JPH07155999A - 液圧プレスの駆動を制御するための方法及び装置 - Google Patents

液圧プレスの駆動を制御するための方法及び装置

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JPH07155999A
JPH07155999A JP19846294A JP19846294A JPH07155999A JP H07155999 A JPH07155999 A JP H07155999A JP 19846294 A JP19846294 A JP 19846294A JP 19846294 A JP19846294 A JP 19846294A JP H07155999 A JPH07155999 A JP H07155999A
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piston
pressure
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cylinder
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Carsten Otremba
オトレンバ カルステン
Guenther Schaich
シャイク ギュンター
Joachim Beyer
ベーヤ ヨーアヒム
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Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Mueller Weingarten AG
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Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Mueller Weingarten AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液圧プレスの駆動の制御方法及び装置を提供
することである。 【構成】 プレスラム（１）に設けられたピストン・シ
リンダーユニット（２、３）の駆動は直列接続された液
圧装置（１０、１２、２０）を介して行われる。この場
合プレスの機能段階に応じて液圧装置が液圧モータ又は
液圧ポンプとして機能し、各シリンダー室（７、８）内
へ圧力媒体供給を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプレスの駆動を制御する
ための方法及びこの方法を実施するための装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液圧プレスでは、プレスラムが一又は複
数のピストン・シリンダーユニットに結合している。液
圧駆動の実質的なパラメータは圧力媒体の圧力及び供給
流量である。適切なポンプ及びコントローラ（動力コン
トローラ、圧力コントローラ及び行程コントローラ）を
介してパラメータが各作業工程に適合されうる。駆動の
種類に従い、直接ポンプ駆動による液圧プレスとアキュ
ムレータ駆動による液圧プレスとに分かれる（例えばマ
ンフレッド ヴェック：工作機第１巻、１０３〜１０５
頁参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】直接駆動では、電動機
で駆動される定容量形ポンプ又は可変容量形ポンプ（液
圧ポンプ）からメインシリンダーへ作用し、大きなシリ
ンダー形ピストン面においてプレス力が生成されピスト
ン・シリンダーユニットのピストンのより小さいリング
面においてラムを持ち上げるために、メインシリンダー
が圧力媒体によって付勢される。ポンプ及び駆動モータ
は例えば常にプレスの最大動力需要に合わせて設計され
なければならない。供給量を無段調整し、ラム速度を制
御するために、高圧ポンプは可変容量形ポンプ又は可変
容量形液圧ポンプとして形成されうる。従って低圧では
大きな液量が供給され、それによりプレス・ツールに高
い速度が伝達される。また高圧ではこの逆になる。これ
は、高速動作としての高速行程のために、また変形工程
時に大きな力を付勢するために好都合である。但し短所
はポンプの駆動エネルギーが常に零と最大値との間で変
化することである。これは流路網の大きな負担になる。
更に直接駆動の短所は、ピストンの下降運動でリングシ
リンダーから流出する圧力媒体が切り換え弁を介しての
みタンク又は圧液タンク内へ排出されるので、ラムの位
置エネルギー及びシステムの下降運動した質量の位置エ
ネルギーが使用されないことである。
【０００４】液圧プレスのその他の駆動手段はアキュム
レータである。この場合、電動機で駆動される一定供給
ポンプが最初に高圧アキュムレータへ圧力媒体を供給
し、更にメインシリンダーへプロポーショナルバルブを
介してアキュムレータ圧力が供給される。この高いアキ
ュムレータ圧力は全下降行程運動中確かに使用でき、ま
た所謂高速動作においてもエネルギー需要は僅かであ
る。実際のワークの変形工程は、アキュムレータ圧力で
生成される必要な高い変形力によって、高速動作の後で
実質的に小さな作動行程で行われる。
【０００５】後続の下降行程のためにアキュムレータは
高いが極く僅かなエネルギー又は圧力で再度充填されな
ければならない。これはチャージポンプに合わせて相応
に高い電気的動力を要する。従って全エネルギー収支は
アキュムレータ駆動の場合極めて不利で、実際には２０
％〜３０％の正味効率となる。
【０００６】公知のプレスのアキュムレータ駆動では、
更に下降運動する部品の位置エネルギーが徹底的に利用
されず、即ち押しのけられる液圧媒体が圧液タンク内へ
排出される。また、ピストン・シリンダーユニットから
流出する圧力媒体の運動エネルギーの回収が考えられて
いない。
【０００７】液圧ポンプによる圧力媒体の供給、又はプ
レスの液圧シリンダーのための液圧アキュムレータへの
圧力媒体の流入、並びにピストン下方のリング形シリン
ダー室からの圧力媒体の流出は、切り換え弁を介して制
御される。本発明の目的は液圧プレスの駆動の制御の新
規の方法並びに上記システムに関し掲げた短所が克服さ
れる適合プレスを提供する事である。特にプレス制御
は、最適な動作で高い効率を可能にする液圧アキュムレ
ータを使用することによって達成されるべきである。更
に本発明の目的は、プレス内において複数のピストン・
シリンダーユニットを設けることによって調節部、制御
部及び駆動部を経済的に作動することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、プレスラムの
駆動のための両側で付勢可能な少なくとも一つのピスト
ン・シリンダーユニットを有し、メインピストンが液圧
媒体によってプレスラムの行程運動の方向に付勢される
形式の、主に液圧プレスの駆動の制御のため及び主に板
金、プラスチック等の変形及び／又は切断のための方法
であって、プレスの第一動作段階では、ピストン・シリ
ンダーユニットの上シリンダー室及び下シリンダー室が
液圧モータとして機能している第一液圧装置を介して連
通していて、無負荷プレスラムの下降運動中システムの
位置エネルギーが液圧ポンプとして機能している第二液
圧装置へ伝達され、第二液圧装置に液圧媒体のための液
圧アキュムレータユニットが後続していて、該液圧アキ
ュムレータユニットに第三液圧装置を通じて液圧媒体が
充填され、第二動作段階であるプレスの変形段階又は加
工処理段階では、追加圧力付勢がピストン・シリンダー
ユニットの上シリンダー室内で生じるように、第一液圧
装置が液圧ポンプへ機能転換し、第二液圧装置が液圧モ
ータへ機能転換し、この場合液圧モータとして機能する
第二液圧装置が少なくとも部分的にアキュムレータユニ
ットを介して駆動されることを要旨とする。
【０００９】第二動作段階では液圧モータとしての第二
液圧装置が液圧ポンプとしての第一液圧装置を駆動する
ために使われ、この場合圧力で制御される液圧ポンプと
しての第三液圧装置を介して公称圧力として必要な圧力
水準が圧力アキュムレータ内に生成される。
【００１０】変形段階中、第三液圧装置が圧力アキュム
レータとともに第二液圧装置に要求される圧力水準の生
成に使われることが好ましい。第三液圧装置は流量調整
可能な液圧ポンプとして成り、該液圧ポンプが電動機に
よって駆動される。
【００１１】両側で圧力媒体で付勢可能なピストン・シ
リンダーユニットがピストンロッドに貫かれたリング形
の断面を有する下シリンダー室とピストンロッドの無い
円筒形の断面を有する上シリンダー室とを有する。ピス
トン・シリンダーユニットの単位時間当たり押しのけ可
能容積がより大きい円筒形の上シリンダー室に追加の一
次充填ユニットが接続していて、該追加の一次充填ユニ
ットがピストンの行程運動において下シリンダー室と上
シリンダー室との間で単位時間当たり送られる体積差に
対応する体積の液圧媒体を追加的に供給することが好ま
しい。
【００１２】一次充填ユニットは外から開く逆止め弁と
して成る弁及び一次タンクを有することが好ましい。ピ
ストン・シリンダーユニットの上シリンダー室から下シ
リンダー室への液圧媒体のための接続管路に、第一液圧
装置が設けられ、更に圧液管路が並列接続し、各々逆向
きに閉じ又は開く二つの逆止め弁を有し、逆止め弁間に
圧液管路が開口し、該圧液管路がシステム充填ポンプと
して機能する液圧装置へ導かれる。
【００１３】プレスラムにラム行程又はラム速度のため
の少なくとも一つの計測器が設けられ、該計測器によっ
て主に第二液圧装置内の圧力媒体の圧液制御量が決定さ
れることが好ましい。体積流Ｖを制御するために第二液
圧装置は少なくとも一つの流量調整部を装備し、この場
合効果的に回転速度計測器が設けられている。
【００１４】液圧媒体・公称圧力を生成するために圧力
で制御される第三液圧装置のポンプが体積流Ｖを調整す
るための流量調整部を有する。プレスラムに少なくとも
一つ、二つ又は四つの互いに独立して制御可能なピスト
ン・シリンダーユニットが設けられていることが好まし
い。
【００１５】さらに、プレスラムの平行度が第二液圧装
置の回転速度を制御することによって制御され、該第二
液圧装置が様々なラム位置で測定されるラム行程によっ
て信号を発生することが好ましい。単一プレス内で一も
しくは複数のピストン・シリンダーユニットが一プレス
ラムに、又は一もしくは複数のピストン・シリンダーユ
ニットが複数のラムに、又は一もしくは複数のピストン
・シリンダーユニットが複数の単一プレスに設けられ、
これらのラムユニットの各々に主に圧力アキュムレータ
と液圧装置とから成る一つの中央圧力供給源が設けられ
ている。
【００１６】高速段階ではアキュムレータユニットが少
なくとも部分的に下降運動する部分の回収可能な位置エ
ネルギーによって充填される。ピストン・シリンダーユ
ニットがプレスラムの運動に使われるリング形上シリン
ダー室とリング形下シリンダー室とを有し、リング形上
シリンダー室に効果的に並列接続されたシリンダー室が
設けられていて、該シリンダー室がピストンロッドを伴
ったピストンの加速下降運動のためにリング形上シリン
ダー室と協働する。
【００１７】上シリンダー室、メインピストン並びにピ
ストンロッドが孔を有する固定されたシリンダーロッド
によって貫かれている。シリンダー室は２ウェイ・シー
トバルブを介して液圧モータ／ポンプ装置による圧力媒
体で付勢されることが好ましい。
【００１８】２ウェイ・シートバルブがパイロット弁に
よって操作され、プレスラムの行程計測器がパイロット
弁を制御する。本発明はまた、プレスラムを駆動するた
めの両側で付勢可能な少なくとも一つのピストン・シリ
ンダーユニットを有し、駆動ピストンがプレスロッドの
行程運動の方向に液圧媒体で付勢可能な、主に液圧プレ
スの駆動の制御のため及び主に板金、プラスチック等の
変形のため及び／又は切断のための方法を実施するため
の装置であって、ピストン・シリンダーユニットに第一
液圧装置が設けられ、該第一液圧装置がプレスラムの高
速下降運動で液圧モータとして第二液圧装置を駆動さ
せ、第二液圧装置が流量調整可能液圧ポンプとして駆動
軸を介して液圧モータによって駆動可能で液圧媒体をタ
ンクから圧力アキュムレータ内へ供給する装置を要旨と
する。
【００１９】液圧アキュムレータに液圧装置が接続さ
れ、該液圧装置が圧力で制御され、又は流量調整可能な
液圧ポンプを有し、該液圧ポンプが液圧アキュムレータ
の圧力付勢に使われ、この場合ワークの変形段階では、
シリンダーユニットの上シリンダー室内の必要公称圧力
を生成するために、液圧モータが定容量形ポンプとして
の第一液圧装置を駆動することが好ましい。
【００２０】また、ピストン・シリンダーユニットがシ
リンダーを有し、該シリンダーがリング形上シリンダー
室及びリング形下シリンダー室を有し、該リング形上シ
リンダー室及びリング形下シリンダー室がピストンロッ
ドを伴ったピストンの圧力付勢に使われ、リング形上シ
リンダー室に更にシリンダー室が並列接続され、該シリ
ンダー室がピストンロッドを伴ったピストン内部に設け
られシリンダーロッドの孔を介して圧力媒体で付勢でき
ることが好ましい。
【００２１】
【作用】本発明の核心アイデアは、液圧プレス駆動のた
めの所謂「二次制御」の原理を実現又は最適化すること
である。「二次制御」は、圧力媒体ポンプ又はプロポー
ショナルバルブ制御によるプレスシリンダー内の必要圧
力水準の公知の制御とは異なり、動力伝達が、適切な液
圧装置及びアキュムレータ装置を介して一定の高い圧力
水準で液圧媒体の体積流を変化させることによって行わ
れる。これは、所定の電源電圧と制御された電流とによ
る直流電動機制御に対応している。この場合体積流変化
は、圧力アキュムレータから圧力媒体によって付勢され
る可変容量形液圧モータを介して行われる。
【００２２】「二次制御」によって、プレスラムを駆動
するためのピストン・シリンダーユニットは、所謂圧力
アキュムレータの直接圧力付勢から解放され、ピストン
・シリンダーユニットへのエネルギー伝達は、制御可能
な液圧モータを介して行われる。例えばピストン・シリ
ンダーユニットが高速動作で低圧の高体積流を動力とし
て要する場合には、動力は「二次ユニット」によって液
圧モータへ高い圧力水準で僅かな体積流が供給されるだ
けで生成されうる。逆にワークの変形工程ではピストン
・シリンダーユニット内の高い圧力が少ない体積流で、
即ち低ピストン速度で要求される。これは二次ユニット
を通じて負荷に左右されない高い圧力水準で液圧モータ
を通過する体積流を増加させることによって生成され
る。従って充填されたアキュムレータの高い有効性が保
持される。
【００２３】
【実施例】図１に示されているように液圧プレスのプレ
スラム１の下側には上部工具が保持されている。プレス
ラム１の上下運動は、側方からプレスラムに作用する二
つの液圧シリンダー又は二つのピストン・シリンダーユ
ニット２、３を介して液圧行程において生じる。この二
つの液圧シリンダー又は二つのピストン・シリンダーユ
ニット２、３は、リフトシリンダー及びメインシリンダ
ーとしてワークの変形工程又は切断工程の実施のために
使われる。二つの側方液圧シリンダー２、３の代わり
に、プレスラム１の角領域に、四つの液圧シリンダーを
プレスシリンダーとして、図示した液圧シリンダー２、
３の背後に各々、設けてもよい。また、プレスラムに作
用する単一の中央メインシリンダーを設けてもよい。
【００２４】液圧シリンダー又はピストン・シリンダー
ユニット２、３は、対称的にプレスラム１に配設され、
各液圧シリンダー２、３の制御部も対称的に装備されて
いるので、プレス駆動の構造及び機能動作は図１に示し
た左側の液圧駆動によって以下に説明する。
【００２５】各ピストン・シリンダーユニット又は各液
圧シリンダー２、３はメインシリンダー４を有し、メイ
ンシリンダー４内部でメインピストン５が上下運動され
る。メインピストン５の下側に設けられているピストン
ロッド６は、プレスラム１に連結している。メインピス
トン５の上方に円筒形の断面を有するシリンダー室７が
位置し、メインピストン５の下方に円環形の断面を有す
るシリンダー室８が位置する。従ってメインピストン５
の円筒有効圧力面積Ｆ１は、メインピストン５の直径ｄ
１により決定され、円環形有効下圧力面積Ｆ２は、メイ
ンピストン５の直径ｄ１からピストンロッド６の直径ｄ
２を引いた面積差によって形成される。
【００２６】上シリンダー室７は下シリンダー室８に圧
液管路９、９´を介して連通している。この圧液管路９
に、ポンプ又はモータとして機能しうる第一液圧装置１
０が設けられている。第一液圧装置１０はその記入され
ている記号１３に基づき各々、二つの流れ方向にてポン
プとしてもモータとしても機能しうる。この液圧装置に
は可変操作可能性は不要で、定常機能するように形成さ
れている。動作に関しては後述する。
【００２７】第一液圧装置１０は駆動軸１１を介して第
二液圧装置１２に連結している。第二液圧装置１２は記
号１３に基づきポンプとして一つの流れ方向に、また逆
流れ方向にモータとして機能する。このことは、黒三角
形１３によって第一圧液装置１０の場合と同様に示され
ている。第二液圧装置１２を斜めに貫く矢印１４は、第
二液圧装置１２の可変操作可能性を表し、即ち第二液圧
装置１２には体積流の可変貫流を可能にする操作部が設
けられている。
【００２８】第二液圧装置１２は駆動軸１５を介して回
転速度計測システム１６に連結している。回転速度計測
システム１６は第二液圧装置１２の回転速度とともに第
一液圧装置１０の駆動を検知する。可変第二液圧装置１
２は第一圧液管路１７を介して液圧アキュムレータ１８
に且つ第二管路１７´を介して無圧オイルタンク又はタ
ンク１９に連通している。更に管路１７には、圧力制御
されるポンプとしてのみ操作可能機能である第三液圧装
置２０が接続されている。第三液圧装置２０は電動機２
１により駆動軸２２を介して駆動される。第一圧液管路
２３は圧液管路１７へ導かれ、第二圧液管路２３´は関
連する無圧オイルタンク又はタンク２４へ液圧媒体と共
に導かれる。ポンプを貫く矢印１４は可変操作可能性又
は調節可能性を示し、ポンプ内の黒三角形１３はポンプ
としての機能を示す。
【００２９】上シリンダー室７と下シリンダー室８との
間の接続管路９、９´は並行に設けられている接続管路
２５を介して連通し、接続管路２５には対応した記号を
有する二つの逆止め弁２６、２７が対向して設けられて
いる。逆止め弁２６、２７は各シリンダー室７、８の方
向に開く。
【００３０】逆止め弁２６、２７間の接続管路２５内に
は更に、圧液管路２８が開口し、圧液管路２８は第四液
圧装置２９へ接続管路３０を介して連通している。第四
液圧装置２９は制御装置が設けられていない単純な定容
量形ポンプであり、単に送り方向の送りポンプとして機
能する。この場合電動機３１が駆動軸３２を介して第四
液圧装置２９を駆動することによって、液圧媒体はタン
ク３３から圧液管路３０、２８内へ送られる。液圧装置
２９のポンプ内の黒三角形１３は制御されていないポン
プ機能を表す。
【００３１】ピストン・シリンダーユニット２、３の上
シリンダー室７に更に設けられている一次充填装置３４
は、メインピストン５の作動時に両シリンダー室７、８
の異なる充填容積の等化に使われる。即ち上シリンダー
室７内にはピストンロッド６が無いので、両シリンダー
室７、８内で押しのけられる液圧媒体の体積差が生じ
る。このために一次充填装置３４は外から開く逆止め弁
３５とオイルタンク３７へ至る圧液管路３６とを有す
る。矢印３８は逆止め弁３５の貫流方向を示す。
【００３２】図１に示されているように、ピストン・シ
リンダーユニット４の下シリンダー室８は圧力媒体管路
９´を介してオイルタンク３７´に連通し、オイルタン
ク３７´は逆止め弁４０を介して管路９´に連通してい
る。オイルタンク３７´は一次充填装置３４のオイルタ
ンク３７と同様のものである。
【００３３】プレスラム１は少なくとも二つの行程計測
器３９、３９´を有し、行程計測器３９、３９´が様々
な位置のプレスラム１の運動を検知することによって平
行度を確定することができる。図１及び図２に示されて
いるように、ピストン・シリンダーユニット２、３の前
記操作装置及び調節装置は同一で且つ同一動作するよう
に形成されている。この場合、圧力アキュムレータ１８
及び液圧装置２０、２９は全ピストン・シリンダーユニ
ット２、３の共通構造部として機能する。従って、例え
ば図２に示されているように、単一ラムユニット１、１
´、１″は例えば単一又は複数のピストン・シリンダー
ユニット２、３を保有できる。これらのラムユニット
は、一つの単一プレス内で並列に設けることが可能であ
り、又は複数の単一プレスとして配設することもでき
る。図２に示すように、ラムユニット１、１′、１″
は、分岐した液圧装置２０及び中央供給管路１７を有す
る単一の中央圧力アキュムレータ１８と、システム充填
ポンプとして圧力媒体管路２８を有する液圧装置２９と
から成る、中央圧力供給源を有する。各二次装置１０、
１２を介して個々のプレスに接続されている中央圧力供
給源によって、省エネルギー及び構造的経費が著しく削
減可能である。
【００３４】本発明のプレス駆動は以下のごとく機能す
る： 段階１：段階１は、ピストン・シリンダーユニット２、
３のピストン５の上スタート位置からのピストン５の下
降運動、即ちラム１の最上転向位置からワークの方向へ
のラム１の下降運動に関する。このために上シリンダー
室７及び下シリンダー室８内には、液圧媒体、例えば圧
油が存在している。事前に圧力媒体によるシステムへの
充填がシステム充填ポンプとして成る第四液圧装置２９
を介して行われ、第四液圧装置２９の駆動電動機３１は
定容量形ポンプを駆動し、液圧媒体をタンク３３から圧
液管路３０、２８、２５及び逆止め弁２６、２７を介し
て両シリンダー室７、８内へ送る。この場合、定容量形
ポンプ２９は例えば５バールの低圧で動作する。
【００３５】ピストン５の下降運動は段階１では予め設
定された下降速度により高速動作で行われる。この場
合、回転速度計測システム１６のデータ読み取り後にプ
ロセッサ制御され、第二液圧装置１２が対応して設定さ
れる。メインピストン５の下降運動段階では、シリンダ
ー室８内にある圧力媒体が圧液管路９´を介して第一液
圧装置１０に送られ、更に続く圧液管路９を介して上シ
リンダー室７内に達する。即ち下降運動のピストン５に
より押しのけられる液体体積は、ピストンロッドが設け
られているため、ピストン５の上方に生じる体積よりも
小さいので、シリンダー室８から押しのけられる体積と
シリンダー室７内で生じる体積との差が逆止め弁３５を
介してパイロットバルブ３４から供給されなければなら
ない。この場合、液圧媒体が圧液管路３６を介してオイ
ルタンク３７から吸い込まれるので、シリンダー室７も
液圧媒体で完全に充填される。
【００３６】メインピストン５の下降運動は下方へ運動
する全体部分の位置エネルギーによって生じ、この部分
は、主に付属する上部工具を備えたプレスラム１の重量
とピストン・シリンダーユニット２、３の下降運動する
部分とによって成る。従って、下シリンダー室８内にあ
る液圧媒体は、この部分の自重によってこの室８から押
し出され、下降運動によって第一液圧装置１０は液圧モ
ータ（ハイドロモータ）として駆動される。従って放出
されたエネルギーは液圧モータ１０から駆動軸１１へ、
そしてさらに可変液圧ポンプとして機能している第二液
圧装置１２へ伝達される。液圧ポンプ１２はその操作部
１４に対応して液圧ポンプ１０からのエネルギー流の程
度とそれによるプレスラム１の運動動作とを制御する。
特にプレスラム１はワークに接触する以前に再度制動さ
れうる。
【００３７】従って、ラム下降運動により放出される位
置エネルギーは第二液圧装置１２を液圧ポンプとして動
かし、圧力媒体がオイルタンク１９から管路１７´を介
して可変液圧ポンプ１２へ、そして更に圧液管路１７を
介して液圧アキュムレータ１８へ送られる。従って液圧
アキュムレータ１８はプレスラム１の下降運動を通じて
圧力媒体が充填され、より高いエネルギー水準に設定さ
れる。これにより放出される位置エネルギーはシステム
内に蓄えられる。変形に必要な圧力（公称圧力）を得る
ための液圧アキュムレータ１８への追加充填は、第三液
圧装置２０を通じて行われる。 段階２：第二動作段階は、ワークの本来の変形工程又は
切断工程、即ち高プレス力を要する本来の作業行程に関
する。この段階では、プレスラム１が大きく低減された
作業速度で更に下方へ移動し、この場合変形工程を実行
するためにメインピストン５上方の上シリンダー室７内
に追加圧力を付勢する必要がある。このために第一液圧
装置１０及び第二液圧装置１２の機能動作が逆になり、
即ち第一段階では液圧モータとして機能している第一液
圧装置１０が液圧ポンプとして、第一段階では液圧ポン
プとして機能している第二液圧装置１２が液圧モータと
して機能する。従ってシステムの付勢、特に上シリンダ
ー室７の付勢は液圧ポンプとしての第一液圧装置１０を
通じてなされる。この場合、液圧アキュムレータ１８か
らの圧力が、液圧ポンプ２０を通じて、予め設定された
圧力に対応して、液圧モータとしての第二液圧装置１２
に作用する。液圧モータ１２の操作角度１４は、液圧モ
ータ１２を通じて体積流Ｖの定量を決定し、液圧ポンプ
１０の駆動軸１１への動力伝達を決定し、且つシリンダ
ー室７内を高圧にするために液圧ポンプ１０を通じて体
積流を決定する。
【００３８】アキュムレータ１８に公称圧力が不足して
いる場合、圧力で制御される可変液圧ポンプとして機能
する第三液圧装置２０によって、アキュムレータ１８に
必要圧力水準（公称圧力）を生成する必要が生じるであ
ろう。従って、この圧力生成によって、第二液圧装置１
２は調整可能な液圧モータとして駆動され、液圧モータ
自体は駆動軸１１を介して第一液圧装置１０を液圧ポン
プ（ハイドロポンプ）として駆動することによって、液
圧媒体が下シリンダー室８及び／又はオイルタンク３７
´から逆止め弁４０を介して上シリンダー室７内へ連続
して送られる。液圧ポンプとして機能している上シリン
ダー室７において第一液圧装置１０は、変形工程に必要
な作業圧力を生成する。逆止め弁３５が設けられている
ので圧力媒体は外部へ逃げられない。
【００３９】第一液圧装置１０のための駆動軸１１に必
要な駆動トルクは、液圧アキュムレータ１８の圧力と第
二液圧装置１２の設定された体積流Ｖとの間の関係から
生じる。体積流は瞬間必要な変形力に基づき、ポンプ１
２の操作部１４によって設定される。 段階３：第三動作段階ではワークの変形工程が実行され
た後にプレスラム１が再度その上スタート位置へ移動さ
れる。このために圧力媒体は上シリンダー室７から下シ
リンダー室８へ送られなければならない。この場合、第
一液圧装置１０は再度、液圧モータとして機能する第二
液圧装置１２によって液圧ポンプとして駆動される。こ
れは液圧アキュムレータ１８内に保有する圧力媒体の高
アキュムレータエネルギーを通じて行われ、高アキュム
レータエネルギーは、液圧モータ１２を少体積流によっ
て高圧で駆動し、液圧ポンプ１０は高体積流によって低
圧で駆動され、圧力媒体が各ピストン・シリンダーユニ
ット２、３の上シリンダー室７から下シリンダー室８へ
送られる。このために第一液圧装置１０内の供給流れの
方向転換が必要である（対応する黒三角形を参照）。従
って、液圧ポンプ１０に必要な駆動トルクは低いので、
液圧モータには僅かな体積流が設定されるだけでよい。
【００４０】即ち上シリンダー室７内は体積がより大き
いので、余剰圧力媒体が、この場合外へ開くようにされ
た逆止め弁３５を通じて圧力媒体管路３６を介してオイ
ルタンク３７へ送られる。図１〜図３において、逆止め
弁３５に関連して示した破線が外へ開き得ることを表し
ている。
【００４１】ラム行程によるワーク変形工程は、特定の
変形力又は特定の変形力特性を要する。この力特性は、
特に第二液圧装置１２が可変操作装置又は操作部１４を
装備しているので、本発明の制御によりシリンダー室７
内の圧力生成に対応して非常に容易に設定されうる。第
三液圧装置２０の流量を調整することによって液圧アキ
ュムレータ１８内に必要な最高圧力水準が生成され、最
高圧力水準は流量調整可能な液圧モータ１２を介して圧
力媒体ポンプ１０に作用する。この場合二次制御の原理
に基づくより高い一定した圧力水準が設定され、液圧媒
体の体積流が、流量調整可能な液圧ポンプ１２を介して
変形工程中、制御される。従って液圧ポンプ１２を通る
体積流は液圧ポンプ１０の駆動軸１１上の動力を決定す
る。回転速度計測器１６は行程計測器３９、３９´の一
様性及びピストン・シリンダーユニット２、３もしくは
プレスラム１の平行度を制御する。
【００４２】本発明によるプレス制御により、投入され
るべき電気的動力は、通常の直接運転される特にアキュ
ムレータで運転されるプレスに必要な動力以下である。
図３は本発明による方法を実施するのための択一的実施
例を示す。メインピストン５の下降運動をさらに支援す
るために、ピストンロッド６を伴ったメインピストン５
の内部にシリンダー室７´が更に設けられ、このシリン
ダー室７´は同じく圧力媒体で付勢可能である。メイン
シリンダー４には、孔４２を有する追加シリンダー４１
が上シリンダー室７、作動ピストン５及びピストンロッ
ド６を貫通し固定されている。これにより上シリンダー
室７は、より小さくなった有効圧力面積Ｆ１´を持つリ
ング形シリンダー室に形成されている。追加シリンダー
室７´は円形下作動面Ｆ３と環状上面Ｆ４とを有し、有
効面積Ｆ３−Ｆ４から従動力が生じる。シリンダーロッ
ド４１は、シリンダー４内部に固定され、プレスラム１
の全行程が実行されうる程度にシリンダー室７´内へ突
入している。シリンダー室７´は孔４２を介して管路４
３に連通し、管路４３は図１及び図２に示す実施例の管
路９に接続されている。駆動及び制御ユニット又は制御
装置のその他の構造は上述した図１の実施例に相当する
ので、ここでは説明しない。
【００４３】管路９はシリンダー室７´に接続している
ので、追加管路４４が管路９から接続点４５で分岐さ
れ、２ウェイ・シートバルブ４６を介してリング形シリ
ンダー室７に連接される。２ウェイ・シートバルブ４６
はパイロットバルブ４７を通じて操作され、パイロット
バルブ４７は行程計測器３９を通じて制御される。２ウ
ェイ・シートバルブ４６が閉じている場合は、シリンダ
ー室７の実施例に関して上述したように、シリンダー室
７´だけが圧力媒体で付勢される。２ウェイ・シートバ
ルブ４６が制御され開くことによってシリンダー室７が
さらに圧力媒体で付勢されるので、作動面Ｆ１´が追加
的に動作する。これによりピストン５の下降運動はピス
トン６により追加加速される。
【００４４】本発明は図示し且つ説明した実施例に限定
されていない。本発明はさらに本発明の範囲内のすべて
の変形例をも包括する。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、高速動作において直列
接続されたプレスラムの速度が容易に制御できる。これ
は可変容量形ポンプの回転速度制御及び流量調整によっ
て制御されうる。
【００４６】更にアキュムレータは同時に余剰エネルギ
ー（位置エネルギー）の蓄積にも使われ、下降運動する
ラム及び上部工具の位置エネルギーを利用することによ
って省エネルギーが達成される。追加ポンプの駆動によ
ってアキュムレータに最高プレス力の付勢に必要な圧力
が充填される。
【００４７】ラムに複数の液圧シリンダーを用いること
によって、ラムの平行度が非常に効果的に制御され、こ
れはまた回転速度計測及び行程計測に関係した各可変容
量形ポンプを調整することによって行われうる。本発明
による制御の更なる特徴は、流量調整可能な液圧ポンプ
によってピストン・シリンダーユニットに圧力を付勢す
るための駆動ポンプの駆動軸への回転トルクを効果的に
制御することができることである。
【００４８】更に、複数の並列に配設されたプレスに、
一つの中央エネルギー供給源から効果的に供給すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレスの制御部を有する液圧プレ
スの概略構成を示す図である。
【図２】液圧媒体の中央供給源を有する複数ラム又は液
圧プレスの概略構成を示す図である。
【図３】駆動ピストンを用いたピストン・シリンダーユ
ニットを有する更なる実施例の概略構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
１ プレスラム ２、３ ピストン・シリンダーユニット ４ メインシリンダー ５ メインピストン ６ ピストンロッド ７、８ シリンダー室 ９ 圧液管路 １０ 第一液圧装置 １１ 駆動軸 １２ 第二液圧装置 １３ 黒三角形 １４ 流量調整部 １５ 駆動軸 １６ 回転速度計測システム １７ 圧液管路 １８ 液圧アキュムレータ １９ 無圧オイルタンク ２０ 第三液圧装置 ２１ 電動機 ２２ 駆動軸 ２３ 圧液管路 ２４ オイルタンク ２５ 接続管路 ２６、２７ 逆止め弁 ２８ 圧液管路 ２９ 第四液圧装置 ３０ 接続管路 ３１ 電動機 ３２ 駆動軸 ３３ オイルタンク ３４ 一次充填装置 ３５ 逆止め弁 ３６ 液圧管路 ３７ オイルタンク ３８ 矢印 ３９ 行程計測器 ４０ 逆止め弁 ４１ シリンダーロッド ４２ 孔 ４３、４４ 管路 ４５ 接続点 ４６ ２ウェイ・シートバルブ ４７ パイロット弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター シャイク ドイツ連邦共和国 73230 キルヒハイム −テク ロイセンシュタインシュトラーセ 62 (72)発明者 ヨーアヒム ベーヤ ドイツ連邦共和国 88213 ラベンスブル グ シュマールエゲルシュトラーセ 45

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プレスラム（１）の駆動のための両側で
    付勢可能な少なくとも一つのピストン・シリンダーユニ
    ット（２、３）を有し、メインピストン（５）が液圧媒
    体によってプレスラム（１）の行程運動の方向に付勢さ
    れる形式の、主に液圧プレスの駆動の制御のため及び主
    に板金、プラスチック等の変形及び／又は切断のための
    方法であって、プレスの第一動作段階では、ピストン・
    シリンダーユニット（２、３）の上シリンダー室（７）
    及び下シリンダー室（８）が液圧モータとして機能して
    いる第一液圧装置（１０）を介して連通していて、無負
    荷プレスラム（１）の下降運動中システムの位置エネル
    ギーが液圧ポンプとして機能している第二液圧装置（１
    ２）へ伝達され、第二液圧装置（１２）に液圧媒体のた
    めの液圧アキュムレータユニット（１８）が後続してい
    て、該液圧アキュムレータユニット（１８）に第三液圧
    装置（２０）を通じて液圧媒体が充填され、第二動作段
    階であるプレスの変形段階又は加工処理段階では、追加
    圧力付勢がピストン・シリンダーユニット（２、３）の
    上シリンダー室（７）内で生じるように、第一液圧装置
    （１０）が液圧ポンプへ機能転換し、第二液圧装置（１
    ２）が液圧モータへ機能転換し、この場合液圧モータと
    して機能する第二液圧装置（１２）が少なくとも部分的
    にアキュムレータユニット（１８）を介して駆動される
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 第二動作段階では液圧モータ（１２）と
    しての第二液圧装置（１２）が液圧ポンプ（１０）とし
    ての第一液圧装置（１０）を駆動するために使われ、こ
    の場合圧力で制御される液圧ポンプとしての第三液圧装
    置（２０）を介して公称圧力として必要な圧力水準が圧
    力アキュムレータ（１８）内に生成されることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 変形段階中、第三液圧装置（２０）が圧
    力アキュムレータ（１８）とともに第二液圧装置（１
    ２）に要求される圧力水準の生成に使われることを特徴
    とする請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 第三液圧装置（２０）が流量調整可能な
    液圧ポンプ（２０）として成り、該液圧ポンプ（２０）
    が電動機（２１）によって駆動されることを特徴とする
    請求項１又は２記載の方法。
  5. 【請求項５】 両側で圧力媒体で付勢可能なピストン・
    シリンダーユニット（２、３）がピストンロッド（６）
    に貫かれたリング形の断面を有する下シリンダー室
    （８）とピストンロッドの無い円筒形の断面を有する上
    シリンダー室（７）とを有することを特徴とする請求項
    １〜４のいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 ピストン・シリンダーユニット（２、
    ３）の単位時間当たり押しのけ可能容積がより大きい円
    筒形の上シリンダー室（７）に追加の一次充填ユニット
    （３４）が接続していて、該追加の一次充填ユニット
    （３４）がピストン（５）の行程運動において下シリン
    ダー室（８）と上シリンダー室（７）との間で単位時間
    当たり送られる体積差に対応する体積の液圧媒体を追加
    的に供給することを特徴とする請求項１又は５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 一次充填ユニット（３４）が外から開く
    逆止め弁（３５）として成る弁及び一次タンク（３７）
    を有することを特徴とする請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 ピストン・シリンダーユニット（２、
    ３）の上シリンダー室（７）から下シリンダー室（８）
    への液圧媒体のための接続管路（９、９´）に、第一液
    圧装置（１０）が設けられ、更に圧液管路（２５）が並
    列接続し、各々逆向きに閉じ又は開く二つの逆止め弁
    （２６、２７）を有し、逆止め弁（２６、２７）間に圧
    液管路（２８）が開口し、該圧液管路（２８）がシステ
    ム充填ポンプとして機能する液圧装置（２９）へ導かれ
    ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 プレスラム（１）にラム行程又はラム速
    度のための少なくとも一つの計測器（３９、３９´）が
    設けられ、該計測器（３９、３９´）によって主に第二
    液圧装置（１２）内の圧力媒体の圧液制御量が決定され
    ることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 体積流Ｖを制御するために第二液圧装
    置（１２）が少なくとも一つの流量調整部（１４）を装
    備し、この場合効果的に回転速度計測器（１６）が設け
    られていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一
    つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 液圧媒体・公称圧力を生成するために
    圧力で制御される第三液圧装置（２０）のポンプが体積
    流Ｖを調整するための流量調整部（１４）を有すること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 プレスラム（１）に少なくとも一つ、
    二つ又は四つの互いに独立して制御可能なピストン・シ
    リンダーユニット（２、３）が設けられていることを特
    徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法。
  13. 【請求項１３】 プレスラム（１）の平行度が第二液圧
    装置（１２）の回転速度を制御することによって制御さ
    れ、該第二液圧装置（１２）が様々なラム位置で測定さ
    れるラム行程によって信号を発生することを特徴とする
    請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 単一プレス内で一もしくは複数のピス
    トン・シリンダーユニット（２、３）が一プレスラム
    （１）に、又は一もしくは複数のピストン・シリンダー
    ユニット（２、３）が複数のラムに、又は一もしくは複
    数のピストン・シリンダーユニット（２、３）が複数の
    単一プレスに設けられ、これらのラムユニットの各々に
    主に圧力アキュムレータ（１８）と液圧装置（２０、２
    ９）とから成る一つの中央圧力供給源が設けられている
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載
    の方法。
  15. 【請求項１５】 高速段階ではアキュムレータユニット
    （１８）が少なくとも部分的に下降運動する部分の回収
    可能な位置エネルギーによって充填されることを特徴と
    する請求項１〜１４のいずれか一つに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 ピストン・シリンダーユニット（２、
    ３）がプレスラム（１）の運動に使われるリング形上シ
    リンダー室（７）とリング形下シリンダー室（８）とを
    有し、リング形上シリンダー室（７）に効果的に並列接
    続されたシリンダー室（７´）が設けられていて、該シ
    リンダー室（７´）がピストンロッド（６）を伴ったピ
    ストン（５）の加速下降運動のためにリング形上シリン
    ダー室（７）と協働することを特徴とする請求項１〜１
    ５のいずれか一つに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 上シリンダー室（７）、メインピスト
    ン（５）並びにピストンロッド（６）が孔（４２）を有
    する固定されたシリンダーロッド（４１）によって貫か
    れていることを特徴とする請求項１６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 シリンダー室（７、７´）が２ウェイ
    ・シートバルブ（４６）を介して液圧モータ／ポンプ装
    置（１０）による圧力媒体で付勢されることを特徴とす
    る請求項１６又は１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 ２ウェイ・シートバルブ（４６）がパ
    イロット弁（４７）によって操作され、プレスラム
    （１）の行程計測器（３９）がパイロット弁（４７）を
    制御することを特徴とする請求項１８記載の方法。
  20. 【請求項２０】 プレスラム（１）を駆動するための両
    側で付勢可能な少なくとも一つのピストン・シリンダー
    ユニット（２、３）を有し、駆動ピストン（５）がプレ
    スロッド（１）の行程運動の方向に液圧媒体で付勢可能
    な、主に液圧プレスの駆動の制御のため及び主に板金、
    プラスチック等の変形のため及び／又は切断のための方
    法を実施するための装置であって、ピストン・シリンダ
    ーユニット（２、３）に第一液圧装置（１０）が設けら
    れ、該第一液圧装置（１０）がプレスラム（１）の高速
    下降運動で液圧モータ（１０）として第二液圧装置（１
    ２）を駆動させ、第二液圧装置（１２）が流量調整可能
    液圧ポンプとして駆動軸（１１）を介して液圧モータ
    （１０）によって駆動可能で液圧媒体をタンク（１９）
    から圧力アキュムレータ（１８）内へ供給することを特
    徴とする装置。
  21. 【請求項２１】 液圧アキュムレータ（１８）に液圧装
    置（２０）が接続され、該液圧装置（２０）が圧力で制
    御され、又は流量調整可能な液圧ポンプ（２０）を有
    し、該液圧ポンプ（２０）が液圧アキュムレータ（１
    ８）の圧力付勢に使われ、この場合ワークの変形段階で
    は、シリンダーユニット（２、３）の上シリンダー室
    （７）内の必要公称圧力を生成するために、液圧モータ
    （１２）が定容量形ポンプとしての第一液圧装置（１
    ０）を駆動することを特徴とする請求項２０記載の装
    置。
  22. 【請求項２２】 ピストン・シリンダーユニット（２、
    ３）がシリンダー（４）を有し、該シリンダー（４）が
    リング形上シリンダー室（７）及びリング形下シリンダ
    ー室（８）を有し、該リング形上シリンダー室（７）及
    びリング形下シリンダー室（８）がピストンロッド
    （６）を伴ったピストン（５）の圧力付勢に使われ、リ
    ング形上シリンダー室（７）に更にシリンダー室（７
    ´）が並列接続され、該シリンダー室（７´）がピスト
    ンロッド（６）を伴ったピストン（５）内部に設けられ
    シリンダーロッド（４１）の孔（４２）を介して圧力媒
    体で付勢できることを特徴とする請求項２０又は２１記
    載の装置。
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