WO2018028832A4 - Hydraulische, insbesondere druckspeicherlose, antriebsanordnung für und mit einem verbraucher, insbesondere für pressen, sowie verfahren zum betreiben einer solchen hydraulischen antriebsanordnung - Google Patents

Hydraulische, insbesondere druckspeicherlose, antriebsanordnung für und mit einem verbraucher, insbesondere für pressen, sowie verfahren zum betreiben einer solchen hydraulischen antriebsanordnung Download PDF

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Abstract

Bei einer, insbesondere druckspeicherlosen hydraulischen Antriebsanordnung (10) für und mit einem Verbraucher, insbesondere für Pressen, mit einer doppelt wirksamen, mindestens einen reversierend verfahrbaren Arbeitskolben (21) und mindestens einen Zylinderraum umfassenden Kolben/Zylinder-Anordnung (20), bei der der mindestens eine Zylinderraum oder die Zylinderräume mindestens einen den Arbeitskolben (21 ) mit Fluiddruck beaufschlagenden, ersten Kolbenraum (23A), und, ggf., mindestens einen zweiten Kolbenraum (23C) umfasst/umfassen, mit die Kolbenräume mit einem Druckmittel versorgenden Druckleitungen (D1,... ), mit mindestens einer Pumpenanordnung (30; 30A, 30B), welche mindestens eine zumindest drehzahlvariabel angetriebene Pumpe (31; 32) und mindestens einen die mindestens eine Pumpe (31, 32) antreibenden drehzahlvariablen Antrieb (33),mit mindestens einem mit der Kolben/Zylinder-Anordnung (20) und der Pumpenanordnung (30; 30A, 30B) hydraulisch verbundenen oder verbindbaren Druckmittelvorrat, bei der die mindestens eine Pumpe (31 ) über eine erste Druckleitung (D1 ) mit dem ersten Kolbenraum (23A) verbunden oder verbindbar ist, so dass die hydraulische Antriebsanordnung (10) mittels eines einzigen einmotorigen Antriebsstrangs sowohl in mindestens einer Bewegungsrichtung betreibbar ist als auch im Arbeitsgang hohe Arbeitsdrücke erreicht, wird eine verbesserte Auslastung des Antriebsmotors und möglichst auch dessen Umrichters erreicht durch mindestens je einen hydromechanischen Stellzylinder (51; 51 A) der mindestens einen Pumpe (32), eine hydraulische VerbindungA/erbindungsleitung (D1'), die zwischen dem Stellzylinder (51; 51 A) und der zwischen der mindestens einen Pumpe (32) und dem ihr zugeordneten Kolbenraum (23A) vorgesehenen Druckleitung (D1) wirksam ist, sowie zumindest Hydraulikventil, insbesondere ein Proportionalventil (50; 50A), wobei das zumindest eine Hydraulikventil in der mindestens einen Verbindungsleitung (D1 ') zwischen dem Stellzylinder (51; 51 A) und der Druckleitung (D1) derart hydraulisch wirksam ist, dass durch Variation der Stellung dieses Hydraulikventils mittels eines externen, insbesondere elektrischen, die Stellung des Hydraulikventils beeinflussenden Stellsignals der Stellzylinder (51; 51 A) mit einem variablen Druck beaufschlagbar ist.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
beim Internationalen Büro eingegangen am 15 Februar 2018 (15.02.2018)
1. Hydraulische druckspeicherlose Antriebsanordnung (10) für und mit einem Verbraucher, insbesondere für Pressen, mit einer, insbesondere doppelt wirksamen, Kolben/Zylinder-Anordnung (20), die mindestens einen reversierend verfahrbaren Arbeitskolben (21) und mindestens einen Zylinderraum umfasst und bei der der mindestens eine Zylinderraum oder die Zylinderräume mindestens einen den Arbeitskolben (21 ) mit Fluiddruck beaufschlagenden, ersten Kolbenraum (23A), und, vorzugsweise, mindestens einen zweiten Kolbenraum (23C) umfasst/umfassen, mit den oder die Kolbenraum/-räume mit einem Druckmittel versorgende/n Druckleitung/en (D1 , D3), mit mindestens einer Pumpenanordnung (30), welche mindestens eine zumindest drehzahlvariabel angetriebene Pumpe (31 ; 32) und mindestens einen die mindestens eine Pumpe (31 , 32) antreibenden drehzahlvariablen Antrieb (33) , mit mindestens einem mit der Kolben/Zylinder-Anordnung (20) und der Pumpenanordnung (30) hydraulisch verbundenen oder verbindbaren Druckmittelvorrat, bei der die mindestens eine Pumpe (32) über eine erste Druckleitung (D1) mit dem ersten Kolbenraum (23A) verbunden oder verbindbar ist, so dass die hydraulische Antriebsanordnung (10), vorzugsweise mittels eines einzigen einmotorigen Antriebsstrangs, in mindestens einer Bewegungsrichtung betreibbar ist und auch im Arbeitsgang hohe Arbeitsdrücke erreicht, gekennzeichnet durch mindestens einen hydromechanischen Stellzylinder (51 ; 51 A) der mindestens einen Pumpe (32),
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 28 eine hydraulische Verbindung/Verbindungsleitung (DV), die zwischen dem Stellzylinder (51 ; 51 A) und der zwischen der mindestens einen Pumpe (32) und dem ihr zugeordneten Kolbenraum (23A) vorgesehenen Druckleitung (D1 ) wirksam ist, sowie zumindest ein Hydraulikventil, insbesondere ein Proportionalventil (50; 50A), wobei das zumindest eine Hydraulikventil in der mindestens einen Verbindungsleitung (D1') zwischen dem Stellzylinder (51 ; 51 A) und der Druckleitung (D1 ) derart hydraulisch wirksam ist, dass durch Variation der Stellung dieses Hydraulikventils mittels eines externen, insbesondere elektrischen, die Stellung des Hydraulikventils beeinflussenden Stellsignals der Stellzylinder (51 ; 51 A) mit einem variablen Druck beaufschlagbar ist.
Hydraulische Antriebsanordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine VerStelleinrichtung (38) der mindestens einen Pumpe und ein Stellmittel (51 ) für diese vorgesehen sind, wobei der Förderstrom der mindestens einen Pumpe mittels der von dem Stellmittel (51 ) betätigbaren VerStelleinrichtung (38) veränderbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch mindestens zwei, je aus mindestens einer Pumpe (32; 34) und einem Antrieb (33C; 33B) bestehende, gesonderte Motor-Pumpenstationen für den ersten Kolbenraum (23A) und für mindestens einen zweiten Kolbenraum (23C), bei der zumindest eine der Motor- Pumpenstationen ein Hydraulikventil (50) in der Verbindungsleitung zwischen dem Stellzylinder (51 ) und der zugehörenden Druckleitung aufweist.
Verfahren zum Betreiben einer hydraulischen Antriebsanordnung für einen Verbraucher, insbesondere für Pressen, mit einer, insbesondere doppelt wirksamen, mindestens einen reversierend verfahrbaren Arbeitskolben (21 ) und mindestens einen Zylinderraum umfassenden Kolben/Zylinder-Anordnung (20), bei der der mindestens eine Zylinderraum oder die Zylinderräume mindestens einen den Arbeitskolben (21 ) mit Fluiddruck beaufschlagenden, ersten Kolbenraum (23A), und, vorzugsweise, mindestens einen zweiten Kolbenraum (23C) umfasst umfassen,
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 29
mit die Kolbenräume mit einem Druckmittel versorgenden Druckleitungen (D1. D3), mit mindestens einer Pumpenanordnung (30), welche mindestens eine zumindest drehzahlvariabel angetriebene Pumpe (31 ; 32) und mindestens einen die mindestens eine Pumpe (31 , 32) antreibenden drehzahlvariablen Antrieb (33) umfasst,
insbesondere, wenn eine VerStelleinrichtung (38) der mindestens einen Pumpe und einem Stellmittel (51 ) für diese vorgesehen ist, wobei der Förderstrom der mindestens einen Pumpe mittels der von dem Stellmittel (51 ) betätigbaren VerStelleinrichtung (38) veränderbar ist, mit mindestens einem mit der Kolben/Zylinder-Anordnung (20) und der Pumpenanordnung (30) hydraulisch verbundenen oder verbindbaren Druckmittelvorrat, bei der die mindestens eine Pumpe (32) über eine erste Druckleitung (D1 ) mit dem ersten Kolbenraum (23A) verbunden oder verbindbar ist, so dass die hydraulische Antriebsanordnung (10), vorzugsweise mittels eines einzigen einmotorigen Antriebsstrangs, in mindestens einer Bewegungsrichtung betreibbar ist und auch im Arbeitsgang hohe Arbeitsdrücke erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein hydromechanischer Stellzylinder (51 ; 51 A) der mindestens einen Pumpe (32) vorgesehen wird, eine hydraulische Verbindung/Verbindungsleitung (D1 '), die zwischen dem Stellzylinder (51 ; 51 A) und der zwischen der mindestens einen Pumpe (32) und dem ihr zugeordneten Kolbenraum (23A) vorgesehenen Druckleitung (D1) wirksam ist, vorgesehen wird, sowie zumindest ein Hydraulikventil, insbesondere ein Proportionalventil (50; 50A) vorgesehen wird,
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 30 wobei das zumindest eine Hydraulikventil in der mindestens einen Verbindungsleitung (DV) zwischen dem Stellzylinder (51 ; 51 A) und der Druckleitung (D1 ) derart hydraulisch wirksam wird, dass durch Variation der Stellung dieses Hydraulikventils mittels eines externen, insbesondere elektrischen, die Stellung des Hydraulikventils beeinflussenden Stellsignals der Stellzylinder (51 ; 51 A) mit einem variablen Druck beaufschlagt wird.
Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 4, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch eine hydromechanische oder mechanische Pumpenverstellung oder -regelung bewirkte Veränderung, insbesondere Verringerung, des Förderstromes der mindestens einen Pumpe mittels einer die hydromechanische oder mechanische Pumpenverstellung bewirkenden oder die Pumpenregelung überlagernden, extern ansteuerbaren hydraulischen oder mechanischen Antriebseinrichtung (60) so weit hinausgezögert wird, bis das Antriebsmoment des Motors so weit wie gewünscht ausgelastet ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein/der Antriebsmotor einer/des drehzahlvariablen Hydraulikantriebes mittels der extern ansteuerbaren Antriebseinrichtung (60) kurzzeitig gezielt über sein Nennmoment hinaus belastet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch Verwenden des aktuellen Auslastungsgrades eines/des Antriebsmotors als Regelgröße für die zu geordnete Pumpe.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wiederabkühlung eines/des zuvor gezielt überlasteten Antiebsmotors eine Eilgangfahrt und/oder Pausen zum Be- und Entladen des Verbrauchers genutzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein hoher Schwenkwinkel der mindestens einen Pumpe beibehalten wird, obwohl der Verlauf des Auslastungsfaktors eine baldige Notabschaltung erkennen lässt.
Hydraulische druckspeicherlose Antriebsanordnung (10) für und mit einem Verbraucher, insbesondere für Pressen,
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 31 mit einer Kolben/Zylinder-Anordnung (20), die mindestens einen reversierend verfahrbaren Arbeitskolben (21 ) und mindestens einen Zylinderraum umfasst und bei der der mindestens eine Zylinderraum oder die Zylinderräume mindestens einen den Arbeitskolben (21) mit Fluiddruck beaufschlagenden (ersten) Kolbenraum (23A), umfasst/umfassen, mit den oder die KolbenraumAräume mit einem Druckmittel versorgende/n Drucklei- tung/en (D1 , D3), mit mindestens einer Pumpenanordnung (30), welche mindestens eine zumindest drehzahlvariäbel angetriebene Pumpe (31 ; 32) und mindestens einen die mindestens eine Pumpe (31 , 32) antreibenden drehzahlvariablen Antrieb (33) umfasst, mit einer Versteileinrichtung (38) der mindestens einen Pumpe und einem Stellmittel (51 ) für diese, wobei der Förderstrom der mindestens einen Pumpe mittels der von dem Stellmittel (51 ) betätigbaren Versteileinrichtung (38) veränderbar ist, mit mindestens einem mit der Kolben/Zylinder-Anordnung (20) und/oder der Pumpenanordnung (30) hydraulisch verbundenen oder verbindbaren Druckmittelvorrat, bei der die mindestens eine Pumpe (32) über eine erste Druckleitung (D1 ) mit dem (ersten) Kolbenraum (23A) verbunden oder verbindbar ist, so dass die hydraulische Antriebsanordnung (10) in mindestens einer Bewegungsrichtung betreibbar ist und auch im Arbeitsgang die gewünschten Arbeitsdrücke erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (10) als Stellmittel (51 ) der mindestens einen Pumpe (32) mindestens ein hydromechanisches oder mechanisches Antriebsglied, wie einen Stellzylinder (51 A; 51 B) oder eine Stellspindel (51 C), umfasst und dass mindestens eine, vorzugsweise externe, insbesondere elektrisch gesteuerte, Antriebseinrichtung (60) zur Variation der Stellung des Stellmittels (51) der Versteileinrichtung (38) der mindestens einen Pumpe vorgesehen ist.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 32 1. Hydraulische Antriebsanordnung nach Anspruch 10, bei der das Stellmittel (51 ) der mindestens einen Pumpe (32) mindestens ein hydromechanisches Antriebsglied, wie einen Stellzylinder (51 A; 51 B) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebseinrichtung (60) umfasst:
a) eine hydraulische Verbindung/Verbindungsleitung (D1 '; D3'), die zwischen dem Stellzylinder (51 A; 51 B) und der zwischen der mindestens einen Pumpe (32) und dem ihr zugeordneten Kolbenraum (23A) vorgesehenen Druckleitung (D1 ) wirksam ist, sowie
b) zumindest ein Hydraulikventil (50), insbesondere ein Proportionalventil (50A; 50B), und dass das zumindest eine Hydraulikventil in der mindestens einen Verbindungsleitung (D1 ') zwischen dem Stellzylinder (51 ; 51 A) und der Druckleitung (D1 ) derart hydraulisch wirksam ist, dass durch Variation der Stellung dieses Hydraulikventils mittels eines externen, insbesondere elektrischen, die Stellung des Hydraulikventils beeinflussenden Stellsignals der Stellzylinder (51 ; 51 A) mit einem variablen Druck beaufschlagbar ist.
Hydraulische Antriebsanordnung nach Anspruch 10, bei das Stellmittel (51 ) der mindestens einen Pumpe (32) mindestens ein hydromechanisches Antriebsglied (51 A; 51 B), wie einen Stellzylinder ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebseinrichtung (60) umfasst:
a) eine mit dem hydromechanischen Antriebsglied (51 A; 51 B) der mindestens einen Pumpe (32) im Verstellsinn fluidisch verbundene (weitere) Pumpe (61 ) sowie b) ein der weiteren Pumpe (61 ) zugeordnetes Antriebsmittels (62), und dass durch Steuern des Antriebmittels (62) mittels eines externen, insbesonde- re elektrischen, die Fördermenge der weiteren Pumpe (61 ) beeinflussenden Stellsignals das hydromechanische Antriebsglied (51 A; 51 B) in variable Stellungen verlagerbar ist.
Hydraulische Antriebsanordnung nach Anspruch 10, bei das Stellmittel (51 ) der mindestens einen Pumpe (32) mindestens ein mechanisches Antriebsglied (51 C), wie eine Stellspindel, ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine An-
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19) 33 triebseinrichtung (60) ein mit dem mechanischen Antriebsglied (51 C) der mindestens einen Pumpe (32) im Verstellsinn verbundenes Antriebsmittel (62), umfasst und dass durch Steuern des Antriebmittels (62) mittels eines externen, insbesondere elektrischen, die Stellung des mechanischen Antriebsglieds (51 C) beeinflussenden Stellsignals das mechanischen Antriebsglieds (51 C) in variable Antriebsstellungen verlagerbar ist.
14. Hydraulische Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei die Kolben/Zylinder-Anordnung (20) mindestens einen (zweiten) Kolbenraum (23C) aufweist, der von einer (ersten) Pumpe (31 ) der Pumpenanordnung (30) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass die (erste) Pumpe (31 ) über einen zweiten Druckflu- id-Ausgang (31 B) mit dem (ersten) Kolbenraum (23A) der Kolben/Zylinder- Anordnung (20) zu dessen zusätzlicher Druckmittel-Beaufschlagung verbunden oder verbindbar ist.
15. Hydraulische Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei die Kolben/Zylinder-Anordnung (20) mindestens einen (zweiten) Kolbenraum (23C) aufweist, der von einer (ersten) Pumpe (31 ) der Pumpenanordnung (30) gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass, unter Verzicht auf ein eigenständig gesteuertes Antriebsmittels für eine zweite Antriebseinrichtung (60B), ein Getriebe (63) vorgesehen ist, dass das Antriebsmittel des zugehörenden Antriebsglieds der ersten Antriebseinrichtung (60A) mit dem anderen Antriebsglied in einem, insbesondere festen, Drehzahlverhältnis koppelt.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
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