EP0029223B1 - Hydraulic service system for a pulsating press - Google Patents
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- B21J9/00—Forging presses
- B21J9/10—Drives for forging presses
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Definitions
- the invention relates to a hydraulic supply system for at least one piston with a reduced diameter of a hydraulic control motor of a pulsation press, in which a pump connected to an overflow valve, the pressure line of which is controlled by a slide distributor, is provided for each piston drive, a pulsator being arranged Oil flows as a pulsating jet into the same working space of each piston of the hydraulic control motor as the pump, and a pressure collector is additionally switched on for the return of each piston of the control motor into the pressure space.
- the invention is therefore based on the prior art given by DE-A1-2 345 527.
- two pumps feed via sliding valves into one and the same pressure line, with a pulsator being connected to this pressure line, which pulsates the pressure (DE-A1-2 345 527).
- the pressure in the space above the piston changes during operation as a function of the required technological force, and as the force changes, the pressure in the space below the piston changes, and with it the vibration range of the piston.
- an expedient embodiment is provided such that the vibration range of the piston can be set independently of the change in the force absorbed by it.
- the invention has for its object to provide a hydraulic supply system of a pulsation press with easier stabilization of the parameters of the vibration force and high reliability and energy yield.
- the piston of the control motor which has a reduced diameter, additionally has two axially offset pressure chambers of different sizes on one side, that the pump acts in the larger pressure chamber of the control motor, while another pump acts on the smaller pressure chamber of the same piston of the control motor with the interposition of a pulsator designed as a rotary distributor, the two pumps are each secured by a non-return valve and their pressure lines are each connected to a pressure collector and that the slide distributor in one of its working positions directs the oil to a space on the other side of the piston of the control motor, at the same time the second working chamber is connected to the drain by a further slide valve, while the pressure value in the chamber on the other side of the piston above the piston is limited by means of an overflow valve.
- the oil supply line from one slide distributor to the rotary distributor is expediently connected to the line by a shut-off valve and a throttle valve, which feeds the oil from the other slide distributor into the first working chamber on one side of the piston of the hydraulic control motor.
- the slide distributor in its position I directs the oil into the working space under the piston of the hydraulic control motor and through the second slide distributor the oil is fed into the rotary distributor in its working position, from where it flows as a pulsating jet into the working space under the piston of the control motor with a smaller diameter and reaches the drain.
- the first slide distributor directs the oil into the working space above the piston of the control motor, the working space below the piston with the smaller diameter being connected to the drain by means of a slide valve.
- the pressure value in the space above the piston of the hydraulic control motor is limited by the overflow valve.
- the oil supply line from the slide distributor to the rotary distributor is connected to the oil supply line from the slide distributor to the space under the piston of the hydraulic control motor by means of a shut-off valve and a throttle valve.
- the hydraulic supply system according to the invention enables two schemes of the pulsation load to be carried out using the generally accessible elements of the power hydraulics and enables the process parameters to be regulated continuously in a full range from values close to zero to nominal values.
- the system according to the invention is characterized by reliability, simple operation and high energy yield.
- the hydraulic supply system of a pulsation press contains an oil tank 1, from which two multi-piston pumps 4 and 5 with variable delivery capacity extract the oil via filters 2 and 3.
- the pumps 4 and 5 are driven by DC motors 6 and 7 with infinitely variable speed control.
- the change in the delivery rate of the Pumps 4 and 5 and the speed of the motors 6 and 7 driving these pumps enables the operating speed of the press to be changed continuously in a wide range.
- the two pumps 4 and 5 are secured by check valves 8 and 9.
- the pressure values in the branches of the system fed by the pumps 4 and 5 are limited by means of overflow valves 10 and 11 and displayed by means of pressure gauges 12 and 13.
- the hydraulic control motor 16 is provided with a piston with two working surfaces.
- slide distributors 17 and 18 are in their working position I, the oil is pumped into the working space V n under the piston of the hydraulic control motor 16.
- a slide distributor 19 With simultaneous setting of a slide distributor 19 in its working position I, the oil is supplied by the pump 5 to a rotary distributor 20 acting as a pulsator, of which it flows into the working space V w under the part of the piston of the control motor with a smaller diameter and partly into the outflow to the container 1 reached.
- the impeller of the rotary distributor 20 is driven by a DC motor 21 with continuously variable speed control. If a shut-off valve 22 in a line connecting the feed line of the space V n under the piston of the hydraulic control motor 16 and the feed line of the rotary distributor 20 is closed (FIG. 2), then the two branches of the supply system work, fed by the pumps 4 and 5 , independent of each other and the load scheme is implemented, in which the amplitude of the force pulsation is constant with increasing average force value (amplitude constant curve).
- the oil is then pumped from the pump 4 into the space Vp above the piston of the hydraulic control motor 16 and the space V n under the piston of the control motor 16 and the space V w under the part of the piston with a smaller diameter become with the drain to the Container 1 connected.
- the pressure value in the space Vp above the piston of the hydraulic control motor 16 is limited by means of an overflow valve 25 and displayed by a manometer 26.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Versorgungssystem für mindestens einen im Durchmesser abgesetzten Kolben eines hydraulischen Steuermotors einer Pulsationspresse, bei dem für jeden Kolbenantrieb eine mit Überlaufventil verbundene Pumpe, deren Druckleitung durch einen Schieberverteiler gesteuert ist, vorgesehen ist, wobei ein Pulsator angeordnet ist, der Öl als pulsierenden Strahl in den gleichen Arbeitsraum jedes Kolbens des hydraulischen Steuermotors leitet wie die Pumpe und wobei für die Rückführung jedes Kolbens des Steuermotors in den Druckraum zusätzlich ein Drucksammler eingeschaltet ist. Die Erfindung geht damit von dem durch die DE-A1-2 345 527 gegebenen Stand der Technik aus.The invention relates to a hydraulic supply system for at least one piston with a reduced diameter of a hydraulic control motor of a pulsation press, in which a pump connected to an overflow valve, the pressure line of which is controlled by a slide distributor, is provided for each piston drive, a pulsator being arranged Oil flows as a pulsating jet into the same working space of each piston of the hydraulic control motor as the pump, and a pressure collector is additionally switched on for the return of each piston of the control motor into the pressure space. The invention is therefore based on the prior art given by DE-A1-2 345 527.
Bei einem derartigen System speisen zwei Pumpen über Schiebeventile in ein und dieselbe Druckleitung, wobei mit dieser Druckleitung ein Pulsator verbunden ist, welcher die Druckbeaufschlagung auf pulsierende Weise vornimmt (DE-A1-2 345 527).In such a system, two pumps feed via sliding valves into one and the same pressure line, with a pulsator being connected to this pressure line, which pulsates the pressure (DE-A1-2 345 527).
Aus der DE-A1-2 335 412 ist eine hydraulische Presse mit pulsierender Beaufschlagung bekannt, bei der nur eine Pumpe vorgesehen ist, die über den Pulsator mit dem Arbeitsraum des Steuerzylinders verbunden ist. Über die andere Pumpe und den Druckspeicher erfolgt über Einstellung einer Drossel das Rückführen des Kolbens in die Ausgangslage.From DE-A1-2 335 412 a hydraulic press with pulsating action is known, in which only one pump is provided, which is connected to the working space of the control cylinder via the pulsator. The piston is returned to the starting position via the other pump and the pressure accumulator by adjusting a throttle.
Entsprechend diesem Stand der Technik ändert sich während des Betriebes der Druck im Raum über dem Kolben in Abhängigkeit von der erforderlichen technologischen Kraft, und mit der Änderung dieser Kraft erfolgt die Änderung des Druckes im Raum unter dem Kolben und damit auch die der Schwingungsweite des Kolbens. Dagegen ist für andere Arbeitsgänge, z.B. für die Fertigung abgesetzter Wellen bei verschiedenen Umpressungstiefen, eine zweckmässige Ausgestaltung so vorgesehen, dass die Schwingungsweite des Kolbens unabhängig von der Änderung der davon aufgenommenen Kraft einstellbar ist.According to this prior art, the pressure in the space above the piston changes during operation as a function of the required technological force, and as the force changes, the pressure in the space below the piston changes, and with it the vibration range of the piston. In contrast, for other operations, e.g. for the production of stepped shafts at different pressing depths, an expedient embodiment is provided such that the vibration range of the piston can be set independently of the change in the force absorbed by it.
Bei diesen bekannten hydraulischen Versorgungssystemen von Pulsationspressen erfolgt die Erzeugung des Pulsationsflüssigkeitsstrahles in relativ grossen Räumen, was den Einsatz von Pumpen mit grosser Förderleistung erfordert, die Stabilisation der Parameter der Vibrationskraft erschwert und eine ungünstige Energiebilanz bewirkt.In these known hydraulic supply systems for pulsation presses, the pulsation liquid jet is generated in relatively large rooms, which requires the use of pumps with a high delivery rate, makes it difficult to stabilize the parameters of the vibration force and causes an unfavorable energy balance.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Versorgungssystem einer Pulsationspresse mit erleichterter Stabilisation der Parameter der Vibrationskraft und hoher Zuverlässigkeit und Energieausbeute zu schaffen.The invention has for its object to provide a hydraulic supply system of a pulsation press with easier stabilization of the parameters of the vibration force and high reliability and energy yield.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der im Durchmesser abgesetzte Kolben des Steuermotors auf einer Seite zusätzlich zwei axial versetzte Druckräume unterschiedlicher Grösse aufweist, dass in den grösseren Druckraum des Steuermotors die Pumpe einwirkt, während auf den kleineren Druckraum desselben Kolbens des Steuermotors ein weitere Pumpe unter Zwischenschaltung eines als Rotationsverteiler ausgebildeten Pulsators einwirkt, dass die beiden Pumpen jeweils durch ein Rückschlagventil gesichert und deren Druckleitungen jeweils mit einem Drucksammler verbunden sind und dass der Schieberverteiler in einer seiner Arbeitslagen das Öl zum einen Raum auf der anderen Seite des Kolbens des Steuermotors leitet, wobei gleichzeitig der zweite Arbeitsraum durch ein weiteres Schieberventil mit dem Abfluss verbunden wird, während der Druckwert in dem Raum auf der anderen Seite des Kolbens über dem Kolben mittels eines Überlaufventils begrenzt wird.This object is achieved according to the invention in that the piston of the control motor, which has a reduced diameter, additionally has two axially offset pressure chambers of different sizes on one side, that the pump acts in the larger pressure chamber of the control motor, while another pump acts on the smaller pressure chamber of the same piston of the control motor with the interposition of a pulsator designed as a rotary distributor, the two pumps are each secured by a non-return valve and their pressure lines are each connected to a pressure collector and that the slide distributor in one of its working positions directs the oil to a space on the other side of the piston of the control motor, at the same time the second working chamber is connected to the drain by a further slide valve, while the pressure value in the chamber on the other side of the piston above the piston is limited by means of an overflow valve.
Zweckmässig ist die Ölzuführleitung von dem einen Schieberverteiler zum Rotationsverteiler durch ein Absperrventil und ein Drosselventil mit der Leitung verbunden, welche das Öl vom anderen Schieberverteiler in den ersten Arbeitsraum auf der einen Seite des Kolbens des hydraulischen Steuermotors zuführt. Bei der erfindungsgemässen Lösung leitet der Schieberverteiler in seiner Lage I das Öl in den Arbeitsraum unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors und durch den zweiten Schieberverteiler wird in seiner Arbeitslage das Öl dem Rotationsverteiler zugeführt, von wo es als ein pulsierender Strahl in den Arbeitsraum unter dem Kolben des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser und zum Abfluss gelangt. Der erste Schieberverteiler leitet in seiner Arbeitslage 11 das Öl in den Arbeitsraum über dem Kolben des Steuermotors, wobei gleichzeitig der Arbeitsraum unter dem Kolben mit kleinerem Durchmesser mittels eines Schieberventils mit dem Abfluss verbunden wird. Der Druckwert in dem Raum über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors wird durch das Überlaufventil begrenzt. Die Ölzuführleitung von dem Schieberverteiler zu dem Rotationsverteiler ist mittels eines Absperrventils und eines Drosselventils mit der Ölzuführleitung von dem Schieberverteiler zu dem Raum unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors verbunden.The oil supply line from one slide distributor to the rotary distributor is expediently connected to the line by a shut-off valve and a throttle valve, which feeds the oil from the other slide distributor into the first working chamber on one side of the piston of the hydraulic control motor. In the solution according to the invention, the slide distributor in its position I directs the oil into the working space under the piston of the hydraulic control motor and through the second slide distributor the oil is fed into the rotary distributor in its working position, from where it flows as a pulsating jet into the working space under the piston of the control motor with a smaller diameter and reaches the drain. In its
Das erfindungsgemässe hydraulische Versorgungssystem ermöglicht die Durchführung zweier Schemen der Pulsationsbelastung bei Ausnutzung der allgemein zugänglichen Elemente der Krafthydraulik und ermöglicht eine stufenlose Regelung der Parameter des Prozesses in einem vollen Bereich von Werten nahe Null bis zu Nennwerten. Das erfindungsgemässe System zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, einfache Bedienung und hohe Energieausbeute aus.The hydraulic supply system according to the invention enables two schemes of the pulsation load to be carried out using the generally accessible elements of the power hydraulics and enables the process parameters to be regulated continuously in a full range from values close to zero to nominal values. The system according to the invention is characterized by reliability, simple operation and high energy yield.
Im folgenden ist das erfindungsgemässe hydraulische Versorgungssystem einer Pulsationspresse anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 ein Schemabild des Versorgungssystems,
- Fig. 2 eine Darstellung der Pulsationsbelastung bei geschlossenem Absperrventil, und
- Fig. 3 eine Darstellung der Pulsationsbelastung bei geöffnetem Absperrventil.
- 1 is a schematic diagram of the supply system,
- 2 shows the pulsation load when the shut-off valve is closed, and
- Fig. 3 shows the pulsation load when the shut-off valve is open.
Das hydraulische Versorgungssystem einer Pulsationspresse enthält einen Ölbehälter 1, von welchem über Filter 2 und 3 zwei Mehrkolbenpumpen 4 und 5 mit veränderlicher Förderleistung das Öl entnehmen. Die Pumpen 4 und 5 werden durch Gleichstrommotoren 6 und 7 mit stufenloser Regelung der Drehzahl angetrieben. Die Änderung der Förderleistung der Pumpen 4 und 5 und der Drehzahl der diese Pumpen antreibenden Motoren 6 und 7 ermöglicht die Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Presse in kontinuierlicher Weise in einem weiten Bereich. Die beiden Pumpen 4 und 5 werden durch Rückschlagventile 8 und 9 gesichert. Die Druckwerte in den durch die Pumpen 4 und 5 gespeisten Zweigen des Systems werden mittels Überlaufventilen 10 und 11 begrenzt und mittels Manometern 12 und 13 angezeigt. Mit den Druckleitungen der Pumpen 4 und 5 sind Drucksammler 14 und 15 verbunden, deren Aufgabe in der Stabilisierung des Druckes und in der Lieferung grösserer Ölmengen bei plötzlichem Bedarf in den Arbeitsräumen eines Steuermotors 16 besteht. Der hydraulische Steuermotor 16 ist mit einem Kolben mit zwei Arbeitsflächen versehen. Wenn sich Schieberverteiler 17 und18 in ihrer Arbeitslage I befinden, dann wird das Öl in den Arbeitsraum Vn unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 gefördert. Bei gleichzeitiger Einstellung eines Schieberverteilers 19 in seine Arbeitslage I wird das Öl durch die Pumpe 5 einem als Pulsator wirkenden Rotationsverteiler 20 zugeführt, wovon es in den Arbeitsraum Vw unter dem Teil des Kolbens des Steuermotors mit kleinerem Durchmesser und teilweise in den Abfluss zum Behälter 1 gelangt. Das Flügelrad des Rotationsverteilers 20 wird durch einen Gleichstrommotor 21 mit stufenloser Regelung der Drehzahl angetrieben. Wenn ein Absperrventil 22 in einer die Speiseleitung des Raumes Vn unter dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 und die Speiseleitung des Rotationsverteilers 20 verbindenden Leitung geschlossen ist (Fig. 2), dann arbeiten die beiden Zweige des Versorgungssystems, gespeist durch die Pumpen 4 und 5, voneinander unabhängig und es wird das Belastungsschema realisiert, bei welchem die Amplitude der Kraftpulsation bei steigendem durchschnittlichen Kraftwert konstant ist (amplitudenkonstanter Verlauf).The hydraulic supply system of a pulsation press contains an
Beim Öffen des Absperrventils 22 (Fig. 3), d.h. nach der Verbindung der den Raum Vn des Steuermotors 16 speisenden Leitung mit der den Rotationsverteiler 20 speisenden Leitung mittels eines Drosselventils 23 wird das Belastungsschema realisiert, bei welchem mit steigendem durchschnittlichen Kraftwert eine gleichzeitige Steigerung der Kraftpulsationsamplitude auftritt (proportionaler Verlauf). Die Kraftverhältnisse werden durch das Drosselventil festgestellt. Die Rückbewegung des Kolbens des hydraulischen Steuermotors 16 erfolgt nach der Einstellung des Schieberverteilers 17 in die Arbeitslage 11 und wenn der Schieberverteiler 24, welcher an den Arbeitsraum Vw unter dem Teil des Kolbens des Steuermotors 16 mit kleinerem Durchmesser angeschlossen ist, in die Arbeitslage 1 gebracht wird. Das Öl wird dann von der Pumpe 4 in den Raum Vp über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 gefördert und der Raum Vn unter dem Kolben des Steuermotors 16 und der Raum Vw unter dem Teil des Kolbens mit kleinerem Durchmesser werden mit dem Abfluss zu dem Behälter 1 verbunden. Der Druckwert in dem Raum Vp über dem Kolben des hydraulischen Steuermotors 16 wird mittels eines Überlaufventils 25 begrenzt und durch ein Manometer 26 angezeigt.When the shut-off valve 22 (FIG. 3) is opened, that is to say after the line feeding the space V n of the
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