EP2610049B2 - Verfahren zur Steuerung einer hydraulischen Presse - Google Patents

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EP2610049B2
EP2610049B2 EP12008248.2A EP12008248A EP2610049B2 EP 2610049 B2 EP2610049 B2 EP 2610049B2 EP 12008248 A EP12008248 A EP 12008248A EP 2610049 B2 EP2610049 B2 EP 2610049B2
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EP
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main
electric motor
pump
hydraulic fluid
switched
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EP2610049A2 (de
EP2610049B1 (de
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Josef Heitzler
Ulrich Salamon
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L Schuler GmbH
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L Schuler GmbH
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    • F15B2211/30505—Non-return valves, i.e. check valves
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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 which has at least one main pump which can be driven by a main electric motor and by means of which a hydraulic fluid can be conveyed to an adjustable press part, the main electric motor being switched off during an idle phase of the hydraulic press switched off and switched on again at the end of the idling phase and ramped up 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 ram, which can be moved between different positions by applying pressurized hydraulic fluid.
  • a ram which can be moved between different positions by applying pressurized hydraulic fluid.
  • at least one main electric motor is activated, i.e. supplied with electrical energy and run up to a predetermined speed.
  • the main electric motor drives a main pump that delivers hydraulic fluid under pressure to the ram.
  • a hydraulic press in which the hydraulic fluid displaced when the piston is lowered is conveyed through a 1st pump into a storage tank and additionally through a 2nd pump into another cylinder chamber.
  • electrical energy can be recovered in the usual way by means of the servomotors and stored.
  • the electric motors assigned to the pumps are operated as generators.
  • a corresponding energy recovery is not the subject of the present invention, but this relates to a motor run-up concept in order to avoid excessive switching movements of the electric motor, as illustrated above.
  • the invention is based on the object of creating a method for controlling a hydraulic press of the type mentioned, in which on the one hand the loads on the main electric motor and the switching devices are avoided when starting up and on the other hand the consumption of electrical energy is lower than with a constantly running main -Electric motor is.
  • this object is achieved by a method according to one of the independent claims 1 to 4 .
  • the main pump is switched to a drive mode to start up the main electric motor, in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and drives the main electric motor, and that the hydraulic fluid is conveyed by the main pump by means of an auxiliary drive, so that the main pump drives the main electric motor, the main electric motor being supplied with electrical energy when a predetermined speed is reached and the main pump being switched to a pump mode in which it promotes the hydraulic fluid in the usual way.
  • the auxiliary drive is an auxiliary electric motor that drives an auxiliary pump, by means of which the hydraulic fluid is conveyed through the main pump.
  • the auxiliary electric motor can be in continuous operation with relatively low power, but this means that only a small amount of electrical energy is consumed.
  • main pumps can deliver the hydraulic fluid to different adjustable press parts.
  • one of the main electric motors together with the main pump assigned to it, forms the auxiliary drive and conveys the hydraulic fluid through the at least one additional main pump, whereby this is driven and in turn the additional main electric motor assigned to it on the brings or maintains the desired speed.
  • the basic idea of this embodiment of the invention is not to run up the main electric motor from a standstill or a greatly reduced speed by means of electrical energy, but first to accelerate the main electric motor by means of the main pump assigned to it until a predetermined speed, For example, the idling speed of the main electric motor is reached, and only then connect the main electric motor to the power grid, ie to apply electrical energy.
  • the main pump can be switched between a normal operating mode, i.e. the pump mode in which it delivers the hydraulic fluid in the usual way, and a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thereby drives the main electric motor connected to it and to the desired speed.
  • a normal operating mode i.e. the pump mode in which it delivers the hydraulic fluid in the usual way
  • a drive mode in which it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thereby drives the main electric motor connected to it and 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 kept at a predetermined speed, that the hydraulic fluid is pumped through the hydraulic fluid by means of an auxiliary drive Main pump is funded, so that the main pump drives the main electric motor, and that the main electric motor is then supplied with electrical energy again and the main pump is switched to a pump mode.
  • the auxiliary drive is an auxiliary electric motor that drives an auxiliary pump, by means of which the hydraulic fluid is conveyed through the main pump.
  • the auxiliary electric motor can be in continuous operation with relatively low power, but this means that only a small amount of electrical energy is consumed.
  • main pumps can deliver the hydraulic fluid to different adjustable press parts.
  • one of the main electric motors together with the main pump assigned to it, forms the auxiliary drive and conveys the hydraulic fluid through the at least one additional main pump, whereby this is driven and in turn the additional main electric motor assigned to it on the brings or maintains the desired speed.
  • the main electric motor When the rest or idling period of the hydraulic press is relatively short, the main electric motor is maintained at a speed close to its idling speed. According to the invention, however, this is not achieved by electrical energy, but the main electric motor is kept at the predetermined speed by means of the main pump assigned to it. Only at the end of the rest or idle phase of the hydraulic press, i.e. when hydraulic fluid has to be pumped again, is the main electric motor reconnected to the mains and supplied with electrical energy and the main pump is switched to pump mode in which it promotes the hydraulic fluid in the usual way.
  • the hydraulic fluid can be conveyed through the main pump by means of the auxiliary drive and thereby drive it.
  • the speed of the main electric motor is preferably monitored by a tachogenerator.
  • a tachogenerator can be omitted.
  • a speed signal corresponding to the ACTUAL speed of the main motor 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. If this is the case when starting up the main electric motor, the main electric motor is switched to be supplied with and driven by electrical energy. At the same time, the main pump is switched to pump mode, in which it is driven by the main electric motor and pumps the hydraulic fluid.
  • the figure 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 to a supply V of hydraulic fluid and can suck it out of the supply V and lead it to a consumer (not shown) in a line L 2 .
  • a check valve RS is arranged, which can be unlocked via a switching valve YRS.
  • a line L 3 branches off from the line L 2 , in which line an auxiliary pump P H is arranged, which is connected via a line L 4 to a supply V' of hydraulic fluid.
  • the auxiliary pump P H is driven by 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 supplies electrical energy is, 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 a tachometer generator T, which feeds a corresponding speed signal to a controller for evaluation.
  • the main pump P1 can be switched between a normal pump mode and a drive mode.
  • the main electric motor M 1 is supplied with electrical energy and set in rotation, whereby the main pump P 1 , which is in pump mode, is driven and thereby hydraulic fluid from the supply V via the line L 1 sucks in and feeds through the check valve RS in line L 2 to the consumer.
  • the main electric motor M 1 is switched off using the switch K, which also causes the main pump P 1 to come to a standstill or at least to increase its speed is countersunk.
  • the check valve RS is first 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 in from the reservoir V' by the auxiliary pump P H , which is driven by the auxiliary electric motor M H , and fed to the reservoir V via the line L 3 and the line L 2 by the main pump P 1 .
  • the hydraulic fluid flows through the main pump P 1 , which is in its drive mode, ie it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thus drives the main electric motor M 1 , as a result of which the latter is run up.
  • the speed of the main electric motor M 1 is detected by the tachogenerator T.
  • the switch K is activated, thereby electrically energizing and driving the main electric motor M 1 .
  • the associated main pump P 1 is switched back to pump mode, in which it is driven by the main electric motor M 1 .
  • the check valve RS is blocked again and the release valve Y is closed again, so that the hydraulic fluid can be supplied from the supply V to the consumer in the manner mentioned.
  • the main electric motor M 1 In a relatively short idling phase of the hydraulic press, the main electric motor M 1 is kept at a predetermined speed.
  • the hydraulic fluid is supplied to the supply V by the auxiliary pump P H from the supply V′ through the main pump P 1 in the manner mentioned.
  • the main pump P 1 which is in its drive mode, is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thus drives the main electric motor M 1 .
  • the controller recognizes that the main pump P 1 is in its drive mode and is being 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 kept by the main pump P 1 at a desired speed, in particular close to the idle speed, which is monitored by the tachometer generator T and controlled by the controller.
  • the main electric motor M 1 is reconnected to the electrical power supply via the switch K and the main pump P 1 is switched back to the pump mode in which it is driven by the main electric motor M 1 .
  • the valves are switched in such a way that the hydraulic fluid can be supplied from the supply V to the consumer in the manner mentioned.
  • FIG. 2 showed a section of the hydraulic circuit arrangement of a hydraulic press.
  • a first main pump P 1 is connected via a line L 1 to a supply V 1 of hydraulic fluid and can draw it in from the supply V 1 and feed it to a consumer (not shown) in a line L 2 .
  • a check valve RS is arranged, which can be 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 a tachometer generator T, which feeds 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 is arranged parallel to the first main pump P 1 , which is connected via a line L 5 to a supply V 2 of hydraulic fluid and draws it from the supply V 2 and into a line L 6 the can supply consumers not shown.
  • a further check valve RS2 is arranged in the line L 6 and the lines L 2 and L 6 are combined downstream of the check valve RS2.
  • the second main pump P 2 is connected to a second main electric motor M 2 which is supplied with electrical energy which can be switched on and off by means of a switch K in the form of a contactor.
  • 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 respectively Hydraulic fluid is drawn in from the respective reservoir V 1 or V 2 via lines L 1 or L 5 and fed to the consumer via lines L 2 or L 6 .
  • the first main electric motor M 1 is switched off by means of the switch K, which also causes the first main pump P 1 to come to a standstill or at least its speed is greatly lowered.
  • the second main electric motor M 2 continues to run, with the second main pump P 2 , which has an adjustable delivery rate, being switched to zero, ie delivering no hydraulic fluid.
  • the check valve RS is first unlocked via the switching valve YRS .
  • the hydraulic fluid is then drawn from the reservoir V 2 by the second main pump P 2 , which is driven by the second main electric motor M 2 , via the lines L 6 and L 2 through the first main pump P 1 to the reservoir V 1 supplied.
  • the hydraulic fluid flows through the first main pump P 1 , which is in its drive mode, ie it is driven by the hydraulic fluid flowing through it and thus drives the first main electric motor M 1 , causing it to run up.
  • the speed of the first main electric motor M 1 is detected by the tachometer generator.
  • the switch K When the controller determines that the speed of the first main electric motor M 1 has reached a desired speed, the switch K is activated, thereby electrically energizing and driving the first main electric motor M 1 . At the same time, the associated first main pump P 1 is switched back to pump mode, in which it is driven by the first main electric motor M 1 . The check valve RS is blocked again, so that the hydraulic fluid can be supplied to the consumer 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 .
  • the first main electric motor M 1 is disconnected from the electrical power supply by means of the switch K, but is kept at a predetermined speed by the first main pump P 1 , the first main pump P 1 is in its drive mode and is driven by the hydraulic fluid delivered by the second main pump P 2 . Details are in connection with figure 1 described, but now the auxiliary drive is formed by the second main pump P 2 .
  • FIG 3 shows a hydraulic circuit arrangement of a press which is not according to the invention.
  • a main pump P 1 is connected via a line L 1 to a supply V of hydraulic fluid and can draw it in from the supply V and feed it in a line L 2 to a consumer, which in the exemplary embodiment shown is controlled by a hydraulically adjustable tappet S is formed, which is adjustably received and guided in a cylinder Z.
  • a check valve RS which can be unlocked via a switching valve YRS, and a release valve Y are arranged in the line L 2 .
  • 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 a tachometer generator T, which feeds a corresponding speed signal to a controller for evaluation.
  • the main pump P1 can be switched between a normal pump mode and a drive mode.
  • the main electric motor M 1 is supplied with electrical energy and set in rotation, whereby the main pump P 1 is driven, which thereby pumps hydraulic fluid from the supply V via the Line L 1 sucks in and feeds through the check valve RS and through the release valve Y to the cylinder Z.
  • the main electric motor M 1 In an idle phase, ie when no hydraulic fluid has to be conveyed to the consumer, the main electric motor M 1 is switched off by means of the switch K, as a result of which the main pump P 1 also comes to a standstill.
  • the check valve RS In order to start up the main electric motor M1 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 drive mode.
  • the displacement of the ram S in the cylinder Z displaces the hydraulic fluid from the cylinder Z and conveys it through the line L 2 and the line L 1 into the supply V, with the main pump P 1 flowing through and being driven thereby. In this way, the main pump P 1 drives the main electric motor M 1 , causing it to start up.
  • the speed of the main electric motor M 1 is detected by the tachogenerator T. As soon as the desired speed of the electric motor M1 has been reached, the switch K is activated, as a result of which the main electric motor M1 is supplied with electrical energy and driven.
  • the main pump P 1 remains in its drive mode until a predetermined position of the ram is reached. The main pump P 1 is then switched to the pump mode, so that the hydraulic fluid can be sucked in from the supply V by means of the main pump P 1 in the manner mentioned and can be supplied to the cylinder Z.

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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.
  • In der WO 2012/055579 A9 ist eine hydraulische Presse gezeigt, bei der die beim Absenken des Kolbens verdrängte Hydraulikflüssigkeit durch eine 1. Pumpe hindurch in einen Vorratstank und zusätzlich durch eine 2. Pumpe hindurch in eine andere Zylinderkammer gefördert wird. Auf diese Weise kann mittels der Servomotoren in üblicher Weise elektrische Energie zurückgewonnen werden, die abgespeichert wird. Zu diesem Zweck werden die den Pumpen zugeordneten Elektromotoren als Generatoren betrieben. Eine entsprechende Energie-Rückgewinnung ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sondern diese betrifft ein Motor-Hochfahr-Konzept, um übermäßige Schaltbewegungen des Elektromotors zu vermeiden, wie es oben dargestellt ist.
  • 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 durch ein Verfahren gemäß einem der nebengeordneten Ansprüche 1 bis 4 gelöst.
  • In den Ausgestaltungen gemäß den Ansprüche 1 oder 2 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, und dass die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs durch die Haupt-Pumpe gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe den Haupt-Elektromotor antreibt, wobei 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.
  • Bei dem Hilfsantrieb handelt es sich in einer Ausgestaltung der Erfindung um einen Hilfs-Elektromotor, der eine Hilfs-pumpe 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 der Erfindung bildet einer der Haupt-Elektromotoren zusammen mit der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe den Hilfsantrieb und fördert die Hydraulikflüssigkeit durch die zumindest eine weitere Haupt-Pumpe, wodurch diese angetrieben wird und ihrerseits den ihr zugeordneten weiteren Haupt-Elektromotor auf die gewünschte Drehzahl bringt oder auf dieser hält.
  • 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 gemäß den Ansprüchen 3 oder 4 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.
  • Bei dem Hilfsantrieb handelt es sich in einer Ausgestaltung der Erfindung um einen Hilfs-Elektromotor, der eine Hilfs-pumpe 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 der Erfindung bildet einer der Haupt-Elektromotoren zusammen mit der ihm zugeordneten Haupt-Pumpe den Hilfsantrieb und fördert die Hydraulikflüssigkeit durch die zumindest eine weitere Haupt-Pumpe, wodurch diese angetrieben wird und ihrerseits den ihr zugeordneten weiteren Haupt-Elektromotor auf die gewünschte Drehzahl bringt oder auf dieser hält.
  • 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.
  • 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 nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform
  • 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 nicht erfindungsgemäße hydraulische Schaltungsanordnung einer Presse. 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 (6)

  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, wobei 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, und wobei die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (MH, PH) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, wobei der Hilfsantrieb ein Hilfs-Elektromotor (MH) ist, der eine Hilfs-Pumpe (PH) antreibt, mittels der die Hydraulikflüssigkeit durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, und wobei 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 und auf eine vorbestimmte Drehzahl hochgefahren wird, wobei 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, und wobei die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (M2, P2) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, wobei 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, und wobei der Haupt-Elektromotor (M1) bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P1) in einen Pumpenmodus geschaltet wird.
  3. 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, wobei 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, und wobei die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (MH, PH) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, wobei der Hilfsantrieb ein Hilfs-Elektromotor (MH) ist, der eine Hilfs-Pumpe (PH) antreibt, mittels der die Hydraulikflüssigkeitdurch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, und wobei der Haupt-Elektromotor (M1) anschließend wieder mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P1) in einen Pumpenmodus geschaltet wird.
  4. 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, wobei 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, und wobei die Hydraulikflüssigkeit mittels eines Hilfsantriebs (M2, P2) durch die Haupt-Pumpe (P1) gefördert wird, so dass die Haupt-Pumpe (P1) den Haupt-Elektromotor (M1) antreibt, wobei 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, und wobei der Haupt-Elektromotor (M1) bei Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl mit elektrischer Energie versorgt und die Haupt-Pumpe (P1) in einen Pumpenmodus geschaltet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Haupt-Elektromotors (M1) überwacht und ein entsprechendes Drehzahl-Signal einer Steuerung zugeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, 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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