Method for operating apparatus and such a metal forming machine for causing the machine metal forming machine or the like is operated hydraulically

申请号 JP2011521458 申请日 2009-07-27 公开(公告)号 JP5021848B2 公开(公告)日 2012-09-12
申请人 オイルギア タウラー ソシエテ パル アクスィオン サンプリフィエOilgear Towler S.A.S.; 发明人 ジャメ フレデリク;
摘要
权利要求
  • 液体加圧媒体によって金属成形機を作動させるための装置において、
    ピストン(1a,1b,2a,2b)とシリンダ室(1e,1f,2e,2f)を備え、前記ピストン(1a,1b,2a,2b)が交互に駆動される少なくとも2つの静水圧アクチュエータ(1,2)と、
    第1の液体加圧媒体によって少なくとも1つの弁(21,22)を介して前記静水圧アクチュエータ(1,2)を作動させる、吐出流量に関して可変の少なくとも1つのポンプ(34,35,36)と、
    前記ポンプ(34,35,36)から送り出された前記第1の液体加圧媒体を各静水圧アクチュエータ(1,2)の一方のシリンダ室(1f,2f)に導く第1の管(19,20)と、
    前記第1の液体加圧媒体と異なる第2の液体加圧媒体を、各静水圧アクチュエータ(1,2)の他方のシリンダ室(1e,2e)に導く第2の管(9,10)と、
    前記静水圧アクチュエータ(1,2)によって、前記金属成形機を作動させるために必要な圧力に加圧された前記第2の液体加圧媒体を前記金属成形機へ送出する第3の管(47)と、
    各他方のシリンダ室(1e,2e)と前記第3の管とを接続する第4の管(11,12)と、
    各第2の管(9,10)に設けられ、前記他方のシリンダ室(1e,2e)への流れのみを許容する逆止め弁(5,6)と、
    各第4の管(11,12)に設けられ、前記他方のシリンダ室から第3の管(47)への流れのみを許容する逆止め弁(3,4)と、
    各第4の管(11,12)に前記逆止め弁(3,4)と並列に設けられた予備圧縮弁(7,8)と、を備え、
    前記予備圧縮弁(7,8)は、一方の静水圧アクチュエータ(1,2)によって前記第3の管(47)に押し込まれた前記第2の液体加圧媒体を、該第2の液体加圧媒体を逆止め弁(3,4)を介して前記第3の管(47)へ押し込もうとする他方の静水圧アクチュエータ(1,2)のシリンダ室(1e,2e)へ流入させ、
    前記弁(21,22)は、前記第1の液体加圧媒体の分配弁として配置されていることを特徴とする、液体加圧媒体によって金属成形機を作動させるための装置。
  • 前記ポンプ(34,35,36)は複数設けられ、
    前記ポンプ (34,35,36)が、 同時に又は互いに独立して、 吐出流量を調節可能であるように構成されている、請求項1記載の装置。
  • 前記ポンプ(34,35,36)が、それぞれ、少なくとも1つの逆止め弁(29)を有しており、
    前記逆止め弁(29)を通じて、 第1の液体加圧媒体が、割り当てられた 前記弁 (21,22,23,24)へ搬送される、請求項1又は2記載の装置。
  • 前記静水圧アクチュエータ (1,2)が、圧力増大装置として構成されており、 前記第2の液体加圧媒体が、 前記逆止め弁(5又は6)及び/又はフィルタエレメントを介して、共通の流体源(18)から、 前記他方のシリンダ室(1e,2e)内へ送出される、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記静水圧アクチュエータ(1 ,2 )が、 前記第2の液体加圧媒体を、少なくとも1つの逆止め弁(3又は4)を介して 、前記第3の管(47)へ送出する、請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記静水圧アクチュエータ(1,2)が、前記第2の液体加圧媒体を、フィルタエレメントを介して前記第3の管(47)内へ供給する 、請求項 1から4までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記第2の液体加圧媒体は液体源(18)に貯留され、第2のポンプ(16)を介して前記他方のシリンダ室(1e又は2e)へ送出される、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
  • 各静水圧アクチュエータ(1,2) における前記シリンダ室(1e,1f又は2e,2f)及び前記ピストン(1a,1b又は2a,2b)は互いに同軸に配置され、前記ピストン(1a,1b又は2a,2b)が、等しい又は異なる 圧力作用面を有し、長手方向である 軸方向 (X−Y)で交互に移動する、請求項1から7までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記静水圧アクチュエータ(1,2)における一方のピストン(1b又は2b)の圧力作用面と、他方のピストン(1a又は2a)の圧力作用面とが10%〜45%だけ異なる、請求項8記載の装置。
  • 前記静水圧アクチュエータ(1,2)は、各ピストン(1a,1b,2a,2b)及び各シリンダ室(1e,1f,2e,2f)の軸方向が互いに平行にかつ鉛直方向に沿って配置されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の装置。
  • 各ピストン(1a,1b,2a,2b)のストロークが、0.5m〜3mである、請求項1から10までのいずれか1項記載の装置。
  • 各ピストン(1a,1b,2a,2b)のストロークが、1mである、請求項11記載の装置。
  • 前記弁(21,22,23,24)と前記ポンプ(34,35,36,16)と前記予備圧縮弁(7,8)と前記逆止め弁(5,6)の駆動を制御する制御システム(48)を備え、
    前記制御システム(48)は、全サイクル時間が4〜20秒となるように、2〜10秒で前記ポンプ(34,35,36,16)によりポンピングし、1〜9秒で前記弁(21,22,23,24)を作動させてピストンを戻し、0.5秒で逆止め弁(5,6)を閉じ、0.5秒で前記予備圧縮弁(7,8)を作動させて第2液体加圧媒体を予備圧縮させる、請求項1から12までのいずれか1項記載の装置
  • 前記制御システム(48)は、全サイクル時間が8秒となるように、4秒で前記ポンプ(34,35,36)によりポンピングし、3秒で前記弁(21,22,23,24)を作動させてピストンを戻し、0.5秒で逆止め弁(5,6)を閉じ、0.5秒で前記予備圧縮弁(7,8)を作動させて第2液体加圧媒体を予備圧縮させる、請求項13記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、ポンピングストローク及び戻しストロークの間のピストン(1a,1b又は2a,2b)の速度が、短い加速及び減速 期間を除いて一定であり、それぞれ100mm/秒〜500mm/秒、及び130mm/秒〜700mm/秒の値を有するように前記ポンプ(34,35,36,16)の駆動を制御する、請求項13または14記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、ポンピングストローク及び戻しストロークの間のピストン(1a,1b又は2a,2b)の速度が、短い加速及び減速期間を除いて一定であり、 それぞれ250mm/秒、及び330mm/秒の値を有するように前記ポンプ(34,35,36,16)の駆動を制御する、請求項 15記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記静水圧アクチュエータ(1,2)に、毎分4サイクル〜12サイク ルを行わせ前記逆止め弁(3,4,5,6)をそれぞれ、毎分4回〜12回作動 させる、請求項 13から16までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記静水圧アクチュエータ(1,2)に、毎分7.5サイクルを 行わせ前記逆止め弁(3,4,5,6)をそれぞれ、毎分7.5回作動 させる、請求項 17記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記静水圧アクチュエータ(1,2)に 200〜450barの圧力の 第2の液体加圧媒体を送出 させる 、請求項 13から18までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記静水圧アクチュエータ(1,2)に 200〜1400bar 圧力の 第2の液体加圧媒体を送出 させる 、請求項 13から18までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記静水圧アクチュエータ(1,2)に 200〜850barの圧力の 第2の液体加圧媒体を送出 させる 、請求項 20記載の装置。
  • 前記制御システム(48)は、前記金属成形機に送出される 第2の液体加圧媒体の流量及び/又は圧力 、駆動される 前記金属成形機の作動状況によって制御 する 、請求項 13から21までのいずれか1項記載の装置。
  • 前記第1の液体加圧媒体は、作動油又はエマルジョンであり、前記第2の液体加圧媒体は、水である、請求項1から22までのいずれか1項記載の装置。
  • 請求項1から23までのいずれか1項記載の液体加圧媒体によって金属成形機を作動させるための装置の制御方法において、
    イ)一方の静水圧アクチュエータ(1,2)のシリンダ室(1e,2e)に前記第2の液体加圧媒体を満たすと共に他方の静水圧アクチュエータ(1,2)のシリンダ室(1f、2f)に前記第1の液体加圧媒体を満たすステップと、
    ロ)前記一方の静水圧アクチュエータ(1,2)のピストン(1b,2b)を作動させてシリンダ室(1e,2e)内の第2の液体加圧媒体を前記逆止め弁(3,4)を通じて前記第3の管(47)に送出すると共に他方の静水圧アクチュエータ(1,2)のシリンダ室(1e,2e)内に第2の液体加圧媒体を流入させるステップと、
    ハ)前記一方のシリンダ室(1e,2e)内の第2の液体加圧媒体の送出の際に前記予備圧縮弁(7,8)を通じて前記他方のシリンダ室(1e,2e)内に第2の液体加圧媒体を流入させて 前記他方のシリンダ室(1e,2e)内に圧縮力を加えるステップと、
    ニ)前記イ)からハ)のステップを繰り返すステップと、
    を有することを特徴とする、液体加圧媒体によって金属成形機を作動させるための装置の制御方法。
  • 说明书全文

    本発明は、鍛造プレス、押出しプレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤又はその他の材料成形機等の加工機を作動させるための装置に関する。

    本発明の別の目的は、このような装置の適切な使用を提供することである。

    本発明は、金属成形機のための方法にも関する。

    更に別の目的は、本発明による装置を用いて、鍛造プレス等のこのような金属成形機のための制御方法を提案することである。

    鍛造プレス、鍛造ハンマ、押出しプレス、鋼加工機、フライス盤等の金属加工機は公知である。 独国特許第3326690号明細書には、圧の複数の可変流れ発生器を備えた液圧式鍛造プレスを作動させるための装置が記載されている。 これらの発生器は、逆止め弁を介して供給源からブーストポンプによって作動流体を受け取る。

    独国特許第1502282号明細書には、液圧式アクチュエータ及び蓄圧器を備えた鍛造プレスが記載されている。

    独国特許第2223709号明細書による鍛造プレスもまた、分配弁を介して蓄圧器と共に働く。

    要するに、一部の液圧式機械は、高性流体(High Water Based Fluids, HWBF)又は純水と共に働く。 これらの流体は、極めて攻撃的であり、いかなる形式のポンプによってもポンピングすることができない。 これらの流体を取り扱うための最も一般的な手段は、定容量形往復ポンプ、例えば三シリンダポンプ又は五シリンダポンプを使用することであり、液圧蓄圧器内へ送出し、液圧蓄圧器は次いでエネルギを比例弁を介してシステムへ戻す。 この形式のポンプが一定の流れを送出することは、サイクル(アプローチ段階、加工段階、戻り段階)の連続に従って異なる速度を必要とする機械の液圧シリンダを直接に駆動するための使用を妨げる。

    モータによって駆動される定容量形ポンプ、液圧蓄圧器、比例弁、及び液圧シリンダを備えたこれらの液圧機械の主な欠点は、以下のことである:
    −往復ポンプの使用−システムを固定するための安全部材を必要とする液圧蓄圧器の使用−蓄圧器が、所管官庁により定期的に認証される必要がある−蓄圧器に蓄えられた莫大なエネルギが、比例弁によって制御されなければならず、比例弁は、熱や、浪費電力を発生し、腐食により部材を摩耗させる。

    定容量形往復ポンプの原理は:
    電気モータシャフトが、回転速度を減じるためにギヤボックス内に進入している。 減速ボックスの出口シャフトは、カムシャフトを駆動し、回転運動を直進運動に変換し、直進運動は所定の数(通常は3又は5)のシリンダに伝達される。 シリンダのボディは、入口逆止め弁と、出口逆止め弁とを保持している。 カムシャフトが一回転する間に、シリンダのピストンは、後退運動を行い、ポンピングされる流体を入口逆止め弁からシリンダ内へ引き込み、次いで、前進運動を行い、流体を出口逆止め弁から送出する。

    これらの往復ポンプの主な欠点は以下のことである:
    −一定の流量しか送出されない−送出ポート、圧力管又はチャネルにおける流量又は圧力の脈動−カムシャフトへの交番荷重が疲れ破損を生じる−重要なメンテナンスコスト−機械的摩擦による不要な電力消費。

    本発明の課題は、これらの欠点を克服することである。

    本発明の1つの課題は、流体加圧媒体による、プレス、鍛造プレス、押出しプレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤又はその他の金属成形機等の処理機の作動のための装置を提供することである。

    本発明の別の課題は、本発明による装置の使用を提案することである。

    本発明の別の課題は、これらの金属成形機のための方法を提案することである。

    本発明の更に別の課題は、これらの金属成形機の制御方法を提供することである。

    本発明の更に別の課題は、上述のような金属成形機を提供することである。

    第1の課題の解決手段は、請求項1から5までのいずれか1項に独立して記載されている。

    上述の金属成形機のような加工機を作動させるための装置は、少なくとも1つの可変吐出量ポンプ又は2つ以上の可変吐出量ポンプを有しており、このポンプは、少なくとも1つの分配弁又は複数の分配弁を介して流体、例えば鉱油を直接に静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ(ラム)のシリンダ室にポンピング(圧送)する。

    可変ポンプによって送出される流体の圧力は、500bar、好適には350barに達することができる。 ジェネレータ又はアクチュエータのシールされたピストンは、それぞれ別個のピストンロッドを介して別のピストンに結合されており、この別のピストンは、別の又は同じシリンダにおいて、やはりシールされた状態で可動である。 別個のシリンダ室は、様々な管又はチャネルを介して、流体又は水ブースト供給部から別個に所定量の流体又は液体を受取り、この流体又は液体は、向き合って配置されたシリンダにおいて作動する可動なピストンによって圧縮される。 この流体若しくは水のような液体のための回路は、流体、例えば作動油をラムの反対側に配置されたシリンダ室へ送出する供給回路から完全に分離されている。 ピストン又はラムの対のうちの一方が上昇すると、ピストンの他方の対が下降し、一方が下降すると他方は上昇する。 ジェネレータ又はアクチュエータ又はラムが流体、特に水ベースの流体又は純水を、鍛造プレス等の金属成形機に結合された管又はチャネルシステム内へ送出する。 圧力ラインにおける周波数又は脈動は、極めて小さくかつ円滑であり、ほとんど等しい。 協働しかつ高圧の液体又は流体を金属成形機に通じるシステムへの管又はチャネルへ送出する、3つ以上、例えば4つ又はそれ以上のジェネレータ又はアクチュエータ又はラムが設けられることもできる。

    このような装置又は機械の主な利点は:
    −可変ポンプの使用−ロジック弁(開くか閉じるかであり、比例性がない)による回路の単純化−必要とされる時だけラムが送出するので電力消費が小さく、より優れた効率を有する。

    請求項1には、少なくとも1つの分配弁と、流量に応じて可変のモータ駆動式ポンプとを備えた、少なくとも2つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は圧力アクチュエータ又はラムを備えた装置が記載されている。

    独立請求項2には、少なくとも2つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は例えば静水圧アクチュエータを備えた、全て流量に応じて可変の多数のモータ駆動式ポンプを備えた加工機を作動させるためのこのような装置が記載されているのに対し、請求項3には、金属成形機に通じた圧力管又はチャネルの管又はチャネルシステムが、1つ又は複数のモータ駆動式ポンプに接続された管又はチャネルから完全に分離されていることを明らかにする、流量に応じて可変のモータ駆動式ポンプと、少なくとも2つの分離された、例えば静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータをとを備えるこのような加工機を作動させるための装置が記載されている。

    独立請求項4には、流量に応じて可変の複数のモータ駆動式ポンプが、作動液、作動油、エマルジョン等を送出し、これらを、分離された又は集合的な加圧媒体管又はチャネル内へポンピングし、可変ポンプから延びた加圧媒体管又はチャネルを、分配弁の相互接続を介して加圧ジェネレータ又はアクチュエータのそれぞれに接続することができ、割り当てられた加工機を作動させる目的で圧力ジェネレータ又はアクチュエータが異なる加圧媒体を別個の加圧媒体管又はチャネルシステムに送出し、加圧媒体が、圧力ジェネレータ又はアクチュエータ(ラム)を作動させるために可変ポンプによって送出される流体、例えば作動油とは異なることが記載されている。

    独立請求項5には、少なくとも2つの交互に駆動される圧力ジェネレータ又はアクチュエータを作動させる、流量に応じて可変の1つ又は複数のモータ駆動式ポンプを備えた加工機を作動させるための装置も記載されている。 可変モータにより駆動されるポンプによって送出される流体は、ジェネレータ又はアクチュエータによって圧縮される流体、例えば純粋又は高水性流体とは異なる。

    本発明による装置の使用が請求項22に記載されている。 このような解決手段は、鍛造プレス等の金属成形機に関して特別な利点を有する。

    本発明による方法は、独立請求項23に記載されている。

    本発明による制御は、独立請求項24において請求されている。

    従属請求項6から27には、独立請求項に関連する重要な特徴が記載されている。

    本発明の前記課題及び利点並びにその他の課題及び利点は以下の詳細な説明において明らかとなるであろう。 説明において、例として発明の好適な実施形態を示す添付の図面が参照される。 多くの変更及び修正が当業者に明らかとなるであろう。 したがって、発明は、説明された実施形態に限定されるべきではなく、請求項によって定義されるべきである。

    発明の1つの実施形態を例として添付の図面を参照しながら説明する。

    本発明による概略的な平面図である。

    原理を完全に理解するために装置のサイクルの間のシリンダの移動をステップごとに示す図であり、ステップ1はサイクルの最初であり、ジェネレータは出口逆止め弁を介して加圧流体をシステムに送出しており、入口逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンは流体をシステムへ送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられている。

    ステップ2において、ジェネレータに、依然として開いている入口逆止め弁を通じて流体が充填されており、逆止め弁が閉じられ、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出し、入口逆止め弁が閉じられている。

    ステップ3において、ジェネレータは予備圧縮のために準備されており、逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは依然として出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられている。

    ステップ4において、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンはシステムへ流体を送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられている。

    ステップ5において、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて加圧流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁が閉じられており、ジェネレータには、依然として開いた入口逆止め弁を通じて流体が充填されており、逆止め弁は閉じられている。

    ステップ6において、ジェネレータは依然として加圧流体を出口逆止め弁を通じてシステムへ送出しており、入口逆止め弁が閉じられており、ジェネレータは予備圧縮のために準備されており、逆止め弁は閉じられている。

    ステップ7は、サイクルの最後であり、ジェネレータは出口逆止め弁を通じて、加圧された流体をシステムへ送出しており、入口逆止め弁は閉じられており、ジェネレータは予備圧縮されており、圧力はシリンダに閉じ込められており、ピストンは流体をシステムに送出するように準備されており、逆止め弁は閉じられており、位置は図2aの位置と同じである。

    押出しプレス、鍛造プレス、鍛造ハンマ、鋼加工機、フライス盤等の加工機を作動させるための装置を三次元の図で示している。

    鍛造プレスに関する、図1による概略図を示している。

    図1及び図2において、静水圧圧力ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ(ラム)が、参照符号1及び2でマークされており、各静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ(ラム)は、互いに同軸に配置された2つのピストン1a,1b又は2a,2bから成る。

    ピストン1a,1b又は2a,2bは、シリンダ1c,1d又は2c,2d内でシールされた状態で方向X又はYに軸方向に可動である。 シリンダ1c,1d又は2c,2dは、それぞれシリンダ1c,1d又は2c,2dを含む1つのシリンダ部を形成するように互いに結合されていてもよい。

    ピストン1a,1b及び2a,2b並びにシリンダ1c,1d及び2c,2dは、図示された実施形態においては同じ寸法及び同じ直径を有している。 しかしながら、ピストン1a,1b及び2a,2bの圧力作用面の寸法は同じであっても、異なってもよいことは明らかである。

    ラム1及び2の圧力側においてより高い圧力又はより低い圧力をそれぞれ得るために、ピストン1b,2bの圧力作用面はピストン1a,2aの圧力作用面よりも大きくてよいか又は小さくてよいことも、当業者に明らかである。

    単純にするために、図面には2つの静水圧アクチュエータ1,2若しくは液圧式ジェネレータ又はアクチュエータ(ラム)が示されているが、1つ又は3つ以上の、例えば4つ又は6つ又は図示よりも多くの静水圧アクチュエータ1,2(ラム)を設けることができることも明らかであるべきである。

    静水圧アクチュエータ 1,2は、長手方向軸線が鉛直方向に配置されていてよい。 図では、ピストン1a,1b及び2a,2bが方向X又はYに移動することができるこれらの軸線は互いに平行であるが、必要であればシリンダは異なる位置、例えば水平方向に又は互いに傾斜して配置されていてもよい。

    静水圧アクチュエータ 1,2は互いに近くてはならないことも当業者に明らかである。 1つ又は2つ以上の静水圧アクチュエータは、他の静水圧アクチュエータから距離を置いて、例えば以下により詳細に説明される機能を変更することなく他の部屋に配置されてよい。

    ピストン1aの上方及びピストン1bの下方にはシリンダ室1f及び1eが設けられており、ピストン2aの上方及びピストン2bの下方にはシリンダ室2f及び2eが設けられている。

    シリンダ室1f及び2fはそれぞれ管又はチャネル19及び20に接続されており、これらの管又はチャネル19及び20は制御マニホルド25に接続されており、この制御マニホルド25は、それぞれソレノイドによって作動される2つの給入弁若しくは分配弁21,22と、2つの送出弁23,24とを有しており、前記ソレノイドはオートメーションキュービクル48によって制御される。 これらの弁21,22,23及び24はローディングマニホルド27に接続されていてよい。 管52は、3つのポンプ34,35,36を備えたポンピングステーションへ通じていて、これらのポンプ34,35,36は流量に応じて可変である。 各ポンプ34,35,36は、適切なモータ、例えば電気モータ31,32,33によって駆動される。 各ポンプ34,35,36は、オートメーションキュービクル48によって流量に関して制御可能であってよい。 ポンプ34,35,36は、個別に又は同時に一緒に流量に関して制御されてよい。 4つ以上又は2つ以下、例えば4つのポンプを設けることができ、必要であれば全てのポンプは流量に関して可変である。 好適には、全てのポンプ34,35,36は等しく構成されており、同じ制御入力を受け取ると所定の時間の間に同じ流量を発生してよい。

    ポンピングステーションには、流体のためのろ過及び冷却ループ40が設けられており、前記流体はポンプ42によってポンピングされ、管46を通じて送出される。 この流体は、好適には作動油又はエマルジョン等の作動液であることができる。 ろ過及び冷却ループ40は、モータ41と、ポンプ42と、バイパス逆止め弁43を備えたフィルタエレメント44と、冷却ステーション45とを有している。 ポンピングステーションの貯蔵部51は、適切な量の流体、例えば作動油を含んでいてよい。

    3つのポンプ34,35,36の圧力ライン又は圧力管37,38,39は、ローディングマニホルド27に接続されている。 図1には、全ての3つのポンプ34,35,36は分岐管又はチャネル、つまり圧力管 37,38,39を介して1つのローディングマニホルド27に接続されているが、マニホルド27等の分離されたローディングマニホルドにそれぞれの3つのポンプ34,35,36の圧力管を接続することも可能である。

    ローディングマニホルド27は、電気的に制御される弁28と、逆止め弁29と、圧力リミッタ30とを有している。

    静水圧アクチュエータ 1及び2からの逆流流体を貯蔵するために、管26は適切なコンテナ又は貯蔵部51に通じている。

    参照符号13は、バイパス逆止め弁15を備えたフィルタ14と、ポンプ16を駆動するモータ17と、作動流体源18とを備えたろ水ブースト供給部である。

    シリンダ室1eは、管又はチャネル11と、出口逆止め弁3とを介して圧力管(圧力ライン又はチャネル) 47に接続されており、この圧力管 47は、加工機、例えば鍛造プレスに通じており、この加工機は、 静水圧アクチュエータ 1及び2によって駆動されなければならない。 参照符号7は、ソレノイドを備えた予備圧縮弁を示しており、この予備圧縮弁7は、シリンダ室1eを予備圧縮するために作動された時に逆止め弁3をバイパスすることができる。

    シリンダ室2eは、逆止め弁4を介して、管又はチャネル12と、 圧力管 47とに接続されている。 参照符号8は、ソレノイドを備えた予備圧縮弁を示しており、この予備圧縮弁8は、シリンダ室2eを予備圧縮するために作動された時に逆止め弁4をバイパスすることができる。

    両シリンダ室1e及び2eは、入口逆止め弁5及び6を介して、それぞれ管又はチャネル9又は10に接続されており、これらの管又はチャネルは、ろ水ブースト供給部13に接続されている。

    図示された実施形態において、圧力管47と、管11,12,9,10と、水ブースト供給部13とによって構成された管又はチャネルシステムは、主に管19,20,26,52によって構成された管システム又はチャネルから分離されている。

    ろ水ブースト供給部13は、図示の実施例では、純水をシリンダ室1e及び2eへ交互に送出するのに対し、ポンプ34,35,36は、作動油又はエマルジョン等の作動流体を給入弁及び送出弁21,22,23,24を介して静水圧ジェネレータ又はアクチュエータのシリンダ室1f及び2fへ交互に送出する。

    従って、シリンダ室1f及び2fと1e及び2eとを充填する両流体は、完全に異なることができる。 シリンダ室1e及び2eにおいては純水であることができるのに対し、シリンダ室1f及び2fへ押し込まれる流体は作動油又はエマルジョンであることができる。 圧力を受けてシリンダ室1e及び2eを充填する流体、例えば水は、ピストン1a,1b又は2a,2bを方向Xへ交互に移動させるのに対し、管19及び20を通じてシリンダ室1f及び2f内へ送出される流体、例えば作動液は、ピストン1a,1b又は2a,2bを方向Yへ駆動し、 圧力管 47を介して、圧力を受けた流体によって鍛造プレス等の加工機を作動させる。

    ろ水ブースト供給部13によって管9及び10のそれぞれにポンピングされる水等の流体は、1〜15bar、好適には4barの圧力に加圧することができるのに対し、管26,52を通じてポンプ34,35,36によって送出される圧力は、500bar、好適には350barに達することができる。

    管47における流体又は液体の圧力は、本発明による装置によって駆動されなければならない加工機に応じて、1400barに達することができる。

    図3において、構成要素は、図1において使用されたものと同じ参照符号でマークされている。 参照符号48は、モータ31,32,33と、ポンプ34,35,36と、全ての弁21,22,23,24,7,8,28と、ブースト供給部13のポンプ16のためのモータ17とを制御する、 制御システム(電源及びオートメーション制御キャビネット)である。 2つの静水圧アクチュエータ 1及び2は、鉛直方向に位置決めされており、 静水圧アクチュエータの長手方向軸線は互いに平行である。 2つの静水圧アクチュエータ 1及び2から、加圧された流体を受け取る加工機は図示していない。

    ピストン1a,1b又は2a,2bのピストン又はラムストロークはそれぞれ、1メートルである。 各ラムストロークの全サイクル時間は、約8秒、すなわちポンピングするための4秒と、戻りの3秒と、入口逆止め弁5又は6を閉じるための0.5秒と、流体を予備圧縮するための0.5秒との合計である。

    ポンピング及び戻りストロークの間のピストン1a,1b又は2a,2bの速度は、ストロークの最初及び最後における短い加速及び減速期間を除いて、ほとんど一定であり、それぞれ約250mm/秒と330mm/秒との値を有する。 これは、三シリンダポンプの平均速度よりも10倍小さく、三シリンダポンプの最大速度の15倍以上小さい。

    図3に示された実施形態において、ピストン1a,1b又は2a,2bのそれぞれの対は、毎分15メートルの距離を移動する。 これは、三シリンダポンプよりも10倍小さい。 シールの寿命と、接触面の摩耗とは、著しく改善される。

    戻りにおける図示の装置の制御は、ばねによる入口逆止め弁5又は6の自然の閉鎖を許容するために0.5秒節約する。 入口逆止め弁 5又は6を通る、圧力を受けた逆流は生じず、ひいては三シリンダポンプと比較して全体的な効率が高まる。

    ピストン1a,1b又は2a,2bは、図示の実施形態において毎分7.5サイクルを行う。 各入口及び出口の逆止め弁5,6又は3,4は、三シリンダポンプにおける逆止め弁の場合の毎分約300回の開閉と比較して、毎分7.5回作動する。

    図1に示された装置は、可変ポンプ、圧力又は容積制御としても働くこともでき、流れが必要とされないときには、 ピストン 1a,1bは定置である。

    可変ポンプ34,35,36は、所要の流れを、加工機の各機能のために、 静水圧アクチュエータ 1又は2のシリンダ1c,2cに直接に提供することができるという利点を有する。 その結果、 静水圧アクチュエータ 1又は2は、それぞれの段階(アプローチ、加工段階、戻り)において加工機の速度を制御するために所要の流れを送出する。

    三シリンダポンプ又は水システムと比較すると、これらの定容量形三シリンダポンプは、高圧蓄圧器を充填する。 これらの蓄圧器は、アクチュエータの速度を制御するために比例絞り弁を通じて液圧システムに流れを提供するので、
    −熱を生じ、
    −電力を浪費し、
    −侵食により構成部材を摩耗させ、
    −汚染粒子を発生する。

    静水圧アクチュエータ 1,2の鉛直方向取付けは、上部に取り付けられたシールが最良の条件において働くことを許容し、同心性を提供し、汚染粒子は底部に位置する(シールから遠く離れている)。

    本発明による装置の全体的な効率は、機械的に駆動されるポンプよりも優れている(電力消費が小さい)。

    図1及び図3に示された装置は、容易にサイズ決めすることができるので、(例えば)250〜1400bar、好適には250〜450bar又は250〜850barの圧力の様々なレベルにおいて、(ラム及びジェネレータのための)純水、作動油、エマルジョン等の様々な流体を用いて働くことができる。

    図1及び図3に示された装置は、複数の構成部材から形成されており、これらの構成部材のほとんどは、市販されており、一般に複数のモータ−ポンプグループを備える。 1つのグループが故障しても、図1及び図3に示された装置は、特に3つ以上の静水圧アクチュエータ 1及び2、例えば4つ又は6つのこのような静水圧アクチュエータ 1及び2が設けられているならば、より低い性能で依然として作動することができる。

    静水圧アクチュエータ 1及び2は、 圧力管 47における流体圧力の僅かな脈動で、極めて安定した均一な流れを生ぜしめる。 ほとんどポンピング効果はない。

    図2aから図2gまでは、 静水圧アクチュエータ 1及び2のピストン1a,1b,2a,2bの典型的なサイクルを示している。

    図2aにおいて、ピストン1bは最も下方の位置にあるのに対し、ピストン2aは最も上方の位置にある。 シリンダ室2eは予備圧縮位置にあり、この予備圧縮位置においては、管12から来る流体、例えば純水は予備圧縮弁8を通じてシリンダ室2eへ送出されるのに対し、ピストン2bは、方向Y(下方)への移動を開始することによって高圧を送出する。

    図2bは、図2aの状態から移動を開始して3秒後における同じ静水圧アクチュエータ 1及び2を示している。 シリンダ室1eに、開いている逆止め弁5を通じて水が充填されている。 シリンダ室2eから、高圧を受けた流体は、下方位置へのシリンダ2bの移動により、逆止め弁4を通じて圧力管47へ送出される。

    図2cは、図2aの状態から3.5秒後の中間位置である。 逆止め弁5は閉じられている。 シリンダ室2eから、高圧下の流体が、逆止め弁4を通じて圧力管47内へ送出されている。

    図2dは、図2aの位置から4秒後の位置を示している。 ピストン2bは、完全に下方の位置にあり、高圧の流体を、逆止め弁4を通じて圧力管 47内へ送出するのに対し、シリンダ室1eは予備圧縮位置にあり、この予備圧縮位置において、管11から来る流体は、予備圧縮弁7を通じてシリンダ室1e内へ送出される。

    図2eは、図2aの位置から始まって7秒後の状況である。 シリンダ室1eから、高圧の流体は、逆止め弁3を介して圧力管47内へ送出され、シリンダ室2eにおけるピストン2bは、流体、例えば純水が予備充填されることにより方向Xに移動している。

    図2fは、図2aから始まって7.5秒後のジェネレータ又はラムを示している。 シリンダ1dは、流体、例えば純水を、逆止め弁3によって、高圧下の圧力管47内へ送出するのに対し、入口逆止め弁6は閉じており、ピストン2bは方向Xへ完全に移動させられている。

    図2gは、位置2aから8秒後の状況である。 ピストン1bは、方向Yへ完全に下方へ移動させられており、シリンダ室2eは、弁8の開放により予備圧縮されている。 ピストン2bは、高圧の流体を逆止め弁4を介して管47内へ押し込むように準備されている。

    図2aから図2gに関して説明したサイクルの間、シリンダ室1f及び2fに交互に流体が充填され、このサイクルの間、異なる流体又は液体、例えば作動油は、分配弁21,23,22,24を介して、適切な電子的及び/又は電気的な制御システム48によって制御される可変ポンプ34,35,36の作動によって、充填される。

    前記説明から、 静水圧アクチュエータ 1及び2は常時互いに反対方向に移動することが明らかである。 例えば、ピストン1a,1bは方向Yに移動しているならば、同時にピストン2a,2bは方向Xに移動しており、又はその逆である。

    圧力管 47は、逆止め弁59を介してローディングマニホルド57へ通じており、分配弁又は複数方向弁又は分配弁63へ通じているのに対し、参照符号58は、ローディング弁を示している。 弁60及び参照符号58は圧力逃がし弁である。

    減圧及び送出弁61は、管を介して圧力ライン67を通じて戻しシリンダ68,69へ接続されており、戻しシリンダは、図示の実施形態において、主シリンダ75と、主ラム74と、鍛造テーブル71とを備えた鍛造プレスの主ビーム73におけるピストン及びピストンロッドと共に働く。 参照符号70は、鍛造されるインゴットであり、76は、圧力パイロット供給部77を備えたプレフィル弁及び排出弁である。 主シリンダ75は圧力ライン66に接続されており、圧力ライン66は、減圧及び送出弁62と、減圧及び戻しラインとを介して、適切なコンテナに通じているか、又は分配弁63を介して圧力管 47に通じており、これにより、分配弁63の位置に応じて、 圧力管 47における圧力を受けた作動液は、圧力ライン66を介して主ラム74に作用し、鍛造ツール72を鍛造されるインゴット70に対して押し付ける。 図4に示された鍛造プレスの代わりに、鍛造ハンマ、又は押出機、又は鋼加工機、フライス盤、又はその他の金属成形機等の別の適切な装置を、 静水圧アクチュエータ 1,2によってそれぞれ作動される適切な形式で配置することができる。

    発明の1つの実施形態が図示及び説明されているが、特に、可変ポンプ及び/又は静水圧ジェネレータ又は静水圧アクチュエータ(ラム)の数に関して、幾つかの変更を行うことができる。 従って、発明の精神及び請求項の範囲の中で、示された実施形態において様々な変更が行われてよい。

    1 ジェネレータ、アクチュエータ、ラム 1a ピストン 1b ピストン 1c シリンダ 1d シリンダ 1e シリンダ室 1f シリンダ室 2 ジェネレータ、アクチュエータ、ラム 2a ピストン 2b ピストン 2c シリンダ 2d シリンダ 2e シリンダ室 2f シリンダ室 3 出口逆止め弁 4 出口逆止め弁 5 入口逆止め弁 6 入口逆止め弁 7 予備圧縮弁 8 予備圧縮弁 9 管、チャネル 10 管、チャネル 11 管、チャネル 12 管、チャネル 13 流体ろ過ブースと供給部 14 フィルタエレメント 15 バイパス逆止め弁 16 ポンプ 17 モータ 18 流体又は液体源、液圧源 19 管、チャネル 20 管、チャネル 21 給入弁、分配弁、複数方向弁 22 給入弁、分配弁、複数方向弁 23 送出弁、分配弁、複数方向弁 24 送出弁、分配弁、複数方向弁 25 制御マニホルド 26 管、チャネル 27 ローディングマニホルド 28 弁 29 逆止め弁 30 圧力制限器 31 主モータ、モータ 32 主モータ、モータ 33 主モータ、モータ 34 ポンプ 35 ポンプ 36 ポンプ 37 管、チャネル、圧力管 38 管、チャネル、圧力管 39 管、チャネル、圧力管 40 冷却及びろ過ループ 41 モータ 42 ポンプ 43 バイパス逆止め弁 44 フィルタエレメント 45 冷却ステーション 46 管、チャネル 47 管、チャネル 48 電源及びオートメーション制御キュービクル、オートメーションキュービクル、
    キャビネット 49 支持フレーム 50 補助モータ 51 液圧式貯蔵部、コンテナ 52 管、チャネル 53 −
    54 −
    55 −
    56 −
    57 ローディングマニホルド 58 圧力リリーフ弁 59 逆止め弁 60 弁 61 減圧及び送出弁 62 減圧及び送出弁 63 分配弁 64 減圧及び戻りライン 65 減圧及び戻りライン 66 主シリンダへの圧力ライン 67 戻りシリンダへの圧力ライン 68 戻りシリンダ 69 戻りシリンダ 70 鍛造されるインゴット 71 鍛造テーブル 72 鍛造ツール 73 主ビーム 74 主ラム 75 主シリンダ 76 プレフィル及び送出弁 77 圧力パイロット供給部 X ピストン1a,1b,2a,2bの後方移動 Y ピストン1a,1b,2a,2bの前方移動

    文献のリストDE 3326690C2
    DE 1502282
    DE 2223709

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