用于压制工件的压力机和方法
【专利摘要】本发明涉及借助于压力机对工件进行压制，其中通过控制设备(50)考虑到通过位置测量设备所确定的位置值来控制的工作循环包括压制冲程、解压操作和受控返回冲程，其中a)在压制冲程中，第一传送设备将介质(M)从介质储存器(5)传送到第一部分腔室(31)中以便建立液压压制压力，并且阀(4)被关闭且压制工具被抵着工件压制，b)在解压操作中，阀被关闭且第一传送设备被关掉或切换到低转矩模式，c)在受控返回冲程中，第二传送设备将液压介质从介质储存器(5)传送到第二部分腔室中并且阀被再次关闭，使得工作主体和柱塞被再次提升返回到初始位置或者还返回到另一初始位置，并且经过打开的阀(4)排出的液压介质(M)流出第二部分腔室并进入介质储存器。
【专利说明】用于压制工件的压力机和方法
[0001]描述
[0002]本发明涉及用于压制工件的压力机以及用于压制工件的方法。
[0003]在冷成型特别是在金属片成型的情况下或者在热成型特别是在锻造金属可锻造材料的情况下，用于压制工件的各种成型机(压力机)(例如参见，VD1-LexikonBand Produktionstechnik Verfahrenstechnik[Production Engineering ProcessEngineering],出版社:Hiersig, VD1-Verlag, 1995，第 1107 to 1113 页)是已知的。至少一个滑动件(StoBel)和压力机的第一压制工具被驱动器驱动并相对于压力机的第二压制工具运动，使得工件可以在压制工具之间通过压制力成形。
[0004]通常以行程-相关的方式操作的机械压力机使用诸如伺服马达驱动器的机械驱动器以及诸如偏心驱动机构(偏心压力机)或肘杆驱动机构(肘杆压力机)的非常大范围的传动机构。成型力或滑动力取决于滑动件的行程或位置。
[0005]机械压力机的机械部件由于压制操作期间产生的强力而经受相当大的应变，因此其性能被限制。通常另外需要对滑动件的重量补偿。
[0006]通常以力-相关的方式操作的液压压力机使用借助于液压介质例如油或水的液压驱动器，其压力能量被在液压缸中运转的活塞转变成机械成型功。滑动力对应于液压压力和活塞表面的乘积并且在很大程度上独立于滑动件的位置。活塞的液压驱动器可以是具有马达-驱动的可控泵(例如参见DE 196 80 008 Cl)的直接泵驱动器或者还可以是具有压力聚集器和用于在压力聚集器中产生压力的马达-驱动泵的液压聚集驱动器。对于产量-调节液压泵的技术和能量支出仍然是相当高的。用于输出调节的液压泵的技术和能量花费仍然是相当高的。
[0007]因此，本发明的目的在于使得可利用新的压力机和新的压制方法。
[0008]根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的压力机和根据权利要求7所述的方法来获得。本发明的有利构型和另外的改进将从从属权利要求变得明显。
[0009]运动曲线特别地指行程/时间曲线或速度/时间曲线或速度/行程曲线或力/时间曲线或力/行程曲线。
[0010]在下面基于示例性实施方式更详细地解释本发明。而且对附图做出参考，在附图中:
[0011]图1示出了具有偏心驱动机构的液压压力机，在该情况下，工作活塞在回路图中处于上位置中，
[0012]图2示出了根据图1的压力机，在该情况下，工作活塞处于下位置中，
[0013]图3示出了具有用于工作活塞的泵驱动机构的液压压力机，其中工作活塞在回路图中处于上位置中，以及
[0014]图4示出了根据图3的压力机，在该情况下，工作活塞处于下位置中，
[0015]在每种情况下附图都是示意性的。在图1到4中，相应的部件和变量设有相同的
参考数字。
[0016]在根据图1到4的液压压力机I的所有示例性实施方式中，所述压力机I包括滑动件10和具有液压工作活塞2的液压滑动驱动单元1，液压工作活塞2相对于工作轴线A在充满液压介质M的相关液压缸或工作缸3中是液压地轴向可移动的。工作活塞2的第一活塞区域21在其外径方面调整到工作缸3的内径并与工作缸3的内表面封闭，第一活塞区域21在该情况下将工作缸3的下部缸空间32与上部缸空间31以压力密封的方式隔离-至少在泄漏容限内。工作活塞2的被配置成在外径方面比第一活塞区域21小并且在这里形成为活塞杆的第二活塞区域22延伸穿过下部缸空间32，使得只有下部缸空间32的环绕第二活塞区域22的环形或中空圆柱形区域充满液压介质M。
[0017]工作活塞2使压力机I的结合或紧固在工作活塞2上的滑动件10移动，在滑动件10上定位压制工具15。因此，压制工具15可以以单独的工作步骤在压制运动中或者在压制方向P上朝着定位在第二压制工具(未示出)上的待压制工件(未示出)移动，并且在随后的返回运动中从该处后退或与压制方向相反地移动。
[0018]在工作活塞2沿着工作轴线A的在压制方向P上进行的向前运动的情况下，上部缸空间31的体积Vl增加且下部缸空间32的体积V2减小，并且在工作活塞2的与压制方向P相反的返回运动的情况下，上部缸空间31的体积Vl减小且下部缸空间32的体积V2再次增加。
[0019]图1示出了工作活塞2的上位置，在该情况下，第一活塞区域21具有距工作缸3的上壁的距离xl，并且图2示出了工作活塞2的下位置，在该情况下，第一活塞区域21具有距缸3的上壁的距离x2，其中差ΛΧ=Χ2-Χ1代表工作活塞2沿着工作轴线A的最大工作冲程或最大行程。在最大工作冲程为ΛΧ的情况下，相应的体积差在上部缸空间31中为Λ Vl=AxAl，其中Al为工作活塞2的活塞区域21的上部有效横截面的表面积，且相应的体积差在下部缸空间32中为AV2=AX Α2，其中Α2为工作活塞2的活塞区域21的环状地围绕活塞区域22的下部有效横截面的表面积。结合到工作活塞2的滑动件10相应地行进在上位置zl (在工作活塞的距离xl的情况下)和下位置ζ2 (在工作活塞2的距离χ2的情况下)之间的轴向距离或垂直冲程，该轴向距离或垂直冲程相应于滑动件10的最大垂直工作冲程 Δζ=ζ2_ζ1。
[0020]一般地说，滑动驱动单元I包括工作主体，工作主体在被在该示例性实施方式中形成为工作缸3的工作腔室中被液压地引导，并且在该示例性实施方式中形成为将工作腔室分为第一子腔室和第二子腔室的驱动活塞2，第一子腔室优选为上部子腔室，第二子腔室优选为下部子腔室。本发明不限于在工作腔室及其子腔室和工作活塞的示例性实施方式中所描绘的形成和布置。例如，偏离圆柱形的横截面、水平运动布置或者还有不同形式的工作主体或用于联合加工工件的具有相应滑动件的多个工作主体和工作腔室的例如星状的或者以90°相交的布置也是可能的。
[0021]可控阀4液压地连接到上部缸空间31，该可控阀4连接在上部缸空间31和用于液压介质M的介质储存器5之间。用于打开和关闭阀4的控制连接件被指定为SI和S2。在阀4的打开状态下，介质M可以根据目前的压力差从介质储存器5流动或流到介质储存器5中，但是在阀4的关闭状态下不能流动。
[0022]伺服泵6的传送单元60另外液压地连接在介质储存器5和上部缸空间31之间。伺服泵6和上部缸空间31之间的液压连接线以36指代。传送单元60，例如螺旋输送机或传送泵轮或内部齿轮泵的内部齿轮，可以借助于伺服马达61的输出轴62驱动且实际上通过使伺服马达61的输出轴62的旋转方向反转而在两个传送方向上驱动,如所不出的。伺服马达61经由电力线56连接到电转换器(elektrischen Umrichter) 55,电转换器55进而经由电力线53连接到控制设备50。
[0023]另外的伺服泵7经由液压连接线37连接到工作缸3的下部缸空间32。第二伺服泵7的传送单元70连接在连接线37和介质储存器5之间，该传送单元70再次被伺服马达71经由输出轴62而在传送方向上驱动，以便是可切换的，其中特别地，伺服马达71的旋转方向可以反向。伺服马达71经由电力线57连接到转换器55。
[0024]分配给前部缸空间32的压力传感器14连接到连接线37，该压力传感器14经由线54连接到控制设备50。
[0025]除非另外指出，否则电力线在图1到4中以虚线标示且液压线以实线标示且机械连接同样地以实线标示。术语线或控制线包括有线连接和无线，即光纤或无线电支持的，传输或连接通路。
[0026]止回阀44在每种情况下另外连接到液压连接线36、37和39，该止回阀44连接到介质储存器5且相应的伺服泵6、7、17被保护以免于空转。
[0027]最终，上部缸空间31和下部缸空间32在每种情况下分配有超载安全设备13，超载安全设备13连接到介质储存器5并限制液压压力以保护暴露于液压压力的部件免于过载。
[0028]在根据图1和2的示例性实施方式中，工作缸3的上部缸空间31在液压连接中经由连接通道38连接到用于工作活塞2的驱动单元8的驱动缸80的驱动缸空间82。驱动缸空间82和连接通道38同样地充满液压介质M。
[0029]液压空间82的体积V3可以通过在驱动缸80中轴向地可移动的驱动活塞81而改变且可以通过偏心单元9的连接杆特别是摇杆98驱动。连接杆98将驱动活塞81机械地连接到偏心盘91上的偏心件92。在偏心盘91围绕旋转角9旋转的情况下，偏心件92的偏心轴线E围绕偏心盘91的旋转轴线D以半径r偏心地运行。驱动马达18，特别是具有高转矩的转矩马达，被设置为用于偏心盘91的旋转驱动件，在驱动马达18或传动装置19的可反向旋转方向的情况下，该驱动马达18优选地经由传动装置19驱动偏心盘91，且驱动马达18经由电力线58连接到转换器55。
[0030]在根据图1的位置中，偏心轴线E位于穿过旋转轴线D的水平面H上且连接杆98在偏心件92和驱动活塞81之间大体上垂直地延伸。在根据图2的位置中，偏心盘91还围绕旋转角Φ = 90°与偏心件92 —起旋转，并且偏心轴线E现在位于延伸穿过旋转轴线D的垂直面V上，且实际上在旋转轴线D下面，使得连接杆98现在在偏心件92和驱动活塞81之间倾斜地延伸。然而，旋转轴线D还可以精确地垂直定位在驱动活塞81的中心上方。
[0031]驱动活塞81的轴向运动由偏心单元9的该偏心运动引起。驱动活塞81距驱动缸80的下壁的距离在图1中以yl指代且在图2中以y2指代，其中yl>y2。图1和图2中的位置之间的差Ay=yl-y2为驱动活塞81的最大工作冲程，并且该差一方面在驱动侧上相应于偏心件92围绕旋转角Φ= 90°的偏心旋转，且另一方面在输出侧上相应于工作活塞2的最大工作冲程Λ X且对应地相应于滑动件10的最大工作冲程Λζ。
[0032]最大工作冲程Ay以及还有可以获得的压制力或成形力取决于偏心件92的半径r、选择或设定的最大旋转角度φ以及连接杆98的长度，这些全部在下面作为偏心参数来参考。相应于该最大工作冲程Ay的驱动缸空间82的体积V3的体积差为AV3=Ay A3，其中A3为驱动活塞81的下部有效横截面的表面积。
[0033]因此，介质M中的压力改变，和/或在体积V3通过驱动活塞81在图1和2中的向下运动而减小的情况下介质M从驱动缸空间82经由连接通道38流动到工作缸3的下部缸空间31中或反之亦然。
[0034]驱动活塞81的表面A3通常被选择为小于工作活塞2的上表面Al，其中比率根据期望的力传递确定，关于大体相同压力的力传递与各自的表面成比例。
[0035]驱动单元8和偏心单元9以及驱动马达18联合地形成第一液压传送设备，该第一液压传送设备一方面液压地连接到工作腔室的第一子腔室且另一方面连接到介质储存器，并且该第一液压传送设备可以关于其传送方向反向并且表现为机械液压混合动力驱动器。在增加成型力的情况下，该设计甚至或恰好在压制行程的结束时提供了高的成型力(由于正弦运动学的变速传动)，且该设计还特别地适合于压缩或冷成型或将滑动件保持在特定的力-加载位置中，例如在热处理(退火)的情况下，或者特别地适合于工件中的流动操作。伺服泵7是第二液压传送设备中的一种示例性实施方式，其一方面液压地连接到工作腔室的第二子腔室且另一方面液压地连接到介质储存器，并且可以关于传送方向反向。
[0036]然而，伺服泵6形成第三液压输送设备，该第三液压输送设备一方面液压地连接到工作腔室的第二子腔室且另一方面连接到介质储存器，并且该第一液压输送设备可以关于传送方向反向。由伺服泵6形成的该第三液压传送设备主要地起补偿液压系统中的泄漏的作用(液压系统中的泄漏由于受限制的冲程而只能通过偏心驱动器补偿到有限的程度)，但是还可以在压制期间另外被用于辅助设备或作为第一传送设备的一部分。
[0037]在根据图3和图4的示例性实施方式中，代替作为第一输送设备的偏心驱动器9和驱动单元8，伺服泵17设有传送单元170，传送单元170又被伺服马达171通过输出轴172驱动，伺服马达171经由线57连接到转换器55，且传送单元170可以在两个传送方向上操作。伺服泵17在一侧经由液压连接线39连接到工作缸3的后部缸腔室31，且在另一侧连接到介质储存器5。压力传感器12设置在连接线39中，用于测量连接线39中的压力以及因此还有后部缸空间31的压力，其中压力传感器12又经由线52连接到控制设备50。第二传送设备另外形成有伺服泵7。
[0038]因此，形成有伺服泵6的第三液压传送设备在根据图3和4的该实施方式中起仅仅第一液压传送设备的辅助设备的作用，且在压制期间在与此平行的连接中操作，使得传送体积一起增加。
[0039]滑动件10 (或者还有工作活塞2)沿着工作冲程的轴向位置借助于相关的位置测量设备或者借助于经由线51连接到控制设备50的行程测量传感器11而测量。
[0040]控制设备50还经由线59连接到可控阀4的控制连接件SI，以便将阀从打开状态移动到关闭状态或没有全开的状态，或反之亦然。
[0041]控制设备50被提供用于对成型机器的工作过程和个别部件的控制，特别是开环控制和/或闭环控制和/或监控。
[0042]控制设备50经由转换器55控制(或者:执行开环或闭环控制)第一液压传送设备(8、9)的驱动马达18和第二液压传送设备的伺服马达71或伺服泵7，并且经由控制连接件SI控制可控液压阀4，用于对在介质储存器5和工作腔室(3)的第一子腔室(31)之间以及在介质储存器5和工作腔室的第二子腔室(32)之间的液压介质的体积流量和压力以及流动方向的自动开环或闭环控制。由控制设备50对液压介质的体积流量、压力和流动方向的该控制根据滑动件10的借助于滑动位置测量设备11测量的滑动位置和根据滑动件的存储或期望的运动曲线和/或可能地根据来自于用户的输入信息来执行。因此，控制设备50在液压打开的开环或闭环控制回路中操作且必须致动这两种传送设备，使得这两种传送设备彼此精确地协调。
[0043]转换器55优选地包括未更详细地示出的临时能量储存器，传送马达中的至少一个通过在一个过程阶段中发电而产生的电能量使用该临时能量储存器来临时地存储，并在随后或以后的过程阶段中用于传送马达中的至少一个传送马达的马达操作，优选地用于相应的其他传送设备的相应的其他传送马达的马达操作。特别地，转换器的中间电路中或者结合到中间电路的电容器模块或动能储存器中的至少一个电容器可以用作转换器的临时能量储存器。
[0044]由西门子在用于经由伺服转矩马达(参见，可以在www.siemens, de/umformtechnik获得的2008年的SM0T10N手册E20001-A660-P620)直接驱动滑动件的伺服压力机的SM0T10N控制单元中所使用的SINAMICS能量管理系统可以用作临时能量储存系统，该SINAMICS能量管理系统相应地适合于本液压压力机的伺服驱动器(60、70、18、170)。
[0045]用于使用根据本发明特别地根据图1和2或图3和4的压力机压制工件的方法包括借助于控制设备50检查的下列方法步骤或每个操作步骤或操作循环的子阶段:
[0046]1.空转(Freilauf)(或者:空转冲程)；
[0047]2.压制冲程；
[0048]3.压力解除(或者:解压操作)；
[0049]4.受控的返回冲程。
[0050]在工作活塞2以及因此的滑动件10的在第I点提到的空转或空转冲程的情况下，工作活塞2在重力作用下在缸3中向下移动或下沉，同时阀4被控制设备50至少部分地打开，以便允许液压介质M的相对大的体积流流出介质储存器5并流动到上部缸空间31中，且被控制设备50、伺服泵7致动的第二输送设备将介质M泵出下部缸空间32并泵送到介质储存器5中。可选择地或另外，伺服泵6还可以将液压介质M泵送到上部缸空间31中。
[0051]控制设备50优选地借助于转换器55控制第二传送设备、伺服泵7的传送体积流量或传送压力，使得工作活塞2的运动被制动，或根据定义的运动曲线，特别是行程/时间曲线或速度/时间曲线或速度/行程曲线或力/时间曲线或力/行程曲线来还加速，其中工作活塞2在定义的起始点处以定义的移动曲线在设置在运动曲线或由此产生的时间内运动。该起始点从根本上是最大工作冲程ΛΧ的两个端点之间的任何期望点，其相应于在滑动件10的最大工作冲程Λ ζ的两个端点之间的滑动件10的起始点。
[0052]在根据图3和图4的不具有偏心单元的实施方式中，空转冲程也可以被省略，即，用于工作冲程的起始点可以位于最顶部或者总的冲程可以等于工作冲程。
[0053]工作活塞2以及因此的滑动件10在空转或空转冲程期间的运动通过控制设备50与位置测量设备11的位置值进行对比，并且被控制阀4和伺服泵7以及如果适用的话则还有伺服泵6相应地调整或调节。
[0054]用于工作冲程的起始点优选为压制工具15开始与工件接触并因此被制动的点，该点被控制设备50通过借助于位置测量设备11的行程测量来检测或监控。
[0055]在空转或空转冲程期间，转矩马达18 (图1和图2)或伺服马达171 (图3和图4)是静止的，阀4是打开的且伺服泵7正在运转。通过将压制工具15放置在工件上并且使伺服泵7停止，工作活塞2的空转或空转冲程运动被停止在工作冲程的起始点处。
[0056]控制设备50以在第2点提到的压制冲程开始，这代表实际的压制操作且在此期间液压压力以及因此的压制力减小。压制冲程再次基于从起始点经过的存储的、定义的运动或力的曲线。
[0057]对于经由转换器55的压制冲程来说，控制设备50使偏心驱动机构9 (图1和图2)的驱动马达18或伺服马达171 (图3和图4)运转并关闭阀4。经由偏心驱动机构9和驱动单元8 (图1和图2)或伺服马达171 (图3和图4)，在工作缸3的后部缸空间31中建立工作压力，该工作压力将滑动件10和紧固在其上用于压制操作的压制工具15向下推动到工件中或抵住工件，并将工件压制到第二工具中。转矩马达18的转矩和偏心参数以及经由驱动单元8 (图1和图2)的传动力或伺服马达171 (图3和图4)的转矩确定压制冲程期间的压制力。滑动件10在压制冲程期间的工作冲程或压制行程可以通过设定旋转角φ (冲程调整)(图1和图2)来设定或经由伺服马达171 (图3和图4)的旋转角设定。
[0058]工作活塞2或滑动件10的压制运动再次遵循在控制设备50中定义的运动曲线，其中行程测量再次经由位置测量设备11来提供关于滑动件10的位置的信息，该信息经由控制设备50和转换器55用于控制转矩马达18 (图1和图2)或伺服马达171 (图3和图4)，使得滑动件10可以以行程-控制方式来驱动。然而，可选择地可能提供具有上压力极限的与压力有关的控制或行程控制。上极限可以设定用于分别的驱动马达的转矩(上压力极限)或者转矩曲线可以以与行程有关的方式(与压力有关的控制)来确定。在转矩马达18的情况下，转矩优选地为动态地确定的，使得偏心动力得到考虑。在角Φ接近于90°的情况下，即在低点处，可以用转矩马达18处的相同的转矩产生较高的液压压力。
[0059]伺服泵7在压制冲程期间变换到低转矩模式或者伺服马达71未通电，而是由于从下部缸空间32排出且流过传送单元70的介质而再生地产生发电机电流，该发电机电流的电荷或能量暂时地由转换器55存储。
[0060]如果例如在压制冲程期间滑动件10在工作压力下必须保持在某一位置中，例如用于工件中的流动操作，则伺服泵6可以被/保持激活，以便通过将液压介质M从介质储存器5再填充到上部缸空间31 (泄漏泵)中来补偿泄漏。
[0061]根据图2，如果滑动件10到达其下端位置(底部死点)，则压制冲程就被终止。
[0062]一旦滑动件10已经达到其下端点，控制设备50就立刻开始返回运动。这初始地以被动操作、在第3点阐述的压力解除或解压操作来开始，在该情况下，液压介质M再次通过取决于介质M可压缩性的压缩体积而被解除压力。阀4保持关闭。转矩马达18(图1和图2)或伺服马达171 (图3和图4)变换到低转矩模式下，即其可以被容易地旋转，液压介质M的解压使驱动活塞81向上移动，并且经由偏心盘9，转矩马达18在相反的方向上移动(图1和图2)或伺服泵170在相反的方向上与伺服马达171 —起旋转(图3和图4)并将再生能量供给到转换器55及其临时能量储存器中。
[0063]最终，在第4点阐述的受控返回冲程被作为第四且最后的步骤执行，在该受控返回冲程的情况下，伺服泵7再次被控制设备50经由转换器55运转，但是在相反的传送方向上运转到空转，其中临时地存储的能量被转换器55再使用。伺服泵7将液压介质M经由线37泵出介质储存器5并泵送到下部缸空间32中且增加了该处的压力。此外阀4被再次打开。工作活塞2和滑动件10因此被向后提升到起始位置或者还借助于伺服泵7提升到不同的起始位置。因此，被排放的液压介质M穿过打开的阀4流出后部缸空间31并流动到介质储存器5中。
[0064]在根据图1到图4的全部示例性实施方式中，下部缸空间31被分配用于监控和测量压力的压力传感器12。压力传感器12的信号经由线52传输到控制设备50。在图1和2中，压力传感器被分配后部缸空间31和伺服泵17的驱动缸空间之间的连接线38，而在图3和4中，压力传感器被分配伺服泵17和后部缸空间31之间的液压线37。
[0065]压力传感器12测量用于对压力的开环或闭环控制的压力，特别地测量用于工作冲程的压力。压力传感器14测量前部缸空间32处的压力，特别地还用于监控功能，例如关于工件是否与压制工具开始接触或未被均匀地抵着压制工具而保持，这将在关于压力的临界值的区别中证明。
[0066]另外也可能在步骤I中省略空转冲程或空转，例如，只用于作为工作冲程的简单冲程，在该情况下只有偏心件运转，这例如在拉伸的情况下发生。
[0067]根据本发明的压力机和压制方法的一个优势在于，可能将工作冲程或工作冲程的上工作点和下工作点根据需要设定在总的冲程或最大工作冲程内，且可以在冲程的任何点处通过泄压阀而安全地管理过载。而且，不需要如在机械偏心压力机的情况下对滑动件的重量补偿。经由偏心单元的驱动在下死点或下工作点处传送大转矩以及比在液压压力件的情况要小的驱动输出。不需要输出-调节型液压泵。并且，不需要飞轮且偏心件也只能在部分的角度范围内运转。
[0068]伺服泵6特别地起作用以补偿液压系统中的泄漏并且可以将另外的液压介质泵送出介质储存器5并泵送到液压系统中。
[0069]伺服泵6、7和17特别地是使用位置-调节型伺服马达61、71和171驱动的液压伺服泵，例如轴向活塞泵，其将泵转子或活塞固定并装配有液压补偿储存器，特别是介质储存器5。
[0070]原则上，代替活塞和缸，可以选择用于液压元件的不同构型，使得其然后可能一般地更多谈论腔室来代替缸以及更多谈论子腔室来代替缸区域或更多谈论主体来代替活塞。代替所表示的伺服泵和驱动单元8，其它的液压传送设备另外也是可能的。
[0071]液压介质M可以是油或者也可以是水或其混合物，或者也可以是所谓的HFA乳剂。在油的情况下的压缩体积通常比在水的情况下的压缩体积高，并且可以例如是在300巴下的按体积计的约百分之二。
[0072]参考数字列表
[0073]I滑动驱动单元
[0074]2工作活塞
[0075]3工作缸
[0076]4返回阀
[0077]5介质储存器
[0078]6、7伺服泵[0079]8 驱动单元
[0080]9偏心单元
[0081]10滑动件
[0082]11测距仪
[0083]12压力传感器(压制)
[0084]13过载保护设备
[0085]14压力传感器(提升)
[0086]15压制工具
[0087]18驱动马达(转矩马达)
[0088]19传动装置
[0089]21、22活塞区域
[0090]31、32 缸空间
[0091]36,37 连接线
[0092]38连接通道
[0093]39连接线
[0094]44卸压阀
[0095]50控制设备
[0096]51、52 线
[0097]53、54 线
[0098]55具有中间电路的转换器
[0099]56、57 线
[0100]58、59 线
[0101]60,70传送单元
[0102]61,71伺服马达
[0103]62、72 输出轴
[0104]80驱动缸
[0105]81驱动活塞
[0106]82驱动缸空间
[0107]91偏心盘
[0108]92偏心件
[0109]98连接杆
[0110]A工作轴线
[0111]M液压介质
[0112]H水平面
[0113]V 垂直面
[0114]D旋转轴线
[0115]E偏心轴线
[0116]r 半径
[0117]φ 旋转角[0118]xl、x2 高度
[0119]Δχ 冲程
【权利要求】
1.一种用于压制工件的压力机，具有: a)至少两个压制工具和至少一个滑动件(10)，所述压制工具(15)中的至少一个布置在所述滑动件(10)上，并且为了压制工件，所述滑动件(10)以相关的工作冲程进行工作运动，其中至少两个压制工具朝着彼此运动， b)至少一个液压滑动驱动单元，其用于所述滑动件，所述液压滑动驱动单元具有至少一个工作主体(2)，所述工作主体(2)在充满液压介质的工作腔室(3)中运动或能够在充满液压介质的工作腔室(3)中运动，并使所述工作腔室的第一子腔室(31)和第二子腔室(32)彼此分开，其中所述滑动件(10)结合到所述工作主体(2)， c)至少一个滑动位置测量设备(11)，其用于至少沿着所述工作冲程直接或间接地测量所述滑动件(10)的位置， d)至少一个介质储存器(5)，其用于存储液压介质， e)至少一个第一液压传送设备(60、8、9)，其液压地连接到所述工作腔室的所述第一子腔室(31)，并优选地还连接到所述介质储存器(5)且在传送方向方面能够反向， f)至少一个第二液压传送设备(70)，其一方面液压地连接到所述工作腔室的所述第二子腔室(32)，且另一方面液压地连接到所述介质储存器(5)，并且在传送方向方面能够反向， g)至少一个可控液压阀(4)，其液压地连接在所述工作腔室的所述第一子腔室(31)和所述介质储存器(5 )之间，并 且能够在关闭状态和打开状态之间转换， h)控制设备(50)，其连接到所述滑动位置测量设备(11)，并且可操作地连接到所述第一液压传送设备(60 )和所述第二液压传送设备(70 )以及所述可控液压阀(4 )，并且通过所述第一液压传送设备(60 )和所述第二液压传送设备(70 )以及所述可控液压阀(4 )的致动，所述控制设备(50)根据测量到的所述滑动件(10)的滑动位置以及所存储或期望的运动曲线和/或根据来自于用户的输入信息自动地控制在所述介质储存器(5)和所述工作腔室的所述第一子腔室(31)之间以及在所述介质储存器(5)和所述工作腔室的所述第二子腔室(32)之间的所述液压介质(M)的体积流量和压力以及流动方向。
2.根据权利要求1所述的压力机，具有下列特征中的至少一个或任何期望的组合: a)所述工作腔室形成为工作缸(3)， b)所述工作主体形成为工作活塞(2)， c)所述工作腔室的所述第一子腔室和所述第二子腔室形成所述工作腔室的上部子腔室和下部子腔室， d)所述工作主体(2)垂直地运动或者是可垂直地运动的， e)所述滑动件(10)结合到所述工作活塞(2)的底面。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的压力机，其中所述第一液压传送设备包括至少一个第一电传送马达(61)且所述第二液压传送设备包括至少一个第二电传送马达(71)，并且其中所述传送马达经由电线连接到转换器(55)，所述转换器(55)连接到所述控制设备(50)，其中所述传送马达能够被至少一个转换器在一方面旋转速度以及另一方面转矩或电输出上单独地致动。
4.根据权利要求3所述的压力机，其中所述转换器(55)包括临时能量储存器，所述传送马达中的至少一个传送马达通过在一个过程阶段中发电而产生的电能使用所述临时能量储存器来临时地存储，并且在随后或以后的过程阶段中用于所述传送马达中的至少一个传送马达的马达操作，优选地用于相应的其他传送设备的相应的其他传送马达的马达操作，其中特别地，所述转换器的所述临时能量储存器包括在所述转换器的中间电路中的至少一个电容器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的压力机，其中所述第一液压传送设备(60)直接地即不使用中间地连接的阀或节流阀而液压地连接到所述工作腔室的所述第一子腔室(31)，并且其中所述第二液压传送设备(70)直接地即不使用中间地连接的阀或节流阀而液压地连接到所述工作腔室的所述第二子腔室(32 )。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压力机，其中: a)所述第一液压传送设备包括至少一个驱动活塞(81)，所述至少一个驱动活塞(81)邻接充满液压介质的驱动腔室(82)并且相对于所述驱动腔室运动或能够相对于所述驱动腔室运动，同时增加或减小所述驱动腔室的体积，其中所述驱动腔室(82)液压地连接到所述滑动驱动单元的所述工作腔室的所述第一子腔室(31)， b)并且其中，所述第一液压传送设备包括具有至少一个偏心件(92)的至少一个偏心单元(9)，所述至少一个偏心件(92)围绕旋转轴线(D)在限定的旋转角度范围内可旋转且优选地布置在偏心盘上，所述偏心件(92)经由机械连接件，特别地经由至少一个连接杆(98)，连接到所述驱动活塞(81)并驱动所述驱动活塞(81)以使所述驱动活塞(81)相对于所述驱动腔室运动，其中用于所述偏心件的所述旋转角度范围特别地布置在面向所述驱动活塞的区域中。
7.一种用于通过如前述权利要求中任一项所述的压力机来压制工件的方法，在所述方法中，通过所述控制设备(50)考虑到由所述位置测量设备确定的位置值而检测的工作循环包括压制冲程、解压操作和受控返回冲程，其中 a)在所述压制冲程的情况下，所述第一传送设备将介质(M)传送出所述介质储存器(5)并传送到所述第一子腔室(31)中，以便建立液压压制压力，并且所述阀(4)被关闭且所述压制工具抵着工件压制， b)在所述解压操作的情况下，所述阀被关闭并且所述第一传送设备被关掉或切换到低转矩模式， c)在所述受控返回冲程的情况下，所述第二传送设备将液压介质传送出所述介质储存器(5)并传送到所述第二子腔室中，并且所述阀被再次关闭，使得所述工作主体和所述滑动件被再次提升返回到起始位置或者还返回到不同的起始位置，并且经过打开的阀(4)排出的液压介质M流出所述第二子腔室而进入所述介质储存器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述工作循环在所述压制冲程之前还包括空转，其中: a)在空转期间，所述工作主体(2)在重力作用下在所述工作腔室(3)中向下运动，其中所述阀(4)被所述控制设备(50)至少部分地打开，并且由所述控制设备(50)致动的所述第二传送设备(7)将介质(M)传送出所述第二子腔室(32)并传送到所述介质储存器(5)中， 以及/或者 b)其中，在空转期间，所述第二传送设备的传送体积流量或传送压力和/或所述阀(4)的打开被控制，使得根据定义的运动曲线，所述工作主体(2)的运动被制动或还被加速，其中所述工作主体在起始点处运动，该起始点特别地相应于压制工具开始接触工件的点，所述起始点特别地通过所述控制设备(50)根据由所述位置测量设备(11)进行的行程测量来检测或监控， 和/或 c)其中，在空转期间，所述第一传送设备是静止的，所述阀(4)是打开的且所述第二传送设备处于操作中。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中， 在所述压制冲程期间，所述第二传送设备再生地产生电能，该电能被临时地存储在所述转换器的所述临时能量储存器中，并且在随后的受控返回冲程中再次使用，和/或其中，在所述解压操作期间，所 述第一传送设备再生地产生电能，该电能被临时地存储在所述转换器的所述临时能量储存器中并且被所述第二传送设备在随后的受控返回冲程中再次使用。
【文档编号】B30B1/32GK103459134SQ201280007634
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年2月2日 优先权日:2011年2月2日
【发明者】洛塔尔·鲍尔萨茨斯, 赫伯特·鲁格 申请人:朗根施泰因及舍曼有限公司