JP2004503702A - Hydraulic intensifier - Google Patents

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トックス・プレッソテヒニック・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディトゲゼルシャフト
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Abstract

【解決手段】液圧式増圧器が提案され、この液圧式増圧器の場合、高圧を生じさせるプランジャ８、もしくはこのプランジャの駆動スピンドル９、及び／または作動ピストン２のピストンロッド３は、電気的な手段、特にリニアモータ１１のような電気モータによって駆動される。A hydraulic intensifier is proposed, in which a plunger (8) for generating a high pressure, or a drive spindle (9) of the plunger, and / or a piston rod (3) of an actuating piston (2) is electrically driven. It is driven by means, in particular an electric motor such as a linear motor 11.

Description

【０００１】
本発明は、主請求項の様式による液圧式増圧器に関する。冒頭に記載した様式の公知の液圧式増圧器において（ドイツ連邦共和国特許公開第４２　２３　４１１号明細書）、高圧を形成するために、プランジャのピストンスピンドルは、空気圧の作動ピストンを介して操作される。この場合、この増圧器の空気圧の供給への直接的な依存関係が存在し、この依存関係は多くの場合において与えられていないか、もしくは常に特定の事情と関連されており、且つ、機器の使用をこのような空気供給に関係付ける。
【０００２】
それに対して、主請求項の典型的な特徴を有する本発明による液圧式増圧器は、圧縮空気供給に依存しないこと、および常に使用されるエネルギー、即ち電流が供給されることの利点を有している。このこととは対照的に、このような装置、並びにそれらの場合に弁を介して液圧または空気圧が制御される、上記の公知技術に所属する装置は、これら液圧または空気圧が、他方また、増圧器に、媒体、即ち圧力および液圧油によって形成されたエネルギーを供給する（ドイツ連邦共和国特許公開第２６　２５　８８４号明細書）。同様にここで、その場合に作動ピストンの相応する作動力による比較的に僅かな力によって駆動されるピストン運動を液圧的な高圧へと変換するために、液圧動作が、単にこの増圧器内においてのみ行われる本発明とは異なり、この様式のエネルギー供給の煩わしい依存関係の欠点も存在する。自体僅かの、電気的なエネルギーを介して形成されたストローク力は、液圧的な高圧を形成するために十分である。この場合に全く、例えば、早送りのために比較的に僅かの力が形成され、且つ作動室内におけるプランジャの進入の際に、およびこれによってそこで与えられた比較的に高い圧力もしくは機械的な工程に基づいて電気的な切替えを行うというやり方で、同様に電気的なエネルギーによって電気的な作動手段内で形成された作動力も制御されることは可能である。同様にこのことは、発明性のある解決策の、付加的な利点でもある。
【０００３】
本発明の有利な実施形態により、作動手段として電気モータが使用され、この電気モータは、異なる方法で構成されることができ、少なくとも間接的に工程、即ち、駆動スピンドルもしくはプランジャの、および更に作動工程のために、ピストンロッドの、線形運動が行われることは、基準となる。
【０００４】
本発明のこれに関連する有利な実施形態により、電気的な作動手段としてボールスピンドルモータ（Ｋｕｇｅｌｓｐｉｎｄｅｌｍｏｔｏｒ）、等が使用される。同様にここで、ボールスピンドルおよび台形スピンドル（Ｔｒａｐｅｚｓｐｉｎｄｅｌｎ）以外に、全く異なる実施形態が存在し、これら実施形態の場合、スピンドル壁部および作動手段の配設によって、モータの回転運動が、作動スピンドルの線形運動に変換される。
【０００５】
本発明の選択的な実施形態により、電気モータは、リニアモータとして形成されており、このリニアモータの場合、電機子は、少なくとも間接的に、プランジャ、またはこのプランジャと結合された駆動スピンドル、及び／または作動ピストンのピストンロッドと結合されており、従って、特に、早送りが、このリニア力によって行われ、且つその際、この駆動スピンドルが、このリニアモータの電機子として使用される。ピストンロッドにおいてこのようなリニアモータを使用する場合、プランジャの進入の後、作動室内において、リニアモータに与えられた保持力は、高い増圧に基づいて、容易に克服され、その際、特に、早送りおよび戻り工程の際に、迅速な位置調節が可能である。
【０００６】
本発明の付加的な有利な実施形態により、作動工程の前に行われる早送り、及び／またはこの作動工程の後に行われる戻り工程は、少なくとも、部分的に、液圧的に行われる。
【０００７】
本発明のこれに関連する有利な実施形態により、ケーシング内で、およびピストンロッドの周りに、並びに作動ピストンによって境界されて、液圧的な制御のための環状室が設けられている。これによって可能となる液圧的なサーボ機能は、サーボモータ等々のような公知の手段の使用を許容する。
【０００８】
本発明のこれに関連する有利な実施形態により、環状室と蓄圧室との間に、液圧的な結合部を備えている。
【０００９】
本発明のこれに関連する有利な実施形態により、駆動スピンドルの周りに、この駆動スピンドルに向かって、およびケーシングに向かって封隙された環状ピストンが、軸線方向に摺動可能に設けられており、この環状ピストンは、液圧液体によって満たされた調整室を、蓄圧ピストンに向かって境界し、且つこの環状ピストンが、この蓄圧ピストンと反対側で、低液圧を規定するばねによって負荷されており、およびこの調整室が、液圧的な結合部と結合されている。この調整室１４は、このばねに基づいて、均等な圧力を蓄圧室内、および環状室内において、少なくとも戻り工程の間に、生じさせる。
【００１０】
本発明のこれに関連する有利な実施形態により、蓄圧室と環状室もしくは調整室との間の液圧的な結合部において、それぞれ１つの制御弁が設けられており、この制御弁は、一方向弁として、この環状室または蓄圧室からの流動方向において遮断し、これとは反対に、これらの室への流動方向において抑制する。
【００１１】
本発明の付加的な有利な実施形態により、駆動スピンドルもしくはピストンロッドは、リニアモータによって、上記で既に示したように、駆動可能である。
【００１２】
本発明の更なる利点および有利な実施形態は、以下の図の説明、および従属的な請求項から見て取ることができる。
【００１３】
本発明の２つの実施例は、図において図示されており、且つ以下において、これら実施例を詳細に説明する。
【００１４】
両方の実施例において存在する同じ構造部材、または同じ機能の構造部材は、以下において、同じ参照符号によって示されている。
【００１５】
液圧式増圧器のケーシング１内において、作動ピストン２を介してピストンロッド３が駆動されており、且つ液圧式の作動室４が設けられている。更に、蓄圧室５が設けられており、この蓄圧室は、この作動室４と、制御孔６を介して結合されており、且つ蓄圧ピストン７を介して境界されている。この蓄圧ピストン７と同軸に、駆動スピンドル９と結合されているプランジャ８が設けられており、このプランジャが、所定の工程の行われた（Ｚｕｒｕｅｃｋｌｅｇｕｎｇ）後、この制御孔６内に進入し、この制御孔を遮断し、且つ、この工程の継続において、作動室４内において、プランジャ８と作動ピストン２の直径比率に相応して与えられた高圧を形成する。第１の工程、即ち早送りの間（Ｅｉｌｇａｎｇ）、このピストンロッド３は、工作材料に対して接近し、それに従って、このプランジャ８を介して力工程 （Ｋｒａｆｔｈｕｂ）が、この工作材料の加工、例えばこの工作材料の打抜き加工のために形成される。
【００１６】
図１において図示された実施例の場合、プランジャ８と軸線方向の直線の状態で、駆動スピンドル９が、蓄圧ピストン７と固定されており、この駆動スピンドルがリニアモータ１１を貫通しており、このリニアモータが、ケーシング１の外側に設けられており、且つこのケーシングに固定されている。ピストンロッド３が早送り工程を終え、且つ、このプランジャ８が制御孔６内に進入されるやいなや、このプランジャ８の工程は、作動室４内における高圧の形成および相応するピストンロッド３の送りのために、リニアモータを介して継続される。駆動スピンドル９に対して同軸的に、この駆動スピンドル上に、環状ピストン１２が、軸線方向に摺動可能に設けられており、この環状ピストンは、ばね１３によって負荷されており、且つこの環状ピストンが、当該のこのばね１３と反対側で、調整室１４を境界し、この調整室が、他方では蓄圧ピストン７によって境界されている。この調整室１４は、導管１５を介して、蓄圧室５と同様に、作動ピストン２、ケーシング１およびピストンロッド３の間で形成されている環状室１６とも結合されている。これら環状室１６へと同様に蓄圧室５への導管部分において、制御弁１７が設けられており、これら制御弁は、それぞれに、この蓄圧室５もしくは環状室１６に向かって、自由な流過を保証し、これとは反対に、反対の方向において貫流を抑制し、その際、この抑制は調節可能である。これら室への流動が装置の戻り工程運動に用いられるのに対して、抑制作用は、増圧器の早送りもしくは作動工程の際に行われる。
【００１７】
図２において、単に非常に簡略化されて図示された実施例の場合、同様に、ピストンロッド３は、単に原理的に図示された、特にリニアモータとして形成されているスピンドル駆動装置１８を介して、操作可能である。更に、図２において、サーボモータ１９、液圧液体のための付加的な貯蔵部２１、および非同期モータ２２が、見て取ることが可能であり、この非同期モータは、スピンドル２４のスピンドル駆動装置２３を操作し、このスピンドルが、他方また、軸線同一にプランジャ８と結合されている。
【００１８】
この明細書、請求の範囲における請求項、および図に図示された全ての特徴は、個別に、および適宜の互いの組み合わせにおいて、発明的な本質を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
縦断面図における、液圧式増圧器の図である。
【図２】
著しく簡略化された状態の、相応する別の実施例の図である。
【符号の説明】
１　　ケーシング
２　　作動ピストン
３　　ピストンロッド
４　　作動室
５　　蓄圧室
６　　制御孔
７　　蓄圧ピストン
８　　プランジャ
９　　駆動スピンドル
１１　リニアモータ
１２　環状ピストン
１３　ばね
１４　調整室
１５　導管
１６　環状室
１７　制御弁
１８　スピンドル駆動装置
１９　サーボモータ
２１　貯蔵部
２２　モータ
２３　スピンドル駆動装置
２４　スピンドル[0001]
The invention relates to a hydraulic intensifier according to the form of the main claim. In a known hydraulic intensifier of the type described at the outset (DE 42 23 411), the piston spindle of the plunger is operated via a pneumatic actuating piston in order to create a high pressure. You. In this case, there is a direct dependence of the intensifier on the supply of air pressure, which is often not given or always associated with a particular situation, and Use relates to such an air supply.
[0002]
In contrast, the hydraulic intensifier according to the invention, having the typical features of the main claim, has the advantage that it does not depend on a compressed air supply and that it is always supplied with energy, i.e. current. ing. In contrast to this, such devices, as well as those in which the hydraulic or pneumatic pressure is controlled via valves, belong to the above-mentioned prior art, are those devices in which the hydraulic or pneumatic pressure The intensifier is supplied with the energy generated by the medium, ie pressure and hydraulic oil (DE-A 26 25 884). In this case, too, the hydraulic operation is simply performed by means of this intensifier in order to convert the piston movement, which is then driven by a relatively small force by the corresponding operating force of the operating piston, into a hydraulic high pressure. There is also the disadvantage of a cumbersome dependency of the energy supply in this manner, unlike the invention which takes place only within. The stroke force generated via the electrical energy, which is itself small, is sufficient to create a hydraulic high pressure. In this case, for example, relatively little force is generated, for example, for rapid traverse, and upon entry of the plunger into the working chamber, and thereby the relatively high pressure or mechanical processes applied there. In this manner, it is possible to control the actuation force generated in the electric actuation means by means of electric energy in the manner of performing an electrical switching. This is likewise an additional advantage of the inventive solution.
[0003]
According to an advantageous embodiment of the invention, an electric motor is used as the actuating means, which electric motor can be configured in different ways and at least indirectly processes, i.e. the drive spindle or plunger, and further actuation It is a criterion that a linear movement of the piston rod takes place for the process.
[0004]
According to a related preferred embodiment of the invention, a ball spindle motor (Kugelspindelmotor) or the like is used as electrical actuation means. Similarly, here, besides the ball spindle and the trapezoidal spindle (Trapezspindeln), there are completely different embodiments, in which the rotational movement of the motor is reduced by the arrangement of the spindle wall and the actuation means. Converted to linear motion.
[0005]
According to an optional embodiment of the invention, the electric motor is formed as a linear motor, in which case the armature comprises, at least indirectly, a plunger or a drive spindle coupled to the plunger, and It is connected to the piston rod of the working piston, so that, in particular, rapid traverse takes place by means of this linear force, and the drive spindle is used as the armature of the linear motor. When using such a linear motor in a piston rod, after the plunger enters, the holding force applied to the linear motor in the working chamber is easily overcome due to the high pressure increase, in particular, Rapid positioning is possible during the fast-forward and return steps.
[0006]
According to an additional advantageous embodiment of the invention, the rapid traversing that takes place before the activation step and / or the return step that takes place after this activation step takes place at least partially hydraulically.
[0007]
According to a related advantageous embodiment of the invention, an annular chamber for hydraulic control is provided in the housing and around the piston rod and bounded by the working piston. The hydraulic servo function enabled thereby allows the use of known means such as servomotors and the like.
[0008]
In accordance with a preferred embodiment of the invention, a hydraulic connection is provided between the annular chamber and the accumulator.
[0009]
According to a related advantageous embodiment of the invention, an annular piston, which is sealed around the drive spindle, towards this drive spindle and towards the casing, is slidable in the axial direction. The annular piston bounds a regulating chamber filled with hydraulic liquid towards the accumulator piston, and the annular piston was loaded by a spring defining a low hydraulic pressure on the opposite side of the accumulator piston. And the control chamber is connected to a hydraulic connection. The regulating chamber 14 generates an equal pressure based on the spring in the accumulator chamber and the annular chamber at least during the return stroke.
[0010]
According to a preferred embodiment of the invention, a control valve is provided at the hydraulic connection between the accumulator chamber and the annular or regulating chamber, each control valve being provided with one control valve. As a directional valve, it shuts off in the direction of flow from this annular chamber or accumulator, and conversely in the direction of flow into these chambers.
[0011]
According to an additional advantageous embodiment of the invention, the drive spindle or the piston rod can be driven by a linear motor, as already indicated above.
[0012]
Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be taken from the following description of the figures and from the dependent claims.
[0013]
Two embodiments of the present invention are illustrated in the figures and are described in detail below.
[0014]
Identical structural elements, or structural elements of the same function, that are present in both embodiments are denoted by the same reference numerals in the following.
[0015]
In a casing 1 of the hydraulic intensifier, a piston rod 3 is driven via a working piston 2 and a hydraulic working chamber 4 is provided. Furthermore, a pressure accumulation chamber 5 is provided, which is connected to the working chamber 4 via a control hole 6 and is bounded via a pressure accumulation piston 7. Provided coaxially with the pressure accumulating piston 7 is a plunger 8 connected to a drive spindle 9. The plunger enters the control hole 6 after performing a predetermined process (Zuruecklegung). The control hole is shut off and, during the continuation of this process, a high pressure is created in the working chamber 4 corresponding to the diameter ratio between the plunger 8 and the working piston 2. During the first step, namely rapid traverse (Eilgang), the piston rod 3 approaches the work material, and accordingly a force step (Krafthub) via the plunger 8 causes the working of the work material, for example It is formed for punching of this work material.
[0016]
In the embodiment shown in FIG. 1, the drive spindle 9 is fixed to the pressure accumulating piston 7 in a state of being axially straight with the plunger 8, and this drive spindle passes through the linear motor 11, A linear motor is provided outside the casing 1 and is fixed to the casing. As soon as the piston rod 3 has completed the rapid traversing process and the plunger 8 has been advanced into the control bore 6, the process of the plunger 8 is performed in order to create a high pressure in the working chamber 4 and to feed the corresponding piston rod 3. Is continued via a linear motor. Coaxially to the drive spindle 9, an annular piston 12 is provided on this drive spindle so as to be axially slidable, the annular piston being loaded by a spring 13 and , On the opposite side of the spring 13, bounds a regulating chamber 14, which on the other hand is bounded by a pressure-accumulating piston 7. This regulating chamber 14 is connected via a conduit 15 to an annular chamber 16 formed between the working piston 2, the casing 1 and the piston rod 3, like the pressure accumulating chamber 5. A control valve 17 is provided in the conduit to the accumulator chamber 5 as well as to the annular chamber 16, and these control valves respectively allow free flow toward the accumulator chamber 5 or the annular chamber 16. And, on the contrary, restricts the flow-through in the opposite direction, the restriction being adjustable. The flow to these chambers is used for the return stroke movement of the device, whereas the suppression effect occurs during the rapid traversing or actuation of the intensifier.
[0017]
In the case of the embodiment shown in FIG. 2 which is merely very simplified, the piston rod 3 is likewise driven via a spindle drive 18 which is only shown in principle and which is in particular designed as a linear motor. Operable. Furthermore, in FIG. 2, a servomotor 19, an additional reservoir 21 for hydraulic liquid, and an asynchronous motor 22 can be seen, which operate the spindle drive 23 of the spindle 24. This spindle, on the other hand, is also connected to the plunger 8 with the same axis.
[0018]
All features illustrated in the specification, claims and claims, both individually and in appropriate combinations with one another, have the inventive essence.
[Brief description of the drawings]
FIG.
FIG. 2 is a view of a hydraulic intensifier in a longitudinal sectional view.
FIG. 2
FIG. 4 shows a diagrammatic representation of a corresponding alternative embodiment in a greatly simplified manner.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Working piston 3 Piston rod 4 Working chamber 5 Accumulation chamber 6 Control hole 7 Accumulation piston 8 Plunger 9 Drive spindle 11 Linear motor 12 Annular piston 13 Spring 14 Adjustment chamber 15 Conduit 16 Annular chamber 17 Control valve 18 Spindle drive 19 Servo Motor 21 Storage unit 22 Motor 23 Spindle drive 24 Spindle

Claims (10)

液圧式増圧器であって、この液圧式増圧器が、
−機構ユニットケーシング（１）内に設けられた、交番する圧力のための作動室（４）、即ち、早送りのための低い蓄圧、および戻し工程、並びに作動工程のための高い作動圧力を有し、
−作動室（４）を端面側で境界し、および作動ケーシング（１）内における作動圧力によって、作動工程のために操作可能な作動ピストン（２）を有し、
この作動ピストンが、ピストンロッド（３）によって、ケーシング（１）の外方へ案内されており、
−作動室（４）と液圧的に結合されている、ケーシング（１）のシリンダー室内に設けられた蓄圧室（５）を有し、
この蓄圧室から、早送りの間に、液圧油が、蓄圧のもとで作動室（４）に流入し、戻り工程において再び還流し、
−高圧発生器として操作可能な、早送りの後、作動室（４）内に進入する、駆動スピンドル（９）を備えるプランジャ（８）を有し、
−作動室（４）と反対側に、高い作動圧力を形成するための、早送り、並びに作動工程用の、プランジャ（８）の駆動装置を有している、
様式の上記増圧器において、
プランジャ（８）もしくは駆動スピンドル（９）は、少なくとも、作動工程のために、電気的な作動手段（１１、１８、２２、２３）によって駆動されるように構成されていることを特徴とする増圧器。A hydraulic intensifier, wherein the hydraulic intensifier is
A working chamber (4) provided in the mechanism unit casing (1) for alternating pressure, i.e. a low pressure build-up for rapid traverse, and a high working pressure for the returning step and a working step. ,
A working piston (2) bounding the working chamber (4) on the end side and by means of a working pressure in the working casing (1) for a working process,
This working piston is guided out of the casing (1) by a piston rod (3),
Having a pressure accumulation chamber (5) provided in the cylinder chamber of the casing (1), which is hydraulically connected to the working chamber (4);
From this accumulator, during rapid traverse, hydraulic oil flows into the working chamber (4) under accumulator and returns in the return step,
Having a plunger (8) with a drive spindle (9), operable as a high-pressure generator, entering the working chamber (4) after rapid traverse,
On the opposite side of the working chamber (4), a drive for the plunger (8) for rapid traverse and for the actuation process to create a high working pressure;
In the intensifier of the style,
The plunger (8) or the drive spindle (9) is at least characterized in that it is designed to be driven by electrical actuation means (11, 18, 22, 23) for the actuation process. Pressure machine. 作動手段として電気モータ（１１、１８、２２）が使用されることを特徴とする請求項１に記載の増圧器。2. A pressure intensifier according to claim 1, wherein an electric motor is used as the actuating means. 電気的な作動手段としてボールスピンドルモータ、等が使用されることを特徴とする請求項２に記載の増圧器。The pressure intensifier according to claim 2, wherein a ball spindle motor or the like is used as the electric actuation means. 電気モータは、リニアモータ（１１）として形成されており、このリニアモータの場合、電機子は、少なくとも間接的に、プランジャ（８）、及び／または作動ピストン（２）のピストンロッド（３）と結合されていることを特徴とする請求項２に記載の増圧器。The electric motor is embodied as a linear motor (11), in which the armature is at least indirectly connected to a plunger (8) and / or a piston rod (3) of a working piston (2). 3. The intensifier according to claim 2, wherein the intensifier is coupled. 作動工程の前に行われる早送り、及び／またはこの作動工程の後に行われる戻り工程は、少なくとも、部分的に、液圧的に行われるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の増圧器。2. The method according to claim 1, wherein the rapid traversing performed before the activation step and / or the return step performed after the activation step are configured, at least in part, to be performed hydraulically. 3. 5. The pressure intensifier according to any one of items 4 to 5. ケーシング（１）内で、およびピストンロッド（３）の周りに、並びに作動ピストン（２）によって境界されて、特に戻り工程用の、液圧的な制御のための環状室（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の増圧器。In the casing (1) and around the piston rod (3) and bounded by the working piston (2), there is provided an annular chamber (16) for hydraulic control, especially for the return stroke. The pressure intensifier according to any one of claims 1 to 5, wherein 環状室（１６）と蓄圧室（５）との間に、液圧的な結合部（１５）を備えていることを特徴とする請求項６に記載の増圧器。7. An intensifier according to claim 6, characterized in that a hydraulic connection (15) is provided between the annular chamber (16) and the accumulator chamber (5). 駆動スピンドル（９）の周りに、この駆動スピンドルに向かって、およびケーシング（１）に向かって封隙された環状ピストン（１２）が、軸線方向に摺動可能に設けられており、この環状ピストンは、液圧液体によって満たされた調整室（１４）を、蓄圧ピストン（７）に向かって境界し、且つこの環状ピストンが、この蓄圧ピストン（７）と反対側で、低液圧を規定するばね（１３）によって負荷されており、およびこの調整室が、液圧的な結合部（１５）と結合されていることを特徴とする請求項７に記載の増圧器。An annular piston (12), which is sealed around the drive spindle (9) towards the drive spindle and towards the casing (1), is slidable in the axial direction and is provided with an annular piston. Delimits a regulating chamber (14) filled with hydraulic fluid towards the pressure accumulator piston (7), and this annular piston defines a low hydraulic pressure on the side opposite to the pressure accumulator piston (7). 8. The pressure intensifier according to claim 7, wherein the pressure chamber is loaded by a spring and the control chamber is connected to a hydraulic connection. 蓄圧室（５）と環状室（１６）もしくは調整室（１４）との間の液圧的な結合部において、それぞれ１つの制御弁（１７）が設けられており、この制御弁は、一方向弁として、この環状室（１６）または蓄圧室（５）からの流動方向において遮断し、これとは反対に、これらの室への流動方向において抑制するように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の増圧器。At the hydraulic connection between the accumulator chamber (5) and the annular chamber (16) or the regulating chamber (14), a control valve (17) is provided in each case, this control valve being one-way. The valve is characterized in that it shuts off in the direction of flow from the annular chamber (16) or the pressure accumulator (5) and, conversely, restricts it in the direction of flow into these chambers. The pressure intensifier according to claim 8. 駆動スピンドル（９）もしくはピストンロッド（３）は、リニアモータによって駆動可能であるように構成されていることを特徴とする請求項４から１０のいずれか一つに記載の増圧器。11. A pressure intensifier according to claim 4, wherein the drive spindle (9) or the piston rod (3) is adapted to be driven by a linear motor.
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