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EP3356683B1 - Elektrohydraulische antriebseinheit - Google Patents

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Publication number
EP3356683B1
EP3356683B1 EP17735423.0A EP17735423A EP3356683B1 EP 3356683 B1 EP3356683 B1 EP 3356683B1 EP 17735423 A EP17735423 A EP 17735423A EP 3356683 B1 EP3356683 B1 EP 3356683B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
piston
drive unit
working chamber
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP17735423.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3356683A1 (de
Inventor
Stefan GUTH
Martin Rauwolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HAWE Altenstadt Holding GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH filed Critical Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Publication of EP3356683A1 publication Critical patent/EP3356683A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3356683B1 publication Critical patent/EP3356683B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/022—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member in which a rapid approach stroke is followed by a slower, high-force working stroke
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    • B30B15/163—Control arrangements for fluid-driven presses for accumulator-driven presses
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    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
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    • F15B2211/775—Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press

Definitions

  • the present invention relates to an electro-hydraulic drive unit specified in the preamble of claim 1 generic type.
  • Electrohydraulic drive units which - executed as linear drives - each comprise at least one controlled by a hydraulic pump cylinder-piston assembly and are particularly suitable as a machine drives, are known in various configurations.
  • electrohydraulic drive units which - executed as linear drives - each comprise at least one controlled by a hydraulic pump cylinder-piston assembly and are particularly suitable as a machine drives.
  • An electro-hydraulic drive unit of the generic type is in particular the latter DE 202015106161 U1 removable.
  • One of the characteristics is that the hydraulic pump with its working connection can be selectively switched to each of the two hydraulic working chambers of the double-acting cylinder-piston arrangement.
  • the piston of the cylinder-piston assembly - by appropriate loading of one of the two hydraulic working spaces from the hydraulic pump - actively in each of the two directions of movement moves (lowered at vertical movement axis as well as raised).
  • a typical use of such an electro-hydraulic drive unit takes place during a work cycle 'a first part of the downward movement of the piston (the so-called.
  • the piston of the cylinder-piston assembly is at its bottom dead center under a considerable voltage.
  • This applies for example, when using the respective electro-hydraulic drive unit in a straightening, bending or press brake, in which the workpiece to be reshaped - depending on its material properties and dimensions - at bottom dead center of the piston on this typically a high, the counteracting the forming piston movement Counteracts.
  • the first hydraulic working space of the cylinder-piston assembly is under substantial pressure at the bottom dead center of the piston. To reduce this pressure, before the piston is actively raised by applying the second hydraulic working space, is after the DE 202015106161 U1 provided a so-called. Decompression phase, which adjoins the holding phase.
  • the present invention has set itself the task of providing an electro-hydraulic drive unit of the generic type, which is characterized by a further improved performance especially in the area of reversal of movement of the piston of the hydraulic cylinder-piston assembly.
  • the electrohydraulic drive unit is characterized in that a decompression module with a hydraulic accumulator connected in a specific manner to the second hydraulic working space is integrated in the hydraulic system.
  • the drive unit according to the invention is particularly suitable as a press drive, wherein the piston drives a tool used for forming a workpiece, movable up and down
  • the present invention is explained below mainly with respect to this use.
  • a limitation of the invention to this use can not be derived therefrom.
  • the characteristic of the present invention integration of a hydraulic accumulator in the rest of the hydraulic system by means of the first and the second connecting line and the valves arranged therein allows in particular the pressure conditions in the two hydraulic working spaces of the cylinder-piston assembly and the movement of the piston in the most critical Phase of pressure reduction in the first hydraulic working space and the incipient return movement of the piston from the interaction with a deformed workpiece or the like to decouple by not in the said pressure reduction in the first hydraulic working space and the onset of return movement of the piston through the workpiece to be formed or the like in the piston induced force is the decisive size, but rather in the second hydraulic working space through the decompression module induced hydraulic pressure.
  • the hydraulic pump does not have to be switched from the first to the second hydraulic working space; Rather, it remains continuously connected to the first hydraulic working space and initially reduces alone (jerk-free and steadily) the speed in the pumping mode and then goes over to the braking operation by reversing the direction of rotation. Also switching valves are not switched in this critical phase, so that even discontinuities caused by switching operations of the switching valves are avoided.
  • the return stroke of the piston in the decompression phase is not determined and limited by the elastic springback of the workpiece and the machine parts elastically deformed during pressing; rather, the decompression module dictates the amount of return stroke of the piston in the decompression phase.
  • the pistons are raised continuously, steadily and smoothly (actively) so that no more contact between tool and workpiece. Discontinuities, as they necessarily occur during the transition to the active lifting of the piston in rapid traverse (under the action of the second hydraulic working space from the hydraulic pump in pumping operation), can thus be achieved in this way not adversely affect the workpiece.
  • a metrological detection of the workpiece actual size and determination of the required delivery of the stamp includes is the possible in application of the invention continuous and smooth active decompression decompression until the complete lifting of the tool from the workpiece or even beyond ideal. This is also evident when driving through several Nachbiegezyklen in "shuttle". In forming processes that occur due to the specific workpiece geometry using bending aids, it also proves the present invention to be extremely useful; because the full path control during active decompression allows a controlled transfer of the workpiece to the bending aid.
  • the hydraulic decompression module comprises a charge / discharge valve, which is particularly preferably arranged in a common wiring harness for the first connection line and the second connection line.
  • a charge / discharge valve By means of said loading / unloading valve can be the effective interaction of the hydraulic accumulator of the hydraulic decompression module with the second hydraulic Restrict working space to a (preferably small) proportion of the duty cycle '(more or less adjacent the bottom dead center of the piston), so that during the majority of the respective working cycle' the hydraulic accumulator is separated from the second hydraulic working space.
  • the displaced after the connection of the hydraulic decompression module in the further approach of the piston to the bottom dead center of the second hydraulic working space hydraulic fluid is moved via the first connecting line into the hydraulic accumulator of the hydraulic decompression module.
  • the point of effective connection of the decompression module in the downward movement of the piston - by opening the load / unload valve - is preferably chosen so that the hydraulic energy stored in the hydraulic accumulator of the decompression module and the volume of stored hydraulic fluid is sufficient to the piston during the (an active "return stroke creeping" including) decompression phase to raise so far that no contact exists between the tool and workpiece.
  • the capacity of the hydraulic accumulator of the decompression module may be substantially smaller than the maximum volume of the second hydraulic working space, for example, only less than 30% thereof.
  • the loading / unloading valve can in particular - in another preferred development - open in a pressure-controlled manner, wherein the control pressure line communicates with the first hydraulic working space.
  • the decompression module is in this way automatically switched on, depending on the predetermined threshold value, at the beginning or during the power stroke upon reaching a predetermined pressure value in the first hydraulic working space. If a connection is desired right at the beginning of the power stroke, the threshold value switching the charge / discharge valve is matched to the pressure jump which occurs in the first hydraulic working space during the transition from rapid traverse to power transmission.
  • an even later switching point may possibly also be set, namely more or less towards the end of the power stroke at a correspondingly high pressure in the first hydraulic working space.
  • the pressure-dependent connection hydraulic decompression module by pressure-controlled opening of the charge / discharge valve can be realized for example by an immediate hydraulic actuation of the charge / discharge via the control pressure.
  • a significant advantage of such an immediate pressure actuation of the load / unload valve is that the machine controller need not have a separate control output operating the load / unload valve.
  • such a pressure-controlled actuation of the charge / discharge valve may also be expedient in which the pressure used to control the charge / discharge valve is detected by means of a sensor and the respective measured value is switched to the engine control, which in turn sends a charge to the charge controller.
  • Discharge valve acting this actuates (in particular electrical) actuator.
  • the charge / discharge valve can also be actuated manually (eg by means of a foot pedal) or by an electric actuator controlled by the machine control system (for example, controlled by a status or sequence).
  • the machine control system for example, controlled by a status or sequence.
  • the latter can be the most favorable concrete implementation of the present invention in an individual case (eg also under aspects of the "emergency stop function", the expenditure on equipment and the tightness).
  • the decompression module is effective as long (in terms of an admission of the second hydraulic working space from the hydraulic accumulator out over the second connecting line) until the pressure in the first hydraulic working space again below the switching pressure of the charge / discharge valve sinks. From there, the further working cycle runs without the action of the decompression module.
  • Another preferred development of the invention is characterized in that the hydraulic pump, which can be reversed by means of the machine control to a braking mode with the pumping operation reversed in the direction of rotation and flow, is designed as a 2-quadrant pump.
  • This development makes use of the possibility of using comparatively simple, inexpensive and reliable pump technology for the implementation of the concept underlying the invention.
  • the illustrated electro-hydraulic drive unit as it is particularly suitable for use on a machine press such as a straightening, bending or press brake or a powder press, comprises a hydraulic cylinder-piston assembly 1, a variable speed driven by an electric motor 2 hydraulic pump 3 ( 2-quadrant pump) with a tank port T and a working port P, a hydraulic fluid-storing tank 4, a switched between the working port P of the hydraulic pump 3 and the hydraulic cylinder-piston assembly 1, a plurality of electrically controllable switching valves S1, S2, S3, S4, S5 and S6 comprehensive valve assembly and - not shown - an acting on the switching valves S1 - S6 and the electric motor 2 machine control.
  • a hydraulic cylinder-piston assembly 1, a variable speed driven by an electric motor 2 hydraulic pump 3 ( 2-quadrant pump) with a tank port T and a working port P, a hydraulic fluid-storing tank 4, a switched between the working port P of the hydraulic pump 3 and the hydraulic cylinder-piston assembly 1, a
  • the cylinder-piston assembly 1 is double-acting; it has a piston-side first hydraulic working space 5 and a piston-side-side second hydraulic working space 6.
  • the cylinder-piston arrangement 1 is in this case oriented with a vertical movement axis X of the piston 7 such that the first hydraulic working space 5 is arranged above the second hydraulic working space 6. Pressurization of the first hydraulic working space 5 by means of the hydraulic pump 3 results in a downward movement, the pressurization of the second hydraulic working space 6, however, in an upward movement of the piston 7.
  • a Suction valve 8 connected through which the first hydraulic working chamber 5 is filled at a downward movement of the piston 7 in rapid traverse with hydraulic fluid.
  • the drive unit has a hydraulic decompression module 9.
  • This comprises a hydraulic accumulator 10 which is connectable to the second hydraulic working chamber 6 via two different connecting lines 11 and 12, which, however, in sections have a matching, common wiring harness 13 with a charge / discharge valve 14 arranged therein.
  • the hydraulic accumulator 10 of the hydraulic decompression module 9 can be connected to the second hydraulic working chamber 6 via a first connecting line 11 with a pressure limiting valve 15 with a flow direction from the second hydraulic working chamber 6 to the hydraulic accumulator 10; the first Connecting line 11 thus represents a "charging line" for the hydraulic accumulator 10.
  • the hydraulic accumulator 10 via a second connecting line 12 with a in the flow direction from the hydraulic accumulator 10 to the second hydraulic working chamber 6 opening check valve 16 is connectable; the second connecting line 12 thus represents an "unloading line" for the hydraulic accumulator 10.
  • the charge / discharge valve 14 opens (and closes) pressure-controlled, ie, in response to a control pressure, namely actuated directly by the control pressure.
  • the control pressure is the pressure prevailing in the first hydraulic working space 5.
  • the control pressure line 17 communicates with the first hydraulic working space 5 of the loading / unloading valve 14 designed as a hydraulically actuatable valve.
  • the switching pressure threshold of the loading / unloading valve 14 is set so that it is already in position (as a result of the pressure limiting valve 15). opens at the beginning of the power passage in the first hydraulic working space 5 adjusting pressure.
  • the representation of the switching and operating states is partially schematic, especially in the sense that instead of the above-mentioned gradual change in the rotational speed of the electric motor, a sudden change is shown. Accordingly, the piston movement is characterized by discontinuities.
  • an additional “slow-up" phase can be provided between the decompression phase (VI) and the upward movement of the piston at rapid traverse (VII).
  • the electric motor 2 driving the hydraulic pump 3 is initially operated with reduced speed compared to the phase upwards rapid traverse (VII); and the Nachsaugventil 8 is, by the switching valve S5 initially energized as well as during the phases II - VI, initially not yet switched to run, so that the hydraulic fluid is displaced through the valve assembly from the first hydraulic working chamber 5 in the tank 4.
  • a filter unit 18 is connected between the working port P of the hydraulic pump 3 and the valve arrangement, by means of which the hydraulic fluid conveyed by the latter during the pumping operation of the hydraulic pump 3 is cleaned by the filter 19. Only when the filter 19 is blocked does the hydraulic fluid conveyed by the hydraulic pump 3 flow via the "small" bypass 20, in which the check valve 21 acts like a pressure relief valve and opens when the filter 19 is laden or clogged, in order to prevent a filter breakage.
  • the hydraulic fluid flows via the "large" bypass 22 with the check valve 23 past the filter unit 18.
  • the hydraulic decompression module - due to the then occurring in the first hydraulic working space sudden pressure increase - at the beginning of the power path, ie in the switching phase, wherein at the same time - by controlled closing of the switching valve S2 -
  • the outflow of the displaced from the second hydraulic working space liquid is suppressed to the tank.
  • the switching valve S2 would remain correspondingly longer, that is, at least still open during a first part of the power stroke; and expediently, would simultaneously for switching on the hydraulic decompression module (by hydraulic opening of the charge / discharge valve) by means of a likewise pressure-controlled, switched to the switching valve S2 in series valve, the outflow of the displaced from the second hydraulic working chamber liquid to the tank prevented.
  • the charge / discharge valve of the hydraulic decompression module is not hydraulically actuated as in the exemplary embodiment, but rather controlled electrically, it would be particularly easy to activate a corresponding coordinated activation of the hydraulic decompression module while simultaneously blocking the drain to the tank (eg, location-controlled) realize any operating point of the power path.
  • the respective process management could easily be optimized according to demand in the sense of the greatest possible efficiency.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrohydraulische Antriebseinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen gattungsgemäßen Art.
  • Elektrohydraulische Antriebseinheiten, die - als Linearantriebe ausgeführt - jeweils mindestens eine gesteuert von einer Hydraulikpumpe beaufschlagbare Zylinder-Kolben-Anordnung umfassen und sich insbesondere als Maschinenantriebe eignen, sind in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Insoweit ist beispielsweise zu verweisen auf die DE 102014005362 A1 , DE 102012013098 A1 , DE 102009052531 A1 , DE 4036564 A1 , DE 102005029822 A1 , DE 4314801 A1 , WO 2012/112130 A1 , WO 2011/003506 A1 , EP 103727 A1 , DE 102014218887 B3 und DE 202015106161 U1 .
  • Eine elektrohydraulische Antriebseinheit der gattungsgemäßen Art ist dabei insbesondere der zuletzt genannten DE 202015106161 U1 entnehmbar. Eines der Charakteristika besteht dabei darin, dass die Hydraulikpumpe mit ihrem Arbeitsanschluss wahlweise auf jeden der beiden hydraulischen Arbeitsräume der - doppeltwirkenden - Zylinder-Kolben-Anordnung geschaltet werden kann. Hierdurch kann der Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung - durch entsprechende Beaufschlagung eines der beiden hydraulischen Arbeitsräume aus der Hydraulikpumpe - aktiv in jede der beiden Bewegungsrichtungen bewegt (bei vertikaler Bewegungsachse abgesenkt wie auch angehoben) werden. Bei einem typischen Einsatz einer solchen elektrohydraulischen Antriebseinheit erfolgt während eines Arbeitszyklus' ein erster Teil der Abwärtsbewegung des Kolbens (der sog. Eilgang) bei geöffnetem Nachsaugventil allein aufgrund Schwerkraft unter Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum in den Tank, wobei die Verdrängung durch die in Bremsbetrieb geschaltete Hydraulikpumpe gebremst wird. Im Anschluss an eine Umschaltphase, die bei Verwendung der Antriebseinheit in einer Presse typischerweise kurz vor dem Aufsetzen des Werkzeugs auf dem Werkstück abläuft, erfolgen der zweite Teil der Abwärtsbewegung des Kolbens (der sog. Kraftgang) sowie das nachfolgende Halten des Kolbens am unterem Totpunkt unter Beaufschlagung des ersten hydraulischen Arbeitsraumes aus der Hydraulikpumpe in deren Pumpbetrieb, wobei beim Kraftgang Hydraulikflüssigkeit aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum gegen einen durch eine Druckhalteventil generierten Gegendruck in den Tank verdrängt wird.
  • Bei verschiedenen Anwendungen steht der Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung an seinem unteren Totpunkt unter einer erheblichen Spannung. Dies gilt beispielsweise beim Einsatz der jeweiligen elektrohydraulischen Antriebseinheit in einer Richt-, Biege- oder Abkantpresse, bei der das umzuformende Werkstück - je nach seinen Materialeigenschaften und Dimensionen - im unteren Totpunkt des Kolbens auf diesen typischerweise eine hohe, der die Umformung bewirkenden Kolbenbewegung entgegen gerichtete Gegenkraft ausübt. Dementsprechend steht bei solchen Anwendungen der erste hydraulische Arbeitsraum der Zylinder-Kolben-Anordnung am unteren Totpunkt des Kolbens unter einem erheblichen Druck. Um diesen Druck abzubauen, bevor der Kolben - durch Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums - aktiv angehoben wird, ist nach der DE 202015106161 U1 eine sog. Dekompressionsphase vorgesehen, welche sich an die Haltephase anschließt. Hierzu wird - bei unveränderter Verbindung des ersten hydraulischen Arbeitsraums der Zylinder-Kolben-Anordnung mit dem Arbeitsausgang der Hydraulikpumpe - die Dreh- und Durchströmungsrichtung der Hydraulikpumpe, welche in der Umform- und der Haltephase den ersten hydraulischen Arbeitsraum beaufschlagt, umgekehrt. Die Rückströmung von Hydraulikflüssigkeit aus dem ersten hydraulischen Arbeitsraum über die - nun im Bremsbetrieb gefahrene - Hydraulikpumpe zum Tank wird dabei gemäß der DE 202015106161 U1 über eine Strömungsdrossel begrenzt. Das späteste Ende der Dekompressionsphase ergibt sich dabei aus dem Prozess selbst, nämlich spätestens an dem Punkt eines Gleichgewichts der auf den Kolben wirkenden Kräfte (insbesondere Hydraulikkräfte, Gewichtskräfte, Reaktions- bzw. Rückfederkräfte des Werkstücks, Rückstellkräfte der beim Pressen elastisch verformten Maschinenteile), wobei dabei das Werkzeug typischerweise noch auf dem Werkstück aufsteht. Nach erfolgter Dekompression in diesem Sinne erfolgt dann die Umsteuerung der Hydraulik im Sinne einer - das aktive Anheben des Kolbens bewirkenden - Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums durch die wiederum zurück in den Pumpbetrieb geschaltete Hydraulikpumpe.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine elektrohydraulische Antriebseinheit der gattungsgemäßen Art bereit zu stellen, die sich durch ein weiter verbessertes Betriebsverhalten insbesondere im Bereich der Bewegungsumkehr des Kolbens der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung auszeichnet.
  • Gelöst wird die vorstehende Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie im Anspruch 1 angegeben, durch Ausstattung einer gattungsgemäßen elektrohydraulischen Antriebseinheit mit einem hydraulischen Dekompressionsmodul mit einem Hydraulikspeicher, der mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum über ein erste Verbindungsleitung mit einem Druckbegrenzungsventil mit Durchströmungsrichtung vom zweiten hydraulischen Arbeitsraum zum Hydraulikspeicher und über eine zweite Verbindungsleitung mit einem in Durchströmungsrichtung vom Hydraulikspeicher zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum öffnenden Rückschlagventil verbindbar ist. Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Antriebseinheit zeichnet sich, mit anderen Worten, dadurch aus, dass in das Hydrauliksystem ein Dekompressionsmodul mit einem in spezifischer Weise an den zweiten hydraulischen Arbeitsraum angeschlossenen Hydraulikspeicher integriert ist.
  • Da sich die erfindungsgemäße Antriebseinheit in ganz besonderer Weise als Pressenantrieb eignet, wobei der Kolben ein zur Umformung eines Werkstücks verwendetes, auf und ab bewegbares Werkzeug antreibt, wird die vorliegende Erfindung nachfolgend überwiegend in Bezug auf diese Verwendung erläutert. Eine Beschränkung der Erfindung auf diese Verwendung lässt sich daraus allerdings nicht herleiten.
  • Die für die vorliegende Erfindung charakteristische Einbindung eines Hydraulikspeichers in das übrige Hydrauliksystem mittels der ersten und der zweiten Verbindungsleitung und den darin angeordneten Ventilen gestattet insbesondere, die Druckverhältnisse in den beiden hydraulischen Arbeitsräumen der Zylinder-Kolben-Anordnung und die Bewegung des Kolbens in der besonders kritischen Phase des Druckabbaus in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum und der einsetzenden Rückbewegung des Kolbens von der Interaktion mit einem umgeformten Werkstück oder dergleichen zu entkoppeln, indem bei dem besagten Druckabbau in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum und der einsetzenden Rückbewegung des Kolbens nicht eine durch das umzuformende Werkstück oder dergleichen in dem Kolben induzierte Kraft die entscheidende Größe ist, sondern vielmehr der in dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum durch das Dekompressionsmodul induzierte Hydraulikdruck. Auf diese Weise lassen sich unter anderem eine gute Reproduzierbarkeit des Arbeitszyklus' sowie eine für das Werkstück besonders schonende Verfahrensführung erreichen. Von herausragender Bedeutung für die erzielbaren besonders günstigen Ergebnisse sind synergetische Effekte mehrerer in Kombination zusammenwirkender Einflüsse. So muss im Bereich des Übergangs vom Kraftgang über die Haltephase am unteren Totpunkt zum beginnenden Ruckhub des Kolbens die Hydraulikpumpe nicht vom ersten auf den zweiten hydraulischen Arbeitsraum umgeschaltet werden; sie bleibt vielmehr durchgängig mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum verbunden und reduziert zunächst allein (ruckfrei und stetig) die Drehzahl im Pumpbetrieb und geht sodann unter Umkehrung der Drehrichtung zum Bremsbetrieb über. Auch Schaltventile werden in dieser kritischen Phase nicht umgeschaltet, so dass auch durch Umschaltvorgänge der Schaltventile induzierte Unstetigkeiten vermieden werden. Der Rückhub des Kolbens in der Dekompressionsphase ist im Übrigen nicht durch das elastische Rückfedern des Werkstücks und der beim Pressen elastisch verformten Maschinenteile bestimmt und begrenzt; vielmehr gibt das Dekompressionsmodul das Maß des Rückhubs des Kolbens in der Dekompressionsphase vor. So kann in der Dekompressionsphase, die je nach individueller Ausführung des Zyklus' somit auch einen "Rückhub-Schleichgang" darstellen kann, mittels des hydraulischen Dekompressionsmoduls der Kolben kontinuierlich, stetig und ruckfrei (aktiv) so weit angehoben werden, dass keinerlei Kontakt mehr zwischen Werkzeug und Werkstück besteht. Unstetigkeiten, wie sie - durch verschiedene Schaltvorgänge - notwendigerweise dann beim Übergang auf das aktive Anheben des Kolbens im Eilgang (unter Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums aus der Hydraulikpumpe im Pumpbetrieb) auftreten, können sich auf diese Weise nicht nachteilig auf das Werkstück auswirken. Und da in jenem Bremsbetrieb in der "Dekompressionsphase" die Hydraulikpumpe mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum verbunden bleibt, dessen wirksame Kolbenfläche regelmäßig um ein Vielfaches größer ist als die wirksame Kolbenfläche des zweiten hydraulischen Arbeitsraums, ist zudem eine besonders feinfühlige Bewegungsführung des Kolbens möglich, entschieden feinfühliger als im Rückhub unter aktiver Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums aus der Hydraulikpumpe. Durch Reduzierung des Einflusses der Rückwirkungen (z. B. Rückfedern) eines ungeformten Werkstücks oder dergleichen in der Dekompressionsphase lässt sich ferner ein hochgradig stetiger Kraft- und Bewegungsverlauf dieser Phase erreichen. Und indem das Laden des Hydraulikspeichers des hydraulischen Dekompressionsmoduls aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum heraus über ein (in der ersten Verbindungsleitung angeordnetes) Druckbegrenzungsventil - dieses kann identisch sein mit dem bei herkömmlichen elektrohydraulischen Antriebseinheiten im Kraftgang wirksamen Druckbegrenzungsventil - erfolgt, ist die erfindungsgemäße Integration eines hydraulischen Dekompressionsmoduls in das Hydrauliksystem, verglichen zum Stand der Technik, ohne sicherheitsrelevante Auswirkungen.
  • All diese vorstehend erläuterten positiven Effekte sind für verschiedene Anwendungen der hier in Rede stehenden elektrohydraulischen Antriebseinheit von ganz erheblichem Vorteil und Nutzen. Namentlich lassen sich unter Verwendung von erfindungsgemäßen Antriebseinheiten auch Pulverpressen konzipieren, bei denen der Grünling im Anschluss das Pressen besonders schonend behandelt wird, so dass sich eine besonders geringe Fehler- und Ausschussquote erreichen lässt. Aufgrund ihrer herausragenden charakteristischen Vorteile eignet sich die vorliegende Erfindung ebenfalls sehr gut zum Einsatz bei Abkantpressen für sensorgeregeltes Biegen. Denn für den Nachbiegezyklus, der im Anschluss an die erste, aufgrund errechneter Werte für den Stempel erfolgte Abkantung gefahren wird und - nach dem vollständigen Abheben des Stempels von dem Werkstück - eine messtechnische Erfassung des Werkstück-Istmaßes sowie Ermittlung der erforderlichen Zustellung des Stempels umfasst, ist der in Anwendung der Erfindung mögliche stetige und ruckelfreie aktive Dekompressionshub bis zum vollständigen Abheben des Werkzeugs vom Werkstück bzw. noch darüber hinaus ideal. Dies gilt erkennbar auch beim Durchfahren mehrerer Nachbiegezyklen im "Pendelbetrieb". Bei Umformprozessen, die infolge der spezifischen Werkstückgeometrie unter Einsatz von Biegehilfen erfolgen, erweist sie die vorliegende Erfindung ebenfalls als außerordentlich nützlich; denn die volle Bahnkontrolle bei der aktiven Dekompression ermöglicht eine kontrollierte Übergabe des Werkstücks an die Biegehilfe. Entsprechendes gilt für das kontrollierte Ablegen eines schweren Werkstücks (nach dessen Bearbeitung) auf eine Ablage unter Einwirkung des präzis-kontrolliert bewegten Werkzeugs; ein unkontrolliertes Umfallen des Werkstücks lässt sich so verhindern, was sowohl in sicherheitstechnischer Hinsicht als auch für die Qualität der Werkstück-Oberfläche vorteilhaft ist.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das hydraulische Dekompressionsmodul ein Lade-/Entladeventil, welches besonders bevorzugt in einem für die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung gemeinsamen Leitungsstrang angeordnet ist. Mittels des besagten Lade-/Entladeventils lässt sich die effektive Interaktion des Hydraulikspeichers des hydraulischen Dekompressionsmoduls mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum auf einen (bevorzugt kleinen) Anteil des Arbeitszyklus' (mehr oder weniger benachbart dem unteren Totpunkt des Kolbens) beschränken, so dass während des überwiegenden Anteils des jeweiligen Arbeitszyklus' der Hydraulikspeicher von dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum getrennt ist. Die nach dem Zuschalten des hydraulischen Dekompressionsmoduls bei der weiteren Annäherung des Kolbens an den unteren Totpunkt aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird über die erste Verbindungsleitung in den Hydraulikspeicher des hydraulischen Dekompressionsmoduls hinein verschoben. Der Punkt der effektiven Zuschaltung des Dekompressionsmoduls bei der Abwärtsbewegung des Kolbens - durch Öffnen des Lade-/Entladeventils - wird dabei bevorzugt so gewählt, dass die in dem Hydraulikspeicher des Dekompressionsmoduls gespeicherte hydraulische Energie und das Volumen an gespeicherter Hydraulikflüssigkeit ausreicht, um den Kolben während der (einen aktiven "Rückhub-Schleichgang" einschließenden) Dekompressionsphase so weit anzuheben, dass zwischen Werkzeug und Werkstück kein Kontakt mehr besteht.
  • Bei typischen Anwendungsfällen der Erfindung kann hierzu das entsprechende Zuschalten des hydraulischen Dekompressionsmoduls über das Lade-/Entladeventil in der ohnehin vorhandenen Umschaltphase am Ende des - im Bremsbetrieb gefahrenen - Eilgangs (s. o.) erfolgen. Dies ist günstig im Hinblick auf die Möglichkeit einer zeitlich koordinierten Absperrung der Leitungsverbindung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums zum Tank. Indessen ist dergleichen nicht zwingend; denn je nach dem individuellen Arbeitszyklus bietet ggf. auch eine spätere Zuschaltung des Dekompressionsmoduls erst während des Kraftgangs des Kolbens Vorteile. Eine Beschränkung des effektiven Zuschaltung des Dekompressionsmoduls auf den für das Erreichen der oben beschriebenen Vorteile erforderlichen Teil des Arbeitszyklus' wirkt sich unter anderem dahingehend positiv aus, dass der Hydraulikspeicher des Dekompressionsmoduls entsprechend klein ausgelegt werden kann. Dies hat nicht nur Kostenvorteile; auch ist diese angesichts der mitunter beengten Platzverhältnisse an der betreffenden Maschine günstig. Generell gilt (auch bei einer Zuschaltung des hydraulischen Dekompressionsmoduls in der Umschaltphase vom Eilgang auf den Kraftgang), dass die Kapazität des Hydraulikspeichers des Dekompressionsmoduls wesentlich kleiner sein kann als das maximale Volumen des zweiten hydraulischen Arbeitsraums, beispielsweise nur weniger als 30% hiervon beträgt.
  • Was die Zuschaltung des hydraulischen Dekompressionsmoduls durch Öffnen des Lade-/Entladeventils angeht, so kann insbesondere - in abermals bevorzugter Weiterbildung - das Lade-/Entladeventil druckgesteuert öffnen, wobei die Steuerdruckleitung mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum kommuniziert. Das Dekompressionsmodul wird auf diese Weise, je nach dem vorgegebenen Schwellenwert, gleich zu Beginn oder aber während des Kraftgangs bei Erreichen eines vorgegebenen Druckwerts in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum gewissermaßen automatisch zugeschaltet. Ist eine Zuschaltung gleich zu Beginn des Kraftgangs erwünscht, wird der das Lade-/Entladeventil schaltende Schwellenwert auf jenen Drucksprung abgestimmt, der sich im ersten hydraulischen Arbeitsraum beim Übergang vom Eilgang zum Kraftgang einstellt. Für eine spätere Zuschaltung des Dekompressionsmoduls während des Kraftgangs kann der das Lade-/Entladeventil schaltende Schwellenwert beispielsweise auf jenen Drucksprung abgestimmt werden, der sich beim Aufsetzen des Werkzeugs auf dem Werkstück einstellt. Durch Vorgabe eines noch höheren Schaltdrucks kann ggf. auch ein noch späterer Schaltpunkt eingestellt werden, nämlich mehr oder weniger gegen Ende des Kraftgangs bei entsprechend hohem Druck im ersten hydraulischen Arbeitsraum.
  • Das druckabhängige Zuschalten hydraulischen Dekompressionsmoduls durch druckgesteuertes Öffnen des Lade-/Entladeventils lässt sich beispielsweise durch eine unmittelbare hydraulische Betätigung des Lade-/Entladeventils über den Steuerdruck realisieren. Ein nennenswerter Vorteil einer solchen unmittelbaren Druckbetätigung des Lade-/Entladeventils besteht darin, dass die Maschinensteuerung keinen gesonderten, das Lade-/Entladeventil betätigenden Steuerausgang aufzuweisen braucht. Zweckmäßig kann im Einzelfall aber auch eine solche druckgesteuerte Betätigung des Lade-/Entladeventils sein, bei der der zur Steuerung des Lade-/Entladeventils herangezogene Druck mittels eines Sensors erfasst und der betreffende Messwert auf die Maschinensteuerung geschaltet wird, welche ihrerseits einen auf das Lade-/Entladeventil wirkenden, dieses betätigenden (insbesondere elektrischen) Stellantrieb ansteuert. Eine (unmittelbar oder mittelbar) druckgesteuerte Betätigung des Lade-/Entladeventils im vorstehenden Sinne ist allerdings nur eine der geeigneten Möglichkeiten, die vorliegende Erfindung zu implementieren. So kann das Lade-/Entladeventil beispielsweise auch manuell (z. B. mittels eines Fußpedals) oder durch einen anderweitig (z. B. status- oder ablaufgesteuert) durch die Maschinensteuerung gesteuerten elektrischen Stellantrieb betätigt werden. Letzteres kann im Einzelfall (z. B. auch unter Aspekten der "Notausfunktion", des apparativen Aufwands und der Dichtigkeit) die günstigste konkrete Umsetzung der vorliegenden Erfindung sein.
  • Beim Übergang der Hydraulikpumpe in den Bremsbetrieb dergestalt, dass Hydraulikflüssigkeit gebremst aus dem ersten hydraulischen Arbeitsraum (über die im Bremsbetrieb arbeitende Hydraulikpumpe) in den Tank zurückströmt, ist das Dekompressionsmodul jeweils so lange effektiv (im Sinne einer Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums aus dem Hydraulikspeicher heraus über die zweite Verbindungsleitung), bis der Druck im ersten hydraulischen Arbeitsraum wieder unter den Schaltdruck des Lade-/Entladeventils sinkt. Von da ab verläuft der weitere Arbeitszyklus ohne Einwirkung des Dekompressionsmoduls. Bei dieser Ausgestaltung lässt sich somit, mit anderen Worten, erreichen, dass der Hydraulikspeicher während des Arbeitszyklus' selbsttätig nur während des Kraftgangs oder sogar nur eines Teils desselben, aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum heraus in dem Umfang geladen wird, wie es für die Beaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums aus dem Hydraulikspeicher über die zweite Verbindungsleitung während der Phase einer gesteuerten aktiven Dekompression (ggf. samt Rückhub-Schleichgang) erforderlich ist.
  • Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die mittels der Maschinensteuerung in einen Bremsbetrieb mit zum Pumpbetrieb umgekehrter Dreh- und Durchströmungsrichtung umsteuerbare Hydraulikpumpe als 2-Quadrantenpumpe ausgeführt ist. Diese Weiterbildung nutzt die Möglichkeit, für die Umsetzung des der Erfindung zugrunde liegenden Konzepts vergleichsweise einfache, kostengünstige und zuverlässige Pumpentechnik einzusetzen.
  • Gemäß einer abermals anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen den Arbeitsanschluss der Hydraulikpumpe und die Ventilanordnung eine Filtereinheit geschaltet. Die Filtereinheit umfasst dabei einen Filter, der im Pumpbetrieb von der durch die Hydraulikpumpe geförderten Hydraulikflüssigkeit durchströmt wird. Im Bremsbetrieb wird die Hydraulikflüssigkeit über einen Bypass an der Filtereinheit vorbei geführt. Diese Anordnung und Ausgestaltung der Filtereinheit zeichnet sich durch eine besonders hohe Effizienz aus.
    Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten, in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei
    • Fig. 1
    einen Hydraulik-Schaltplan und
    Fig. 2
    ein Funktionsdiagramm des Ausführungsbeispiels zeigt.
    Die elektrohydraulische Antriebseinheit nach dem Ausführungsbeispiel entspricht in einem erheblichen Umfang jener Antriebseinheit, wie sie in der DE 202015106161 U1 im Einzelnen beschrieben und erläutert wird. Im Umfang dieser Übereinstimmung mit dem Stand der Technik wird auf eine gesonderte, eingehende Erläuterung an dieser Stelle verzichtet und stattdessen auf die DE 202015106161 U1 verwiesen.
  • Die veranschaulichte elektrohydraulische Antriebseinheit, wie sie sich insbesondere zur Verwendung an einer Maschinenpresse wie beispielsweise einer Richt-, Biege- oder Abkantpresse oder aber einer Pulverpresse eignet, umfasst eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung 1, eine mittels eines Elektromotors 2 drehzahlvariabel angetriebene Hydraulikpumpe 3 (2-Quadrantenpumpe) mit einem Tankanschluss T und einem Arbeitsanschluss P, einen Hydraulikflüssigkeit bevorratenden Tank 4, eine zwischen den Arbeitsanschluss P der Hydraulikpumpe 3 und die hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung 1 geschaltete, mehrere elektrisch ansteuerbare Schaltventile S1, S2, S3, S4, S5 und S6 umfassende Ventilanordnung und - nicht gezeigt - eine auf die Schaltventile S1 - S6 und den Elektromotor 2 einwirkende Maschinensteuerung. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 1 ist doppeltwirkend ausgeführt; sie weist einen kolbenseitigen ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 und einen kolbenstangeseitigen zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 auf. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 1 ist dabei dergestalt mit senkrechter Bewegungsachse X des Kolbens 7 orientiert, dass der erste hydraulische Arbeitsraum 5 oberhalb des zweiten hydraulischen Arbeitsraums 6 angeordnet ist. Eine Druckbeaufschlagung des ersten hydraulischen Arbeitsraums 5 mittels der Hydraulikpumpe 3 resultiert in einer Abwärtsbewegung, die Druckbeaufschlagung des zweiten hydraulischen Arbeitsraums 6 indessen in einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 7. Zwischen den Tank 4 und den ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 der Zylinder-Kolben-Anordnung 1 ist ein Nachsaugventil 8 geschaltet, durch das hindurch der erste hydraulische Arbeitsraum 5 bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 7 im Eilgang mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt wird.
  • Die Antriebseinheit weist ein hydraulisches Dekompressionsmodul 9 auf. Dieses umfasst einen Hydraulikspeicher 10, der mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 über zwei unterschiedliche Verbindungsleitungen 11 und 12, welche allerdings streckenweise einen übereinstimmenden, gemeinsamen Leitungsstrang 13 mit einem darin angeordneten Lade-/Entladeventil 14 aufweisen, verbindbar ist. Einerseits ist der Hydraulikspeicher 10 des hydraulischen Dekompressionsmoduls 9 mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 über eine erste Verbindungsleitung 11 mit einem Druckbegrenzungsventil 15 mit Durchströmungsrichtung vom zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 zum Hydraulikspeicher 10 verbindbar; die erste Verbindungsleitung 11 stellt somit eine "Ladeleitung" für den Hydraulikspeicher 10 dar. Und andererseits ist der Hydraulikspeicher 10 über eine zweite Verbindungsleitung 12 mit einem in Durchströmungsrichtung vom Hydraulikspeicher 10 zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 öffnenden Rückschlagventil 16 verbindbar; die zweite Verbindungsleitung 12 stellt somit eine "Entladeleitung" für den Hydraulikspeicher 10 dar.
    Das Lade-/Entladeventil 14 öffnet (und schließt) dabei druckgesteuert, d. h. in Abhängigkeit von einem Steuerdruck, und zwar unmittelbar durch den Steuerdruck betätigt. Der Steuerdruck ist dabei der in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 herrschende Druck. Hierzu kommuniziert die Steuerdruckleitung 17 des - als hydraulisch betätigbares Ventil ausgeführten - Lade-/Entladeventils 14 mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 5. Die Schaltdruckschwelle des Lade-/Entladeventils 14 ist dabei so eingestellt, dass dieses bereits bei dem sich (infolge des Druckbegrenzungsventils 15) zu Beginn des Kraftgangs in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 einstellenden Druck öffnet.
  • Die Betätigung der Schaltventile S1 - S6 der Ventilanordnung sowie des Elektromotors 2 durch die Maschinensteuerung sowie die sich ergebende Bewegung des Kolbens 7 zwischen dem oberen Totpunkt (OT) und dem unteren Totpunkt während eines vollständigen Arbeitszyklus' ist in dem Funktionsdiagramm nach Fig. 2 veranschaulicht. Ebenfalls ist in Fig. 2 die sich durch dessen druckgesteuerte Betätigung ergebende Schaltsituation des Lade-/Entladeventils 14 während des Arbeitszyklus' veranschaulicht. Durch entsprechende Ansteuerung der Schaltventile S1 - S6 und des Elektromotors 2 - unter wahlweiser Beaufschlagung des ersten hydraulischen Arbeitsraums 5 bzw. des zweiten hydraulischen Arbeitsraums 6 der Zylinder-Kolben-Anordnung 1 im Pump- oder aber im Bremsbetrieb der Hydraulikpumpe 3 - lassen sich bei der gezeigten elektrohydraulischen Antriebseinheit während eines Arbeitszyklus' somit die Phasen
    • I: Halten des Kolbens im oberen Totpunkt,
    • II: Abwärts-Eilgang des Kolbens,
    • III: Umschaltphase
    • IV: Abwärts-Kraftgang des Kolbens,
    • V: Halten des Kolbens im unteren Totpunkt und
    • VI: Dekompression (samt aktivem Aufwärts-Kriechgang) und
    • VII: Aufwärtsbewegung des Kolbens im Eilgang durchführen.
  • Die Darstellung der Schalt- und Betriebszustände ist dabei teilweise schematisch, namentlich in dem Sinne, dass statt der weiter oben erläuterten allmählichen Veränderung der Drehzahl des Elektromotors eine sprunghafte Veränderung gezeigt ist. Dementsprechend ist auch die Kolbenbewegung durch Unstetigkeiten geprägt.
  • Bedarfsweise kann zwischen der Dekompressionsphase (VI) und der Aufwärtsbewegung des Kolbens im Eilgang (VII) eine zusätzliche Phase "Langsam-Aufwärts" vorgesehen werden. Hierzu wird der die Hydraulikpumpe 3 antreibende Elektromotor 2 zunächst mit gegenüber der Phase Aufwärts-Eilgang (VII) reduzierter Drehzahl betrieben; und das Nachsaugventil 8 wird, indem das Schaltventil S5 zunächst ebenso bestromt bleibt wie während der Phasen II - VI, zunächst noch nicht auf Durchlauf geschaltet, so dass die Hydraulikflüssigkeit durch die Ventilanordnung hindurch aus dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 in den Tank 4 verdrängt wird.
  • Zur effektiven Reinigung der Hydraulikflüssigkeit ist zwischen den Arbeitsanschluss P der Hydraulikpumpe 3 und die Ventilanordnung eine Filtereinheit 18 geschaltet, mittels derer im Pumpbetrieb der Hydraulikpumpe 3 die gesamte von letzterer geförderte Hydraulikflüssigkeit durch den Filter 19 gereinigt wird. Nur bei Verstopfung des Filters 19 strömt die von der Hydraulikpumpe 3 geförderte Hydraulikflüssigkeit über den "kleinen" Bypass 20, in dem das Rückschlagventil 21 wie ein Druckbegrenzungsventil wirkt und bei beladenem bzw. verstopften Filter 19 öffnet, um einem Filterbruch vorzubeugen. Im Bremsbetrieb der Hydraulikpumpe 3 strömt die Hydraulikflüssigkeit über den "großen" Bypass 22 mit dem Rückschlagventil 23 an der Filtereinheit 18 vorbei.
  • Bei der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung schaltet sich, wie dargelegt, das hydraulische Dekompressionsmodul - infolge des dann im ersten hydraulischen Arbeitsraum auftretenden sprunghaften Druckanstiegs - zu Beginn des Kraftgangs, d. h. in der Umschaltphase zu, wobei zeitgleich - durch gesteuertes Schließen des Schaltventils S2 - die Abströmung des aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum verdrängten Flüssigkeit zum Tank unterbunden wird. Eine weiter oben näher erläuterte Verlagerung des Zuschaltens des hydraulischen Dekompressionsmoduls auf einen späteren Betriebspunkt (beispielsweise den durch das Aufsetzen des Werkzeugs auf dem Werkstück charakterisierten "Klemmpunkt") durch Vorgabe einer dementsprechend höheren Schaltdruckschwelle für das Lade-/Entladeventil ginge Hand in Hand mit einer Modifikation des Hydrauliksystems. Und zwar bliebe in diesem Falle das Schaltventil S2 entsprechend länger, d. h. zumindest noch während eines ersten Teils des Kraftgangs geöffnet; und zweckmäßigerweise würde simultan zum Zuschalten des hydraulischen Dekompressionsmoduls (durch hydraulisches Öffnen des Lade-/Entladeventils) mittels eines ebenfalls druckgesteuerten, zum Schaltventil S2 in Reihe geschalteten Ventils die Abströmung des aus dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum verdrängten Flüssigkeit zum Tank unterbunden.
  • Wird das Lade-/Entladeventil des hydraulischen Dekompressionsmoduls nicht, wie nach dem Ausführungsbeispiel, hydraulisch betätigt, sondern vielmehr elektrisch gesteuert, ließe sich besonders einfach eine entsprechende koordinierte Zuschaltung des hydraulischen Dekompressionsmoduls bei gleichzeitigem Sperren des Ablaufs zum Tank (z. B. ortsgesteuert) an jedem beliebigen Betriebspunkt des Kraftgangs realisieren. In diesem Falle ließe sich die jeweilige Verfahrensführung problemlos bedarfsbezogen im Sinne größtmöglicher Effizienz optimieren.

Claims (11)

  1. Elektrohydraulische Antriebseinheit, insbesondere zur Verwendung an einer Maschinenpresse, mit
    - einer Zylinder-Kolben-Anordnung (1) mit einem kolbenseitigen ersten hydraulischen Arbeitsraum (5) und einem kolbenstangeseitigen zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6),
    - einem Hydraulikflüssigkeit bevorratenden Tank (4),
    - einer mittels eines Elektromotors (2) drehzahlvariabel angetriebenen Hydraulikpumpe (3) mit einem Tankanschluss (T) und einem Arbeitsanschluss (P),
    - einer zwischen den Arbeitsanschluss (P) der Hydraulikpumpe (3) und die Zylinder-Kolben-Anordnung (1) geschalteten, mehrere elektrisch ansteuerbare Schaltventile (S1 - S6) umfassenden Ventilanordnung,
    - einem zwischen den Tank (4) und den ersten hydraulischen Arbeitsraum (5) der Zylinder-Kolben-Anordnung (1) geschalteten Nachsaugventil (8),
    - und einer auf die Schaltventile (S1 - S6) und den Elektromotor (2) einwirkenden Maschinensteuerung, mittels derer die Schaltventile (S1 - S6) zwischen einer Beaufschlagung des ersten hydraulischen Arbeitsraums (5) und des zweiten hydraulischen Arbeitsraums (6) der Zylinder-Kolben-Anordnung (1) im Pumpbetrieb der Hydraulikpumpe (3) aus deren Arbeitsanschluss (P) umsteuerbar sind,
    gekennzeichnet durch ein hydraulisches Dekompressionsmodul (9) mit einem Hydraulikspeicher (10), der mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) über ein erste Verbindungsleitung (11) mit einem Druckbegrenzungsventil (15) mit Durchströmungsrichtung vom zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) zum Hydraulikspeicher (10) und über eine zweite Verbindungsleitung (12) mit einem in Durchströmungsrichtung vom Hydraulikspeicher (10) zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) öffnenden Rückschlagventil (16) verbindbar ist.
  2. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Dekompressionsmodul (9) ein Lade-/Entladeventil (14) umfasst.
  3. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) in einem für die erste Verbindungsleitung (11) und die zweite Verbindungsleitung (12) gemeinsamen Leitungsstrang (13) angeordnet ist.
  4. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) druckgesteuert öffnet, wobei die Steuerdruckleitung (17) mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum (5) kommuniziert.
  5. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) druckbetätigt ausgeführt ist.
  6. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) durch einen druckgesteuerten Stellantrieb betätigbar ist.
  7. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) durch einen ablaufgesteuerten Stellantrieb, welcher mit der Maschinensteuerung kommuniziert, betätigbar ist.
  8. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) manuell betätigbar ist.
  9. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Anordnung (1) mit zumindest im Wesentlichen senkrechter Bewegungsachse (X) des Kolbens (7) orientiert ist, wobei der erste hydraulische Arbeitsraum (5) oberhalb des zweiten hydraulischen Arbeitsraums (6) angeordnet ist.
  10. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Arbeitsanschluss (P) der Hydraulikpumpe (3) und die Ventilanordnung eine Filtereinheit (18) geschaltet ist.
  11. Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (3) als 2-Quadrantenpumpe ausgeführt und mittels der Maschinensteuerung in einen Bremsbetrieb mit zum Pumpbetrieb umgekehrter Dreh- und Durchströmungsrichtung umsteuerbar ist.
EP17735423.0A 2016-10-05 2017-06-26 Elektrohydraulische antriebseinheit Active EP3356683B1 (de)

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