DE102018222425A1

DE102018222425A1 - Hydrostatischer Antrieb, insbesondere für eine Presse oder eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102018222425A1
Application number: DE102018222425.0A
Authority: DE
Inventors: Gottfried Hendrix
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111347713B; CN111347713A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb. Dieser weist auf eine Zylinderanordnung, an der für einen zustellenden Eilgang und für einen anschließenden Pressgang unterschiedlich große hydrostatisch wirksame Kolbenflächen mit einem Druck beaufschlagbar sind, eine erste Hydromaschine, deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Eilgang mit einer vor einer ersten Kolbenfläche befindlichen, im Eilgang druckbeaufschlagten, ersten Zylinderkammer und mit einer vor einer zweiten Kolbenfläche befindlichen zweiten Zylinderkammer in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, eine zweite Hydromaschine, deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Pressgang mit einer vor einer dritten Kolbenfläche befindlichen, im Pressgang druckbeaufschlagten, dritten Zylinderkammer und mit einer vor einer vierten Kolbenfläche befindlichen vierten Zylinderkammer in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, und Ventile, die beim Übergang vom Eilgang zum Pressgang den Druckflüssigkeitfluss beeinflussen.
Um einen weichen Übergang zwischen dem Eilgang und dem Pressgang ohne Anhalten oder eine unkontrollierte Bewegung der Zylinderanordnung zu erreichen, sind die Ventile passive Ventile, deren Zustand sich aus den Fördermengenvorgaben für die beiden Hydromaschinen ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatischen Antrieb, der insbesondere für eine Presse oder eine Spritzgießmaschine oder dergleichen vorgesehen ist. Der hydrostatische Antrieb weist auf eine Zylinderanordnung, an der für einen zustellenden Eilgang und für einen anschließenden Pressgang unterschiedlich große hydrostatisch wirksame Kolbenflächen mit einem Druck beaufschlagbar sind, eine erste Hydromaschine, deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Eilgang mit einer vor einer ersten Kolbenfläche befindlichen, im Eilgang druckbeaufschlagten, ersten Zylinderkammer und mit einer vor einer zweiten Kolbenfläche befindlichen zweiten Zylinderkammer in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, eine zweite Hydromaschine, deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Pressgang mit einer vor einer dritten Kolbenfläche befindlichen, im Pressgang druckbeaufschlagten, dritten Zylinderkammer und mit einer vor einer vierten Kolbenfläche befindlichen vierten Zylinderkammer in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, und eine Ventilanordnung, die beim Übergang vom Eilgang zum Pressgang den Druckflüssigkeitfluss beeinflusst.
Ein hydrostatischer Antrieb dieser Art ist aus der EP 0 311 779 A2 bekannt. Dort sind ein als Gleichgangzylinder ausgebildeter Eilgangzylinder mit einem Kolben mit kleinen Kolbenflächen und ein ebenfalls als Gleichgangzylinder ausgebildeter Pressgang- oder Krafthubzylinder über eine gemeinsame Kolbenstange mechanisch miteinander verbunden. Es sind zwei Hydromaschinen vorhanden, die in ihrem Hubvolumen verstellbar sind und die gemeinsam von einem Elektromotor antreibbar sind. Die Förderströme durch die beiden Hydromaschinen sind umkehrbar. Die beiden Hydromaschinen sind parallel zueinander mit ersten Anschlüssen mit einer ersten Zylinderkammer des Eilgangzylinders verbunden und mit zweiten Anschlüssen mit einer zweiten Zylinderkammer des Eilgangzylinders verbindbar und mit dem Eilgangzylinder in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar. Ein Wegeventil mit zwei Schaltstellungen und mit vier Anschlüssen, von denen ein erster mit der ersten Zylinderkammer, ein zweiter mit der zweiten Zylinderkammer des Pressgangzylinders und ein dritter mit den ersten Anschlüssen der beiden Hydromaschinen verbunden ist und ein vierter mit den zweiten Anschlüssen der beiden Hydromaschinen verbindbar ist, steuert den Übergang vom Eilgang zum Pressgang. Im Eilgang nimmt das Wegeventil eine Schaltstellung ein, in der sein dritter Anschluss und sein vierter Anschluss gegen den ersten Anschluss und gegen den zweiten Anschluss abgesperrt und der erste Anschluss und der zweite Anschluss miteinander verbunden sind. Somit ist der Pressgangzylinder gegen die beiden Hydromaschinen abgesperrt. Beide Hydromaschinen arbeiten parallel zueinander nur mit dem Eilgangzylinder in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf. Aus der einen Zylinderkammer des Pressgangzylinders wird Druckflüssigkeit über das Wegeventil in die andere Zylinderkammer verdrängt. Das Umschalten des Wegeventils in die andere Schaltstellung führt zum Übergang vom Eilgang in den Pressgang. Die direkte Verbindung zwischen den beiden Zylinderkammern des Pressgangzylinders über das Wegeventil wird gesperrt, die eine Zylinderkammer wird mit den ersten Anschlüssen und die andere Zylinderkammer mit den zweiten Anschlüssen der beiden Hydromaschinen verbunden. Eilgangzylinder und Pressgangzylinder sind nun parallel zueinander geschaltet und werden mit den Hydromaschinen in einem geschlossenen hydraulischen Kreis betreiben.
Nachteilig ist hier, dass beim Umschalten des Wegeventils je nach der gewählten Überdeckung die Zylinderkammern des Pressgangzylinders für kurze Zeit gegeneinander abgesperrt beziehungsweise sowohl zueinander als auch zu den Hydromaschinen geöffnet sein können. Dies führt zum Anhalten der Zylinder beziehungsweise zu einer kurzzeitigen unkontrollierten Bewegung. Dieses Verhalten stört den Prozessablauf in vielen Anwendungsfällen stark.
Würde man das 4/2- Wegeventil in drei 2/2 Wegeventile mit jeweils eigenem Betätigungselement auflösen, so müssten diese Einzelventile zeitlich genau kontrolliert zueinander geschaltet werden. Dies ist nur schwierig zu realisieren.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den hydrostatischen Antrieb mit den eingangs angeführten Merkmalen so zu gestalten, dass der Übergang vom Eilgang zum Pressgang kontrolliert abläuft und dadurch Prozessablauf verbessert ist.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Ventilanordnung mehrere passive Ventile umfasst, deren Zustand sich aus den Fördermengenvorgaben für die beiden Hydromaschinen ergibt. Somit erfolgt die Umschaltung zwischen kleiner Kolbenfläche und großer Kolbenfläche durch die beiden Hydromaschinen, deren Fördermengen veränderbar sind. Die passiven Ventile reagieren auf die durch die Fördermengen der Hydromaschinen sich ergebenden Drücke ohne eine Ansteuerung von außen. Die eine Hydromaschine kann dabei durchaus eine andere Flüssigkeitsmenge fördern als zeitgleich die andere Hydromaschine.
Vorzugsweise sind die passiven Ventile Rückschlagventile, wobei ein erstes Rückschlagventil fluidisch zwischen der dritten und vierten Zylinderkammer der Zylinderanordnung angeordnet ist und von der vierten Zylinderkammer zur dritten Zylinderkammer öffnet und ein zweites Rückschlagventil zwischen einer von der ersten Hydromaschine zur ersten Zylinderkammer führenden, ersten Leitung und einer von der zweiten Hydromaschine zur dritten Zylinderkammer führenden, zweiten Leitung angeordnet ist und von der zweiten Leitung zur ersten Leitung öffnet. In der ersten Leitung und in der zweiten Leitung befinden sich dabei vorzugsweise keine weiteren Ventile.
Bevorzugt ist während des zustellenden Eilgangs die Geschwindigkeit der Zylinderanordnung, also die Eilganggeschwindigkeit durch die Fördermenge der ersten Hydromaschine vorgegeben. Während des Eilgangs wird eine der Eilganggeschwindigkeit entsprechende Flüssigkeitsmenge von der vierten Zylinderkammer in die dritte Zylinderkammer verdrängt. Dies kann im Prinzip allein über das Rückschlagventil erfolgen, das zwischen der dritten und der vierten Zylinderkammer angeordnet ist. Es erscheint jedoch günstig, wenn während des zustellenden Eilgangs die Fördermenge der zweiten Hydromaschine größer null ist und die zweite Hydromaschine Druckflüssigkeit von der vierten Zylinderkammer zur dritten Zylinderkammer fördert. Insbesondere ist während des zustellenden Eilgangs die Fördermenge der zweiten Hydromaschine maximal ist. Weil man keine übergroße Pumpe einsetzen und nicht mit übergroßen Drehzahlen arbeiten will, ist die maximale Fördermenge der zweiten Hydromaschine noch kleiner als die zwischen der vierten Zylinderkammer und der dritten Zylinderkammer zu verschiebende Flüssigkeitsmenge, so dass Menge auch über das erste Rückschlagventil fließt.
Beim Übergang vom zustellenden Eilgang zum Pressgang wird die Fördermenge der zweiten Hydromaschine zunächst so eingestellt wird, dass sie der gewünschten Pressgeschwindigkeit entspricht. Wird dann die Fördermenge der ersten Hydromaschine so weit verringert, dass der Zufluss von Druckflüssigkeit von der ersten Hydromaschine in die erste Zylinderkammer eine Geschwindigkeit der Zylinderanordnung ergäbe, die kleiner ist als die Pressgeschwindigkeit, so bestimmt anschließend die zweite Hydromaschine die Geschwindigkeit der Zylinderanordnung und der Druck in der ersten Zylinderkammer sinkt und der Druck in der dritten Zylinderkammer steigt. Wenn der Druck in der dritten Zylinderkammer gleich dem Druck in der ersten Zylinderkammer geworden ist, fördert die zweite Hydromaschine auch in die erste Zylinderkammer, wobei ihre Fördermenge vergrößert wird, wenn die Geschwindigkeit nicht abfallen soll oder darf. Die Geschwindigkeit der Zylinderanordnung kann mit Hilfe eines Wegsensors ermittelt und die Fördermenge der zweiten Hydromaschine entsprechend dem gewünschten Geschwindigkeitsprofil geregelt werden. Die Fördermenge der ersten Hydromaschine muss dabei mindestens im gleichen Verhältnis kleiner als die Fördermenge der zweiten Hydromaschine sein wie die an die erste Zylinderkammer angrenzende Kolbenfläche kleiner als die an die dritte Zylinderkammer angrenzende Kolbenfläche ist.
Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine der beiden Hydromaschinen in ihrem Hubvolumen verstellbar ist. Dann können die Fördermengen zueinander verändert werden, auch wenn die beiden Hydromaschinen gemeinsam von einem einzigen drehzahlgeregelten Elektromotor antreibbar sind.
Es können aber auch zwei drehzahlgeregelte Elektromotoren vorhanden sein, wobei die erste Hydromaschine von einem ersten Elektromotor der beiden drehzahlgeregelten Elektromotoren und die zweite Hydromaschine von einem zweiten Elektromotor der beiden drehzahlgeregelten Elektromotoren antreibbar ist. Zusätzlich können beide Hydromaschinen in ihrem Hubvolumen, also im Hinblick auf die pro Umdrehung durch sie hindurchströmende Flüssigkeitsmenge verstellbar sein, so dass eine Änderung der Fördermenge jeder Hydromaschine durch eine Veränderung der Drehzahl und/oder durch eine Veränderung des Hubvolumens möglich ist.
Sind die beiden Hydromaschinen solche mit einem konstanten Hubvolumen, so ist vorteilhafterweise zwei drehzahlgeregelte Elektromotoren vorhanden und die eine der beiden Hydromaschinen ist von einem ersten drehzahlgeregelten Elektromotor und die zweite der beiden Hydromaschinen von einem zweiten drehzahlgeregelten Elektromotor antreibbar. Die Fördermenge oder Schluckmenge, also die pro Zeiteinheit durch eine Hydromaschine hindurchfließende Flüssigkeitsmenge kann dann nur durch eine Änderung der Drehzahl des Elektromotors und damit der Hydromaschine verändert werden.
Die beiden Hydromaschinen können gemeinsam mit der zweiten Zylinderkammer fluidisch verbunden sein, wobei zwischen den Hydromaschinen und der vierten Zylinderkammer ein Ventil angeordnet ist, mit dem eine Flüssigkeitsströmung von den Hydromaschinen zu der vierten Zylinderkammer absperrbar ist, und wobei zwischen der dritten Zylinderkammer und der vierten Zylinderkammer ein Schaltventil angeordnet ist, das willkürlich betätigbar ist und eine erste Schaltstellung, in der die dritte Zylinderkammer und die vierte Zylinderkammer voneinander getrennt sind, und eine zweite Schaltstellung hat, in der die dritte Zylinderkammer und die vierte Zylinderkammer fluidisch miteinander verbunden sind. In der Sperrstellung des zwischen der dritten Zylinderkammer und der vierten Zylinderkammer angeordneten Schaltventils kann während des zustellenden Eilgangs über das zwischen den beiden besagten Zylinderkammern angeordnete Rückschlagventil Druckflüssigkeit von der vierten Zylinderkammer in die dritte Zylinderkammer strömen. Für den Rückhub im Eilgang wird das Schaltventil in seine offene Schaltstellung gebracht.
Das zwischen den Hydromaschinen und der vierten Zylinderkammer angeordnete Ventil kann ein Rückschlagventil sein, das von der vierten Zylinderkammer zu den Hydromaschinen hin sperrt.
Während die erste Zylinderkammer über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil, die zweite Zylinderkammer über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil und die dritte Zylinderkammer über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil mit einem Niederdruckspeicher fluidisch verbindbar sein können, kann die vierte Zylinderkammer direkt mit einem Niederdruckspeicher fluidisch verbunden sein.
Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydrostatischen Antriebs sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert.
Es zeigen

1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Hydromaschinen in ihrem jeweiligen Hubvolumen verstellbar sind und von einem einzigen drehzahlgeregelten Elektromotor angetrieben werden, und
2 das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Hydromaschinen jeweils ein konstantes Hubvolumen haben und getrennt voneinander von jeweils einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetrieben werden.

Die in den Figuren gezeigte hydrostatischen Antriebe umfassen jeweils einen als Gleichgangzylinder ausgebildeten Eilgangzylinder 10 und einen ebenfalls als Gleichgangzylinder ausgebildeten Pressgang- oder Kraftgangzylinder 11. Es können auch mehrere Eilgangzylinder vorgesehen sein, die parallel zueinander in einem hydraulischen Kreislauf liegen. Ebenso können mehrere Pressgangzylinder vorgesehen sein, die parallel zueinander in einem hydraulischen Kreislauf liegen.
Der Eilgangzylinder enthält in einem Zylindergehäuse 12 einen Kolben 13, der eine erste Zylinderkammer 14 von einer zweiten Zylinderkammer 15 trennt und der mit einer durch das Zylindergehäuse hindurchgehenden Kolbenstange 16 fest verbunden ist, die auf der einen Seite des Kolbens 13 denselben Durchmesser wie auf der anderen Seite hat.
Die Kolbenstangen der beiden Zylinder 10 und 11 sind über eine Traverse 17, die zum Beispiel Teil einer Pulverpresse ist, mechanisch miteinander verbunden, so dass sie sich immer gemeinsam miteinander bewegen. Mit Hilfe eines Wegsensors 18 kann die Position der Traverse erfasst werden. Daraus lassen sich auch die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der Traverse ableiten.
Ebenso enthält der Pressgangzylinder 11 in einem Zylindergehäuse 22 einen Kolben 23, der eine dritte Zylinderkammer 24 von einer vierten Zylinderkammer 25 trennt und der mit einer durch das Zylindergehäuse hindurchgehenden Kolbenstange 26 fest verbunden ist, die auf der einen Seite des Kolbens 23 denselben Durchmesser wie auf der anderen Seite hat. Die den Zylinderkammern 24 und 25 zugewandten Ringflächen A1 und A2 des Kolbens 23 sind wesentlich größer, zum Beispiel zehnmal so groß, wie die den Zylinderkammern 14 und 15 zugewandten Ringflächen A3 und A4 des Kolbens 13.
Jeder der gezeigten hydrostatischen Antreibe weist eine erste Hydromaschine 30 und eine zweite Hydromaschine 32 auf. Jede der Hydromaschinen 30 und 32 kann in zwei entgegengesetzte Richtungen von einer Druckflüssigkeit durchströmt werden und in beiden Strömungsrichtungen sowohl als Pumpe als auch als Hydromotor arbeiten.
Ein erster Arbeitsanschluss 33 der ersten Hydromaschine 30 ist über eine Leitung 34 dauernd und ohne die Zwischenschaltung eines Ventils mit der Zylinderkammer 14 des Eilgangzylinders 10 fluidisch verbunden. Der zweite Arbeitsanschluss 35 der ersten Hydromaschine 30 ist über eine Leitung 36 dauernd und ohne die Zwischenschaltung eines Ventils mit der Zylinderkammer 15 des Eilgangzylinders 10 fluidisch verbunden. Die Hydromaschine 30 und der Eilgangzylinder 10 werden also zusammen in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betrieben.
Ein erster Arbeitsanschluss 37 der zweiten Hydromaschine 32 ist über eine Leitung 38 dauernd und ohne die Zwischenschaltung eines Ventils mit der Zylinderkammer 24 des Pressgangzylinders 11 fluidisch verbunden. Der zweite Arbeitsanschluss 39 der zweiten Hydromaschine 32 ist mit dem zweiten Arbeitsanschluss 35 der ersten Hydromaschine 30 zusammengeschaltet und somit an die Leitung 36 angeschlossen.
Die beiden Leitungen 34 und 38 sind über ein Rückschlagventil 40, das von der Leitung 38 zur Leitung 34 hin öffnet, fluidisch miteinander verbunden.
Die vierte Zylinderkammer 25 ist über eine Leitung 45 mit der Leitung 36 und damit mit den beiden Arbeitsanschlüssen 35 und 39 der beiden Hydromaschinen 30 und 32 fluidisch verbunden. In der Leitung 45 ist ein Rückschlagventil 46 angeordnet, das von der Zylinderkammer 25 zur Leitung 36 hin öffnet. Zwischen dem Rückschlagventil 46 und der Zylinderkammer 25 ist ein Niederdruckspeicher 47, in dem ein Druck im Bereich von zum Beispiel 2 bis 3 bar herrscht, direkt an die Leitung 45 angeschlossen.
Zwischen den beiden Zylinderkammern 24 und 25 des Pressgangzylinders 11 ist ein Rückschlagventil 50 angeordnet, das von der Zylinderkammer 25 zur Zylinderkammer 24 öffnet und in umgekehrter Richtung sperrt. Über das Rückschlagventil 50 kann als Druckflüssigkeit von der Zylinderkammer 25 in die Zylinderkammer 24 verdrängt werden. Parallel zu dem Rückschlagventil 50 ist ein 2/2-Wegesitzventil 51 angeordnet, das unter der Wirkung einer Feder eine gesperrte Ruhestellung einnimmt und durch die Ansteuerung eines Schaltmagneten 52 willkürlich in eine Durchgangsstellung geschaltet werden kann. Die beiden Ventile 50 und 51 können auch zu einem einzigen Ventil zusammengefasst sein, zum Beispiel zu einem entsperrbaren Rückschlagventil oder zu einem Logikventil mit Rückschlagventilfunktion.
Die Leitungen 34, 36 und 38 sind jeweils über ein zu ihnen hin öffnendes Rückschlagventil 53 mit einem Niederdruckspeicher 54 fluidisch verbunden, in dem genauso wie in dem Niederdruckspeicher 47 ein Druck im Bereich von 2 bis 3 bar ansteht.
Die beiden Ausführungsbeispiele sind nur bezüglich der beiden Hydromaschinen 30 und 32 und ihres Antriebs unterschiedlich gestaltet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die beiden Hydromaschinen, bei denen es sich zum Beispiel um Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise handeln kann, in ihrem Hubvolumen verstellbar. Die beiden Hydromaschinen werden gemeinsam von einem drehzahlgeregelten Elektromotor 60 angetrieben. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind die beiden Hydromaschinen sogenannte Konstantmaschinen, haben also ein festes, nicht veränderbares Hubvolumen. Die Hydromaschine 30 wird von einem drehzahlgeregelten Elektromotor 61 und die Hydromaschine 32 von einem anderen drehzahlgeregelten Elektromotor 62 angetrieben. Durch eine Änderung der Drehzahl des zugehörigen Elektromotors kann also die Fördermenge einer Hydromaschine unabhängig von der Fördermenge der anderen Hydromaschine verändert werden.
Es sei nun angenommen, dass sich in 1 ein an der Traverse befestigter, nicht gezeigter Pressstempel in einer Ausgangsposition zu Beginn eines Presszyklus befindet. Zu Beginn eines Presszyklus soll der Pressstempel im Eilgang auf eine Matrize zubewegt oder zugestellt werden. Das Schaltventil 51 befindet sich in seiner Sperrstellung. Die Hydromaschinen 30 und 32 werden durch den Elektromotor 60 angetrieben. Dabei wird die Drehrichtung des Elektromotors 60 und damit die Drehrichtung der Hydromaschine 30 so gewählt, dass die Hydromaschine 30 der Zylinderkammer 15 Druckflüssigkeit entnimmt und in die Zylinderkammer 14 fördert. In dieser baut sich ein Druck auf, der zur Bewegung der Traverse notwendig ist. Das Rückschlagventil 40 verhindert, dass von der Hydromaschine 30 geförderte Druckflüssigkeit in die Leitung 38 und damit in die Zylinderkammer 24 des Presszylinders 11 fließt. Die Drehzahl und das Hubvolumen der Hydromaschine 30 werden so eingestellt, dass die der Zylinderkammer 14 zufließende Druckflüssigkeitsmenge die gewünschte Eilganggeschwindigkeit des Eilgangzylinders 10 ergibt. Über die Traverse 17 wird vom Eilgangzylinder 10 der Presszylinder 11 mitgeschleppt. Dazu muss aus der Zylinderkammer 25 des Presszylinders 11 Druckflüssigkeit verdrängt werden können. Dies geschieht einmal über das Rückschlagventil 50, über das Druckflüssigkeit aus der Zylinderkammer 25 in die Zylinderkammer 24 strömt. Außerdem wird das Hubvolumen der Hydromaschine 32 so eingestellt, dass ein Teil der aus der Zylinderkammer 25 zu verdrängenden Druckflüssigkeit über das Rückschlagventil 46 und die Hydromaschine 32 der Zylinderkammer 24 zugeführt wird. Weil die Kolbenflächen A3 und A4 des Presszylinders 11 im Vergleich zu den Kolbenflächen A1 und A2 des Eilgangzylinders sehr groß sind, andererseits die beiden Hydromaschinen 30 und 32 gleich groß oder ähnlich groß sind, ist die über die Hydromaschine 32 strömende Flüssigkeitsmenge im Vergleich zu der über das Rückschlagventil 50 strömenden Flüssigkeitsmenge relativ klein. Eine Verringerung des Volumenstroms über das Rückschlagventil 50 ist jedoch vorteilhaft.
Bevor am Ende des zustellenden Eilgangs die Pressgeschwindigkeit erreicht wird, wird die Hydromaschine auf eine solche Fördermenge geregelt, dass diese unter Berücksichtigung der Größe der Flächen A3 und A4 des Presszylinders 11 der gewünschten Pressgeschwindigkeit entspricht. Nun wird die Fördermenge der Hydromaschine 30 bis auf die gewünschte Pressgeschwindigkeit und eventuell darunter verringert. Das Verhältnis zwischen der Fördermenge der Hydromaschine 30 und der Fördermenge der Hydromaschine 32 ist höchstens so groß wie das Verhältnis zwischen den Flächen A1 und A3. Dadurch sinkt der Druck in der Zylinderkammer 14 ab, während in der Zylinderkammer 24 ein Druckaufbau erfolgt, Das passive Rückschlagventil 50 und das sich in seiner Sperrstellung befindliche Schaltventil 51 verhindern einen Druckabbau in den Niederdruckzweig des Antriebs. Der Druck in der Leitung 38 und in der Zylinderkammer 24 steigt weiter an, bis schließlich das passive Rückschlagventil 40 öffnet und ein Druckausgleich in Richtung der Zylinderkammer 14 erfolgt. Gepresst wird dann über beide Flächen A1 und A3 mit beiden Hydromaschinen. Die Pressgeschwindigkeit wird dabei mit Hilfe des Wegsensors 18 durch Einstellen der Fördermenge der Hydromaschine 32 geregelt.
Zur Dekompression wird die Förderrichtung beider Hydromaschinen gegenüber der Richtung bei Pressvorgang umgekehrt. Nach der Dekompression wird das Schaltventil 51 betätigt. Der Rückzug erfolgt nun dadurch, dass die Hydromaschine 30 der Zylinderkammer 14 entnommene Druckflüssigkeit in die Zylinderkammer 15 des Eilgangzylinders 10 fördert, wobei das Rückschlagventil 46 die Leitung 36 und die Zylinderkammer 15 zum Niederdruckspeicher 47 und zur Zylinderkammer 25 des Presszylinders 11 hin absperrt und einen Druckaufbau in der Zylinderkammer 15 des Eilgangzylinders 10 und einen Eilgang ermöglicht. Das Schaltventil 51 ist betätigt, so dass Druckflüssigkeit von der Zylinderkammer 24 in die Zylinderkammer 25 des Presszylinders überströmen kann. Die Hydromaschine 32 ist auf Hubvolumen null gestellt.
Bezugszeichenliste

10: Eilgangzylinder
11: Pressgang- oder Kraftgangzylinder
12: Zylindergehäuse von 10
13: Kolben von 10
14: erste Zylinderkammer in 10
15: zweite Zylinderkammer in 10
16: Kolbenstange von 10
17: Traverse
18: Wegsensor
22: Zylindergehäuse von 11
23: Kolben von 11
24: dritte Zylinderkammer in 11
25: vierte Zylinderkammer in 11
26: Kolbenstange von 11
30: erste Hydromaschine
32: zweite Hydromaschine
33: erster Arbeitsanschluss von 30
34: Leitung zwischen 33 und 14
35: zweiter Arbeitsanschluss von 30
36: Leitung zwischen 35 und 15
37: erster Arbeitsanschluss von 32
38: Leitung zwischen 37 und 24
39: zweiter Arbeitsanschluss von 32
40: Rückschlagventil
45: Leitung
46: Rückschlagventil
47: Niederdruckspeicher
50: Rückschlagventil
51: 2/2-Wegesitzventil
52: Schaltmagnet
53: Rückschlagventil
54: Niederdruckspeicher
60: Elektromotor
61: Elektromotor
62: Elektromotor
A1: Fläche in 10
A2: Fläche in 10
A3: Fläche in 11
A4: Fläche in 11

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0311779 A2 [0002]

Claims

Hydrostatischer Antrieb für eine Presse oder eine Spritzgussmaschine oder dergleichen mit einer Zylinderanordnung (10, 11), an der für einen zustellenden Eilgang und für einen anschließenden Pressgang unterschiedlich große hydrostatisch wirksame Kolbenflächen (A1, A3) mit einem Druck beaufschlagbar sind, mit einer ersten Hydromaschine (30), deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Eilgang mit einer vor einer ersten Kolbenfläche (A1) befindlichen, im Eilgang druckbeaufschlagten, ersten Zylinderkammer (14) und mit einer vor einer zweiten Kolbenfläche (A2) befindlichen zweiten Zylinderkammer (15) in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, mit einer zweiten Hydromaschine (32), deren Fördermenge an Druckflüssigkeit veränderbar ist und die für den Pressgang mit einer vor einer dritten Kolbenfläche (A3) befindlichen, im Pressgang druckbeaufschlagten, dritten Zylinderkammer (24) und mit einer vor einer vierten Kolbenfläche (A4) befindlichen vierten Zylinderkammer (25) in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf betreibbar ist, und mit einer Ventilanordnung (40, 50), die beim Übergang vom Eilgang zum Pressgang den Druckflüssigkeitsfluss beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung mehrere passive Ventile (40, 50) umfasst, deren Zustand sich aus den Fördermengenvorgaben für die beiden Hydromaschinen (30, 32) ergibt.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 1, wobei die Ventile Rückschlagventile (40, 50) sind und wobei ein erstes Rückschlagventil (50) zwischen der dritten Zylinderkammer (24) und vierten Zylinderkammer (25) angeordnet ist und von der vierten Zylinderkammer (25) zur dritten Zylinderkammer (24) öffnet und ein zweites Rückschlagventil (40) zwischen einer von der ersten Hydromaschine (30) zur ersten Zylinderkammer (14) führenden, ersten Leitung (34) und einer von der zweiten Hydromaschine (32) zur dritten Zylinderkammer (24) führenden, zweiten Leitung (38) angeordnet ist und von der zweiten Leitung (38) zur ersten Leitung (34) öffnet.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 2, wobei während des zustellenden Eilgangs die Geschwindigkeit der Zylinderanordnung (10, 11) durch die Fördermenge der ersten Hydromaschine (30) vorgegeben ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 3, wobei während des zustellenden Eilgangs die Fördermenge der zweiten Hydromaschine (32) größer null ist und die zweite Hydromaschine (32) Druckflüssigkeit von der vierten Zylinderkammer (25) zur dritten Zylinderkammer (24) fördert.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 4, wobei während des zustellenden Eilgangs die Fördermenge der zweiten Hydromaschine (32) maximal ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 4 oder 5, wobei beim Übergang vom zustellenden Eilgang zum Pressgang die Fördermenge der ersten Hydromaschine (30) so klein ist, dass der Zufluss von Druckflüssigkeit von der ersten Hydromaschine (30) in die erste Zylinderkammer (14) eine Geschwindigkeit der Zylinderanordnung (10, 11) ergibt, die kleiner ist als die Pressgeschwindigkeit, und wobei die Fördermenge der zweiten Hydromaschine (32) so eingestellt wird, dass sich die Pressgeschwindigkeit ergibt.
Hydrostatischer Antrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei wenigstens eine der beiden Hydromaschinen (30, 32) in ihrem Hubvolumen verstellbar ist.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 7, wobei ein drehzahlgeregelter Elektromotor (60) vorhanden ist, von dem die beiden Hydromaschinen (30, 32) gemeinsam antreibbar sind.
Hydrostatischer Antrieb nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei zwei drehzahlgeregelte Elektromotoren (61, 62) vorhanden sind und wobei die erste Hydromaschine (30) von einem ersten Elektromotor (61) der beiden Elektromotoren (61, 62) und die zweite Hydromaschine (32) von einem zweiten Elektromotor (62) der beiden Elektromotoren (61, 62) antreibbar ist.
Hydrostatischer Antrieb nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, wobei zwei drehzahlgeregelte Elektromotoren (61, 62) vorhanden sind, wobei die erste Hydromaschine (30) von einem ersten Elektromotor (61) der beiden drehzahlgeregelten Elektromotoren (61, 62) und die zweite Hydromaschine (32) von einem zweiten Elektromotor (62) der beiden drehzahlgeregelten Elektromotoren (61, 62) antreibbar ist und wobei jede der beiden Hydromaschinen (30, 32) eine Hydromaschine mit einem konstanten Hubvolumen ist.
Hydrostatischer Antrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die beiden Hydromaschinen (30, 32) gemeinsam mit der zweiten Zylinderkammer (15) fluidisch verbunden sind, wobei zwischen den Hydromaschinen (30, 32) und der vierten Zylinderkammer (25) ein Ventil (46) angeordnet ist, mit dem eine Flüssigkeitsströmung von den Hydromaschinen (30, 32) zu der vierten Zylinderkammer (25) absperrbar ist, und wobei zwischen der dritten Zylinderkammer (24) und der vierten Zylinderkammer (25) ein Schaltventil (51) angeordnet ist, das willkürlich betätigbar ist und eine erste Schaltstellung, in der die dritte Zylinderkammer (24) und die vierte Zylinderkammer (25) voneinander getrennt sind, und eine zweite Schaltstellung hat, in der die dritte Zylinderkammer (24) und die vierte Zylinderkammer (25) fluidisch miteinander verbunden sind.
Hydrostatischer Antrieb nach Patentanspruch 11, wobei das zwischen den Hydromaschinen (30, 32) und der vierten Zylinderkammer (25) angeordnete Ventil ein Rückschlagventil (46) ist, das von der vierten Zylinderkammer (25) zu den Hydromaschinen (30, 32) hin sperrt.
Hydrostatischer Antrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die erste Zylinderkammer (14) über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil (53), die zweite Zylinderkammer (15) über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil (53) und die dritte Zylinderkammer (24) über ein zu ihr hin öffnendes Rückschlagventil (53) mit einem Niederdruckspeicher (54) fluidisch verbindbar sind.
Hydrostatischer Antrieb nach einem vorhergehenden Patentanspruch, wobei die vierte Zylinderkammer (25) direkt mit einem Niederdruckspeicher (47) fluidisch verbunden ist.