1 wird von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben und treibt damit den Haupt-Elektromotor M1 an. Sobald die Steuerung erkennt, dass die Haupt-Pumpe P1 sich in ihrem Antriebsmodus befindet und von der Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird, wird die Zufuhr von elektrischer Energie zu dem Haupt-Elektromotor M1 mittels des Schalters K abgeschaltet. Der Haupt-Elektromotor M1 wird dann von der Haupt-Pumpe P1 auf einer gewünschten Drehzahl insbesondere nahe der Leerlaufdrehzahl gehalten, was mittels des Tachogenerators T überwacht und durch die Steuerung gesteuert ist. Am Ende der Leerlaufphase der hydraulischen Presse wird der Haupt-Elektromotor M1 über den Schalter K wieder an die elektrische Energieversorgung angeschlossen und die Haupt-Pumpe P1 wird wieder in den Pumpenmodus geschaltet, in dem sie von dem Haupt-Elektromotor M1 angetrieben wird. Die Ventile werden so geschaltet, dass die Hydraulikflüssigkeit in genannter Weise aus dem Vorrat V dem Verbraucher zugeführt werden kann.
  • Auch Figur 2 zeigten einen Ausschnitt aus der hydraulischen Schaltungsanordnung einer hydraulischen Presse. Hierbei steht eine erste Haupt-Pumpe P1 über eine Leitung L1 mit einem Vorrat V1 an Hydraulikflüssigkeit in Verbindung und kann diese aus dem Vorrat V1 ansaugen und in einer Leitung L2 einem nicht dargestellten Verbraucher zuführen. In der Leitung L2 ist ein Rückschlagventil RS angeordnet, das über ein Schaltventil YRS entsperrbar ist.
  • Die erste Haupt-Pumpe P1 ist mit einem ersten Haupt-Elektromotor M1 verbunden, der mit elektrischer Energie versorgt ist, die mittels eines Schalters K in Form eines Leistungsschützes zugeschaltet und abgeschaltet werden kann. Die Drehzahl des ersten Haupt-Elektromotors M1 wird mittels eines Tachogenerators T erfasst, der ein entsprechendes Drehzahlsignal einer Steuerung zur Auswertung zuführt. Die erste Haupt-Pumpe P1 kann zwischen einem normalen Pumpenmodus und einem Antriebsmodus umgeschaltet werden.
  • Parallel zu der ersten Haupt-Pumpe P1 ist eine zweite Haupt-Pumpe P2 angeordnet, die über eine Leitung L5 mit einem Vorrat V2 an Hydraulikflüssigkeit in Verbindung steht und diese aus dem Vorrat V2 ansaugen und in einer Leitung L6 dem nicht dargestellten Verbraucher zuführen kann. In der Leitung L6 ist ein weiteres Rückschlagventil RS2 angeordnet und stromab des Rückschlagsventils RS2 sind die Leitungen L2 und L6 zusammengeführt.
  • Die zweite Haupt-Pumpe P2 ist mit einem zweiten Haupt-Elektromotor M2 verbunden, der mit elektrischer Energie versorgt ist, die mittels eines Schalters K in Form eines Leistungsschützes zugeschaltet und abgeschaltet werden kann.
  • Zur Versorgung des nicht dargestellten Verbrauchers mit Hydraulikflüssigkeit werden die beiden Haupt-Elektromotoren M1 und M2 jeweils mit elektrischer Energie versorgt und in Drehung versetzt, wodurch die Haupt-Pumpen P1 und P2 angetrieben werden und jeweils Hydraulikflüssigkeit aus dem jeweiligen Vorrat V1 bzw. V2 über die Leitungen L1 bzw. L5 ansaugen und über die Leitungen L2 bzw. L6 dem Verbraucher zuführen.
  • In einer relativ langen Leerlaufphase der Presse, d.h. wenn keine Hydraulikflüssigkeit zu dem Verbraucher gefördert werden muss, wird der erste Haupt-Elektromotor M1 mittels des Schalters K abgeschaltet, wodurch auch die erste Haupt-Pumpe P1 zum Stillstand kommt oder in ihrer Drehzahl zumindest stark abgesenkt wird. Der zweite Haupt-Elektromotor M2 läuft weiter, wobei die in der Fördermenge verstellbare zweite Haupt-Pumpe P2 auf Null geschaltet ist, d.h. keine Hydraulikflüssigkeit fördert.
  • Um den ersten Haupt-Elektromotor M1 bei Bedarf wieder hochzufahren, wird zunächst das Rückschlagventil RS über das Schaltventil YRS entsperrt. Die Hydraulikflüssigkeit wird dann von der zweiten Haupt-Pumpe P2, die von dem zweiten Haupt-Elektromotor M2 angetrieben ist, aus dem Vorrat V2 angesaugt über die Leitungen L6 und L2 durch die erste Haupt-Pumpe P1 hindurch dem Vorrat V1 zugeführt. Dabei durchströmt die hydraulische Flüssigkeit die erste Haupt-Pumpe P1, die sich in ihrem Antriebsmodus befindet, d.h. sie wird von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben und treibt damit den ersten Haupt-Elektromotor M1 an, wodurch dieser hochgefahren wird. Die Drehzahl des ersten Haupt-Elektromotors M1 wird mittels des Tachogenerators erfasst. Wenn die Steuerung feststellt, dass die Drehzahl des ersten Haupt-Elektromotors M1 eine gewünschte Drehzahl erreicht hat, wird der Schalter K aktiviert, wodurch der ersten Haupt-Elektromotor M1 mit elektrischer Energie versorgt und angetrieben wird. Gleichzeitig wird die zugeordnete erste Haupt-Pumpe P1 wieder in den Pumpenmodus geschaltet, in dem sie von dem ersten Haupt-Elektromotor M1 angetrieben wird. Das Rückschlagventil RS wird wieder gesperrt, so dass die Hydraulikflüssigkeit in genannter Weise mittels der beiden Haupt-Pumpen P1 und P2 aus dem jeweiligen Vorrat V1 bzw. V2 dem Verbraucher zugeführt werden kann.
  • Wenn die Leerlaufphase der hydraulischen Presse relativ kurz ist, wird der erste Haupt-Elektromotor M1 von der elektrischen Energieversorgung mittels des Schalters K getrennt, jedoch von der ersten Haupt-Pumpe P1 auf einer vorbestimmten Drehzahl gehalten, wobei sich die erste Haupt-Pumpe P1 in ihrem Antriebsmodus befindet und durch die von der zweiten Haupt-Pumpe P2 geförderten Hydraulikflüssigkeit angetrieben ist. Einzelheiten sind im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, wobei nunmehr der Hilfsantrieb jedoch von der zweiten Haupt-Pumpe P2 gebildet ist.
  • Figur 3 zeigt eine weitere alternative hydraulische Schaltungsanordnung einer Presse gemäß der Erfindung. Auch hierbei steht eine Haupt-Pumpe P1 über eine Leitung L1 mit einem Vorrat V an Hydraulikflüssigkeit in Verbindung und kann diese aus dem Vorrat V ansaugen und in einer Leitung L2 einem Verbraucher zuführen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem hydraulisch verstellbaren Stößel S gebildet ist, der in einem Zylinder Z verstellbar aufgenommen und geführt ist. In der Leitung L2 sind ein Rückschlagventil RS, das über ein Schaltventil YRS entsperrbar ist, und ein Freigabeventil Y angeordnet.
  • Die Haupt-Pumpe P1 ist mit einem Haupt-Elektromotor M1 verbunden, der mit elektrischer Energie versorgt ist, die mittels eines Schalters K in Form eines Leistungsschützes zugeschaltet und abgeschaltet werden kann. Die Drehzahl des Haupt-Elektromotors M1 wird mittels eines Tachogenerators T erfasst, der ein entsprechendes Drehzahlsignal einer Steuerung zur Auswertung zuführt. Die Haupt-Pumpe P1 kann zwischen einem normalen Pumpenmodus und einem Antriebsmodus umgeschaltet werden.
  • Wenn Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder Z zur Verstellung des Stößels S gefördert werden muss, wird der Haupt-Elektromotor M1 mit elektrischer Energie versorgt und in Drehung versetzt, wodurch die Haupt-Pumpe P1 angetrieben wird, die dadurch Hydraulikflüssigkeit aus dem Vorrat V über die Leitung L1 ansaugt und durch das Rückschlagventil RS und durch das Freigabeventil Y dem Zylinder Z zuführt.
  • In einer Leerlaufphase, d.h. wenn keine Hydraulikflüssigkeit zu dem Verbraucher gefördert werden muss, wird der Haupt-Elektromotor M1 mittels des Schalters K abgeschaltet, wodurch auch die Haupt-Pumpe P1 zum Stillstand kommt. Um den Haupt-Elektromotor M1 wieder hochzufahren, wird das Rückschlagventil RS über das Schaltventil YRS entsperrt und das Freigabeventil Y wird geöffnet. Die Haupt-Pumpe P1 wird in den Antriebsmodus geschaltet. Die Verlagerung des Stößels S in dem Zylinder Z verdrängt die Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder Z und fördert diese durch die Leitung L2 und die Leitung L1 in den Vorrat V, wobei die Haupt-Pumpe P1 durchströmt und dadurch angetrieben wird. Auf diese Weise treibt die Haupt-Pumpe P1 den Haupt-Elektromotor M1, wodurch dieser hochgefahren wird. Die Drehzahl des Haupt-Elektromotors M1 wird mittels des Tachogenerators T erfasst. Sobald die gewünschte Drehzahl des Elektromotors M1 erreicht ist, wird der Schalter K aktiviert, wodurch der Haupt-Elektromotor M1 mit elektrischer Energie versorgt und angetrieben wird. Die Haupt-Pumpe P1 verbleibt so lange in ihrem Antriebsmodus, bis eine vorbestimmte Position des Stößels erreicht ist. Anschließend wird die Haupt-Pumpe P1 in den Pumpenmodus geschaltet, so dass die Hydraulikflüssigkeit in genannter Weise mittels der Haupt-Pumpe P1 aus dem Vorrat V angesaugt und dem Zylinder Z zugeführt werden kann.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse, die zumindest eine Haupt-Pumpe (P1) aufweist, die mittels eines Haupt-Elektromotors (M1) antreibbar ist und mittels der eine Hydraulikflüssigkeit zu einem verstellbaren Pressenteil (S) förderbar ist, wobei der Haupt-Elektromotor (M1) während einer Leerlaufphase der hydraulischen Presse abgeschaltet und am Ende der Leerlaufphase wieder eingeschaltet und auf eine vorbestimmte Drehzahl hochgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Pumpe (P1) zum Hochfahren des Haupt-Elektromotors (M1) in einen Antriebsmodus geschaltet wird, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, dass die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (MH, PH; M2, P2; S) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, und dass der Haupt-Elektromotor (M1) bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P1) in einen Pumpenmodus geschaltet wird.
  2. Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse, die zumindest eine Haupt-Pumpe (P1) aufweist, die mittels eines Haupt-Elektromotors (M1) antreibbar ist und mittels der eine Hydraulikflüssigkeit zu einem verstellbaren Pressenteil (S) förderbar ist, wobei der Haupt-Elektromotor (M1) während einer Leerlaufphase der hydraulischen Presse abgeschaltet und am Ende der Leerlaufphase wieder eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Pumpe (P1) in einen Antriebsmodus geschaltet wird, in dem sie von der sie durchströmenden Hydraulikflüssigkeit angetrieben wird und den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, so dass dieser auf einer vorbestimmten Drehzahl gehalten wird, dass die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (MH, PH; M2, P2; S) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, und dass der Haupt-Elektromotor (M1) anschließend wieder mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P1) in einen Pumpenmodus geschaltet wird
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb ein Hilfs-Elektromotor (MH) ist, der eine Hilfs-Pumpe (PH) antreibt, mittels der die Hydraulikflüssigkeit durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Presse zumindest zwei Haupt-Pumpen (P1, P2) aufweist, denen jeweils ein Haupt-Elektromotor (M1, M2) zugeordnet ist und mit denen die Hydraulikflüssigkeit zu dem verstellbaren Pressenteil förderbar ist, wobei einer der Haupt-Elektromotoren (M2) zusammen mit der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe (P2) den Hilfsantrieb bildet und die Hydraulikflüssigkeit durch die zumindest eine weitere Haupt-Pumpe (P1) fördert und diese antreibt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsantrieb von dem verstellbaren Pressenteil (S) gebildet ist, das unter Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit verstellt wird, wobei die verdrängte Hydraulikflüssigkeit durch die Haupt-Pumpe (P1) geleitet wird und diese antreibt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Haupt-Elektromotors (M1) überwacht und ein entsprechendes Drehzahl-Signal einer Steuerung zugeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Haupt-Elektromotors (M1) durch Frequenzmessung an den Motorklemmen des vom Drehstromnetz getrennten Motors erfasst wird.
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