JP6899627B2 - Fluid circuits and machines with fluid circuits - Google Patents
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Description
本発明は、流体式被駆動機械を制御するための、または流体消費装置を制御するための流体回路を出発点とする。本発明はさらに、流体回路によって制御可能な少なくとも1つの流体消費装置を有する機械に関する。 The present invention starts with a fluid circuit for controlling a fluid driven machine or for controlling a fluid consuming device. The present invention further relates to a machine having at least one fluid consuming device that can be controlled by a fluid circuit.
後に公開される独国特許出願第102012019665号明細書にはプレスを制御するための流体回路が開示されている。このプレスは、例えば、被加工物に押圧力を加えるために上部ツールと下部ツールを有しかつ被加工物を加工するための深絞り機械、打ち抜き機械またはプレス装置である。上記の流体回路は、排出制御部および弁制御部を有する。 German Patent Application No. 102012009665, which will be published later, discloses a fluid circuit for controlling the press. The press is, for example, a deep drawing machine, punching machine or press device having an upper tool and a lower tool to apply pressing force to the work piece and for machining the work piece. The above fluid circuit has a discharge control unit and a valve control unit.
さらに従来技術からは、ダイクッション応用または打ち抜き/ニブリング応用に対し、極めて高い動的特性を有するシリンダシステムまたはアクチュエータ(ダブルロッドまたは差動シリンダ)が公知であり、これらによって少なくとも1つのシリンダのポジション制御および力制御が行われる。このために極めて高い動的特性を有する複数のサーボ弁が制御に使用され、これらのサーボ弁は、大きな体積流量および大きな圧力に対して設計されており、また複数の制御プレート内に設けられている。これらの制御プレートは、不利なことにも極めて大きな所要スペースが必要であり、また数トンもの大きな重量を有する。制御プレートは、制御対象のシリンダに直接配置することができる。圧力媒体供給のため、大きな複数のアキュムレータが設けられており、これらのアキュムレータは一般的に、制御プレートを有する、シリンダの制御ブロックに直接配置される。アキュムレータに充填するため、圧力切換器および充填弁を備えた定量ポンプまたは圧力制御ポンプを有する供給ユニットを設けることができる。この供給ユニットは、上記シリンダおよび制御ブロックから流体的および空間的に離隔されている。この供給ユニットは、構成が簡単で、大きな設置スペースを有し、かつ大出力(例えばダイクッション応用において150ないし250kWの出力)のモータ・ポンプ駆動器である。この供給ユニットに対し、大きな設置スペースを有する(例えばダイクッション応用において300ないし500kWの出力を有する)冷却器・フィルタ循環路が使用され、また(例えばダイクッション応用において6000ないし12000リットルの容量を有する)複数のタンクが使用される。この場合に1つまたは複数のシリンダの供給および制御は、複数のサーボ弁によって行われる。したがってこれらのサーボ弁により、上ですでに説明したように、大きな体積流量(Qmax)が制御され、またこれらのサーボ弁は、大きな圧力差(デルタp−max)に対して設計される。制御時には不利なことにも大きな出力損失が発生し、この出力損失は、圧力媒体ないしはオイルの温度を上昇させ、さらにオイルを急速に劣化させてしまうのである。 Further, prior art knows cylinder systems or actuators (double rods or differential cylinders) with extremely high dynamic characteristics for die cushioning or punching / nibbling applications, which control the position of at least one cylinder. And force control is performed. For this purpose, multiple servo valves with extremely high dynamic characteristics are used for control, and these servo valves are designed for large volumetric flow rates and large pressures, and are provided in multiple control plates. There is. These control plates, at their disadvantage, require extremely large space requirements and weigh as much as tons. The control plate can be placed directly on the cylinder to be controlled. Large plurality of accumulators are provided for pressure medium supply, and these accumulators are generally placed directly on the control block of the cylinder, which has a control plate. For filling the accumulator, a supply unit with a metering pump or pressure control pump equipped with a pressure switch and a filling valve can be provided. The supply unit is fluidly and spatially separated from the cylinder and control block. This supply unit is a motor / pump drive with a simple configuration, a large installation space, and a high output (for example, an output of 150 to 250 kW in a die cushion application). For this supply unit, a cooler / filter circulation path with a large installation space (eg with an output of 300-500 kW in a die-cushion application) is used and has a capacity of 6000-12000 liters (eg in a die-cushion application). ) Multiple tanks are used. In this case, the supply and control of one or more cylinders is performed by a plurality of servo valves. Therefore, these servo valves control a large volume flow rate (Qmax), as already described above, and these servo valves are designed for a large pressure difference (delta p-max). At the time of control, a large output loss is unfavorably generated, and this output loss raises the temperature of the pressure medium or the oil, and further deteriorates the oil rapidly.
本発明の課題は、流体回路を提供し、この流体回路により、装置技術的に簡単に、流体式被駆動機械を極めて高い動的特性かつ高精度で制御可能にし、しかも上で挙げた欠点が解決されるようにすることである。さらに本発明の課題は、このような流体回路を有する流体式被駆動機械を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fluid circuit, which makes it possible to easily control a fluid driven machine with extremely high dynamic characteristics and high accuracy in terms of device technology, and has the drawbacks mentioned above. To be resolved. A further object of the present invention is to provide a fluid driven machine having such a fluid circuit.
流体回路についての上記の課題は、請求項1に記載した特徴的構成により、また流体式被駆動機械についての上記の課題は、請求項15に記載した特徴的構成によって解決される。 The above-mentioned problem with respect to a fluid circuit is solved by the characteristic configuration according to claim 1, and the above-mentioned problem with respect to a fluid driven machine is solved by the characteristic structure according to claim 15.
本発明のその他の有利な発展形態は、別の従属請求項に記載されている。 Other advantageous developments of the invention are set forth in another dependent claim.
本発明では、流体式被駆動機械を、特にプレスを、特に機械的なプレスにおけるダイクッション軸を、特にニブリング機械における打ち抜き軸を制御するための流体回路が設けられる。この回路は、流体的に互いに並列に配置されている排出制御部および弁制御部を有する。この排出制御部は、ディスプレーサを、特に(有利には4象限動作に使用可能な)流体機械を有しており、この流体機械は有利にはそれぞれ圧力媒体を供給および排出可能な2つのポートを有している。この流体機械のそれぞれのポートは、1つずつの流路を介して上記流体式被駆動機械に接続されており、これによって閉じた流体回路を形成することができる。これに対し、上記弁制御部は、開いた流体回路において上記機械に接続可能である。これにより、この弁制御部は、開いた回路として動作される。 In the present invention, a fluid circuit is provided for controlling a fluid driven machine, particularly a press, a die cushion shaft in a mechanical press, and a punching shaft in a nibbling machine. This circuit has a discharge control unit and a valve control unit that are fluidly arranged in parallel with each other. This discharge control unit has a displacer, especially a fluid machine (which can advantageously be used for four quadrant operation), which advantageously has two ports capable of supplying and discharging a pressure medium, respectively. Have. Each port of the fluid machine is connected to the fluid driven machine via one flow path, whereby a closed fluid circuit can be formed. On the other hand, the valve control unit can be connected to the machine in an open fluid circuit. As a result, this valve control unit operates as an open circuit.
この解決手段により、高い動的特性でエネルギ最適に流体式被駆動機械を制御することができる。上記機械が、例えばシリンダを有する場合、排出制御部により、このシリンダを高速に伸縮させることができる。この場合には並列な弁制御部により、上記開回路を介してシリンダのアクティブかつ正確な制御を行うことができる(容積/圧力の供給および排出調量)。弁制御部は一般的に排出制御よりも格段に小型に構成されるため、この弁制御部は、装置技術的に簡単に、流体的に見てより近接して、例えば流体式被駆動機械のシリンダに配置することができるため、流体流路が短縮され、また弁制御部と流体式被駆動機械との間で流体的な剛性が高まり、これによって制御良度も高まる。したがって上記流体制御によって「流体ばね」が短縮されることにより、最適な制御特性が得られる。 With this solution, it is possible to control the fluid driven machine with high dynamic characteristics and energy optimum. When the machine has, for example, a cylinder, the discharge control unit can expand and contract the cylinder at high speed. In this case, the parallel valve control unit can perform active and accurate control of the cylinder via the open circuit (volume / pressure supply and discharge metering). Since the valve control unit is generally constructed to be much smaller than the discharge control unit, this valve control unit is technically simpler in terms of equipment and is closer in terms of fluid, for example, in a fluid driven machine. Since it can be arranged in the cylinder, the fluid flow path is shortened, and the fluid rigidity between the valve control unit and the fluid driven machine is increased, thereby increasing the controllability. Therefore, the "fluid spring" is shortened by the above-mentioned fluid control, so that the optimum control characteristics can be obtained.
したがって本発明による回路により、例えばダイクッション応用または打ち抜き/ニブリング応用のような高い動的特性を有するシリンダシステムを駆動することができ、冒頭に説明した従来技術に比べて、極めて小さい弁制御部を使用することができ、これによって出力損失が格段に低減される。上記応用の速度は、例えば500と1500mm/sとの間にあり、および/または、応用の最大速度には、例えば5ないし10mmのような最短変位で到達することができ、および/または、応用の最大速度には、例えば5ないし10msのような最短時間で到達することができ、および/または、応用の最大の力には、例えば5ないし10msのような最短時間で到達することができ、この際にこの最大の力は、例えば20,50,100,150または200トンになり得る。 Therefore, the circuit according to the present invention can drive a cylinder system having high dynamic characteristics such as die cushion application or punching / nibbling application, and can provide an extremely small valve control unit as compared with the prior art described at the beginning. It can be used, which significantly reduces output loss. The speed of the application is, for example, between 500 and 1500 mm / s, and / or the maximum speed of the application can be reached with the shortest displacement, eg 5-10 mm, and / or the application. The maximum speed of can be reached in the shortest time, eg 5-10 ms, and / or the maximum force of the application can be reached in the shortest time, eg 5-10 ms. At this time, this maximum force can be, for example, 20, 50, 100, 150 or 200 tons.
本発明による回路によれば、すでに上で引き合いに出したように、例えばダイクッション応用または打ち抜き/ニブリング応用のような高い動的特性を有するシリンダシステムに、比較的設置スペースの小さな弁制御部を使用することができる。従来技術では上記のような応用に対して一般的に呼び寸法25,32,50または63の複数の弁が使用される。本発明によれば、これらの弁は上記の排出制御部によって置き換えられ、これらの排出制御部は、有利には大きく、慣性が小さく、極めて高い動的特性を有する。流体モータとして、例えば、有利に1,2または5リットル/回転を搬送するHagglunds社のモータを使用することができる。有利には排出制御部を設計して、この排出制御部が、低い回転数で大きな行程容積を有し、例えば、約500回転/分により、約2500リットル/分が得られる。このような比較的低い回転数は、すなわち例えば約500回/分は、これまで一般的であった約3000回/分の回転数に比べてより迅速に到達可能である。 According to the circuit according to the present invention, as already cited above, a valve control unit having a relatively small installation space is provided in a cylinder system having high dynamic characteristics such as a die cushion application or a punching / nibbling application. Can be used. In the prior art, a plurality of valves with nominal dimensions of 25, 32, 50 or 63 are generally used for such applications. According to the present invention, these valves are replaced by the above-mentioned discharge control units, which are advantageously large, have low inertia, and have extremely high dynamic characteristics. As the fluid motor, for example, a Hagglunds motor that advantageously conveys 1, 2 or 5 liters / revolution can be used. Advantageously, the discharge control unit is designed so that the discharge control unit has a large stroke volume at a low rotation speed, for example, at about 500 rpm, about 2500 liters / minute can be obtained. Such a relatively low rotation speed, for example, about 500 revolutions / minute, can be reached more quickly than the conventionally common revolutions of about 3000 revolutions / minute.
本発明による解決手段はさらに、冒頭で説明した20ないしは100リットルの容量を有する高圧用に設計した大型のアキュムレータないしは供給アキュムレータを置き換えることができるという利点を有する。代替品として、例えば約2リットルと4リットルとの間の小型のアキュムレータ(高圧アキュムレータ)を使用することができる。(例えば呼び寸法6または10の制御/サーボ弁を有する)弁制御部に圧力媒体をアクティブに供給するため、小型のアキュムレータで十分である。 The solution according to the invention further has the advantage of being able to replace the large accumulator or feed accumulator designed for high pressure with a capacity of 20 to 100 liters described at the outset. As an alternative, for example, small accumulators (high pressure accumulators) between about 2 liters and 4 liters can be used. A small accumulator is sufficient to actively supply the pressure medium to the valve control unit (with, for example, a control / servo valve of nominal size 6 or 10).
排出制御部に対し、特に低圧側において基本的な供給を形成するため、例えば4ないし10リットルを有するアキュムレータ(予圧力アキュムレータ)を設けることができる。付加的には上記アキュムレータ充填に対して小型の圧力制御ポンプまたは定量ポンプを設けることができる。これにより、従来技術とは異なり、(排出制御用の1つおよび弁制御部用の1つの)2つの比較的小型のアキュムレータだけが使用される。このアキュムレータを制御するため、従来技術とは異なり、小型のポンプだけしか必要なく、ひいてはこれらのポンプを駆動する、比較的出力の小さい電動モータだけしか必要ないのである。 An accumulator (pre-pressure accumulator) having, for example, 4 to 10 liters can be provided to the discharge control unit in order to form a basic supply particularly on the low pressure side. In addition, a small pressure control pump or metering pump can be provided for the accumulator filling. This allows only two relatively small accumulators (one for discharge control and one for valve control) to be used, unlike in the prior art. In order to control this accumulator, unlike the conventional technology, only a small pump is required, and by extension, only a relatively low output electric motor for driving these pumps is required.
さらに本発明による解決手段において有利であるのは、従来技術に比べて、弁制御部が比較的小型に構成できることにより、最大体積流(Qmax)および最大圧力差(デルタp−max)において、格段に少ないエネルギしか無駄にならないのである。これにより、例えば水の供給を伴う冷却体・フィルタ循環路を格段に小型に形成することができる。 Further, the solution according to the present invention is advantageous in terms of maximum volume flow (Q max ) and maximum pressure difference (delta p-max) because the valve control unit can be configured to be relatively small as compared with the prior art. Only much less energy is wasted. Thereby, for example, the cooling body / filter circulation path accompanied by the supply of water can be formed to be remarkably small.
さらに本発明による解決手段において有利であるのは、小型のタンクだけしか必要ないことである。 Further advantageous in the solution according to the invention is that only a small tank is required.
本発明の別の実施形態において、排出制御部の流体駆動出力を形成中、上記弁制御部によって同時に、あらかじめ設定した圧力制御曲線、および/または、変位制御曲線、および/または、速度制御曲線の偏差を調整可能である。これによってこの排出制御部により、例えば、流体式被駆動機械を制御するため、高い調整速度が可能になり、ひいては大きな体積流が可能になる。この場合には同時に、高い動的特性を有する弁制御部によって特に、短い切換および制御時間により、制御上の課題を最適に果たすことができる。 In another embodiment of the present invention, while forming the fluid drive output of the discharge control unit, the pressure control curve and / or the displacement control curve and / or the speed control curve preset by the valve control unit at the same time. The deviation can be adjusted. As a result, the discharge control unit controls, for example, a fluid driven machine, so that a high adjustment speed is possible, and thus a large volume flow rate is possible. In this case, at the same time, the valve control unit having high dynamic characteristics can optimally fulfill the control problem, especially with short switching and control time.
排出制御部は有利には、これが流体式被駆動機械用の駆動出力の主要部分を形成するように設計される。 The discharge control unit is advantageously designed so that it forms a major part of the drive output for the fluid driven machine.
弁制御部は有利には、これが流体式被駆動機械用の駆動出力の上記主要部分を形成できないように設計される。 The valve control unit is advantageously designed so that it cannot form the main part of the drive output for the fluid driven machine.
本発明の別の実施形態では、弁制御部は、上記機械および/または排出制御部の開始フェーズおよび/または運動フェーズおよび/または制動フェーズ中に圧力媒体を供給または排出する。 In another embodiment of the invention, the valve control unit supplies or discharges the pressure medium during the start and / or kinetic and / or braking phases of the machine and / or discharge control unit.
上記の流体機械は有利には、これが、比較的小さい慣性を有し、ひいては高い動的特性および比較的大きな行程容積を有するように構成されている。この大きな行程容積により、流体機械は有利にも、比較的少ない回転数で駆動可能である。本発明の別の実施形態において、流体機械は電動モータによって駆動することができる。この電動モータは有利には、これが比較的小さな慣性を有し、ひいては高い動的特性を有し、比較的低い回転数で使用できるように構成されている。慣性が少なくかつ容積が大きい流体機械の組み合わせにより、極めて高速に、高い動的特性(クロック数)で、また高い速度で、流体式被駆動機械を制御できる排出制御部が得られる。これにより、例えば上記機械のシリンダを高い動的特性および速度で伸縮することができる。流体機械の回転方向の変更をここでは極めて高速行うことも可能である。電動モータは、例えば高い動的特性を有するトルクモータまたはサーボモータである。電動モータと組み合わされたこのような流体機械は、例えば、後に公開される刊行物である独国特許出願第102013221410号明細書から公知である。これにより、弁制御部との組み合わせにおいて、流体式被駆動機械を高い動的特性で制御することができる。電動モータに対し、「インテリジェントな」リカバリ可能な駆動部を設けることができる(HCS)。 The fluid machinery described above is advantageously configured to have a relatively small inertia, which in turn has high dynamic properties and a relatively large stroke volume. Due to this large stroke volume, the fluid machine can advantageously be driven at a relatively low speed. In another embodiment of the invention, the fluid machine can be driven by an electric motor. This electric motor is advantageously configured to have a relatively small inertia, and thus a high dynamic characteristic, so that it can be used at a relatively low rotation speed. The combination of fluid machines with low inertia and large volume provides an emission control unit that can control the fluid driven machine at extremely high speed, high dynamic characteristics (clock number), and high speed. This allows, for example, the cylinder of the machine to be expanded and contracted with high dynamic characteristics and speed. It is also possible here to change the direction of rotation of the fluid machine at extremely high speeds. The electric motor is, for example, a torque motor or a servo motor having high dynamic characteristics. Such fluid machines combined with electric motors are known, for example, from a later published publication, German Patent Application No. 102013221410. As a result, the fluid driven machine can be controlled with high dynamic characteristics in combination with the valve control unit. An "intelligent" recoverable drive can be provided for the electric motor (HCS).
上記電動モータは有利には、制御に使用されるが、必要に応じて流体式被駆動機械の制御にも使用される。この場合に弁制御は、(制御/サーボ)弁を有することができ、この弁は付加的に上記機械を極めて高い動的特性でアクティブに制御することができ、またこの弁は、排出制御部が物理的および技術的に作用を及ぼし得ないものを弁制御部が調整するように設計される。上記弁の呼び寸法は、例えば6または10である。 The electric motor is advantageously used for control, but is also used for controlling a fluid driven machine as needed. In this case the valve control can have a (control / servo) valve, which in addition can actively control the machine with extremely high dynamic characteristics, and this valve is the discharge control unit. The valve control is designed to adjust what cannot physically and technically act. The nominal size of the valve is, for example, 6 or 10.
「アクティブ制御」とは有利には、最大圧力までアクティブに、圧力媒体を上記機械に供給しまたこの機械から排出することを意味する。 "Active control" advantageously means supplying and discharging a pressure medium to and from the machine, actively up to maximum pressure.
弁制御部は有利には制御弁を有する。この制御弁は、この場合、開回路を制御するために使用することができる。この制御弁は有利には、これが、制御すべき圧力媒体量について高い動的特性を有しかつ高い精度を有するように設計される。これにより、有利にも流体式被駆動機械を高い精度で制御するため、弁制御部が使用される。さらにこの制御弁は容易に、流体式被駆動機械に流体的に極めて近接させて配置することができる。なぜならばこの制御弁は、流体機械および電動モータに比べて、または冒頭に述べた弁に比べて所要設置スペースが小さいからである。例えば制御弁は、サーボ制御弁である。 The valve control unit preferably has a control valve. This control valve can be used in this case to control the open circuit. This control valve is advantageously designed so that it has high dynamic characteristics and high accuracy with respect to the amount of pressure medium to be controlled. As a result, a valve control unit is used to advantageously control the fluid driven machine with high accuracy. Moreover, the control valve can be easily placed in close proximity to the fluid driven machine in fluid form. This is because this control valve requires less installation space than the fluid machinery and electric motors, or compared to the valves mentioned at the beginning. For example, the control valve is a servo control valve.
この制御弁は有利には、流体式被駆動機械に可能なかぎりに近接して配置される。弁制御部は極めてコンパクトなサイズを有しており、これによって小さい制御プレートないしは小さい制御ブロックを有するため、この弁制御部は、従来技術に比べ、流体的かつ空間的に流体式被駆動機械に一層近接して配置することができる。これにより、弁装置と上記機械との間の「流体式ばね」は極めて短くなる。 This control valve is advantageously placed as close as possible to the fluid driven machine. Since the valve control unit has an extremely compact size and thus has a small control plate or a small control block, this valve control unit is more fluid and spatially fluid driven machine than the prior art. It can be placed closer together. This makes the "fluid spring" between the valve gear and the machine extremely short.
上記制御弁は別の実施形態において有利には、2つの作業ポートと、1つの圧力ポートと、1つのタンクポートとを有する。作業ポートは、流体式被駆動機械に、例えば、1つのシリンダの作業チャンバにそれぞれ接続することができる。制御弁の弁スライダを介し、第1スイッチ位置において第1作業ポートをタンクポートに、また第2作業ポートを圧力ポートに接続することができ、また第2スイッチ位置において第2作業ポートをタンクポートに、また第1作業ポートを圧力ポートに接続することができる。制御弁の弁スライダを介し、第1スイッチ位置において第1作業ポートをタンクポートに、また第2作業ポートを圧力ポートに接続することができ、また第2スイッチ位置において第2作業ポートをタンクポートに、また第1作業ポートを圧力ポートに接続することができる。制御弁が、有利には第1および第2スイッチ位置の間に設けられている第3スイッチ位置を有することも考えられる。この第3スイッチ位置では、弁スライダは、例えばすべてのポートを絞って互いに接続し、これによって流体式被駆動機械ないしはシリンダを安全対策として圧力調整することができる。制御弁の弁スライダは有利には連続的に調整可能である。 The control valve advantageously has two working ports, one pressure port and one tank port in another embodiment. The work port can be connected to a fluid driven machine, for example, to the work chamber of one cylinder. The first working port can be connected to the tank port at the first switch position, the second working port can be connected to the pressure port at the first switch position, and the second working port can be connected to the tank port at the second switch position via the valve slider of the control valve. Also, the first working port can be connected to the pressure port. The first working port can be connected to the tank port at the first switch position, the second working port can be connected to the pressure port at the first switch position, and the second working port can be connected to the tank port at the second switch position via the valve slider of the control valve. Also, the first working port can be connected to the pressure port. It is also conceivable that the control valve preferably has a third switch position provided between the first and second switch positions. At this third switch position, the valve sliders can, for example, throttle all ports and connect to each other, thereby adjusting the pressure of the fluid driven machine or cylinder as a safety measure. The valve slider of the control valve is advantageously continuously adjustable.
本発明の別の実施形態では、有利には切換弁として構成されている遮断弁が設けられている。この遮断弁によれば、制御弁を流体機械からデカップリングすることができる。有利にはこの遮断弁は、流体的に制御弁と上記機械との間に配置されている。 In another embodiment of the present invention, a shutoff valve configured as a switching valve is advantageously provided. According to this shutoff valve, the control valve can be decoupled from the fluid machine. Advantageously, the shutoff valve is fluidly arranged between the control valve and the machine.
上記遮断弁は、2つの入力ポートを有することができ、各入力ポートは、制御弁の各作業ポートに接続されている。さらに遮断弁は、上記機械に接続可能な2つの作業ポートを有する。 The shutoff valve can have two input ports, each input port being connected to each working port of the control valve. In addition, the shutoff valve has two work ports that can be connected to the machine.
有利には制御弁の圧力ポートにアキュムレータが接続されている。このアキュムレータは、流体式被駆動機械に必要な作動圧が得られるように設計することができる。アキュムレータは有利には高圧アキュムレータである。このアキュムレータは、例えば、放出弁を介して、および/または、圧力制限弁を介してタンクに接続可能である。さらに高圧アキュムレータ用の圧力測定器を設けることができる。 Advantageously, an accumulator is connected to the pressure port of the control valve. The accumulator can be designed to obtain the working pressure required for the fluid driven machine. The accumulator is advantageously a high pressure accumulator. The accumulator can be connected to the tank, for example, via a release valve and / or via a pressure limiting valve. Further, a pressure measuring device for a high pressure accumulator can be provided.
アキュムレータとは択一的にまたはこれに付加的に、制御弁の圧力ポートに流体ポンプを接続することができる。この流体ポンプは有利には、圧力・搬送流制御の流体ポンプである。有利にはこの流体ポンプと制御弁の圧力ポートとの間に逆止弁を配置する。この逆止弁は、圧力媒体流れ方向に制御弁に向かって開く。 Alternatively or additionally to the accumulator, a fluid pump can be connected to the pressure port of the control valve. This fluid pump is advantageously a pressure / transport flow controlled fluid pump. Advantageously, a check valve is placed between the fluid pump and the pressure port of the control valve. This check valve opens toward the control valve in the pressure medium flow direction.
本発明の別の実施形態では、予圧力装置が設けられており、この予圧力装置により、上記の2つの流路のうちの1つまたは2つの流路に、あらかじめ設定した圧力を流体にあらかじめ加えることができるかまたはこの圧力が加えられている。この予圧力装置は、逆止弁を介して2つの流路のうちの1つ接続することができるか、またはそれぞれ逆止弁を介して各流路に接続することができる。この逆止弁は、圧力媒体流れ方向に、流路に向かって開く。予圧力装置は有利には、1つまたは2つの流路に接続されているアキュムレータを有している。この接続は、1つまたは複数の逆止弁を介して行われる。このアキュムレータは、放出弁を介して、および/または、圧力制御弁を介してタンクに接続可能である。有利には付加的に圧力測定器が設けられる。このアキュムレータは、本発明の別の実施形態において、必要な予圧力が得られ、これによってこのアキュムレータが有利には低圧アキュムレータとなるように設計される。アキュムレータとは択一的にまたはこれに付加的に、予圧力のための弁を、特に圧力低減弁を設けることができる。予圧力を加えるため、この圧力低減弁は流体ポンプに、特に定量ポンプに接続される。 In another embodiment of the present invention, a prepressure device is provided, which preloads a fluid with a preset pressure in one or two of the above two channels. Can be applied or this pressure is applied. The prepressure device can be connected to one of the two flow paths via a check valve, or can be connected to each flow path via a check valve, respectively. This check valve opens toward the flow path in the pressure medium flow direction. The prepressure device advantageously has an accumulator connected to one or two channels. This connection is made via one or more check valves. The accumulator can be connected to the tank via a release valve and / or via a pressure control valve. Advantageously, a pressure measuring instrument is additionally provided. The accumulator is designed so that, in another embodiment of the invention, the required prepressure is obtained, which makes the accumulator advantageously a low pressure accumulator. Alternatively or additionally to the accumulator, a valve for preloading, especially a pressure reducing valve, may be provided. To apply prepressure, this pressure reduction valve is connected to a fluid pump, especially to a metering pump.
上記流体回路を洗浄するため、洗浄装置が設けられており、この洗浄装置は、少なくとも1つの流路に接続されており、かつ、少なくとも1つの流路からの圧力媒体を介して解放することができる。この洗浄装置は、上記機械の圧力制御および/または変位制御および/または速度制御の際の影響を比較的少なくするかまたはこれを回避するように構成することができる。この洗浄装置の駆動制御は、すなわち洗浄過程は、例えば、上記機械の動作時における被加工物交換時またはシリンダがポジション制御において「静止しているべき」である場合に行われ、これによって実際の加工処理時には洗浄装置が非アクティブ化され、制御にマイナスの影響が及ばないようにする。この洗浄装置は、調整可能なスロットルを介して上記流路に接続されている。洗浄装置が2つの流路に接続される場合、この洗浄装置は、調整可能なスロットルを介して流路にそれぞれ接続される。さらにこの洗浄装置は、洗浄弁を有しており、この洗浄弁により、1つまたは2つの流路とタンクとの間の圧力媒体ポートを開制御および閉制御することができる。上記スロットルは有利には2つの流路と、洗浄弁との間に配置されている。この洗浄弁は、例えば、手動または電磁的または流体式に操作可能である。この洗浄弁を圧力を逃がすための安全弁として使用することも考えられる。 A cleaning device is provided to clean the fluid circuit, which is connected to at least one flow path and can be released via a pressure medium from at least one flow path. it can. The cleaning device can be configured to relatively reduce or avoid the effects of pressure control and / or displacement control and / or speed control of the machine. The drive control of this cleaning device, i.e., the cleaning process, is performed, for example, when the workpiece is being replaced during the operation of the machine or when the cylinder is "should be stationary" in position control, thereby the actual operation. The cleaning equipment is deactivated during the processing process to prevent negative impact on control. The cleaning device is connected to the flow path via an adjustable throttle. If the cleaning device is connected to two channels, the cleaning device is connected to each of the channels via an adjustable throttle. Further, the cleaning device has a cleaning valve, which can open and close the pressure medium port between one or two flow paths and the tank. The throttle is advantageously located between the two channels and the wash valve. The wash valve can be operated, for example, manually or electromagnetically or fluidly. It is also conceivable to use this cleaning valve as a safety valve for releasing pressure.
有利には上記排出制御部および弁制御部をそれぞれ2重に保護して監視する。排出制御部および弁制御部の上記機械に通じる1つまたは2つの上記流路において、1つ(または2つ)の安全弁を配置することができる。この安全弁の閉状態において、対応する流路を遮断し、安全弁の開状態において、対応する流路を開くことが可能である。各流路に1つの安全弁が設けられる場合、遮断された流路において、この安全弁によってハイドリック式被駆動機械を流体的に遮断することができる。1つの遮断弁または各遮断弁は、リミットスイッチ弁を介して開制御および閉制御することができる。ここで実際に一般的に意図しているのは、要求される性能レベルまたは安全カテゴリに応じて、2つの流路(68,70)において安全弁(112,114)を相前後して2重に設置することもできること、また設置しなければならないことである。 Advantageously, the discharge control unit and the valve control unit are double protected and monitored. One (or two) safety valves can be arranged in one or two of the above flow paths leading to the machine of the discharge control unit and the valve control unit. In the closed state of the safety valve, the corresponding flow path can be shut off, and in the open state of the safety valve, the corresponding flow path can be opened. When one safety valve is provided in each flow path, the hydric driven machine can be fluidly shut off by this safety valve in the shut-off flow path. One shutoff valve or each shutoff valve can be open and closed controlled via a limit switch valve. What is generally intended here is to double the safety valves (112, 114) back and forth in the two channels (68, 70), depending on the required performance level or safety category. It can and must be installed.
この場合に遮断弁および/または制御弁の第3スイッチ位置との組み合わせた上記安全弁は、上記弁制御部に対して2重ないしは3重の保護することができる。 In this case, the safety valve combined with the shutoff valve and / or the third switch position of the control valve can provide double or triple protection against the valve control unit.
安全弁と、排出制御部用の電気保護回路と組み合わせることによっても同様に2重に保護が行われる。この保護回路は、流体機械の駆動部に設けることができる。この保護回路により、例えば、流体機械の駆動部の一層安全な駆動イネーブルが行われる。さらに、例えば、この保護回路により、流体機械を駆動可能な電動モータにおける停止ブレーキを制御することができる。 Similarly, double protection is provided by combining the safety valve with the electric protection circuit for the discharge control unit. This protection circuit can be provided in the drive unit of the fluid machine. This protection circuit provides, for example, a safer drive enablement of the drive unit of the fluid machine. Further, for example, this protection circuit can control a stop brake in an electric motor capable of driving a fluid machine.
有利には論理弁として構成することが可能な、各安全弁の弁要素には、第1圧力チャンバ(シリンダチャンバ)によって閉方向に圧力媒体を供給することができ、さらに第2圧力チャンバ(リングチャンバ)によって開方向に圧力媒体を供給することができる。各リミッタスイッチ弁を介して、各論理弁の第1圧力チャンバおよび第2圧力チャンバを交互にタンクまたは圧力媒体源に接続することができる。 A pressure medium can be supplied in the closing direction by a first pressure chamber (cylinder chamber) to the valve elements of each safety valve, which can advantageously be configured as a logic valve, and a second pressure chamber (ring chamber). ) Can supply the pressure medium in the open direction. Through each limiter switch valve, the first pressure chamber and the second pressure chamber of each logic valve can be alternately connected to the tank or the pressure medium source.
さらに出力ポートおよび2つの入力ポートを有する方向制御弁を設けることができ、この方向制御弁により、圧力が最も高い入力ポートと出力ポートとが接続される。この出力ポートには、それぞれリミットスイッチ弁を接続し、これによってこの出力ポートと、各論理弁の複数の圧力チャンバのうちの1つを接続することができる。この場合、方向制御弁の第1入力ポートには予圧システムを、また第2入力ポートには2つの流路のうちの1つの接続することができる。 Further, a directional control valve having an output port and two input ports can be provided, and the directional control valve connects the input port having the highest pressure and the output port. A limit switch valve is connected to each of the output ports, whereby this output port can be connected to one of a plurality of pressure chambers of each logic valve. In this case, the preload system can be connected to the first input port of the directional control valve, and one of the two flow paths can be connected to the second input port.
上記2つの流路は有利には、少なくとも1つの圧力制限弁を介して互いに接続可能である。この圧力制限弁は、例えば、逃がしを有する予制御された圧力制限弁である。この逃がしは有利にはリリーフ弁によって行われる。圧力制限弁の弁要素には、弁制御部のアキュムレータの圧力媒体を閉方向に加えることができる。本発明の別の実施形態において、上記2つの流路は、上で説明した様相に対応して構成されている2つの圧力制限弁を介して接続可能である。ここで1つの圧力制限弁は、第1流路における圧力媒体によって操作可能であり、別の1つの圧力制限弁は、第2流路の圧力媒体によって操作可能である。 The two channels are advantageously connectable to each other via at least one pressure limiting valve. This pressure limiting valve is, for example, a pre-controlled pressure limiting valve having a relief. This relief is advantageously provided by a relief valve. The pressure medium of the accumulator of the valve control unit can be applied to the valve element of the pressure limiting valve in the closing direction. In another embodiment of the invention, the two channels are connectable via two pressure limiting valves configured corresponding to the aspects described above. Here, one pressure limiting valve can be operated by the pressure medium in the first flow path, and another pressure limiting valve can be operated by the pressure medium in the second flow path.
有利には別の圧力制限弁が設けられており、この圧力制限弁を介してタンクに至る1つの流路または2つの流路の圧力を逃がすことができる。この圧力制限弁は、上で説明した圧力制限弁の1つまたは複数の対応する様相に対応して構成することができる。圧力制限弁は、逆止弁を介して各流路に接続されており、この逆止弁はそれぞれ、圧力媒体流れ方向に見て流路に向かって閉じる。 Advantageously, another pressure limiting valve is provided, through which the pressure in one or two flow paths leading to the tank can be released. The pressure limiting valve can be configured corresponding to one or more corresponding aspects of the pressure limiting valve described above. The pressure limiting valve is connected to each flow path via a check valve, and each of the check valves closes toward the flow path when viewed in the pressure medium flow direction.
本発明では、流体式被駆動機械は、上記の複数の様相のうちの1つによる回路によって制御される流体シリンダを有する。ここでは上記の複数の様相のうちの1つによる回路によって制御される第2流体シリンダを設けることが可能である。 In the present invention, the fluid driven machine has a fluid cylinder controlled by a circuit according to one of the plurality of aspects described above. Here, it is possible to provide a second fluid cylinder controlled by a circuit according to one of the plurality of aspects described above.
上記シリンダは、例えば差動シリンダまたはダブルロッドシリンダであり、ダブルロッドシリンダでは有利にも圧力媒体容積調整を行う必要がない。 The cylinder is, for example, a differential cylinder or a double rod cylinder, and the double rod cylinder does not need to advantageously adjust the volume of the pressure medium.
上記機械は有利には機械式プレスであり、シリンダはダイクッション軸を構成する。 The machine is advantageously a mechanical press and the cylinder constitutes a die cushion shaft.
択一的には上記機械は、ニブリング機械である。 Alternatively, the machine is a nibbling machine.
本発明による流体回路および本発明による流体式被駆動機械の複数の実施例は、図面に示されている。ここではこれらの図面の図に基づき、本発明を詳しく説明する。 A plurality of examples of the fluid circuit according to the present invention and the fluid driven machine according to the present invention are shown in the drawings. Here, the present invention will be described in detail based on the drawings of these drawings.
図1によれば、流体式被駆動機械1は、第1シリンダ2および第2シリンダ4を有する。機械1は、例えば、機械式プレスであり、シリンダ4はダイクッション軸を構成し得る。第1シリンダ2は、第1流体回路6を介し、また第2シリンダ4は、実質的には同じ第2流体回路8を介して制御される。流体回路6および8はそれぞれ、排出制御部10ないしは12および弁制御部14ないしは16を有する。各回路6,8の排出制御部10,12および弁制御部14,16はここでは、流体的に互いに並列に配置されている。
According to FIG. 1, the fluid driven machine 1 has a
以下ではシリンダ2の回路6に基づき、回路6,8の構成を詳しく説明する。排出制御部10は、4象限動作に使用可能な流体機械18を有する。この流体機械は、これが大きな行程容積および小さな慣性を有するように設計されている。さらに流体機械18は2つのポートA1,A2を有する。流体機械は、制御された電動モータ20によって低回転数で駆動可能である。この電動モータは、慣性の小さいトルクモータである。さらにこの電動モータは、これが低回転数で使用できるように設計されている。慣性が小さいことと回転数が低いことにより、このトルクモータは大きな動的特性を有する。上記のように設計されている電動モータ20と流体機械18との組み合わせにより、極めて時間内に大きな体積流を移動させることができる排出制御が得られ、これにより、シリンダ2のピストン22は、高い速度で伸縮可能である。さらにピストンを急速に方向転換することができる。
Hereinafter, the configurations of the circuits 6 and 8 will be described in detail based on the circuit 6 of the
図1によれば、ピストン22は片側がピストンロッド24に接続されている。ピストン22は、シリンダ2において第1シリンダチャンバ26と、第2シリンダチャンバ28とを分離している。第1シリンダチャンバ26は、流路30を介して流体機械18のポートA1に、また第2流路32を介して流体機械18のポートA2に接続されている。したがって排出制御部10は、シリンダ2と共に閉流体回路を構成しているのである。
According to FIG. 1, one side of the
流路30,32には、流体的に排出制御部10に並列に配置されている弁制御部14も接続されている。弁制御部14は、連続して調整可能な制御弁34(サーボ制御弁)を有する。制御弁34は作業ポートAを介して流路30に接続されており、また作業ポートBを介して流路32に接続されている。さらに制御弁34は、圧力ポートPを介して圧力媒体源に接続されており、タンクポートTを介してタンクに接続されている。ばねによってセンタリングされている基本位置0(第3切換位置)において、制御弁34の弁スライダにより、ポートA,B,PおよびTが互いに接続される。基本位置0から出発して、第1スイッチ位置aの方向に制御弁34の弁スライダをスライドさせることができる。ここでは圧力ポートPが作業ポートBに接続され、作業ポートAがタンクポートTに接続される。弁スライダが基本位置0を出発して、逆に第2スイッチ位置bの方向にスライドされる場合、圧力ポートPは作業ポートAに接続され、作業ポートBがタンクポートTに接続される。制御弁34は、これが極めて短い切換および制御時間を有するように構成されている。流体機械18は、大きな行程容積を有し、したがってシリンダ2の駆動出力の主要部分を利用できるため、制御弁34は比較的小さく構成することができる。したがって制御弁は、極めて高い動的特性に操作可能であり、切換および制御時間が短い。制御弁34の所要スペースが小さいことにより、装置技術的にこれをシリンダ2にフレキシブルに配置することができ、これによって流体的にみても、極めてシリンダ2の近傍に設けることができる。このことにより、流体的な堅牢さが得られ、ひいてはシリンダ2の制御良度が高くなる。制御弁34は、例えば流体に操作可能である。
A
シリンダ2のピストン22は、例えば上部ピストンとし、またシリンダ4のピストン36は、下部ピストンとすることができ、これらは被加工物を加工するために協調動作する。
The
図2によれば、機械38は、ダブルロッドシリンダないしは上部ピストンダブルロッドシリンダとして構成されているシリンダ40を有する。さらにこの機械は、同様にダブルロッドシリンダないしは下部ピストンダブルロッドシリンダとして構成されているシリンダ42を有する。シリンダ40,42はそれぞれ弁制御部を介して制御され、これらの弁制御部はそれぞれ制御ブロック46ないしは48に配置されている。流体的に弁制御部に対して並列に、シリンダ40,42毎に、排出制御部50ないしは52が設けられている。制御ブロック46の弁制御部および排出制御部50は、パワーエレクトロニクス装置54によって給電される。同じことは、制御ブロック48および排出制御部52にも当てはまり、これらはパワーエレクトロニクス装置56によって給電される。制御ブロック46,48における弁制御部の流体な供給のため、流体供給ユニット58が設けられている。制御ブロック46および48の弁制御部および流体供給ユニット58を駆動制御するため、論理およびコントロールユニットを有する制御キャビネット60が設けられている。各シリンダ40,42を介して1つずつの質量体62ないしは64を移動させることができる。
According to FIG. 2, the machine 38 has a
図3aには上部ピストンの流体回路65が示されている。この上部ピストンないしはシリンダ66は、ダブルロッドシリンダとして構成されている。この上部ピストンは、第1流路68を介し、流体機械18のポートA1に接続されており、また第2流路70を介して流体機械18のポートA2に接続されている。ここで流体機械18は、電動モータ20によって駆動される。流体的に並列に、制御弁34を有する弁制御部が設けられている。圧力ポートPには、圧力媒体流れ方向に制御弁34に向かって開く逆止弁を介して、調整可能な流体ポンプ74(図3cを参照されたい)が接続されている。逆止弁72と制御弁34との間にはアキュムレータ76が接続されており、このアキュムレータは、高圧アキュムレータである。このアキュムレータは、圧力制限弁78を介してタンク80(図3cを参照されたい)から保護されている。さらにアキュムレータ76には、圧力媒体をタンク80に放出するための放出弁82が対応付けられている。
FIG. 3a shows the
制御弁34の作業ポートA,Bは、切換弁として構成されている遮断弁84を介して第1ないしは第2流路68,70に接続されている。この遮断弁84は、制御弁34の作業ポートAに接続されているポートXと、制御弁34の作業ポートBに接続されているポートYとを有する。遮断弁84は、作業ポートAを介して第2流路70に接続されており、また作業ポートBを介して第1流路68に接続されている。遮断弁84の第1切換位置において、ポートA,B,XおよびYは互いに切り離されている。第2切換位置において、作業ポートAは、ポートXに、また作業ポートBはポートYに接続される。したがってこの切換位置において制御弁34は、その作業ポートA,Bにより、流路70ないしは68に接続されるのである。
The work ports A and B of the
さらに流体回路65は、流体予圧力装置86を有する。この予圧力装置は、圧力ポートPと、タンクポートTと、作業ポートAとを備えた圧力低減弁88を有する。圧力ポートPには定量ポンプ90(図3cを参照されたい)が接続されている。タンクポートTは、図3cのタンク80に接続されている。圧力ポートと定量ポンプ90との間には、圧力低減弁88に向かって開く逆止弁92が配置されている。圧力低減弁88は、作業ポートAを介して第1および第2流路68,70に接続可能である。ここで第1流路68は、逆止弁94を介して作業ポートAに接続可能であり、第2流路70は、逆止弁96を介して作業ポートAに接続可能である。逆止弁94,96はそれぞれ、圧力媒体流れ方向に圧力低減弁88から遠ざかる方向に開く。これにより、定量ポンプ90および圧力低減弁88を介し、シリンダ66を有する流体回路65には、低圧によって予圧力が加えられる。付加的には、作業ポートAは、低圧アキュムレータの形態のアキュムレータ98に接続されている。この低圧アキュムレータは、圧力制限弁100および放出弁102を介して図3cのタンク80に接続可能である。
Further, the
図3aによれば、流体回路65は、付加的に洗浄装置104を有する。この洗浄装置は洗浄弁106を有しており、この洗浄弁を介して2つの流路68,70を図3cのタンク80に接続可能である。切換弁として構成された洗浄弁106は、2つの作業ポートA,Bを有しており、これらのポートは、1つずつの流路70ないしは68に接続されている。さらに洗浄装置104は、タンク80に接続されている2つのタンクポートTを有する。洗浄弁106の弁スライダのばねプリロードされた第1切換位置において、すべてのポートは互いに切り離されている。手動または電磁的に操作可能な第2切換位置において、この弁スライダは、作業ポートAを第1タンクポートTに接続し、また作業ポートBを第2タンクポートTに接続する。作業ポートAはさらに、調整可能なスロットル108を介して流路70に接続されている。同じことは作業ポートBにも当てはまり、この作業ポートは、調整可能なスロットル110を介して第1流路68に接続されている。
According to FIG. 3a, the
流体回路65ないしはシリンダ66を保護するため、第1安全弁112ないしは第2安全弁114が設けられている。これらはそれぞれ論理弁である。安全弁112により、第1流路68を開閉制御可能である。安全弁114により、第2流路70を開閉制御可能である。流路68,70が閉制御された状態において、制御弁34、流体機械18、予圧力装置86および洗浄装置104は、シリンダ66から切り離される。安全弁112,114の構成は同じであるため、以下ではわかりやすくするため、図3aの上側の安全弁112だけを詳しく説明する。論理弁として構成された安全弁112は、通常のように構成されている。弁体116は、シリンダチャンバ118を制限しており、この弁体には、このシリンダチャンバを介してばねのばね力によって閉方向に、またリミットスイッチ弁120を介して圧力媒体を加えることができる。さらに弁体116は、リングチャンバ122を制限しており、この弁体には、このリングチャンバを介して開方向に、またばねのばね力に抗して、リミットスイッチ弁120を介して圧力媒体を加えることができる。リミットスイッチ弁120は2つの作業ポートA,Bと、タンクポートTと、圧力ポートPとを有する。作業ポートAは、シリンダチャンバ118に接続されており、作業ポートBは、リングチャンバ122に接続されている。タンクポートTは、図3cのタンク80に接続されている。リミットスイッチ弁120は、圧力ポートPを介してシャトル弁124の出力ポートAWに接続されている。シャトル弁124はさらに、第1入力ポートE1および第2入力ポートE2を有する。入力ポートE2は、予圧力装置86およびアキュムレータ98に流体に接続されており、この接続は、入力ポートE2が、逆止弁94と96との間でこれらに流体的に接続されることによって行われる。択一的には入力ポートE2とアキュムレータ76とを接続することが考えられる。これに対し、他の入力ポートE1は、第2流路70に接続されている。これにより、入力ポートE1は有利には、操作すべき機械の負荷圧力ないしは重量圧が作用している一方の流路に接続されているのである。この場合、高い方の圧力を有するポートE1またはE2が出力ポートAWに接続され、リミットスイッチ弁120の圧力ポートPに接続される。リミットスイッチ弁120は、弁スライダを有しており、この弁スライダは、弁スプリングを介して第1スイッチ位置aにばねによってプリロードされる。ここでは安全弁112のリングチャンバ122は、タンク80に接続され、またシリンダチャンバ118は、圧力媒体源に、すなわち流路70または予圧力装置86に接続される。したがって第1スイッチ位置aにおいて安全弁112は閉じられる。リミットスイッチ弁120の弁スライダは手動または電磁的に第2スイッチ位置bにスライドさせることができる。第2スイッチ位置bではシリンダチャンバ118はタンクに接続され、またリングチャンバ122は圧力媒体源に接続される。すなわち流路70または予圧力装置86に接続され、これに伴って安全弁120が開かれる。
A
図3aによれば、流路68および70は、第1圧力制限弁124および第2圧力制限弁126を介して互いに接続されている。第1圧力制限弁124は、流路70における圧力媒体により、または第2圧力制限弁126は、流路68における圧力媒体によって操作可能である。圧力制限弁124,126は、方向制御弁128の形態のリリーフ部を有しかつパイロット制御される圧力制限弁である。各圧力制限弁124,126の弁体には、制御管路を介して、アキュムレータ76からの圧力媒体を加えることができ、ないしは、流体ポンプ74からの圧力媒体を閉方向に加えることができる(図3cを参照されたい)。各方向制御弁128を介して圧力媒体をタンクに逃がすことできる。リリーフ部を有する別のパイロット制御された圧力制限弁132は、第1逆止弁134および第2逆止弁136を介して第1流路68ないしは第2流路70に接続される。逆止弁134,136はそれぞれ、圧力媒体流れ方向において圧力制限弁132に向かって開く。この圧力制御弁は、タンク80への圧力媒体接続を開くことができる。この圧力制限弁には、同様に閉方向に、制御管路130を介してアキュムレータ76ないしは流体ポンプ74からの圧力媒体を供給することができ(図3cを参照されたい)、また方向制御弁128を介して逃がすことも可能である。
According to FIG. 3a, the
図3aのダブルロッドシリンダ66は、変位測定システム138を有する。さらにシリンダ66の各シリンダチャンバには圧力測定器140が接続されている。
The
図3bには下側ピストンないしはシリンダ142が示されている。このシリンダは、流体回路65に対応して構成されている流体回路により、図3aのシリンダ66に相応して制御される。シリンダ66および142は協調動作し、またダイクッション軸を有する機械的なプレスの一部とすることができる。
FIG. 3b shows the lower piston or
図3cには、図3aおよび3bに示したシリンダ66および142の流体回路に圧力媒体を供給するためのユニット144が示されている。圧力搬送流制御器を介して調整可能な流体ポンプ74は出力側が、ポンプ管路146を介し、また図3aの逆止弁72を介して制御弁34の圧力ポートPに接続されている。流体ポンプ74は、電動モータ148によって駆動可能である。さらに電動モータ148は、定量ポンプ90に接続されており、この定量ポンプは、ポンプ管路150を介し、また図3aの逆止弁92を介して圧力低減弁88に接続されている。ポンプ管路146もポンプ管路150も共に、圧力制限弁152を介してタンク80に圧力を逃がすことができる。さらに2つのタンク管路154,156および漏れ管路158は、図3aおよび3bのシリンダ66,142の回路65を介して接続されている。タンク管路154には、冷却およびフィルタ装置160が設けられている。タンク管路154は有利には洗浄装置104と接続されている。
FIG. 3c shows a
以下では図4および5において、本発明による流体回路を備えた複数の応用を例示的に説明する。すでに説明したように、上記流体回路は有利には、20,30,45,67,100,150,225トン等々の力を有する打ち抜きニブリング機械またはダイクッションシステムに使用されることを想定している。ここでは例えば、1つの型式を扱うことができる。この流体回路は当然のことながら、従来極めて大きな弁および大きなアキュムレータスタンドによって運転/運動させられており、また多くのエネルギが消失/廃棄され、最適には利用されていない別の流体シリンダ軸に使用することも可能である。 In the following, FIGS. 4 and 5 illustrate a plurality of applications including the fluid circuit according to the present invention. As described above, the fluid circuit is advantageously envisioned to be used in punching nibbling machines or die cushioning systems with forces of 20, 30, 45, 67, 100, 150, 225 tonnes, etc. .. Here, for example, one model can be handled. This fluid circuit is, of course, used for another fluid cylinder shaft that has traditionally been driven / operated by extremely large valves and large accumulator stands, and has lost / wasted a lot of energy and is not optimally utilized. It is also possible to do.
図4の上側の線図によれば、1つの行程sが時間tについて示されている。下側の特性曲線162は、上側ピストンの経過を示しており、上側の特性曲線164は、下側ピストンの経過を示している。上側ピストンの行程sは、おおよそ正弦波状の経過を有する。この経過の行程hは約100mmである。この場合に揚力は、例えば約20トンである。ピストンの直径は約160mmまたシリンダロッドの直径は約110mmを有し得る。この線図に示した時間区間zは、例えば約1.5秒である。特性曲線164に示した下側ピストンの行程kは、約100mmであり、これは引き行程である。下側ピストンの直径は、約125mmであり、そのピストンロッドの直径は約90mmである。
According to the upper diagram of FIG. 4, one stroke s is shown for time t. The lower
図4の中央の線図は、速度vの経過を時間tについて示している。下側の特性曲線166は上側ピストンの経過を示しており、また上側の特性曲線168は下側ピストンの経過を示している。時間間隔zはここでも1.5秒である。上側ピストンの最大移動速度は、例えば約600mm/s(下側ピストン10トン)。上側ピストンに対する排出制御部は、例えば約400〜450回転/分で駆動し、また100リットル/分を搬送することができる。下側ピストンの最大速度も約600mm/sになり得る。下側ピストンの排出制御部により、例えば約220リットル/分が搬送され、約200〜250回転/分で駆動される。
The central diagram of FIG. 4 shows the passage of velocity v with respect to time t. The lower
図4の下側の線図には力Fが時間についてプロットされている。下側の特性曲線170は上側ピストンの経過を示しており、また上側の特性曲線172は下側ピストンの経過を示している。時間間隔zは1.5秒である。引き行程174は、下側ピストンにおいても上側ピストンにおいても共に、各排出制御部のポート間の約200バーの圧力差によって行われる。この場合に上側ピストンは約20トンの力を有し、下側ピストンは約10トンの力を有する。下側ピストンにおける曲線部分176は、約1トンおよび約25バーの圧力差で行われる吐き出しを示している。ここの持続時間は約200〜300msである。特性曲線170における上側ピストンの経過の部分178は、ピストンの自重を表している。
The force F is plotted for time in the lower diagram of FIG. The lower
図4の線図は、「ドロークッション応用」テストを示している。ここでは、約600mm/sの移動速度および約15.000cm3の搬送容積で約20行程/分が形成される。 The diagram of FIG. 4 shows a "draw cushion application" test. Here, about 20 strokes / minute are formed with a moving speed of about 600 mm / s and a transport volume of about 15.000 cm 3.
図5によれば、「パンチ応用」テストが示されている。ここでは約20トンの力を及ぼし得る上側ピストンが設けられている。このテストは、約900行程/分および600mm/sの移動速度ならびに100cm3までの搬送容積で行われる。図5の上側の線図は、行程sの経過を時間tについて示している。特性曲線180は、2倍の行程時間182を示しており、これは、4mmの場合には約30msであり、6mmの場合には約35msであり、また10mmの場合には約50msである。サイクル時間184は、この場合に約60ms,約70msないしは約110msとなり得る。
FIG. 5 shows a "punch application" test. Here, an upper piston capable of exerting a force of about 20 tons is provided. This test is performed at a moving speed of about 900 strokes / minute and 600 mm / s and a transport volume of up to 100 cm 3. The upper diagram of FIG. 5 shows the passage of the stroke s with respect to the time t. The
速度vが時間tについてプロットされている図5の中央の線図によれば、最大速度186は、約450mm/s,約600mm/sないしは約650mm/sになり得る。ここでこのシリンダは、直径約160mmのピストンおよび直径約110mmのピストンロッドを有し得る。体積流は、約290リットル/分、約380リットル/分ないしは約420リットル/分となり、また回転数は約300回転/分、約400回転/分ないしは450回転/分となり得る。
According to the central diagram of FIG. 5 where the velocity v is plotted for time t, the
図5の下側の線図では、力Fが時間tについてプロットされている。最大の力は、20トンになり、また約5〜10msの時間間隔188において生じ得る。時間間隔190は、約60ms,約70msないしは約100msとなり得る。排出制御部における圧力差は約200barとなり得る。
In the lower diagram of FIG. 5, the force F is plotted for time t. The maximum force can be 20 tonnes and can occur at
図6には、安全弁の配置についての択一的な実施形態が示されている。残りの流体配置構成は、わかりやすくするため、図6には示されていない。図6ではダブルロッドシリンダ66が流路68および70の部分と共に示されている。図3aに対応して、これらの流路間には圧力制限弁124および126が配置されている。
FIG. 6 shows an alternative embodiment of the arrangement of safety valves. The remaining fluid arrangement configuration is not shown in FIG. 6 for clarity. In FIG. 6, the
図3aにおける実施形態とは異なり、流路70には2つの安全弁191および192が配置されている。さらに流路68にも2つの安全弁194,196が設けられている。各流路70ないし68の安全弁191,192ないしは194,196は、流体的に直列配置されている。すなわち、流路68は、2つの安全弁194および196が開いてはじめて、開くのである。これらの安全弁194,196が閉じている場合、流路68も遮断される。同じことは流路70にも当てはまり、この流路70は、2つの安全弁191,192が開いている場合にだけ開く。安全弁191,192のうちの1つが閉じている場合、流路70も遮断される。安全弁191ないし196は、図3aの安全弁112および114に対応して構成されており、相応に流体的に接続することができる。各流路70ないしは68に2つの安全弁191,192ないしは194,196を配置することにより、流体回路65の安全性がさらに改善される。
Unlike the embodiment in FIG. 3a, two
ここに開示されているのは、排出制御部および弁制御部が並列接続されている流体回路である。排出制御部は、閉回路の場合のように2つのポートによって1つの消費装置に接続されている。並列の弁制御部は、開回路として駆動される。ここでは、排出制御部によって流体の駆動出力の主要部分が得られ、ひいては流体量が得られるのに対し、あらかじめ設定した圧力、変位制御曲線または速度制御曲線が弁制御部によって同時に調整されるようにする。 What is disclosed here is a fluid circuit in which the discharge control unit and the valve control unit are connected in parallel. The emission control unit is connected to one consumer device by two ports as in the case of a closed circuit. The parallel valve control unit is driven as an open circuit. Here, the discharge control unit provides the main part of the fluid drive output, and thus the fluid volume, while the valve control unit simultaneously adjusts the preset pressure, displacement control curve or velocity control curve. To.
1 機械、 2,4 シリンダ、 6,8 流体回路、 10,12 排出制御部、 14,16 弁制御部、 18 流体機械、 20 電動モータ、 22 ピストン、 24 ピストンロッド、 26,28 シリンダチャンバ、 30,32 流路、 34 制御弁、 36 ピストン、 38 機械、 40,42 シリンダ、 44 フレーム、 46,48 制御ブロック、 50,52 排出制御部、 54,56 パワーエレクトロニクス装置、 58 供給ユニット、 60 制御キャビネット、 62,64 質量体、 65 流体回路、 66 ダブルロッドシリンダ、 68,70 流路、 72 逆止弁、 74 流体ポンプ、 76 アキュムレータ、 78 圧力制限弁、 80 タンク、 82 放出弁、 84 遮断弁、 86 予圧力装置、 88 圧力低減弁、 90 定量ポンプ、 92,94,96 逆止弁、 98 アキュムレータ、 100 圧力制限弁、 102 放出弁、 104 洗浄装置、 106 洗浄弁、 108,110 スロットル、 112,114 安全弁、 116 弁体、 118 シリンダチャンバ、 120 リミットスイッチ弁、 122 リングチャンバ、 124,126 圧力制限弁、 128 方向制御弁、 130 制御管路、 132 圧力制限弁、 134,136 逆止弁、 138 変位測定システム、 140 圧力測定器、 142 シリンダ、 144 ユニット、 146 ポンプ管路、 148 電動モータ、 150 ポンプ管路、 152 圧力制限弁、 154,156 タンク管路、 158 漏れ管路、 160 冷却およびフィルタ装置、 162,164,166,168,170,172 特性曲線、 174 引き行程、 176,178 部分、 180 特性曲線、 182 2倍の行程時間、 184 サイクル時間、 186 最大速度、 188,190 時間間隔、 191,192,194,196 安全弁 、A1,A2,X,Y ポート、 A,B 作業ポート、 P 圧力ポート、 T タンクポート、 0 基本位置、 a 第1スイッチ位置、 b 第2スイッチ位置、 AW 出力ポート、 E1,E2 入力ポート 1 Machine, 2,4 Cylinder, 6,8 Fluid Circuit, 10,12 Discharge Control Unit, 14,16 Valve Control Unit, 18 Fluid Machinery, 20 Electric Motor, 22 Piston, 24 Piston Rod, 26,28 Cylinder Chamber, 30 , 32 flow path, 34 control valve, 36 piston, 38 machine, 40, 42 cylinder, 44 frame, 46, 48 control block, 50, 52 discharge control unit, 54, 56 power electronics device, 58 supply unit, 60 control cabinet , 62,64 mass body, 65 fluid circuit, 66 double rod cylinder, 68,70 flow path, 72 check valve, 74 fluid pump, 76 accumulator, 78 pressure limiting valve, 80 tank, 82 release valve, 84 shutoff valve, 86 Preload device, 88 Pressure reduction valve, 90 Metering pump, 92, 94, 96 Check valve, 98 Accumulator, 100 Pressure limiting valve, 102 Release valve, 104 Cleaning device, 106 Cleaning valve, 108, 110 Throttle, 112, 114 Safety valve, 116 valve body, 118 cylinder chamber, 120 limit switch valve, 122 ring chamber, 124, 126 pressure limiting valve, 128 direction control valve, 130 control pipeline, 132 pressure limiting valve, 134, 136 check valve, 138 Displacement measurement system, 140 pressure measuring instrument, 142 cylinders, 144 units, 146 pump line, 148 electric motor, 150 pump line, 152 pressure check valve, 154, 156 tank line, 158 leak line, 160 cooling and filter Equipment, 162,164,166,168,170,172 characteristic curves, 174 draw strokes, 176,178 parts, 180 characteristic curves, 182 times the stroke time, 184 cycle times, 186 maximum speeds, 188,190 hour intervals, 191, 192, 194, 196 safety valves, A1, A2, X, Y ports, A, B work port, P pressure port, T tank port, 0 basic position, a 1st switch position, b 2nd switch position, AW output port, E1, E2 input port
Claims (12)
前記排出制御部(10)は、2つのポート(A1,A2)を備えた流体機械(18)を有しており、
前記2つのポート(A1,A2)は、閉じた流体回路を構成するため、それぞれ流路(30,32)を介して前記機械(2)に接続可能であり、
前記弁制御部(14)は、開いた流体回路において前記機械(2)と接続可能であり、
前記排出制御部(10)の流体駆動出力を形成する際、前記弁制御部(14)によって同時に、あらかじめ設定した圧力制御曲線、および/または、変位制御曲線、および/または、速度制御曲線の偏差を調整可能であり、
前記排出制御部(10)および/または前記弁制御部(14)の前記機械(2)に通じる1つまたは2つの流路(68,70)において、1つの安全弁(112,114)またはそれぞれ複数の安全弁が配置されており、
前記1つの安全弁(112,114)または前記複数の安全弁の閉状態において、対応する前記流路(68,70)が遮断され、前記1つの安全弁(112,114)または前記複数の安全弁の開状態において、対応する前記流路が開かれる、
ことを特徴とする流体回路。 In a fluid circuit for controlling a fluid driven machine (2, 4) in which the discharge control unit (10) and the valve control unit (14) are fluidly connected in parallel.
The discharge control unit (10) has a fluid machine (18) provided with two ports (A1, A2).
Since the two ports (A1 and A2) form a closed fluid circuit, they can be connected to the machine (2) via the flow paths (30 and 32), respectively.
The valve control unit (14) can be connected to the machine (2) in an open fluid circuit.
When forming the fluid drive output of the discharge control unit (10), the deviation of the pressure control curve and / or the displacement control curve and / or the speed control curve preset by the valve control unit (14) at the same time. adjustable der the is,
One safety valve (112, 114) or a plurality of each in one or two flow paths (68, 70) leading to the machine (2) of the discharge control unit (10) and / or the valve control unit (14). Safety valve is placed,
In the closed state of the one safety valve (112, 114) or the plurality of safety valves, the corresponding flow paths (68, 70) are shut off, and the open state of the one safety valve (112, 114) or the plurality of safety valves. in the flow path corresponding the Ru opened,
A fluid circuit characterized by that.
請求項1に記載の回路。 The valve control unit (14) supplies or discharges the pressure medium during the start phase and / or the motion phase and / or the braking phase of the machine (2, 4) and / or the discharge control unit (10).
The circuit according to claim 1.
請求項1または2に記載の回路。 The fluid machine (18) is driven by an electric motor (20).
The circuit according to claim 1 or 2.
請求項1から3までのいずれか1項に記載の回路。 The valve control unit (14) has a control valve (34).
The circuit according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の回路。 A shutoff valve (84) is provided so that the control valve (34) can be separated from the flow path (68, 70).
The circuit according to claim 4.
請求項4または5に記載の回路。 The control valve (34) is connected to an accumulator (76) designed to supply the required working pressure for the machine (2).
The circuit according to claim 4 or 5.
請求項4から6までのいずれか1項に記載の回路。 A fluid pump (74) is connected to the control valve (34).
The circuit according to any one of claims 4 to 6.
請求項1から7までのいずれか1項に記載の回路。 A prepressure device (86) for applying a preset fluid pressure to one or two flow paths (68, 70) is provided.
The circuit according to any one of claims 1 to 7.
前記洗浄装置(104)は、前記機械(2)の圧力制御および/または変位制御および/または速度制御の際の影響が低減されるかまたは回避されるように駆動制御される、
請求項1から8までのいずれか1項に記載の回路。 A cleaning device (104) that is connected to at least one flow path (68, 70) and can be released via a pressure medium from the at least one flow path (68, 70) is provided.
The cleaning device (104) is drive-controlled so that the influence of the pressure control and / or displacement control and / or speed control of the machine (2) is reduced or avoided.
The circuit according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から9までのいずれか1項に記載の回路。 The discharge control unit (10) and the valve control unit (14) are doubly protected and monitored.
The circuit according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から10までのいずれか1項に記載の回路。 The emission control unit (10) is protected by an electrical protection circuit.
The circuit according to any one of claims 1 to 10.
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