专利名称：具有预紧机架的压力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的液压压力机，其具有至少一个支撑在机架上的主驱动装置，用于操作压力机梁或者压制头。
背景技术：
液压压力机特别是在大量生产时用于优选金属工件的连接、变形和切割加工。其中，现代液压压力机用几百bar的压力工作，以便也能加工大的和/或厚壁的工件。通常液压压力机具有压制头，它可垂直运动地支承在机架上，并且可通过活塞缸装置操作。所述活塞缸装置或者是可由液压泵直接提供压力介质，或者间接地通过中间连接的蓄压器提供压力介质，其中，后者的优点是，液压泵只必须按照压力机的平均功率需求来设计。此外，机架或者机座的设计可以采用不同的材料。原来机架大多由灰铸铁或者铸钢制造。然而前不久越来越多的压力机采用钢板焊接结构。灰铸铁除了具有高的减振性和良好的铸造特性外，它也有E模数低，耐磨性低的几大缺点。与它相反，钢铸件具有明显高的E模数。然而，钢铸件的加工要比灰铸铁的加工的费用高得多，因此并不经济。然而由钢板构成的焊接结构具有最高的E模数，并且因此具有最高的刚性。然而这种焊接结构又只具有小的阻尼特性，并且大多需要加筋，以便得到最大的刚性。此外，钢架由于使用了钢材而不能足够地减振的不利特性。当现代结构形式的液压压力机运行时机架要经受很大的交变载荷。这种交变载荷产生自周期形成的压制力。所述压制力由活塞缸单元经过压制头传递到拉深垫，然而引入到机架。其结果是机架周期性地加载压制力，并且在压制头拉回时卸载。特别是在由钢板构成的机架焊接结构中，这种持续的交变载荷导致过早地出现材料疲劳，因为机架在可逆的范围内要经受经常的变形运动。为了减少这种(内部的)运动，所述机架必须大量加筋或者采用其他方式加固，然而这么一来压力机的整个重量，并且所要求的材料费用明显增加。
发明内容
因此本发明的任务是提供这样一种液压压力机，这种液压压力机特别是在机架的范围内具有更低的材料疲劳趋势。所述任务通过具有权利要求1特征的液压压力机得以完成。本发明的一些有利的改进方案是从属权利要求的主题。本发明的基本构思是，不是通过一些涉及机架的措施解决上述问题(治标)，而是通过相应地影响作用到机架的载荷类型根本不让出现上述问题(治本)。因此本发明规定， 设计一种具有机架的液压压力机，工件支座(优选拉深垫或者铸件半模)支撑在所述机架上，并且与其共同作用的压力机梁可移动地支承在该机架上。所述机架可通过液压主驱动装置操作。所述主驱动装置具有至少两个(优选地四个)支撑在机架(相互作用的)活塞缸单元(优选地分别具有一个缸室)。通过由预紧压力在活塞缸单元中的所形成的力将压力机梁夹紧在所述活塞缸单元之间。通过这一措施，无论是和工件处于加工作用时，还是处于加工作用之外时，都能持续地给机架加载基本相同的(预紧)力。这样做的好处是，消除了机架的机械加应力和去应力(交变载荷)。这样就减少了机架中的材料疲劳，并且因此不用为机架中的加应力和去应力过程而消耗能量。此外，可毫地延迟地(在压力机梁的压制运动和拉回运动之间的较小的压制力滞后)形成压制力。优选地至少在压制方向起作用的活塞缸单元的预紧压力等于或者大于主驱动装置的调节的、或者可调节的最大压制力，所述压制力被施加用于规定的工件加工过程。这样做的好处是，只要通过在反向压制方向起作用的活塞缸单元上取消反作用力，就可形成对工件施加作用的压制力。这样做的结果又是，只必须周期地解压缩和压缩小的容积(在反向压制方向起作用的活塞缸单元中的缸室的容积)。在未操作主驱动装置时，在压力机梁的未作用于工件的位置中，在两个活塞缸单元中预紧压力是相同的，也是有利的。这样就可简化操作所述活塞缸单元的液压回路。优选地在这种特别的情况中，所述相互作用的活塞缸单元通过液压回路短接。此外，优选地可反向输送的液压机中间连接到所述液压回路中，以使压力机梁的往返运动成为可能。为此代替地或者附加地可以设置另一调节驱动装置。所述调节驱动装置与主驱动装置平行地和压力机梁作用连接，用于快速调节运动。这样，当压力机梁无力运行时，可实现快速动作。在压力机梁处于工件作用位置之外的情况下，当主驱动装置未被操作时，调节驱动装置给压力机梁施加保持力，使所述压力机梁保持在所述位置中，是有利的。这样就不必将主驱动装置在至少两个活塞缸单元之间调节到确定的预紧压力比例中，而是在所述单元中可实现压力的平衡，这点可简单地办到。
下面借助优选的实施例，并且参考附图对本发明进行更加详细的说明。所述附图是
图1 根据本发明的优选的实施例的具有液压控制回路的液压压力机的原理结构图。图2 根据图1的具有替代的调节驱动装置的液压压力机的原理结构图。附图标记表
1机架/机座
2基座段 4拉深垫 6立柱
8板/支承臂
10压力机梁
12压制头/切割头/冲压头
14下活塞缸单元
16,24缸
18,26活塞
20,28缸室
22上活塞缸单元30主驱动装置32螺杆34螺纹套35调节驱动装置36电动伺服驱动装置38液压回路40第一连接管路42液压机44安全阀装置46座阀48座阀50旁通管路52旁通阀54其它连接管路56储压器58伺服驱动装置60预紧模块62电磁阀64储罐管路66工作介质储罐68过压阀70阀芯72压力介质泵74马达76抽管78止回阀80滑阀82过压阀84控制装置86行程传感器88电动液压伺服驱动装置90调节缸92压力介质泵94可调节的马达。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的优选的实施例的液压压力机，它包括机械的以及液压的原理结构。因此，所述液压压力机具有优选地为双C形的机架1。所述机架具有基座段2。 在所述基座段上在中间成形有容纳座，用于工件支座，例如拉深垫4。在基座段2的两个面对的端侧成形有垂直延伸的立柱(或者壁)6。在它的上自由端部成形有相向延伸的支承臂或者板8。在上支承臂8和下基座段2之间压力机梁10垂直可移动地支承在立柱6上。在它的中间段设置或者成形有用于压制头或者切割头12的容纳座。在压制头12以及拉深垫 4的两侧分别设置一个下活塞缸单元14。其中，每个活塞缸单元14由支撑在压力机架1的基座段2上的缸16构成，在形成缸室20的情况下活塞18伸入到所述缸16中。其中，每个活塞18在压制头12的两侧固定在压力机梁10的底面上。在上支承臂8上也分别设置有一个活塞缸单元22，其中，在每个支承臂8上安装有一个缸M。在分别形成活塞室观的情况下活塞26伸入到所述缸M中。其中，上活塞缸单元22的活塞沈在下活塞缸单元14的轴向延长线上安装在压力机梁10的顶面上。下和上活塞缸单元14、22 —起形成根据本发明的第一实施例的液压压力机的主驱动装置30。此外，在每个支承臂8上还可旋转地支承着螺杆32，它啮合到在压力机梁10中成形的或者插入的螺纹套34中。因此，通过旋转两个螺杆32可在垂直方向上给压力机梁10 施加拉力和/或压力。在此，各一个电动伺服驱动装置(电动机)36用作两个螺杆32的驱动装置。所述伺服驱动装置的输出轴不可转动地和相应的螺杆32连接。其中，根据图1，电动伺服驱动装置36的旋转速度和旋转方向是可变化的。螺杆32和电动机36形成调节驱动装置35用于快速动作。通过液压回路38—所述液压回路在图1中原理地示出一操作根据本发明的液压压力机的主驱动装置30，也就是上和下活塞缸单元22。因此，液压回路38基本上形成了短接线路，所述短接线路将下活塞缸单元14的缸室20和直接在对面设置的上活塞缸单元28 的缸室28连接起来。具体讲，下活塞缸单元14的缸室20通过第一连接管路40和优选地输送方向可反向的以及此外优选地排量可变化的液压机42流体连接。在第一连接管路40中设置由两个座阀46、48构成的安全阀装置44。所述座阀串联地中间连接到第一连接管路40中。每个座阀46、48都具有到关闭方向预紧的阀活塞，所述阀活塞可电磁地运动到打开位置。在安全阀装置44和液压机42之间分接出旁通管路50。所述旁通管路绕开液压机42，并且旁通阀52中间连接到所述旁通管路50中。旁通阀52具有朝旁通阀52的完全打开方向预紧的阀体。所述阀体可电磁地转换到开关位置。在所述开关位置中，只允许从下活塞缸单元14 的缸室20朝上活塞缸单元22的缸室观方向流动。其中，旁通管路50汇入到第二连接管路讨中。所述连接管路M将液压机42和上活塞缸单元22的缸室观流体连接起来。此外，在所述汇入位置和液压机42之间还连接着蓄压器56。根据图1伺服驱动装置58是用于操作液压机42的，并且因此在力冲程中位置受控地调节压力机梁10。在本实施例中所述伺服驱动装置58由电动机构成。所述电动机在机械上通过驱动轴和液压机42连接。所述电动机在它的旋转速度方面是可调节的。此外，在由第一、第二连接管路40、54以及绕开液压机42的旁通管路50构成的短接线路上连接有预紧模块60。在本实施例中所述预紧模块60由电磁阀62构成，它具有阀活塞。所述阀活塞通过弹簧预紧到打开位置，并且借助电磁铁可调节到关闭位置。所述电磁阀62通过储罐管路64和工作介质储罐66连接，为的是根据电磁阀62的阀活塞的开关位置将压力介质从短接线路38卸压到工作介质储罐66中。和电磁阀62平行地，过压阀68
6和短接线路38连接。当超过规定的最大压力时所述过压阀朝工作介质储罐66方向打开。 此外，和过压阀68平行地，可手动打开和关闭的阀芯70与短接线路38连接，为的是手动地将工作介质从短接线路38释放到工作介质储罐66中。此外，预紧模块60还有优选地可调节的压力介质泵72。所述泵通过马达74驱动或者可驱动，并且所述泵通过抽管76从工作介质储罐66中抽吸工作介质。所述压力泵72 通过弹簧预紧的止回阀78以及手可操作的滑阀80可和短接线路38、特别是和第二连接线路M流体连接。过压阀82与优选地可调节的压力泵72的泵出口连接。所述过压阀通到工作介质储罐66中。最后设置控制装置84。用于确定压力机梁10的实际位置的行程传感器86、用于操作液压机42的伺服驱动装置58、用于操作螺杆32的电动伺服装置36以及安全阀46、48 的、旁通阀52的和预紧模块60的电磁铁与所述控制装置84连接。下面简要说明根据本发明的所述优选的实施例的液压压力机的功能。根据本实施例，在主驱动装置30中随时持久地将压力介质预紧到大体相当于预计的最大压制力的压力。通过下面的和上面的活塞缸单元14、22也持续地预紧机架1。因此，在本实施例中并不是像在现有技术中所规定的那样要对机架1进行周期性的卸载和预紧。在快速动作过程期间(向下快速动作直到压制位置和向上快速动作)没有流体流过旁通阀52 (因此旁通阀52是开着的)，其中，在上和下活塞缸单元14、22的缸室20、28中预紧压力是相同的。在旁通阀52的所述开关位置中，压力机梁10可由调节驱动装置35，也就是通过螺杆32轻易地向上和向下运动。其中，通过形成的短接线路38产生的流动阻力是如此的小，即当压力机架10没有被调节驱动装置35保持时，它会由于它的自重而下降。 在此还需要指出的是，即优选地由两个串联的安全阀46、48构成的安全阀装置44在正常运行时电磁地转换到打开位置。在力冲程中，也就是在压力机梁10的下运动段中，从压制头12接触到静置在深拉垫4上的工件那一时刻起，旁通阀52被截止，并且液压机42被伺服驱动装置58激活。在这一瞬间液压机42以闭环/开环控制的方式将压力介质从下活塞缸单元14的缸室20输送到上活塞缸单元22的缸室观中，或者输送到前面连接的蓄压器56中。当压力机梁10 或者位于其上的压制头12达到冲压件(工件)上时，目前为止只通过下活塞缸单元14传递到机架1中的力的一部分现在通过冲压件与下活塞缸单元14平行地引导到机架1中。因此，在机架1上支撑的力或者引入的力的总平衡没有变化。因此，在下活塞缸单元14的缸室20中的压力以受控方式由于液压机42的压力介质消耗而下降。在这种情况中如此长时间地将压力介质从下活塞缸单元14的缸室20输送到上活塞缸单元22的缸室28中，即直到压力机梁10或者位于其上的压制头12达到了它的规定的终端位置，所述终端位置是通过位置传感器86确定的，或者直到达到预定的压制力。因此，在下活塞缸单元14的缸室20 中起反作用的压力减小到相应的数值以后，所述压制力产生自基本没有变化地存在于上活塞缸单元22的缸室28中的预紧压力。最后，为了取消压制力，改变液压机42的旋转方向，这样，在下活塞缸单元14的缸室20中形成直到达到预紧压力的压力，在这种预紧压力的情况下重新出现压力平衡。因此在根据本发明的实施形式中规定，压力机梁10的自重，包括安装其上的压制头12等都是通过调节驱动装置35，也就是螺杆32承担。在这种情况中在上面的和下面的活塞缸单元14、22的缸室20、28中达到压力平衡。只是在压制过程中下活塞缸单元14的缸室20中的压力减小了，而相反地在上活塞缸单元22的缸室观中的压力却保持不变。其中，作用到压制头12或者拉深垫4上的压制力相当于在下活塞缸单元14的缸室20中预紧压力减小变化的压差。为此也可代替地规定，压力机梁10被下活塞缸单元14保持在这样一种位置中，也就是说在静止状态时调节驱动装置35是无力的。在这样一种情况中为了保持压力机梁10， 旁通阀52在预先规定的位置中保持关闭，并且只是通过调节驱动装置35为了快速动作才转换到打开位置。在这种情况中，调节驱动装置35通过下面的和上面的活塞泵单元14、22 之间的压差被加载，所述压差相当于由压力机梁10的自重所产生的力。整个的其它的过程和前面的说明相同。图2示出了根据本发明的液压压力机。在所述液压压力机中使用了代替图1中设计的调节驱动装置35。在这种情况中在图1中所公开的主轴驱动装置36由电动液压的伺服驱动装置88所代替。所述伺服驱动装置具有调节缸90。所述调节缸和上活塞缸单元22 平行地安装在压力机梁10和上支承臂8上，并且所述调节缸90具有两个用于压力机梁10 升降的缸室。此外，还设置压力介质泵92。通过所述压力介质泵可有选择地给调节缸90 的两个缸室分别提供压力介质。所述压力介质泵92通过可调节的马达94机械地驱动。图 2的液压压力机的所有其它技术构造和图1的液压压力机相同，因此在此可参见前面的说明。最后需要指出的是，根据本发明的液压压力机装配有四个活塞缸单元。所述活塞缸单元设置在压制头或者拉深垫的两侧。然而代替地也可设置六个或者八个活塞缸单元。 代替和压力机梁共同作用的位置传感器，也可以检测所述活塞缸单元的活塞的位置。也可对从缸室中排挤出来的工作介质的容积进行检测，并且从中计算出压力机梁的实际位置。 最后可通过终端开关只确定一定数量的位置，所述终端开关在压力机梁经过时被激活或者去激活，以触发相应的转换过程。如已在说明书前言中已说明的，储压器是用于稳定在短接线路中的预紧压力，并且减小液压机的最大所需的输送功率。然而也可以按照直接驱动装置的原理取消该储压器。
权利要求
1.液压压力机，具有机架(1)，压力机梁(10)可移动地支承在所述机架上，所述压力机梁可通过液压的主驱动装置(30 )操作，其特征在于，主驱动装置(30 )具有至少两个支撑在机架(1)上的活塞缸单元(14、22)，通过由预紧压力在活塞缸单元(14、22)中所产生的力将压力机梁(10)夹紧在所述活塞缸单元之间。
2.按照权利要求1所述的液压压力机，其特征在于，在压制方向起作用的活塞缸单元 (22)的预紧压力等于或者大于主驱动装置(30)的调节的、或者可调节的最大压制力，所述压制力被施加用于规定的工件加工过程。
3.按照权利要求1或2所述的液压压力机，其特征在于，在未操作主驱动装置(30)的情况下，在压力机梁(10)处于工件作用位置之外时，在两个活塞缸单元(14,22)上存在相同的预紧压力。
4.按照前述权利要求的任一项所述的液压压力机，其特征在于，设有调节驱动装置 (31)，为了进行快速的调节运动，所述调节驱动装置(31)与主驱动装置(30)平行地同压力机梁(10)作用连接。
5.按照权利要求4所述的液压压力机，其特征在于，在压力机梁(10)处于工件作用位置之外时，在未操作主驱动装置的情况下，调节驱动装置(35)给压力机梁(10)施加保持力，该保持力将压力机梁保持在所述位置中。
6.按照权利要求4或5所述的液压压力机，其特征在于，调节驱动装置(35)是具有驱动轴(32)的电动伺服驱动装置(36)，或者是具有调节缸(90)的电动液压伺服驱动装置 (88)。
7.按照前述权利要求的任一项所述的液压压力机，其特征在于，所述相互作用的活塞缸单元(14、22)通过液压回路(38)短接，在所述液压回路(38)中中间连接有可反向输送的液压机(42)。
8.按照权利要求7所述的液压压力机，其特征在于，液压机(42)能通过旁通管路(50) 与中间连接的旁通阀(52)桥接，所述旁通阀在操作主驱动装置(30)时闭合，并且在操作调节驱动装置(35)时打开。
9.按照前述权利要求的任一项所述的液压压力机，其特征在于，设有用于提供有预先规定的或者可预先规定大小的预紧压力的预紧模块(60)。
10.按照前述权利要求的任一项所述的液压压力机，其特征在于，设有和压力机梁 (10)共同作用的支撑在机架(1)上的拉深垫(4)。
全文摘要
本发明公开了一种具有机架的液压压力机。在所述机架上支撑着拉深垫，以及支承着和所述拉深垫共同作用的可移动的压力机梁。所述压力机梁可通过液压的主驱动装置操作。所述主驱动装置具有至少两个(优选地四个)支撑在机架上的活塞缸单元。通过由预紧压力在活塞缸单元中所产生的力将压力机梁夹紧在活塞缸单元之间。通过这一措施，无论是在加工期间与工件作用时，还是在加工作用之外，都能持续地给机架加载基本相同的力。
文档编号B30B15/16GK102189698SQ201110066058
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月20日
发明者M·克米尔 申请人:罗伯特·博世有限公司