WO2004103692A1 - Hydraulischer antrieb - Google Patents

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WO2004103692A1
WO2004103692A1 PCT/DE2004/001014 DE2004001014W WO2004103692A1 WO 2004103692 A1 WO2004103692 A1 WO 2004103692A1 DE 2004001014 W DE2004001014 W DE 2004001014W WO 2004103692 A1 WO2004103692 A1 WO 2004103692A1
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valve
hydraulic drive
switching
working cylinder
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Stefan Schmidt
Rolf Heidenfelder
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Bosch Rexroth Ag
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    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6653—Pressure control

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive for a punching or forming machine according to the preamble of claim 1.
  • Such hydraulic drives for punching or forming machines have a working cylinder designed as a differential cylinder, via which a punching tool is actuated.
  • a circuit diagram of a known, but not described in a document solution of such a hydraulic drive is shown in Figure 1.
  • a working cylinder 2 is subdivided by a piston 4 into a cylinder space 6 on the piston bottom end and an annular space 8 on the piston rod side.
  • the cylinder chamber 6 is supplied with pressure medium via a continuously adjustable valve 10.
  • An input port E of the continuously adjustable valve 10 is connected to a valve arrangement 12.
  • the valve arrangement 12 has an unlockable check valve 14 and an oppositely blocking check valve 16 connected in parallel with it.
  • the unlockable check valve 14 can be unlocked via a predetermined load pressure in the cylinder chamber 6. It is connected to an inlet line 28
  • High pressure accumulator HD connected.
  • the check valve 16 is connected via an inlet line 32 to a low-pressure accumulator ND.
  • the annular space 8 is constantly connected to the low-pressure accumulator ND.
  • the continuously adjustable valve 10 and the valve arrangement 12 are in the basic positions shown.
  • Low pressure is applied to the cylinder chamber 6, so that the piston 4 moves out quickly due to its area difference.
  • This load pressure is reported to the unlockable check valve 14. Above a certain load pressure, this acts as a switching pressure and the check valve 14 is unlocked. Consequently, the high pressure accumulator HD is switched on.
  • the high pressure is directed to the inlet port E and thus into the cylinder chamber 6, so that a maximum punching force can be applied.
  • the high pressure is also present at the check valve 16, so that it closes and the pressure medium connection to the low pressure accumulator ND is shut off. After punching, the load pressure in the cylinder chamber 6 drops, as a result of which the unlockable check valve 14 returns to its basic position and the low-pressure accumulator ND is switched on.
  • a disadvantage of this known solution is that the check valve in the low-pressure line only closes by means of a time delay of 2 ms to 5 ms, so that the pressure medium subjected to high pressure flows out via the check valve to the low-pressure accumulator. With lifting times of approximately 10ms to 20ms for the extension of the working cylinder, there is a considerable loss of time and energy.
  • the drive unit has a working cylinder with a piston that separates an annular space from a cylinder space.
  • the annulus acts in the direction of retraction and the cylinder space acts in the direction of extension on the piston.
  • the cylinder chamber can be acted upon with high pressure, low pressure or with a tank pressure by means of a motor-adjustable valve arrangement with two control slides of two control valves that are in mechanical operative engagement with one another.
  • the annulus is constantly subjected to low pressure.
  • the control slides are in contact with each other at the end and are biased into their basic positions by means of a spring.
  • a cam disk acting on one of the control slide is controlled via an electric motor such that the control slide is transferred from its basic positions into control positions depending on the rotation of the cam disk.
  • Low pressure is applied to the cylinder chamber to quickly extend the piston. Due to the difference in area of the piston, it extends until it hits a workpiece to be machined.
  • High pressure is applied to the cylinder chamber to apply a high punching force.
  • the cylinder space to the tank is relieved of pressure, so that the piston is moved back to its starting position due to the low pressure acting in the annular space.
  • a disadvantage of this solution is that the valve arrangement with the two control slides in contact with one another and the motorized control is designed to be complex in terms of device technology.
  • the object of the present invention is to provide a hydraulic drive for a punching or forming machine in which no significant time and energy losses occur when the pressure is switched.
  • the drive unit has a working cylinder, the piston of which acts directly or indirectly on a workpiece to be machined. At least one pressure chamber of the working cylinder can be pressurized with a tank pressure or a supply pressure via a continuously adjustable valve to retract and extend the piston. Furthermore, a valve arrangement is provided which is connected upstream of the continuously adjustable valve and via which an input connection of the continuously adjustable valve can be acted upon with a higher or lower supply pressure. According to the invention, the valve arrangement has a switching valve which, depending on the load pressure on the working cylinder, can be switched between a basic position and a switching position in order to tap the supply pressure from a low-pressure source or a high-pressure source.
  • the working cylinder has a cylinder space and an annular space.
  • the pressure in the cylinder chamber acts in the direction of extension, and the pressure in the annulus acts on the piston in the direction of retraction. Furthermore, the pressure in the cylinder chamber acts on a large control surface of the switching valve and forms the switching pressure for switching the switching valve into its switching position from a certain load pressure, the pressure in the annular space acting in the opposite direction on a small control surface of the switching valve.
  • a pilot valve is provided, via which the small control surface of the switching valve which is effective in the direction of the basic position can be relieved, so that the switching valve can be switched over and the high pressure can be conducted to the cylinder chamber when the load pressure in the cylinder chamber is reduced.
  • the pilot valve is preferably actuated electrically.
  • the annular space can be constantly subjected to high pressure.
  • the annular space is preferably continuously connected to the low-pressure source, since the annular area is then larger and can be subjected to a higher load as a stop.
  • the working cylinder can have two or three pressure chambers.
  • Other advantageous embodiments of the invention are the subject of further dependent claims.
  • Figure 1 is a circuit diagram of a known solution of a hydraulic drive for a nibbling machine
  • Figure 2 is a circuit diagram of a preferred solution according to the invention of a hydraulic drive for a nibbling machine.
  • FIG. 2 shows a greatly simplified circuit diagram of a drive 1 of a high-speed nibbling machine. With such nibbling machines, the extension movement takes place within 10 ms to 20 ms.
  • the nibbling machine has a working cylinder 2 which, as in the known solution described at the outset, has a piston 4 which separates a cylinder space 6 from an annular space 8 and acts directly or indirectly on a punching tool.
  • the piston 4 has a piston rod 18 on the rear, which extends away from the piston head and passes through the working cylinder 2 at the end.
  • the cylinder chamber 6 is connected to a working connection A of a continuously adjustable valve 10 which, in one of its control positions (b), opens a connection between the cylinder chamber 6 and a tank line 20 connected to a tank.
  • a tank line damper 22 and a preload valve 24 are arranged in the tank line 20. Pressure fluctuations in the tank line 20 are suppressed by the tank line damper 22 and the tank line 20 is opened by the preload valve 24 biased a pressure equivalent to the spring of the biasing valve 22.
  • An input port P of the continuously adjustable valve 12 is one with a working port B.
  • (1), (2) of the switching valve 26 is connected to a pressure port P or a pressure port P 'of the switching valve 26.
  • the pressure connection P is connected to a high-pressure accumulator HD via an inlet line 28, and the pressure connection P 'is connected to a low-pressure accumulator ND via a branch line 30 and a section of an inlet line 32.
  • the inlet line 32 connects the low-pressure accumulator ND to the annular space 8.
  • the pressure in the annular space 8 is tapped via a control line 34 and an electrically operated pilot valve 38.
  • the pressure In the basic position (x) of the pilot valve 38, the pressure is guided to a small control surface of the switching valve 26 which is effective in the direction of the basic position (1) of the switching valve 26.
  • a control position (y) of the pilot valve 38 In a control position (y) of the pilot valve 38, the connection to the small control surface is blocked and a connection of the small control surface to the tank T is opened.
  • the pressure in the cylinder chamber 6 is tapped via a control line 36 and led to a large control surface of the switching valve 26 which is effective in the direction of the switching position (2).
  • the switching valve 26 is in its basic position shown (1).
  • the pilot valve 34 is in its basic position (x) and in
  • Annulus 8 effective pressure becomes a small control area of the switching valve 26 out.
  • the continuously adjustable valve 10 is in its basic position (a) shown.
  • the cylinder chamber 6 is thus subjected to low pressure.
  • the annular space 8 is also supplied with low pressure via the inlet line 32, so that the piston 4 extends due to its area difference, pressure medium being displaced from the annular space 8 into the low-pressure accumulator ND.
  • the load pressure in the cylinder space 6 increases.
  • this acts as a changeover pressure and the switching valve 26 is brought into its switching position (2) against the force of a return spring and a force that corresponds to the pressure acting on the small control surface, in which the working port B with the pressure port P is connected so that high pressure acts on the piston crown surface and thus the punching force applied by the working cylinder 2 is increased.
  • the load pressure drops and the switching valve 26 switches back to its basic position (1), in which the pressure port P is shut off and the pressure port P 'is opened, so that the working port B is again at low pressure.
  • the continuously adjustable valve 10 is transferred to its control positions marked with (b), in which the cylinder chamber 6 is connected to the tank T. Due to the low pressure acting in the annular space 8, the piston 4 is pushed back into its starting position.
  • pilot valve 38 can be in its control position as an option during the rapid feed
  • the solution according to the invention with a switching valve 26 connected upstream of the continuously adjustable valve 10 can also be used in other cylinder constructions, for example with three pressure chambers.
  • a hydraulic drive for a punching or forming machine with a working cylinder having a plurality of pressure chambers, the piston of which acts directly or indirectly on a workpiece to be machined, with at least one pressure chamber of the working cylinder for retracting or extending the piston via a continuously adjustable valve with a Tank pressure or a supply pressure can be acted upon, and with a valve arrangement which is connected upstream of the continuously adjustable valve and via which an input connection of the continuously adjustable valve can be acted upon with a higher or lower supply pressure, the valve arrangement having a switching valve which, depending on the load pressure on Working cylinder between a basic position and a switching position is switchable to tap the supply pressure from a low pressure source or a high pressure source.

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Abstract

Offenbart ist ein hydraulischer Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit einem mehrere Druckräume (6, 8) aufweisenden Arbeitszylinder (2), dessen Kolben (4) unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei zumindest ein Druckraum (6) des Arbeitszylinders (2) zum Ein- oder Ausfahren des Kolbens (4) über ein stetig verstellbares Ventil (10) mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, und mit einer Ventilanordnung (26), die dem stetig verstellbaren Ventil (10) vorgeschaltet ist und über die ein Eingangsanschluss E des stetig verstellbaren Ventils (10) mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, wobei die Ventilanordnung (26) ein Schaltventil (26) hat, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder (2) zwischen einer Grundstellung und einer Schaltstellung umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle (ND) oder einer Hochdruckquelle (HD) abzugreifen.

Description

Beschreibung
Hydraulischer Antrieb
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige hydraulische Antriebe für Stanz- oder Umformmaschinen, insbesondere schnell laufende Nibbelmaschinen, haben einen als Differentialzylinder ausgeführten Arbeitszylinder, über den ein Stanzwerkzeug betätigt wird. Ein Schaltschema einer bekannten, jedoch nicht in einer Druckschrift beschriebenen Lösung eines derartigen hydraulischen Antriebs ist in der Figur 1 dargestellt .
Ein Arbeitszylinder 2 ist durch einen Kolben 4 in einen kolbenbodendseitigen Zylinderraum 6 und einen kolbenstangenseitigen Ringraum 8 unterteilt. Der Zylinderraum 6 wird über ein stetig verstellbares Ventil 10 mit Druckmittel versorgt. Ein Eingangsanschluss E des stetig verstellbaren Ventils 10 ist mit einer Ventilanordnung 12 verbunden. Die Ventilanordnung 12 hat ein entsperrbares Rückschlagventil 14 und ein dazu parallel geschaltetes entgegengesetzt sperrendes Rückschlagventil 16. Das entsperrbare Rückschlagventil 14 ist über einen vorbestimmten Lastdruck im Zylinderraum 6 entsperrbar. Es ist über eine Zulaufleitung 28 mit einem
Hochdruckspeicher HD verbunden. Das Rückschlagventil 16 ist über eine Zulaufleitung 32 mit einem Niederdruckspeicher ND verbunden. Wie weiter Figur 1 entnommen werden kann, ist der Ringraum 8 ständig mit dem Niederdruckspeicher ND verbunden. Zum schnelles Ausfahren des Kolbens 4 befinden sich das stetig verstellbare Ventil 10 und die Ventilanordnung 12 in den dargestellten Grundpositionen. Der Zylinderraum 6 wird mit Niederdruck beaufschlagt, so dass der Kolben 4 aufgrund seiner Flächendifferenz schnell ausfährt. Beim Auftreffen des Kolbens 4 auf ein zu stanzenden Werkstück steigt der Druck in dem Zylinderraum 6 an. Dieser Lastdruck wird an das entsperrbare Rückschlagventil 14 gemeldet. Ab einem bestimmten Lastdruck wirkt dieser als Umschaltdruck und das Rückschlagventil 14 wird entsperrt. Folglich wird der Hochdruckspeicher HD zugeschaltet. Der Hochdruck wird zum Eingangsanschluss E und somit in den Zylinderraum 6 geleitet, so dass eine maximale Stanzkraft aufbringbar ist. Der Hochdruck liegt auch am Rückschlagventil 16 an, so dass dieses schließt und die Druckmittelverbindung zum Niederdruckspeicher ND abgesperrt ist. Nach dem Stanzen sinkt der Lastdruck in dem Zylinderraum 6 ab, wodurch das entsperrbare Rückschlagventil 14 wieder seine Grundposition einnimmt und der Niederdruckspeicher ND zugeschaltet wird.
Nachteilig an dieser bekannten Lösung ist, dass das Rückschlagventil in der Niederdruckleitung erst mittels einer Zeitverzögerung von 2ms bis 5ms schließt, so dass das mit Hochdruck beaufschlagte Druckmittel über das Rückschlagventil zum Niederdruckspeicher abströmt. Bei Hubzeiten von etwa 10ms bis 20ms für das Ausfahren des Arbeitszylinders entsteht somit ein erheblicher Zeit- und Energieverlust .
Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung besteht darin, dass die Zuschaltung des Hochdruckspeichers und die Abschaltung des Niederdruckspeichers nicht ohne Lastdruck erzwungen werden kann. In manchen Betriebsarten, z.B. beim Prägen und Umformen in der Nähe des Umschaltdrucks, ist jedoch eine Versorgung des ArbeitsZylinders mit einem permanent hohen Lastdruck erforderlich. Entsprechend eignet sich die dargestellte Antriebseinheit nicht uneingeschränkt zum Prägen und Umformen.
Eine weitere Antriebseinheit ist in der DE 37 20 266 C2 offenbart. Die Antriebseinheit hat einen Arbeitszylinder mit einem Kolben, der einen Ringraum von einem Zylinderraum trennt. Der Ringraum wirkt in Einfahrrichtung und der Zylinderraum wirkt in Ausfahrrichtung auf den Kolben. Über eine motorisch verstellbare Ventilanordnung mit zwei im mechanischen Wirkeingriff miteinander stehenden Steuerschiebern zweier Regelventile ist der Zylinderraum mit Hochdruck, Niederdruck oder mit einem Tankdruck beaufschlagbar. Der Ringraum ist ständig mit Niederdruck beaufschlagt.
Die Steuerschieber sind stirnseitig in Berührung miteinander und sind über eine Feder in ihre Grundpositionen vorgespannt. Zum Verschieben der Steuerschieber wird eine auf einen der Steuerschieber wirkende Nockenscheibe über einen Elektromotor derart angesteuert, dass je nach Drehung der Nockenscheibe die Steuerschieber aus ihren Grundpositionen in Regelpositionen überführt werden. Zum schnellen Ausfahren des Kolbens wird der Zylinderraum mit Niederdruck beaufschlagt. Aufgrund der Flächendifferenz des Kolbens fährt dieser aus, bis er auf ein zu bearbeitendes Werkstück auftrifft. Zum Aufbringen einer hohen Stanzkraft wird der Zylinderraum mit Hochdruck beaufschlagt. Zum schnellen Rückzug des Kolbens ist der Zylinderraum zum Tank druckentlastet, so dass aufgrund des im Ringraum wirkenden Niederdrucks der Kolben in seine Ausgangslage zurückbewegt wird. An dieser Lösung ist nachteilig, dass die Ventilanordnung mit den zwei in Berührung miteinander stehenden Steuerschiebern und der motorischen Ansteuerung vorrichtungstechnisch aufwendig ausgeführt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine zu schaffen, bei dem beim Druckumschalten keine wesentlichen Zeit- und Energieverluste auftreten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit hat einen Arbeitszylinder, dessen Kolben unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt. Zumindest ein Druckraum des ArbeitszylInders ist zum Ein- und Ausfahren des Kolbens über ein stetig verstellbares Ventil mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar. Weiterhin ist eine Ventilanordnung vorgesehen, die dem stetig verstellbaren Ventil vorgeschaltet ist, und über die ein Eingangsanschluss des stetig verstellbaren Ventils mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist. Erfindungsgemäß hat die Ventilanordnung ein Schaltventil, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder zwischen einer Grundstellung und einer Schaltstellung umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle oder einer Hochdruckquelle abzugreifen.
Durch die mechanische Verbindung der Steuerkanten des
Schaltventils ist ein zeitlicher Verlust zwischen dem
Zuschalten des Hochdrucks und dem Abschalten des Niederdrucks gegenüber der Lösung mit den getrennten
Rückschla ventilen wesentlich reduziert. Somit kann unter Hochdruck stehendes Druckmittel nicht in den Niederdruckspeicher abströmen und es tritt kein Energieverlust auf. Folglich erfolgt der Druckaufbau an dem stetig verstellbaren Ventil schneller. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Ventilanordnung einfach und kostengünstig zu realisieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Arbeitszylinder einen Zylinderraum und einen Ringraum. Der Druck im Zylinderraum wirkt in Ausfahrrichtung, und der Druck im Ringraum wirkt in Einfahrrichtung auf den Kolben. Weiterhin wirkt der Druck im Zylinderraum auf eine große Steuerfläche des Schaltventils und bildet ab einem bestimmten Lastdruck den Umschaltdruck zum Umschalten des Schaltventil in seine Schaltstellung, wobei in Gegenrichtung der Druck im Ringraum auf eine kleine Steuerfläche des Schaltventils wirkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Vorsteuerventil vorgesehen, über das die in Richtung der Grundstellung wirksame kleine Steuerfläche des Schaltventils entlastbar ist, so dass bei reduziertem Lastdruck im Zylinderraum das Schaltventil umgeschaltet und Hochdruck zum Zylinderraum geführt werden kann. Vorzugsweise ist das Vorsteuerventil elektrisch betätigt.
Grundsätzlich kann der Ringraum ständig mit Hochdruck beaufschlagt sein. Bevorzugterweise ist der Ringraum jedoch ständig mit der Niederdruckquelle verbunden, da die Ringfläche dann größer und als Anschlag höher belastbar ist.
Der Arbeitszylinder kann zwei oder drei Druckräume haben. Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Schaltschema einer bekannte Lösung eines hydraulischen Antriebs für eine Nibbelmaschine, und
Figur 2 ein Schaltschema einer bevorzugten erfindungsgemäßen Lösung eines hydraulischen Antriebs für eine Nibbelmaschine .
Figur 2 zeigt ein stark vereinfachtes Schaltschema eines Antriebs 1 einer schnell laufenden Nibbelmaschine. Bei derartigen Nibbelmaschinen erfolgt die Ausfahrbewegung innerhalb von 10 ms bis 20 ms.
Die Nibbelmaschine hat einen Arbeitszylinder 2, der wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Lösung einen Kolben 4 aufweist, der einen Zylinderraum 6 von einem Ringraum 8 abtrennt und mittelbar oder unmittelbar auf ein Stanzwerkzeug wirkt . Der Kolben 4 hat eine rückseitige Kolbenstange 18, die sich vom Kolbenboden weg erstreckt und den Arbeitszylinder 2 stirnseitig durchsetzt.
Der Zylinderraum 6 ist mit einem Arbeitsanschluss A eines stetig verstellbaren Ventils 10 verbunden, das in einer seiner Regelpositionen (b) eine Verbindung zwischen dem Zylinderraum 6 und einer mit einem Tank verbundene Tankleitung 20 aufsteuert. In der Tankleitung 20 sind ein Tankleitungsdämpfer 22 und ein Vorspannventil 24 angeordnet. Durch den Tankleitungsdämpfer 22 werden Druckschwankungen in der Tankleitung 20 unterdrückt und durch das Vorspannventil 24 wird die Tankleitung 20 auf einen zur Feder des Vorspannventils 22 äquivalenten Druck vorgespannt .
Ein Eingangsanschluss P des stetig verstellbaren Ventils 12 ist mit einem Arbeitsanschluss B eines
Schaltventils 26 verbunden, der je nach Schaltstellung
(1) , (2) des Schaltventils 26 mit einem Druckanschluss P oder einem Druckanschluss P' des Schaltventils 26 verbunden ist. Der Druckanschluss P ist über eine Zulaufleitung 28 mit einem Hochdruckspeicher HD verbunden, und der Druckanschluss P' ist über eine Zweigleitung 30 und einen Abschnitt einer Zulaufleitung 32 mit einem Niederdruckspeicher ND verbunden. Die Zulaufleitung 32 verbindet den Niederdruckspeicher ND mit dem Ringraum 8.
Der Druck im Ringraum 8 wird über eine Steuerleitung 34 und ein elektrisch betätigtes Vorsteuerventil 38 abgegriffen. In Grundposition (x) des Vorsteuerventils 38 wird der Druck zu einer in Richtung der Grundstellung (1) des Schaltventils 26 wirksamen kleinen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt. In einer Steuerposition (y) des Vorsteuerventils 38 ist die Verbindung zur kleinen Steuerfläche abgesperrt und eine Verbindung der kleinen Steuerfläche zum Tank T aufgesteuert.
Der Druck im Zylinderraum 6 wird über eine Steuerleitung 36 abgegriffen und zu einer in Richtung der Schaltstellung (2) wirksamen großen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt.
Zum Einleiten des Stanzvorgangs, d.h. zum schnellen
Vorschub, befindet sich das Schaltventil 26 in seiner dargestellten Grundstellung (1) . Das Vorsteuerventil 34 befindet sich in seiner Grundposition (x) und der im
Ringraum 8 wirksame Druck wird zur kleinen Steuerfläche des Schaltventils 26 geführt. Ebenso befindet sich das stetig verstellbare Ventil 10 in seiner dargestellten Grundposition (a) . Somit wird der Zylinderraum 6 mit Niederdruck beaufschlagt. Der Ringraum 8 wird über die Zulaufleitung 32 ebenfalls mit Niederdruck versorgt, so dass der Kolben 4 aufgrund seiner Flächendifferenz ausfährt, wobei Druckmittel aus dem Ringraum 8 in den Niederdruckspeicher ND verdrängt wird.
Beim Auftreffen des Kolbens 4 auf ein zu stanzendes Werkstück steigt der Lastdruck im Zylinderraum 6 an. Beim Überschreiten eines bestimmten Lastdruckniveaus wirkt dieser als Umschaltdruck und das Schaltventil 26 wird gegen die Kraft einer Rückstellfeder und einer Kraft, die dem auf die kleine Steuerfläche wirkenden Druck entspricht, in seine Schaltstellung (2) gebracht, in der der Arbeitsanschluss B mit dem Druckanschluss P verbunden ist, so dass Hochdruck auf die Kolbenbodenfläche wirksam wird und somit die vom Arbeitszylinder 2 aufgebrachte Stanzkraft erhöht wird. Nach dem Stanzen sinkt der Lastdruck ab und das Schaltventil 26 schaltet wieder in seine Grundstellung (1) , in der der Druckanschluss P abgesperrt und der Druckanschluss P' aufgesteuert ist, so dass an dem Arbeitsanschluss B wieder Niederdruck anliegt.
Zum Rückzug des Kolbens 4, d.h. zum schnellen Einfahren, wird das stetig verstellbare Ventil 10 in seine mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen überführt, in der der Zylinderraum 6 mit dem Tank T verbunden ist. Aufgrund des im Ringraum 8 wirksamen Niederdrucks wird der Kolben 4 in seine Ausgangslage zurückgeschoben.
Zum Prägen kann als Option während des schnellen Vorschubs das Vorsteuerventil 38 in seine Steuerposition
(y) gebracht werden, in der die Steuerleitung 34 abgesperrt und die kleine Steuerfläche des Schaltventils 26 zum Tank druckentlastet ist. Somit wirkt nur noch die Kraft der Rückstellfeder gegen den an der großen Steuerfläche anliegenden Lastdruck, so dass der notwendige Umschaltdruck entsprechend reduziert ist. Das Schaltventil 26 wird gegen die Kraft der Rückstellfeder aus seiner Grundstellung (1) in seine Schaltstellung (2) überführt, so dass der Druckanschluss P' abgesperrt und der Druckanschluss P aufgesteuert wird. Entsprechend wird der Zylinderraum 6 mit Hochdruck beaufschlagt, so dass bereits vor dem Aufbau des maximalen Lastdrucks die maximale Arbeitskraft zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemäße Lösung mit einem dem stetig verstellbaren Ventil 10 vorgeschalteten Schaltventil 26 lässt sich auch bei anderen Zylinderkonstruktionen, bspw. mit drei Druckräumen, einsetzen.
Offenbart ist ein hydraulischer Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit einem mehrere Druckräume aufweisenden Arbeitszylinder, dessen Kolben unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei zumindest ein Druckraum des Arbeitszylinders zum Ein- oder Ausfahren des Kolbens über ein stetig verstellbares Ventil mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, und mit einer Ventilanordnung, die dem stetig verstellbaren Ventil vorgeschaltet ist und über die ein Eingangsanschluss des stetig verstellbaren Ventils mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, wobei die Ventilanordnung ein Schaltventil hat, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder zwischen einer Grundstellung und einer Schaltstellung umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle oder einer Hochdruckquelle abzugreifen. Bezuqszeichenliste
Antrieb
ArbeitszylInder
Kolben
Zylinderraum
Ringraum stetig verstellbare Ventil
Venti1anordnung entsperrbares Rückschlagventil
Rückschlagventil
Kolbenstange
Tankleitung
Tankleitungsdämpfer
Vorspannventil
Schaltventil
Zulaufleitung
Zweigleitung
Zulaufleitung
Steuerleitung
Steuerleitung
Vorsteuerventil

Claims

Ansprüche
1. Hydraulischer Antrieb für eine Stanz- oder Umformmaschine mit einem mehrere Druckräume (6, 8) aufweisenden Arbeitszylinder (2) , dessen Kolben (4) unmittelbar oder mittelbar auf ein zu bearbeitendes Werkstück wirkt, wobei zumindest ein Druckraum (6) des ArbeitszylInders (2) zum Ein- oder Ausfahren des Kolbens (4) über ein stetig verstellbares Ventil (10) mit einem Tankdruck oder einem Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, und mit einer Ventilanordnung
(26) , die dem stetig verstellbaren Ventil (10) vorgeschaltet ist und über die ein Eingangsanschluss (E) des stetig verstellbaren Ventils (10) mit einem höheren oder niedrigeren Versorgungsdruck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (26) ein Schaltventil (26) hat, das in Abhängigkeit vom Lastdruck am Arbeitszylinder (2) zwischen einer Grundstellung (1) und einer SchaltStellung (2) umschaltbar ist, um den Versorgungsdruck von einer Niederdruckquelle (ND) oder einer Hochdruckquelle (HD) abzugreifen.
2. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 1, wobei der Arbeitszylinder (2) einen in Einfahrrichtung wirkenden Ringraum (8) und einen in Ausfahrriehtung wirkenden Zylinderraum (6) hat, und wobei der im Zylinderraum (6) wirkende Lastdruck eine große Steuerfläche des Schaltventils (26) beaufschlagt.
3. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 2, wobei die große Steuerfläche in Richtung einer Schaltstellung
(2) des Schaltventils (26) wirksam ist, und wobei eine in Richtung der Grundstellung (1) des
Schaltventils (26) wirksame kleine Steuerfläche des Schaltventils (26) über eine Steuerleitung (34) mit der Niederdruckquelle (32) verbunden ist.
4. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 3, wobei in der Steuerleitung (34) ein Vorsteuerventil (38) angeordnet ist, über das die kleine Steuerfläche zum lastdruckabhängigen Umschalten mit Tankdruck beaufschlagbar ist.
5. Hydraulischer Antrieb nach Anspruch 4, wobei das Vorsteuerventil (38) elektrisch betätigt ist.
6. Hydraulischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ringraum (8) ständig mit der Niederdruckquelle (ND) verbunden ist.
7. Hydraulischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Arbeitszylinder (2) mit zwei oder drei Druckräumen ausgeführt ist.
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