WO2014166935A2 - Hydraulische presse - Google Patents

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    • F15B7/005—With rotary or crank input
    • F15B7/006—Rotary pump input

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic press according to the preamble of
  • Conventional hydraulic presses have two hydrostatic displacement units, which are fluidly connected via an inlet and a return. To generate a pressing force is one of the displacement units with a prime mover,
  • a generic hydraulic press shows the patent CH 681 872 A5.
  • a displacer unit is driven by an electric motor, wherein a flywheel is arranged on a drive shaft of the electric motor.
  • Press ram coupled displacer unit is disclosed as a hydraulic cylinder but also as a hydraulic motor.
  • the press has a control device with a control valve.
  • this can be the pressure medium volume flow from one to the other
  • Displacer unit throttled and limited. On the other hand, over that
  • Control valve the pressure medium of the two working chambers of the hydraulic cylinder to invert the direction of movement of the press ram are inverted.
  • Control means a significant proportion of hydraulic energy is lost and it must be recooled while warming pressure medium. This represents a considerable energy and device technical effort.
  • the invention is based on the object to provide a hydraulic press with increased energy efficiency. This object is achieved by a hydraulic press with the features of
  • a hydraulic press has two hydrostatic displacement units, which are fluidly connected to one another via a first inlet and a first return, in particular connected.
  • To generate a pressing force is one of the two displacement units with a prime mover and the other of the two displacement units with a
  • the invention is a
  • Displacement volume of at least one displacer unit in particular for
  • Adjustment of the pressing force and / or a stroke speed of the plunger adjustable.
  • Controlling the pressurizing agent of the other displacer unit by means of the one displacer unit with pressure loss via a throttle device can be the
  • Displacement volume are controlled pressure loss.
  • the press has a lower power loss and works more energy efficient.
  • Cooling unit for the re-cooling is smaller interpretable.
  • the press according to the invention has the advantage that it has an approximately 35 to 75% higher part yield while increasing service life and a full press force is already available from a stroke rate of one.
  • Press ram is driven to generate the pressing force electromechanically via a servo motor, according to the invention more dynamic time courses of the pressing force and the Press speed can be realized. This is due to the fact that the one displacement unit has a higher Verstelldynamik than the servo motor, since the adjustment of the
  • Displacement volume involved components compared with a to be accelerated or braked rotor of the servomotor, have a significantly lower inertia.
  • the thus more precisely controlled time course positively influences a quality of the component to be pressed.
  • pressure holding of the press ram with minimal drive power can be achieved.
  • this work can only by permanent, high
  • Power consumption can be made from the power grid.
  • the drive according to the invention has a cost advantage.
  • the other displacer unit is preferably coupled via a mechanical coupling mechanism or linkage with the press ram, in particular coupled.
  • Displacement volume is formed. The adjustment of one between the
  • Displacement units flowing pressure medium volume flow then takes place only on the first displacer unit.
  • the other displacer unit may also have an adjustable displacement volume, whereby an even higher Verstelldynamik can be achieved.
  • Displacement volume to be configured, whereby a dynamics of the adjustment of the force and speed of the press ram can be increased.
  • the other displacer unit can be coupled to an electric motor via a drive shaft, in particular coupled.
  • the electric motor preferably has an electronic position and / or speed and / or torque control in Depending on the corresponding set values of the press ram. Preferably, it is designed as a high-pole, slow-running torque servo motor.
  • the one displacer unit has a first hydrostatic hydraulic machine and a second hydrostatic hydraulic machine which can be coupled to the first via a drive shaft, in particular coupled. At least the first of the two hydraulic machines has an adjustable displacement volume. Each of the hydraulic machines has a group of hydrostatic work spaces. About the two hydraulic machines, the other displacement unit with a particularly large
  • Pressure medium volume flow are applied without the need for a particularly large, extra to be designed and to be built hydraulic machine must be provided.
  • the coupling described allows the use of two standard hydraulic machines, which investment, manufacturing, storage and maintenance costs of the press can be reduced.
  • the one displacer unit can deviate from it but also have more than two coupled hydraulic machines.
  • both hydraulic machines of a displacer unit fluidly connected in parallel with the first inlet and the first return, in particular connected.
  • the other displacer unit is device technology particularly simple
  • the other displacer unit has a first
  • Both first hydraulic machines and, via a second inlet and a second return, both first hydraulic machines can be fluidly connected to one another, in particular connected, via the first inlet and the first return.
  • the second hydraulic machine of the one displacer unit has an adjustable displacement volume. In this way, each hydraulic machine of the other displacer unit from its associated hydraulic machine of the one
  • Displacer unit are acted upon via the corresponding supply and return with an individual pressure medium flow. This allows a very differentiated and fine control of the press ram.
  • the displacement volumes of the two hydraulic machines of a displacer unit are independently adjustable. One of the displacement volumes can be independent of the other zero.
  • displacement volumes of the two hydraulic machines of a displacer unit are independently adjustable. One of the displacement volumes can be independent of the other zero.
  • Displacement volume of the first hydraulic machine is greater than that of the second.
  • Hydromachine of the other displacer unit can be assigned the rapid traverse of the press ram with great travel and low pressing force.
  • the press proves to be particularly dynamic and flexibly controllable if, in a further development, the displacement volume of the one displacer unit is adjustable such that a conveying direction of the one displacer unit can be reversed given the same direction of rotation of the drive machine. This reversibility of the press ram and a pendulum stroke are possible. It is advantageous that no switching valves for a reversal of the conveying direction and thus the movement or direction of rotation of the other displacer unit are necessary.
  • Displacer unit or at least one of their hydraulic machines, designed as a single or Doppelaxialkolbenmaschine with a both sides of a neutral position pivotable, in particular fürschwenkbaren, swash plate.
  • the neutral position is characterized in that supported on the swash plate working piston or cylinder working the axial piston machine perform no working stroke and thus no promotion of the pressure medium.
  • each of the displacer units may be configured as a peripheral machine or may comprise one or more hydraulic machines designed as peripheral machines.
  • Hydromachines of the types mentioned are proven and robust standard hydraulic components that can be controlled via equally proven control / regulating devices and methods. Through them a stable operation of the press and a low maintenance are given.
  • the drive machine via at least one electric motor, in particular a three-phase motor with frequency converter is formed.
  • the prime mover can also be modular, that is to say be formed by more than one electric motor.
  • the one displacer unit can be coupled to the drive machine via a flywheel, in particular coupled.
  • a flywheel in particular coupled.
  • the prime mover can thereby be designed smaller and / or operated with less cooling.
  • the flywheel in combination with the one displacement unit also offers a proven solution of hydromechanical
  • Displacer unit goes from motor to pump operation and drives the one displacer unit. This in turn drives the flywheel, which recovers energy.
  • the press has at least one hydraulic cylinder on which a die cushion of the press can be supported, in particular supported.
  • a pressure chamber of the hydraulic cylinder with another hydraulic machine in pressure medium connection can be brought, which in a first
  • Variant can be coupled via a further drive shaft with the drive machine or in a second variant with an electric machine.
  • the recovery for the first variant by a hydromechanical drive support the prime mover and for the second variant hydromechanical / electromechanical carried out by a conversion of press work into electrical energy.
  • the electrical energy in a network for other use or, if the drive machine is designed as an electric machine, the prime mover can be fed.
  • the hydraulic press can be configured in such a way that a try-out operation is enabled by means of a handwheel.
  • the above-described control unit preferably has a memory unit in which a control method with a desired profile of the ram speed is stored.
  • control unit also has a processor unit in which the
  • Control method is executable, wherein the desired profile can be traced by a corresponding control of an adjustment of the one or both displacement units.
  • the other displacer unit can be designed as a double-acting differential cylinder as an alternative to the aforementioned design of the peripheral or piston machine.
  • the first and / or second hydraulic machine preferably each has a group of hydrostatic working spaces, each of which can be fluidly connected in alternation with the inlet and return associated with the hydraulic machine.
  • the one and / or the other displacer unit has two hydraulic machines, then these can be arranged together in a housing of the corresponding displacer unit, or each hydraulic machine has its own housing.
  • FIG. 1 shows a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of a hydraulic press
  • FIG. 2 shows a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of a hydraulic press
  • FIG. 3 shows a hydraulic circuit diagram of a third embodiment of a hydraulic press
  • Figure 4 is a hydraulic circuit diagram of a fourth embodiment of a hydraulic press.
  • FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of a fifth embodiment of a hydraulic press.
  • a hydraulic press 1 has a displacer unit 2 and another displacer unit 4.
  • the displacer units 2, 4 are arranged in a closed hydraulic circuit via a first inlet 6 and a first return 8, both being designed as pressure medium lines.
  • the one displacement unit 2 is rotatably connected via a drive shaft 10 with a flywheel 12, or coupled.
  • the flywheel 12 is coupled via a further drive shaft 14 with a driving machine attached to a machine carrier 16, which is configured as an electric motor 18.
  • the other displacer unit 4 is coupled via a drive shaft 20 with a press ram 22. This has to convert the rotational movement of the drive shaft in one
  • Pressure medium connection can be brought.
  • the valve 24 is via a spring in one
  • valve 24 can thus fulfill an emergency function by hydraulic short-circuiting of the first inlet 6 with the first return 8 in the event of a power failure.
  • Both the first inlet 6 and the first return 8 are with a
  • Displacement volume designed. It is as a simple axial piston machine in
  • the electric motor 18 is energized and drives via the drive shaft 14, the flywheel 12 and the drive shaft 10 to a displacer unit 2. This promotes pumping pressure medium from the first return 8 in the first inlet 6, whereby in the closed hydraulic circuit the other
  • Displacer unit 4 drives the drive shaft 20 in engine operation. This drives via a press shaft, not shown, and the connecting rod to the press ram 22, so that it executes a stroke. There is a requirement to achieve a desired quality of the component to be pressed, a desired profile of the pressing force and the speed of the
  • Displacer unit 2 and thus low pressure loss.
  • exemplary embodiments 2 to 5 described below only the differences from the first exemplary embodiment will be discussed in greater detail. Otherwise, they correspond to the first embodiment. In this case, components or components which are formed over the embodiments of the same time, provided with the same reference numerals.
  • a press 101 has an electric motor 130, which is coupled to the other displacer unit 4 via a drive shaft (not shown).
  • the electric motor 130 is designed as a torque servo motor.
  • Advantage of this embodiment is that for different gaits of the press either the other displacer unit 4th or the electric motor 130 or both contribute together to the plunger movement.
  • the electric motor 130 is small, or poorly performing and takes over the function of a rapid traverse, wherein the press ram 22 is moved with little force but high speed towards the die cushion.
  • the electric motor 18 and the one displacer unit 2 are activated either in such a way that the other displacer unit 4 has a velocity profile of the
  • Electric motor 130 moves without resistance with, or the other displacer unit 4 is decoupled from the drive shaft 20 so that they do not have to entrain the electric motor 130. If the rapid traverse over into a force passage in which the component is pressed off at a lower speed but with a high pressing force, this assumes the other
  • a displacer unit 202 and another displacer unit 204 each having two with each other via a drive shaft (not shown) coupled hydraulic machines.
  • the displacement units 202, 204 are thus configured as double machines.
  • the one displacer unit 202 has a first hydraulic machine 232 and a second one
  • the other displacer unit 204 has a first hydraulic machine 236 and a second hydraulic machine 238 coupled to it via a drive shaft (not shown). Both are each, as is the other displacer unit 4 of the preceding ones
  • Embodiments designed as an axial piston machine with a constant displacement volume The first two hydraulic machines 232, 236 are fluidly connected to one another via the first inlet 6 and the first return 8.
  • the two second hydraulic machines 234 and 238 are fluidically connected to one another via a second inlet 207 and a second return 209.
  • the second inlet 207 and the second return 209 are in each case via an already described Nachsaug Wegtschventil 26 with a tank or other Pressure medium reservoir for the purpose of Druckstoffnachsaugung connectable.
  • the second inlet 207 can be connected to the second return 209 via an already described 2/2-way seat valve 24.
  • Displacement unit 204 and the first return 8 the above-described power passage and the second hydraulic machine 234 of the one displacer unit 202, the second inlet 207, the second hydraulic machine 238 of the other displacer unit 204 and the second return 209, the above rapid traverse can be provided. Accordingly, the second hydraulic machine 238 is of smaller displacement than the first one
  • Hydromachine 236 configured.
  • Displacer unit 4 a particularly large displacement volume. Nevertheless, in order to achieve a sufficient ram speed, one must with the
  • a correspondingly large, simple displacer unit can be designed and constructed which satisfies the pressure medium requirement
  • two or more smaller hydraulic machines can be coupled and fluidically connected in parallel to the first inlet 6 and the first return 8.
  • the latter solution was chosen for the fourth embodiment according to FIG.
  • a press 301 therefore has a displacer unit 202 with the first one instead of the displacer unit 2 according to FIG.
  • Embodiment according to Figure 3 are now both hydraulic machines 232, 234 fluidly connected to the first inlet 6 and the first return 8, so that analogous to the first embodiment shown in Figure 1, only a closed hydraulic circuit is formed.
  • the other displacer unit 4 via both hydraulic machines 232, 234 beautschbar with pressure medium.
  • the advantage here is that existing, proven Standard hydraulic machines are modularly interconnected. That way are
  • FIG. 4 also shows a
  • the die cushion 340 has a hydraulic cylinder 342 designed as a double-acting differential cylinder, in which a piston 344 with a one-sided piston rod 346 is displaceably arranged.
  • An annular space 348 bounded by the piston 344 and the piston rod 346 is fluidically connected to a hydrostatic pressure medium reservoir 350. About this can be carried out a pre-acceleration of the component to be pressed to reduce force peaks when hitting the press ram.
  • a pressure chamber 352 is further limited, which has a
  • Pressure medium line 354 is fluidly connected to another hydraulic machine 356.
  • This is also designed as an axial piston machine in swash plate design with swiveling swash plate and has a swivel angle sensor 28. It is connected in an open hydraulic circuit with a tank T.
  • Electric motor 18 coupled.
  • the electric motor 18 can drive the hydraulic machine 356 via the drive shaft 358, so that pressure medium is conveyed into the pressure chamber 352 and the piston 344 can be pushed back into its starting position before a press stroke.
  • a direction reversal of the pressure medium volume flow in the pressure line 354 takes place simply by pivoting through the swash plate of the hydraulic machine 356.
  • the first three exemplary embodiments shown can also be expanded by the components for energy recovery shown in FIG. 4.
  • the fifth and final embodiment of a press 401 according to Figure 5 corresponds to the embodiment of FIG 4. except for the embodiment of the energy recovery. Unlike this, the energy recovery takes place in the fifth embodiment not alone on a hydromechanical, but in addition to a
  • the press 401 according to FIG. 5 has a modified electric motor 418. This is connected to an electric machine 460 via an electrical line 462.
  • the electric machine 460 is coupled via a drive shaft arrangement 464 to a hydraulic machine 468, which has a pressure medium connection to the pressure space 352 and to its other
  • Pressure medium connection is connected to a tank T.
  • the hydraulic machine 468 is configured as a swashplate-type axial piston machine with swiveling-through swashplate and has a swivel-angle sensor 28 for measuring a swivel angle. Fluidically parallel to the hydraulic machine 468 is in a pressure medium line 470 a
  • the energy recovery is carried out according to the fifth embodiment such that on the piston 344 depressed by the press ram 22 pressure medium from the pressure chamber 352 is displaced and, if the valve 472 is not fully open and the hydraulic machine 472 has a swing angle not equal to zero over the
  • Hydromaschine 468 the displaced pressure medium from the high pressure to the tank pressure is relaxed.
  • the hydraulic machine 468 drives the electric machine 460 via the drive shaft arrangement 464, which can deliver electrical power to the drive machine 418 via the electrical line 462 in generator operation.
  • Press ram 22 and the other displacer unit 4; 204 is about 1: 5. It follows, that the other displacer unit 4; 204 must run at about 100 to 150 rev / min. For this purpose, it is designed as a so-called slow runner.
  • the one displacer unit 2; 202 should be operated at a higher speed, about 1500 to 2000 U / min, on the one hand to achieve high efficiency and on the other hand with a comparatively low mass of the flywheel 12 to provide a sufficiently high kinetic energy.
  • a hydraulic press with two displacement units, one of which is coupled to a prime mover and the other with a press ram.
  • At least one displacer unit has an adjustable displacement volume.

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Abstract

Offenbart ist eine hydraulische Presse mit zwei Verdrängereinheiten, von denen eine mit einer Antriebsmaschine und die andere mit einem Pressenstößel koppelbar ist. Zumindest die eine Verdrängereinheit weist dabei ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf.

Description

Hydraulische Presse
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 .
Herkömmliche hydraulische Pressen haben zwei hydrostatische Verdrängereinheiten, die über einen Zulauf und einen Rücklauf fluidisch verbindbar sind. Zur Erzeugung einer Pressenkraft ist dabei eine der Verdrängereinheiten mit einer Antriebsmaschine,
beispielsweise einem Elektromotor, und die andere mit einem Pressenstößel gekoppelt. Die Kopplung erfolgt meist über ein Koppelgestänge oder Koppelgetriebe. Eine gattungsgemäße hydraulische Presse zeigt die Patentschrift CH 681 872 A5.
Darin wird eine Verdrängereinheit über einen Elektromotor angetrieben, wobei auf einer Triebwelle des Elektromotors ein Schwungrad angeordnet ist. Die andere, mit dem
Pressenstößel gekoppelte Verdrängereinheit, ist als Hydrozylinder aber auch als Hydromotor offenbart. Zur Steuerung der Kraft des Pressenstößels (Pressenkraft) und von dessen Geschwindigkeit weist die Presse eine Steuereinrichtung mit einem Steuerventil auf. Über dieses kann zum Einen der Druckmittelvolumenstrom von der einen zur anderen
Verdrängereinheit angedrosselt und begrenzt werden. Zum anderen kann über das
Steuerventil die Druckmittelbeaufschlagung der beiden Arbeitsräume des Hydrozylinders zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Pressenstößels invertiert werden.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass aufgrund von Druckverlusten in der
Steuereinrichtung ein bedeutender Anteil an hydraulischer Energie verloren geht und das sich dabei erwärmende Druckmittel rückgekühlt werden muss. Dies stellt einen erheblichen energetischen und vorrichtungstechnischen Aufwand dar. Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine hydraulische Presse mit erhöhter Energieeffizienz zu schaffen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Presse mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 .
Vorteilhafte Weiterbildungen der hydraulische Presse sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 beschrieben.
Eine hydraulische Presse hat zwei hydrostatische Verdrängereinheiten, die über einen ersten Zulauf und einen ersten Rücklauf fluidisch miteinander verbindbar, insbesondere verbunden sind. Zur Erzeugung einer Presskraft ist eine der beiden Verdrängereinheiten mit einer Antriebsmaschine und die andere der beiden Verdrängereinheiten mit einem
Pressenstößel koppelbar, insbesondere gekoppelt. Erfindungsgemäß ist ein
Verdrängungsvolumen wenigstens der einen Verdrängereinheit, insbesondere zur
Verstellung der Presskraft und / oder einer Hubgeschwindigkeit des Stößels, verstellbar.
Anstatt, wie bei herkömmlichen hydraulischen Pressen üblich, eine
Druckmittelbeaufschlagung der anderen Verdrängereinheit durch die eine Verdrängereinheit druckverlustbehaftet über eine Drosselvorrichtung zu steuern, kann die
Druckmittelbeaufschlagung erfindungsgemäß über die Verstellung des
Verdrängungsvolumens druckverlustarm gesteuert werden. Dadurch weist die Presse eine kleinere Verlustleistung auf und arbeitet energieeffizienter. Zudem entfällt eine aus der herkömmlichen Drosselung resultierende Erwärmung des Druckmittels, so dass ein
Kühlaggregat zu dessen Rückkühlung kleiner auslegbar ist.
Abgesehen davon hat die erfindungsgemäße Presse den Vorteil, dass sie eine um etwa 35 bis 75% höhere Teileausbringung bei gleichzeitig erhöhter Standzeit aufweist und eine volle Presskraft bereits ab einer Hubzahl von eins zur Verfügung steht.
Verglichen mit herkömmlichen, gattungsfremden Pressen, bei denen der
Pressenstößel zur Erzeugung der Presskraft elektromechanisch über einen Servomotor angetrieben wird, sind erfindungsgemäß dynamischere Zeitverläufe der Presskraft und der Pressgeschwindigkeit realisierbar. Das beruht darauf, dass die eine Verdrängereinheit eine höhere Verstelldynamik als der Servomotor aufweist, da an der Verstellung des
Verdrängungsvolumens beteiligte Komponenten, verglichen mit einem zu beschleunigenden oder abzubremsenden Rotor des Servomotors, eine bedeutend geringere Trägheit aufweisen. Der somit präziser zu steuernde Zeitverlauf beeinflusst eine Qualität des zu pressenden Bauteils positiv. Zudem ist über eine erfindungsgemäße Verstellung des Verdrängungsvolumens hin zu kleinen Werten ein Druckhalten des Pressenstößels bei minimaler Antriebsleistung realisierbar. Beim herkömmlichen, über den Servomotor angetriebenen Pressenstößel kann diese Haltearbeit nur durch permanente, hohe
Leistungsaufnahme aus dem Stromnetz geleistet werden.
Gegenüber diesem gattungsfremden Antrieb weist der erfindungsgemäße Antrieb einen Kostenvorteil auf. Die andere Verdrängereinheit ist vorzugsweise über ein mechanisches Koppelgetriebe oder -gestänge mit dem Pressenstößel koppelbar, insbesondere gekoppelt.
Eine vorrichtungstechnisch besonders einfache und kostengünstige Weiterbildung der Presse ist gegeben, wenn die andere Verdrängereinheit mit konstantem
Verdrängungsvolumen ausgebildet ist. Die Verstellung eines zwischen den
Verdrängereinheiten strömenden Druckmittelvolumenstroms erfolgt dann nur über die erste Verdrängereinheit. Alternativ dazu kann die andere Verdrängereinheit ebenfalls ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweisen, wodurch eine noch höhere Verstelldynamik erreichbar ist.
Alternativ dazu kann die andere Verdrängereinheit mit verstellbarem
Verdrängungsvolumen ausgestaltet sein, wodurch eine Dynamik der Verstellung der Kraft und Geschwindigkeit des Pressenstößels erhöhbar ist. Um beispielsweise einen Eilgang des Pressenstößels abzubilden, ist in einer bevorzugten Weiterbildung die andere Verdrängereinheit über eine Triebwelle mit einem Elektromotor koppelbar, insbesondere gekoppelt. Der Elektromotor weist vorzugsweise eine elektronische Lage- und / oder Geschwindigkeits- und / oder Momentenregelung in Abhängigkeit von entsprechenden Sollwerten des Pressenstößels auf. Vorzugsweise ist er als hochpoliger, langsam laufender Torque-Servomotor ausgestaltet.
In einer bevorzugten Weiterbildung hat die eine Verdrängereinheit eine erste hydrostatische Hydromaschine und eine, mit der ersten über eine Triebwelle koppelbare, insbesondere gekoppelte, zweite hydrostatische Hydromaschine. Dabei weist wenigstens die erste der beiden Hydromaschinen ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf. Jede der Hydromaschinen weist dabei eine Gruppe hydrostatischer Arbeitsräume auf. Über die zwei Hydromaschinen kann die andere Verdrängereinheit mit einem besonders großen
Druckmittelvolumenstrom beaufschlagt werden, ohne dass dafür eine besonders große, extra zu konzipierende und zu bauende Hydromaschine vorgesehen werden muss. Die beschriebene Kopplung ermöglicht die Verwendung zweier Standard-Hydromaschinen, wodurch Investitions-, Fertigungs-, Lager- und Wartungskosten der Presse verringerbar sind. Die eine Verdrängereinheit kann abweichend davon aber auch mehr als zwei gekoppelte Hydromaschinen aufweisen.
Um die andere Verdrängereinheit mit einem gebündelten Druckmittelvolumenstrom beaufschlagen sind in einer bevorzugten Weiterbildung beide Hydromaschinen der einen Verdrängereinheit fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf und dem ersten Rücklauf verbindbar, insbesondere verbunden.
Die andere Verdrängereinheit ist vorrichtungstechnisch besonders einfach
ausgestaltet, wenn sie genau eine Hydromaschine hat. In einer bevorzugten Weiterbildung hat auch die andere Verdrängereinheit eine erste
Hydromaschine und eine mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, insbesondere gekoppelte, zweite Hydromaschine. Dabei sind über den ersten Zulauf und den ersten Rücklauf beide ersten Hydromaschinen und über einen zweiten Zulauf und einen zweiten Rücklauf beide zweiten Hydromaschinen fluidisch miteinander verbindbar, insbesondere verbunden. Zudem weist auch die zweite Hydromaschine der einen Verdrängereinheit ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf. Auf diese Weise kann jede Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit von der ihr zugeordneten Hydromaschine der einen
Verdrängereinheit über den entsprechenden Zu- und Rücklauf mit einem individuellen Druckmittelvolumenstrom beaufschlagt werden. Das ermöglicht eine sehr differenzierte und feine Steuerung des Pressenstößels. Vorzugsweise sind die Verdrängungsvolumina der beiden Hydromaschinen der einen Verdrängereinheit unabhängig voneinander verstellbar. Dabei kann eins der Verdrängungsvolumina unabhängig vom anderen Null sein. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind Verdrängungsvolumina der beiden
Hydromaschinen der anderen Verdrängereinheit verschieden groß, wobei das
Verdrängungsvolumen der ersten Hydromaschine größer als das der zweiten ist. Dadurch ist auf vorrichtungstechnisch einfache Weise ein Eil- und ein Kraftgang der Presse
implementierbar, indem der ersten Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit der Kraftgang des Pressenstößels mit geringem Weg und hoher Presskraft und der zweiten
Hydromaschine der anderen Verdrängereinheit der Eilgang des Pressenstößels mit großem Weg und geringer Presskraft zugeordnet sein kann.
Als besonders dynamisch und flexibel steuerbar erweist sich die Presse, wenn in einer Weiterbildung das Verdrängungsvolumen der einen Verdrängereinheit derart verstellbar ist, dass bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine eine Förderrichtung der einen Verdrängereinheit umkehrbar ist. Dadurch sind eine Reversierbarkeit des Pressenstößels und ein Pendelhub möglich. Vorteilhaft ist, dass keine Schaltventile für eine Umkehr der Förderrichtung und damit der Bewegungs- oder Drehrichtung der anderen Verdrängereinheit nötig sind.
Besonders bevorzugt, insbesondere zum letztgenannten Zweck, ist die eine
Verdrängereinheit, oder zumindest eine von deren Hydromaschinen, als Einfach- oder Doppelaxialkolbenmaschine mit einer beidseitig einer Neutralstellung verschwenkbaren, insbesondere durchschwenkbaren, Schrägscheibe ausgestaltet. Die Neutralstellung zeichnet sich dadurch aus, dass an der Schrägscheibe abgestützte Arbeitskolben oder Arbeitszylinder der Axialkolbenmaschine keinen Arbeitshub durchführen und somit keine Förderung des Druckmittels erfolgt. Alternativ dazu kann jede der Verdrängereinheiten als Umfangsmaschine ausgestaltet sein oder eine oder mehrere als Umfangsmaschinen ausgestaltete Hydromaschinen aufweisen. Hydromaschinen der genannten Bauformen sind bewährte und robuste hydraulische Standardkomponenten, die über ebenso bewährte Steuerungs- / Regelungseinrichtungen und -verfahren Steuer- / regelbar sind. Durch sie sind ein stabiler Betrieb der Presse und ein geringer Wartungsaufwand gegeben.
Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine über wenigstens einen Elektromotor, insbesondere einen Drehstrommotor mit Frequenzumrichter, ausgebildet. Dabei kann die Antriebsmaschine auch modular, das heißt über mehr als einen Elektromotor ausgebildet sein.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die eine Verdrängereinheit über ein Schwungrad mit der Antriebsmaschine koppelbar, insbesondere gekoppelt. Auf diese Weise müssen auftretende oder benötigte Kraftspitzen der Presskraft nicht unmittelbar von der Antriebsmaschine sondern können über die kinetische Energie des Schwungrades abgedeckt werden. Die Antriebsmaschine kann dadurch kleiner ausgelegt und / oder mit weniger Kühlaufwand betrieben werden. Das Schwungrad in Kombination mit der einen Verdrängereinheit bietet zudem eine bewährte Lösung der hydromechanischen
Energierückgewinnung ohne Kondenstoren oder andere elektrische Vorrichtungen. Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die eine Verdrängereinheit wie vorbeschrieben durchschwenkbar ausgestaltet ist, ihre Förderrichtung bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine also umkehrbar ist. Dann kann ein Abbremsen des Pressenstößels am Ende eines Pressenhubes durch das Durchschwenken erfolgen. Die andere
Verdrängereinheit geht dabei vom Motor- in den Pumpenbetrieb über und treibt die eine Verdrängereinheit an. Diese treibt wiederum das Schwungrad an, wodurch Energie zurückgewonnen wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Presse wenigstens einen Hydrozylinder auf, an dem ein Ziehkissen der Presse abstützbar, insbesondere abgestützt ist. Für eine Rückgewinnung von Pressenarbeit / -energie ist dabei ein Druckraum des Hydrozylinders mit einer weiteren Hydromaschine in Druckmittelverbindung bringbar, die in einer ersten
Variante über eine weitere Triebwelle mit der Antriebsmaschine oder in einer zweiten Variante mit einer Elektromaschine koppelbar ist. So kann die Rückgewinnung für die erste Variante durch eine hydromechanische Antriebsunterstützung der Antriebsmaschine und für die zweite Variante hydromechanisch / elektromechanisch durch eine Wandlung von Pressenarbeit in elektrische Energie erfolgen. Im letztgenannten Fall kann die elektrische Energie in ein Netz zur anderweitigen Verwendung oder, sofern auch die Antriebsmaschine als eine Elektromaschine ausgebildet ist, der Antriebsmaschine zugespeist werden.
Die hydraulische Presse kann derart ausgestaltet sein, dass über ein Handrad ein Try- out Betrieb ermöglicht ist.
Die vorbeschriebene Steuereinheit weist vorzugsweise eine Speichereinheit auf, in der ein Steuerverfahren mit einem Sollprofil der Stößelgeschwindigkeit abgelegt ist.
Vorzugsweise weist die Steuereinheit zudem eine Prozessoreinheit auf, in der das
Steuerverfahren ausführbar ist, wobei das Sollprofil durch eine entsprechende Ansteuerung einer Versteilvorrichtung der einen oder beider Verdrängereinheiten nachgefahren werden kann.
Die andere Verdrängereinheit kann alternativ zur genannten Bauform der Umfangs- oder Kolbenmaschine als ein doppeltwirkender Differentialzylinder ausgebildet sein.
Für die Presse ist ein Überlastschutz durch eine Maximaldruckabsicherung in der Zulaufleitung vorrichtungstechnisch einfach über ein Druckbegrenzungsventil bereitstellbar.
Die erste und / oder zweite Hydromaschine weist vorzugsweise je ein Gruppe hydrostatischer Arbeitsräume auf, von denen jeder alternierend mit dem der Hydromaschine zugeordneten Zulauf und Rücklauf fluidisch verbindbar ist.
Weist die eine und / oder die andere Verdrängereinheit zwei Hydromaschinen auf, so können diese gemeinsamen in einem Gehäuse der entsprechenden Verdrängereinheit angeordnet sein oder jede Hydromaschine weist ein eigenes Gehäuse auf. Im Folgenden werden fünf Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
hydraulischen Presse anhand von fünf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen hydraulischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, Figur 2 einen hydraulischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse,
Figur 3 einen hydraulischen Schaltplan eines dritten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse,
Figur 4 einen hydraulischen Schaltplan eines vierten Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse, und
Figur 5 einen hydraulischen Schaltplan eines fünften Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Presse. Gemäß Figur 1 hat eine hydraulische Presse 1 eine Verdrängereinheit 2 und eine andere Verdrängereinheit 4. Die Verdrängereinheiten 2, 4 sind über einen ersten Zulauf 6 und einen ersten Rücklauf 8, beide sind als Druckmittelleitungen ausgestaltet, in einem geschlossenen hydraulischen Kreis angeordnet. Die eine Verdrängereinheit 2 ist über eine Triebwelle 10 mit einem Schwungrad 12 drehfest verbunden, beziehungsweise gekoppelt. Das Schwungrad 12 ist über eine weitere Triebwelle 14 mit einer an einem Maschinenträger 16 befestigten Antriebsmaschine, die als Elektromotor 18 ausgestaltet ist, gekoppelt.
Die andere Verdrängereinheit 4 ist über eine Triebwelle 20 mit einem Pressenstößel 22 gekoppelt. Dieser weist zur Wandlung der Drehbewegung der Triebwelle in eine
Linearbewegung eine Pleuelanordnung und ein Koppelgetriebe (nicht dargestellt) auf. Der erste Zulauf 6 und der erste Rücklauf 8 sind über ein 2/2-Wege-Sitzventil 24 in
Druckmittelverbindung bringbar. Das Ventil 24 ist dabei über eine Feder in eine
Durchflussstellung vorgespannt und ist elektromagnetisch in seine Sperrstellung betätigbar. Das Ventil 24 kann so bei Stromausfall eine Notfunktion durch hydraulisches Kurzschließen des ersten Zulaufs 6 mit dem ersten Rücklauf 8 erfüllen.
Sowohl der erste Zulauf 6 als auch der erste Rücklauf 8 sind mit einem
Nachsaugrückschlagventil 26 verbunden, über das sie mit einem Tank oder einem anderen Druckmittelreservoir verbindbar sind.
Erfindungsgemäß ist die eine Verdrängereinheit 2 mit verstellbarem
Verdrängungsvolumen ausgestaltet. Sie ist als einfache Axialkolbenmaschine in
Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet. Zur Erfassung eines Schwenkwinkels der Schrägscheibe weist sie einen Schwenkwinkelsensor 28 auf.
In einem bestimmungsgemäßen Betrieb der Presse 1 ist der Elektromotor 18 bestromt und treibt über die Triebwelle 14 das Schwungrad 12 und über die Triebwelle 10 die eine Verdrängereinheit 2 an. Diese fördert im Pumpenbetrieb Druckmittel vom ersten Rücklauf 8 in den ersten Zulauf 6, wodurch im geschlossenen hydraulischen Kreis die andere
Verdrängereinheit 4 im Motorbetrieb die Triebwelle 20 antreibt. Diese treibt über eine nicht dargestellte Pressenwelle und die Pleuel den Pressenstößel 22 an, so dass dieser einen Hub ausführt. Dabei besteht die Anforderung, zur Erreichung einer gewünschten Qualität des zu pressenden Bauteils ein Sollprofil der Presskraft und der Geschwindigkeit des
Pressenstößels 22 in Abhängigkeit der Zeit oder des Hubes nachzufahren. Die Sollprofile sind in einer nicht dargestellten Steuereinheit der Presse 1 hinterlegt und werden im bestimmungsgemäßen Betrieb der Presse 1 über eine entsprechende Ansteuerung einer Stellvorrichtung (nicht dargestellt) der einen Verdrängereinheit 2 nachgefahren. Dabei dient der Schwenkwinkelsensor 28 und eine nicht dargestellte Sensorik am Pressenstößel 22 der Erfassung der Istwerte, die in die Steuerung eingehen.
Besonders vorteilhaft ist, dass zur vorbeschriebenen Steuerung, anders als beim Stand der Technik, keine Drosselung des Druckmittelvolumenstroms im ersten Zulauf 8 erfolgen muss. Die Steuerung des Druckmittelvolumenstroms erfolgt ausschließlich über die
Ansteuerung beziehungsweise Verstellung des Verdrängungsvolumens der einen
Verdrängereinheit 2 und somit druckverlustarm. Für die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele 2 bis 5 gilt, dass lediglich auf die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel näher eingegangen wird. Ansonsten entsprechen sie dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei sind Bauteile oder Komponenten, die über die Ausführungsbeispiele hinweg gleich ausgebildet sind, mit gleichbleibendem Bezugszeichen versehen.
Eine Presse 101 hat gemäß Figur 2 einen Elektromotor 130 der über eine nicht dargestellte Triebwelle mit der anderen Verdrängereinheit 4 gekoppelt ist. Der Elektromotor 130 ist dabei als Torque-Servomotor ausgestaltet. Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist, dass für unterschiedliche Gangarten der Presse entweder die andere Verdrängereinheit 4 oder der Elektromotor 130 oder beide zusammen zur Stößelbewegung beitragen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 130 klein, beziehungsweise leistungsschwach und übernimmt die Funktion eines Eilganges, bei dem der Pressenstößel 22 mit wenig Kraft aber hoher Geschwindigkeit hin zum Ziehkissen bewegt wird. Während des Eilgangs sind der Elektromotor 18 und die eine Verdrängereinheit 2 entweder derart angesteuert, dass die andere Verdrängereinheit 4 ein Geschwindigkeitsprofil des
Elektromotors 130 ohne Widerstand mit abfährt, oder die andere Verdrängereinheit 4 ist von der Triebwelle 20 entkoppelt, so dass sie der Elektromotor 130 nicht mitschleppen muss. Geht der Eilgang in einen Kraftgang über, bei dem mit geringerer Geschwindigkeit aber hoher Presskraft das Bauteil abgepresst wird, so übernimmt dies die andere
Verdrängereinheit 4 in bereits beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1
beschriebener Weise.
Abweichend von den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen hat eine Presse 201 gemäß Figur 3 eine Verdrängereinheit 202 und eine andere Verdrängereinheit 204, die jeweils zwei miteinander über eine Triebwelle (nicht dargestellt) gekoppelte Hydromaschinen aufweisen. Die Verdrängereinheiten 202, 204 sind somit als Doppelmaschinen ausgestaltet. Die eine Verdrängereinheit 202 hat eine erste Hydromaschine 232 und eine zweite
Hydromaschine 234. Beide sind, wie auch die eine Verdrängereinheit 2 der
vorangegangenen Ausführungsbeispiele, jeweils als Axialkolbenmaschine in
Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und haben jeweils den bereits erwähnten Schwenkwinkelsensor 28 zur Erfassung des Schwenkwinkels.
Die andere Verdrängereinheit 204 hat eine erste Hydromaschine 236 und eine über eine Triebwelle (nicht dargestellt) mit dieser gekoppelte zweite Hydromaschine 238. Beide sind jeweils, ebenso wie die andere Verdrängereinheit 4 der vorangegangenen
Ausführungsbeispiele, als Axialkolbenmaschine mit konstantem Verdrängungsvolumen ausgestaltet. Die beiden ersten Hydromaschinen 232, 236 sind über den ersten Zulauf 6 und den ersten Rücklauf 8 fluidisch miteinander verbunden. Die beiden zweiten Hydromaschinen 234 und 238 sind über einen zweiten Zulauf 207 und einen zweiten Rücklauf 209 fluidisch miteinander verbunden. Der zweite Zulauf 207 und der zweite Rücklauf 209 sind jeweils über ein bereits beschriebenes Nachsaugrückschlagventil 26 mit einem Tank oder einem anderen Druckmittelreservoir zum Zwecke der Druckmittelnachsaugung verbindbar. Analog zum über den ersten Zulauf 6 und den ersten Rücklauf 8 ausgebildeten hydraulischen Kreis, ist der zweite Zulauf 207 mit dem zweiten Rücklauf 209 über ein bereits beschriebenes 2/2-Wege- Sitzventil 24 verbindbar.
Ziel des zweiten geschlossenen hydraulischen Kreislaufs ist dasselbe, wie es bereits beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 mit Hilfe des Elektromotors 130 verfolgt wird. Es gilt, an den Eil- und Kraftgang des Pressenstößels 22 angepasste hydraulische
Antriebsmaschinen bereitzustellen. Über die erste Hydromaschine 232 der einen
Verdrängereinheit 202, den ersten Zulauf 6, die erste Hydromaschine 236 der anderen
Verdrängereinheit 204 und den ersten Rücklauf 8 kann der vorbeschriebene Kraftgang und über die zweite Hydromaschine 234 der einen Verdrängereinheit 202, den zweiten Zulauf 207, die zweite Hydromaschine 238 der anderen Verdrängereinheit 204 und den zweiten Rücklauf 209 kann der vorbeschriebene Eilgang bereitgestellt werden. Demgemäß ist die zweite Hydromaschine 238 mit kleinerem Verdrängungsvolumen als die erste
Hydromaschine 236 ausgestaltet.
Im in Figur 4 gezeigten, vierten Ausführungsbeispiel weist die andere
Verdrängereinheit 4 ein besonders großes Verdrängungsvolumen auf. Um dennoch eine ausreichende Stößelgeschwindigkeit erreichen zu können, muss eine mit der
Antriebsmaschine 18 gekoppelte Verdrängereinheit einen großen Druckmittelvolumenstrom bereitstellen können. Hierzu bieten sich prinzipiell mehrere Möglichkeiten an: Einerseits kann eine entsprechend große, einfache Verdrängereinheit konzipiert und gebaut werden, die dem Druckmittelbedarf genügt, andererseits können zwei oder mehrere kleinere Hydromaschinen gekoppelt und fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf 6 und dem ersten Rücklauf 8 verbunden werden. Letztere Lösung wurde für das vierte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 gewählt. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel hat eine Presse 301 daher anstatt der Verdrängereinheit 2 gemäß Figur 1 eine Verdrängereinheit 202 mit der ersten
Hydromaschine 232 und der zweiten Hydromaschine 234. Anders als beim dritten
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind nun jedoch beide Hydromaschinen 232, 234 mit dem ersten Zulauf 6 und dem ersten Rücklauf 8 fluidisch verbunden, so dass analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 nur ein geschlossener hydraulischer Kreis ausgebildet ist. Somit ist die andere Verdrängereinheit 4 über beide Hydromaschinen 232, 234 mit Druckmittel beauschlagbar. Vorteil hierbei ist, dass bestehende, bewährte Standardhydromaschinen modular zusammengeschaltet sind. Auf diese Weise sind
Aufwände in der Konzeptionierung, der Planung, der Montage und der Wartung der Presse 301 minimiert. Abweichend von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist in Figur 4 auch ein
Ziehkissen 340 der Presse 301 gezeigt. Das Ziehkissen 340 hat einen als doppelt wirkenden Differentialzylinder ausgebildeten Hydrozylinder 342, in dem ein Kolben 344 mit einseitiger Kolbenstange 346 verschieblich angeordnet ist. Ein vom Kolben 344 und der Kolbenstange 346 begrenzter Ringraum 348 ist mit einem hydrostatischen Druckmittelspeicher 350 fluidisch verbunden. Über diesen kann eine Vorbeschleunigung des zu pressenden Bauteils zur Verringerung von Kraftspitzen beim Auftreffen des Pressenstößels erfolgen.
Vom Kolben 344 ist weiterhin ein Druckraum 352 begrenzt, der über eine
Druckmittelleitung 354 mit einer weiteren Hydromaschine 356 fluidisch verbunden ist. Auch diese ist als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit verschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und hat einen Schwenkwinkelsensor 28. Sie ist im offenen hydraulischen Kreis mit einem Tank T verbunden.
Über die Druckmittelleitung 354 und die Hydromaschine 356 ist auf
vorrichtungstechnisch einfache Weise Pressenarbeit, beziehungsweise Pressenergie, die vom Pressenstößel 22 auf die Kolbenstange 346 und den Kolben 344 übertragen wird, rekuperierbar. Hierzu ist die Hydromaschine 356 über eine Triebwelle 358 mit dem
Elektromotor 18 gekoppelt. Andererseits kann der Elektromotor 18 die Hydromaschine 356 über die Triebwelle 358 antreiben, so dass Druckmittel in den Druckraum 352 gefördert wird und der Kolben 344 in seine Ausgangslage vor einem Pressenhub zurückgeschoben werden kann. Eine Richtungsumkehr des Druckmittelvolumenstroms in der Druckleitung 354 erfolgt dabei einfach über ein Durchschwenken der Schrägscheibe der Hydromaschine 356.
Prinzipiell sind auch die ersten drei gezeigten Ausführungsbeispiele um die in Figur 4 gezeigten Komponenten zur Energierückgewinnung erweiterbar.
Das fünfte und letzte Ausführungsbeispiel einer Presse 401 gemäß Figur 5 entspricht bis auf die Ausgestaltung der Energierückgewinnung dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4. Anders als bei diesem erfolgt die Energierückgewinnung im fünften Ausführungsbeispiel nicht alleine auf einem hydromechanischem, sondern zusätzlich auf einem
elektromechanischen Weg. Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 weist die Presse 401 gemäß Figur 5 einen modifizierten Elektromotor 418 auf. Dieser ist mit einer Elektromaschine 460 über eine elektrische Leitung 462 verbunden. Die Elektromaschine 460 ist über eine Triebwellenanordnung 464 mit einer Hydromaschine 468 gekoppelt, die mit einem Druckmittelanschluss mit dem Druckraum 352 und mit ihrem anderen
Druckmittelanschluss mit einem Tank T verbunden ist. Die Hydromaschine 468 ist als Axialkolbenmaschine in Schrägscheibenbauweise mit durchschwenkbarer Schrägscheibe ausgestaltet und weist zur Messung eines Schwenkwinkels einen Schwenkwinkelsensor 28 auf. Fluidisch parallel zur Hydromaschine 468 ist in einer Druckmittelleitung 470 ein
2/2-Proportional-Wege-Sitzventil 472 in Servobauweise angeordnet. Dabei ist ein
Arbeitsanschluss des Ventils 472 mit dem Druckraum 352 und der andere Arbeitsanschluss des Ventils 472 mit dem Tank T fluidisch verbunden. Über das Ventil 472 kann eine
Bypassströmung vom Druckraum 352 unter Umgehung der Hydromaschine 468 direkt zum Tank T ausgebildet werden. Dies dient einem Abbau von möglichen Druckspitzen beim
Pressvorgang und kann die Qualität des Kraft- und Geschwindigkeitsprofils des Ziehkissens 340 und damit die Teilequalität verbessern.
Die Energierückgewinnung erfolgt gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel derart, dass über den vom Pressenstößel 22 niedergedrückten Kolben 344 Druckmittel aus dem Druckraum 352 verdrängt wird und, sofern das Ventil 472 nicht vollständig geöffnet ist und die Hydromaschine 472 einen Schwenkwinkel ungleich Null aufweist, über die
Hydromaschine 468 das verdrängte Druckmittel vom Hochdruck hin zum Tankdruck entspannt wird. Dabei treibt die Hydromaschine 468 über die Triebwellenanordnung 464 die Elektromaschine 460 an, die im Generatorbetrieb über die elektrische Leitung 462 elektrische Leistung an die Antriebsmaschine 418 abgeben kann.
Auch das in Figur 5 gezeigte Konzept der Energierückgewinnung kann auf die bisher gezeigten Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 1 bis 4 angewendet werden.
Die Pressen 1 ; 101 ; 201 ; 301 und 401 können beispielsweise mit zwanzig bis dreißig Hüben pro Minute betrieben werden. Eine bevorzugte Übersetzung zwischen dem
Pressenstößel 22 und der anderen Verdrängereinheit 4; 204 ist dabei etwa 1 :5. Daraus folgt, dass die andere Verdrängereinheit 4; 204 mit etwa 100 bis 150 U/min laufen muss. Dazu ist sie als sogenannter Langsamläufer ausgestaltet.
Die eine Verdrängereinheit 2; 202 sollte hingegen mit einer höheren Drehzahl betrieben werden, etwa 1500 bis 2000 U/min, um einerseits einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen und um andererseits mit einer vergleichsweise geringen Masse des Schwungrades 12 eine ausreichend hohe kinetische Energie bereitstellen zu können.
Offenbart ist eine hydraulische Presse mit zwei Verdrängereinheiten, von denen eine mit einer Antriebsmaschine und die andere mit einem Pressenstößel koppelbar ist.
Zumindest die eine Verdrängereinheit weist dabei ein verstellbares Verdrängungsvolumen auf.
Bezugszeichenliste
1 ; 101 ; 201 ; 301 ; 401 hydraulische Presse
2; 202 eine Verdrängereinheit
4; 204 andere Verdrängereinheit
6 Erster Zulauf
8 Erster Rücklauf
10 Triebwelle
12 Schwungrad
14 Triebwelle
16 Maschinenträger
18; 418 Antriebsmaschine
20 Triebwelle
22 Pressenstößel
24 2/2-Wege-Sitzventil
26 Rückschlagventil
28 Schwenkwinkelsensor
130 Elektromotor
207 Zweiter Zulauf
209 Zweiter Rücklauf
232 Erste Hydromaschine
234 Zweite Hydromaschine
236 Erste Hydromaschine
238 Zweite Hydromaschine
340 Ziehkissen
342 Hydrozylinder
344 Kolben
346 Kolbenstange
348 Ringraum
350 Hydrospeicher
352 Druckraum
354 Druckmittelleitung
356 Hydromaschine
358 Triebwelle 460 Hydromaschine
462 Druckmittelleitung
464 Triebwellenanordnung
468 Hydromaschine
470 Druckmittelleitung
472 2/2-Proportional-Wege-Sitzventil

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Presse mit zwei hydrostatischen Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204), die über einen ersten Zulauf (6; 207) und einen ersten Rücklauf (8; 209) fluidisch miteinander verbindbar sind, wobei zur Erzeugung einer Presskraft eine (2; 202) der beiden Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204) mit einer Antriebsmaschine (18; 418) und die andere (4; 204) der beiden Verdrängereinheiten (2, 4; 202, 204) mit einem Pressenstößel (22) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Verdrängungsvolumen zumindest der einen Verdrängereinheit (2; 202) verstellbar ist.
2. Presse nach Patentanspruch 1 , wobei die andere Verdrängereinheit (4; 204) ein
konstantes Verdrängungsvolumen aufweist.
3. Presse nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die andere Verdrängereinheit (4) über eine Triebwelle mit einem Elektromotor (130) koppelbar ist.
4. Presse nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei die eine Verdrängereinheit (202) eine erste hydrostatische Hydromaschine (232) und eine, mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, zweite hydrostatische Hydromaschine (234) hat, von denen wenigstens die erste (232) ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.
5. Presse nach Patentanspruch 4, wobei die erste Hydromaschine (232) und die zweite Hydromaschine (234) der einen Verdrängereinheit (202) fluidisch parallel mit dem ersten Zulauf (6) und dem ersten Rücklauf (8) verbindbar sind.
6. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die andere
Verdrängereinheit (4) genau eine Hydromaschine hat.
7. Presse nach Patentanspruch 4, wobei die andere Verdrängereinheit (204) eine erste Hydromaschine (236) und eine mit dieser über eine Triebwelle koppelbare, zweite Hydromaschine (238) hat, und wobei über den ersten Zulauf (6) und den ersten Rücklauf (8) beide ersten Hydromaschinen (232, 236) und über einen zweiten Zulauf (207) und einen zweiten Rücklauf (209) beide zweiten Hydromaschinen (234, 238) fluidisch miteinander verbindbar sind, und wobei die zweite Hydromaschine (234) der einen Verdrängereinheit (202) ein verstellbares Verdrängungsvolumen aufweist.
8. Presse nach Patentanspruch 7, wobei ein Verdrängungsvolumen der ersten
Hydromaschine (236) der anderen Verdrängereinheit (204) größer als ein
Verdrängungsvolumen von deren zweiter Hydromaschine (238) ist.
9. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das
Verdrängungsvolumen der einen Verdrängereinheit (2; 202) derart verstellbar ist, dass bei gleichbleibender Drehrichtung der Antriebsmaschine (18; 418) eine
Förderrichtung der einen Verdrängereinheit (2; 202) umkehrbar ist.
10. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die
Antriebsmaschine (18; 418) über einen Elektromotor ausgebildet ist.
1 1. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die eine
Verdrängereinheit (2; 202) über ein Schwungrad (12) mit der Antriebsmaschine (18; 418) koppelbar ist.
12. Presse nach einem der vorhergehenden Patentansprüche mit wenigstens einem Hydrozylinder (342), an dem ein Ziehkissen (340) abstützbar ist, wobei ein
Druckraum (352) des Hydrozylinders (342) mit einer weiteren Hydromaschine (356; 468) in Druckmittelverbindung bringbar ist, die über eine weitere Triebwelle (358) mit der Antriebsmaschine (18) koppelbar ist, oder die mit einer Elektromaschine (460) koppelbar ist.
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