用于操作废料剪切机的液压系统中的液压控制机构

技术领域

本发明涉及一种用于操作一种机床的液压系统的液压控制机构，这样 的机床例如是用于加工任意类材料、例如对其进行压缩和/或剪切的压力机， 尤其是一种作为所谓废料剪切机的用于切割金属废料的剪切机。

现有技术

这类如压力机的机床主要包括：

-一个机架，其带有至少一个在该机架上行进并固定在其上、并用于 将挤压或压紧材料的夯锤向着工作台推进的第一液压缸和至少一个在该机 架上行进并固定在其上、并用于将一个如对材料进行最后加工的剪切刀具 向着一位于所述工作台上的固定刀具推进的第二液压缸；

-一个所谓的液压控制机构，其包括储箱、泵、控制箱、阀门和喷嘴、 以及供第一和第二液压缸进行周期性循环工作的液压介质。

已公知在液压控制机构中要采取这样的手段，即，至少在其中一个液 压缸的工作冲程结束时(如将金属废料切割开后)要在该液压缸中产生一个 减缓所谓(切断)冲击的缓冲压力。

长期以来这种(切断)冲击的共性问题已公知，在德国专利申请公开说明 书DE 28 08 091 A1、DE 28 24 176 A1、DE 29 09 119 A1、DE 35 34 467 A1和 德国专利说明书DE 22 21 290 C3、DE 29 28 777 C2、DE 31 12 393 C2以及 德国专利申请公开说明书DE 195 29 134 A1已作了具体说明。

一种可采用和已利用的解决该问题的办法是在欧洲专利说明书EP 0 765 203 B1的独立权利要求的前序部分的基础上有利地采用其如下特征部 分的技术特征来补充实现的：

-与缓冲压力相当的控制压力可通过将调节油从该工作液压缸的活塞 侧缸腔经一旁路管道送往控制腔来形成；

-在该旁路管道中设置了一个用于阻断通往活塞侧缸腔的止回阀。

此在先公知的液压控制机构按其功能可按照下述与减缓(切断)冲击相 关运行过程的步骤来说明：

1.液压缸连同刀具向下行进。借助压力阀54在该液压缸的活塞杆侧缸 腔12产生一个反压。该阀54与阀31共同起到二级限压安全阀的作用，其 中该阀31为主级。阀38由弹簧保持在P-A为通路的位置，因为在40处的 压力到该时刻仍然是小的。做下行程运动时活塞杆侧缸腔12内的反压是必 要的，以承受吊挂在液压缸上的负载。无此反压，则该液压缸在重力影响 下受该活塞杆和吊挂着的负载G的重量的作用所行进得要快于由预定泵送 量形成的行进。这导致活塞侧腔室10出现会引起液压缸密封问题的低压。

2.该液压缸或该刀具落在材料上。活塞侧腔室10内的压力增加，因为 液压缸此时不再运动。泵继续输送油，这导致活塞侧腔室10内的压力上升。 该压力上升继续传递到控制管道62、阀58和管道40，并导致阀38接通到 A-T位置。然后，阀31的控制腔室经喷嘴21和阀38与储箱相连通，该阀 31克服弹簧的作用而打开。结果，先前所需要的环形腔室12的反压瓦解。 此时液压缸可以施加所预期相当于压力和活塞面积乘积这样大小的作用力 来切割材料。在达到切割力时该刀具切割材料。

3.刀具由在活塞侧腔室10内起弹簧作用的油容积来加速。紧接在切割 之后活塞侧腔室10内的压力因膨胀而降低。同时阀38由于控制压力而返 回到基准位置P-A。由加速的液压缸所产生的油流一部分经喷嘴36和阀38 导送到阀31的控制腔。环形腔室的压力如在上述第3.1段中那样向上受到 二级限压安全阀54/31的限制。该反压就形成一种对(切断)冲击的缓冲。

4.如在第2步中可看到的，在切割时刻之前活塞侧腔室10内的压力是 高的，且环形腔室的压力向着储箱释放。由于活塞侧腔室10内的压力此时 高于环形腔室12的压力，油从活塞侧腔室10经过管道68和喷嘴70、36 以及止回阀72流到环形腔室，从而经过阀31流到储箱。此油流与其所处 压力的乘积就可能成为十分不利的、不希望产生的功率损失。

在切割时(如在第3步中所述)，活塞侧腔室10的压力至少部分被破坏。 因为活塞侧腔室10的压力降低了，且由于液压缸的加速在环形腔室12内 产生压力，就存在着油经管道68流走的危险。于是压力降变成与止回阀反 向。

因此，管道68也会导致一个替代辅助性缓冲作用的相互作用。此外， 已确定：为使所希望的对(切断)冲击的缓冲生效，该阀38首先必须接通到 基准位置。其前提是管道40中(从而在这之前在活塞侧腔室10内)的压力必 须被破坏。在特殊的情况下，可以没有液压油流经管道68和随后流经阀38， 因为这基于电路逻辑而要求最佳条件下的辅助手段且将必需的油经喷嘴36 送往预控制机构。

因而，还另外通过第4步用简单的手段来支持已有的对于(切断)冲击的 缓冲作用，然而并不是立即就有现成的手段或者还需要作进一步的工作。

对于工业实践中实现的那些已包含有所提到的欧洲专利说明书 EP0765203B1的独立权利要求前序部分所限定的技术特征(相当于前面所述 的第1步到第3步)的、尤其是废料剪切机的液压控制机构，就其对(切断) 冲击的缓冲的功能而言已证明其只是按照一个复杂的液压问题进行的改 进。就第4步中所描述这功能的技术手段的有效性而言，这仅仅在采用了 辅助手段后才可部分实现。这意味着至少明显增加成本。

为寻找解决上述问题的技术方案，按照德国专利申请公开说明书DE 43 12283A1例如对于大型的然而连续工作的槽式压缩打包机(Kanalballen- presse)提出了一种用于液压高功率执行机构的控制机构，该高功率执行机构 在负载作用下被控制从一初始工作位置作反向运动，在作反向运动的过程 中，该执行机构中受液压压力作用的工作腔室经一换向阀与一低压回流管 相连通，该换向阀的阀位置通过一具有至少一个节流板的控制管道以液压 方式来实现。

其中，在该换向阀和节流板之间接入一个起稳压作用的延迟机构。

如果就本说明书开始部分提到的结构的机器对此控制机构进行分析， 虽然推荐了一种用于降低去负载冲击的阀门的结构布置，且尽可能平缓地 将腔室内的压力从一系统中卸掉以减少储箱管道内的冲击，然而用此措施 在一液压缸中快速建立反压、然后再对其进行限制却是不可能实现的。

因此，从该德国专利申请公开说明书DE 43 12283A1中也不能得到解 决上述问题的苗头。

在本说明书开始部分所说明的那一类机器的液压缸中，考虑到其特定 工作原理而要求的尽快建立和限制反压这一目标也不能按照欧洲专利申请 公开说明书EP 1 186 783 A1中的手段来实现。在该欧洲专利申请EP 1 186 783 A1中，仅仅将流出一个液压缸的油用于通常的向第二液压缸施压和驱 动。而如公知的那样，这样做是为了在这篇专利申请中所提到的机器中主 要实现液压控制的基本功能。

因此确定，对于本说明书开始部分所明确的压力机、尤其是用于切割 金属废料的剪切机借助液压控制机构对(切断)冲击的缓冲问题至今未整体 在所述液压系统范围得到解决。

于是，在如压力机、尤其是用于切割金属废料的剪切机那样的机床的 液压控制机构中，由泵所提供使用的液压介质的体积限制了液压缸的运行 速度，因为流向储箱的液压介质通常未被利用。加上，如所述压力机或剪 切机中带有如工具那样悬挂质量的垂直工作液压缸对液压控制机构提出了 特殊的要求。如果在这些液压缸向下行进做下行程运动时简单地让该液压 缸的环形腔室向着储箱卸载，则该液压缸的活塞由于自身的质量和所吊挂 着的负载而向下行进，且可能赶在泵起作用之前。这至少会对液压缸密封 的寿命起负面影响，还可能对整个液压系统产生不利影响。

最后，在上述应用的传统液压控制机构中，在两液压缸同时做上行程 运动时，加工过程的循环工作时间例如在剪切后受到明显的限制。

发明内容

具体实施方式