液压挤压机和用于操作液压挤压机的方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括至少一个压力冲头的液压挤压机，所述压力冲头被来自主管路(1)的液压油驱动，并且使用液压控制压力来控制所述挤压机。为了使非生产时期最小化，也将控制压力供应给所述主管路。
【专利说明】液压挤压机和用于操作液压挤压机的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液压挤压机，其具有驱动作为主消耗体的至少一个压力冲头的主液压管路，并且具有液压控制压力系统。同样地，本发明涉及用于操作液压挤压机的方法，所述液压挤压机具有至少一个压力冲头，其中，通过来自主管路的液压油来驱动至少所述压力冲头，并且使用液压控制压力来控制挤压机。
【背景技术】
[0002]这样的挤压机在现有技术中是充分已知的，其中这样的挤压是一种成型方法，其中使用液压压力冲头将优选为预热过的重金属块或轻金属块(也称为螺栓)挤压通过模具或通过模型来生产带状的半成品，该半成品通常称为型材。
[0003]用于这些挤压机的压力冲头的通常的液压驱动包括数量取决于机器的主泵，该主泵可例如通过用于不同的消耗体群组(例如多个缸体，用于液压压力冲头的压力冲头可在所述缸体中运行)的管路阀来根据需要地打开。
[0004]通过相应的泵开关和消耗体回路，一个轴可分别与其他消耗体群组的各个轴同时驱动。在这方面，通常可将位于不同的管路上的泵互连，由此通过泵的分配和泵的相关的输送流调节来限定和控制移动顺序和速度。挤压机建造成用于当前时刻的位于约1MN到约150MN之间的范围内的不同的挤压力。由于工具的几何形状或型材的几何形状以及由于挤压方法，对于机器尺寸而言，分别导致了不同的挤压力，并因此导致了不同的挤压压强，并且由此在挤压过程之外对主轴产生了不同的方法压力。
[0005]因此，液压挤压机通常具有单独的控制压力系统，以便在任意时候以足够的操作可靠性确保例如阀门控制器或泵驱动可获得相应的控制压力，。
[0006]在这方面，应当理解的是，在压力冲头后退移动期间和当装载新的块体或螺栓时，或在其他设置活动期间，非生产时期是不可避免的，在这个时期内相应的挤压机不进行生产。因此，本发明的目标是使非生产时期最小化。
【发明内容】
[0007]结果，提出了具有独立权利要求的特征的所述类型的液压挤压机和用于操作液压挤压机的所述类型的方法。
[0008]在这方面，例如可通过一种液压挤压机来减少非生产时期，所述液压挤压机具有驱动作为主消耗体至少一个压力冲头的主液压管路，并且具有液压控制压力系统，该挤压机的特征在于，该主管路和控制压力系统在压力侧彼此相连，这是因为在特定条件下，尤其是如果在主管路中需要大的油体积流量，也可使用来自控制压力系统的油或控制油。
[0009]因此，也可通过一种用于操作具有至少一个压力冲头的液压挤压机的方法来减少非生产时期，在该液压挤压机中通过来自主管路的液压油来驱动至少所述压力冲头，并且使用液压控制压力来控制挤压机，该方法的特征在于，也将该控制压力施加到主管路上。
[0010]就这方面而言，尤其是源自这样的主要认知:也可通过增加挤压机的总产量来减少这样的非生产时期，因为尤其可挤压较大和较长的块体或螺栓。这因此导致了非生产时期的成比减少，然而因此控制压力泵在长的阶段中根据压力周期而仅仅继续用于平衡掉漏出的油损失，而剩余的油落回低输送流中，因此它们仅略微地得到使用。在设计用于较大或较长的块体或螺栓的挤压机的情况中，甚至进一步强化了后一种情况，因此考虑到操作可靠性，最终只能以非常有限的形式来将控制压力泵设置为相应较小的尺寸，因为必须在所有的操作时间内达到所需的控制压力。
[0011]在后退移动中使用控制油(例如大体积量的控制油通常必须在低压下移动)会导致非生产时期减少0.5秒到0.8秒或更多，甚至如在实验中已经显示的，在仔细估算的情况中也是如此。假设即使在其他运动顺序的情况中可实现非生产时期的进一步减少，使得在此方面可实现总的非生产时期的显著减少，尤其是不必以显著的方式(尤其是针对其性能特征)而增加挤压机的整体设计，这是相对有利的，尤其是还针对以相应的形式装备的挤压机的成本而言，这是因为最终仅必须使用相对具有成本优势的附加的部件，例如补充性的连接管路和合适的阀门或用于油的临时存储装置。
[0012]在这点上，可以缩短非生产时期而不会增加用于压缩过程的所需的或要严密控制的驱动功率，并且这因此具有成本优势。
[0013]如在现有技术中已知的，优选地主管路的流量可调节，以便能够在尽可能最短的时间段内以操作可靠的方式来获得挤压机的操作所精确需要的流量。
[0014]附加地或替换地，控制压力系统优选地为压力可调节的，或控制压力优选地保持在最小压力之上，以便总是能可靠地获得所需的控制压力。最小压力优选为80%的所需控制压力，优选地最低限度地为90 %的所需控制压力，以便可靠地允许以这种方式来控制。应当理解的是，以已知的方式将整个系统中的压力限制在最大压力，以便能够以操作可靠的方式来阻止液压系统的损伤。
[0015]在这个方面，应当提及的是，例如可以提供已经提及的主缸体、侧部缸体、传感器缸体或台导槽来作为主管路中的主消耗体。同样地，通过主管路，可相应地驱动例如用于轴驱动的液压马达等。
[0016]在这个方面，优选地通过消耗体群组或消耗体控制器将不同的主消耗体彼此连接，以便可以相应地具有基于群组的响应。在这个方面，应当理解的是，可通过相应的主泵来单独地或共同地向消耗体群组或控制器供应液压油，这可通过相应切换的管路阀而以已知的方式容易地执行。
[0017]如在现有技术中所已知的，可通过控制压力系统来容易地驱动需要相对小的体积流量的阀门控制器或液压泵，以及第二消耗体。相应的第二消耗体可以例如是块体或螺栓的装载件或块体或螺栓的装载夹持件等。同样地，可通过控制压力系统或通过控制压力来在合适的位置处施加释放压力等。
[0018]尤其可通过成比例的体积流量控制来将控制压力施加到主管路。以这种方式，尤其可以确定，由于将控制压力施加到主管路上，控制压力不会突然下降，并且控制压力系统在所有的操作状态中均保持为能够控制的。优选地，为此目的，在主管路的方向上在主管路和控制压力系统之间提供了用于成比例的体积流量控制的器件，例如合适的节流阀或压力补偿器。
[0019]通过具有指向主管路的开口方向的至少一个回流阀来阻止流量从主管路回流进入控制压力系统，后者是不允许的。
[0020]可以将液压油存储在一个或多个存储装置中，并且通过控制压力将液压油从这个存储装置、这些存储装置或这些存储装置中的一个施加到主管路。以这种方式，通过控制压力可使能够获得的油量显著增加，这尤其是因为如果合适地设计了整个液压系统则可以将存储装置排液给主管路，甚至排液至低于控制压力，从而可通过存储装置使得主管路可获得显著的油量，特别是在于低压下进行的反向冲程或相似移动顺序的情况中，可有利地使用所述油量以用于减少非生产时期。
[0021]优选地，液压油仅存储在存储装置中，优选地存储在单独的存储装置中，从最小控制压力开始，从而首先确保维持所需的控制压力。
[0022]因此，在具体的执行中，如果控制压力系统与存储装置相连则是有利的。以这种方式，在当该控制压力泵或这些控制压力泵仅仅平衡掉漏出的油损失或处在较小的压力下这样的期间，特别地可将油填充入存储装置。事实上，因此这些油也可用于供应给控制压力系统。但是特别地，在相应的操作条件下，如果存储在控制压力系统的存储装置中的油的至少一部分也可用于主管路，则是有利的。
[0023]为了容易地确保上述后一种情况且具有最小的损失，如果在主管路和控制压力系统之间的连接管路上设置了至少一个存储装置，则是有利的。
[0024]特别地，在一方面，在连接管路上可将存储装置设置在位于朝向压力控制系统的方向中的压力顺序阀和用于成比例的流量控制的器件之间，和/或另一方面，其也可设置在所述压力顺序阀和位于朝向主管路的方向中的回流阀之间。通过压力顺序阀，可以保证仅从特定的压力开始从压力控制系统向这样的存储装置填充油，而且随后主管路可从存储装置获取油，如上面已经描述的，由此若合适，通过回流阀，不仅可保护存储装置，还可保护控制压力系统免于来自主管路的流量。
[0025]应当理解的是，若合适，也可相应地将上述方案的特征和权利要求的特征相结合，以便能够累积性地实现优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]将通过针对示例性的实施方式的下述说明来解释本发明的进一步的优点、目的和性质，尤其通过附图进行了显示。
[0027]附图显示了:
[0028]图1是液压挤压机的透视图；
[0029]图2是用于解释本发明所必要的用于挤压机的第一液压系统的细节的示意图；
[0030]图3是用于解释本发明所必要的用于挤压机的第二液压系统的细节的示意图；
[0031]图4是用于解释本发明所必要的用于挤压机的第三液压系统的细节的示意图；
[0032]图5是用于解释本发明所必要的用于挤压机的第四液压系统的细节的示意图；
[0033]图6是用于解释本发明所必要的用于挤压机的第五液压系统的细节的示意图。
【具体实施方式】
[0034]图1中所示的液压挤压机100包括挤压部分110和具有五个主泵2的泵台120。挤压部分I1包括主缸体1.1和多个第二缸体1.2，可通过它们来移动压力冲头(未显示，但其为已知的)。为了挤压，在压力冲头挤压块体或螺栓通过压模之前，通过块体装载器(未显示但其也是已知的)将块体或螺栓140装载入液压移动的块体托持器150中，并且工件通过开口 160尚开液压挤压机110。
[0035]很明显，液压挤压机100是相对较大的系统，通过液压控制器130来操作该系统。
[0036]能够以不同的方式来实现液压控制器130，其中在图2至6中显示了相应的示例性实施方式，但是实施方式仅示例了两个主泵2。对于后者而言，通过主泵2来驱动主消耗体1，在这些示例性实施方式中，主消耗体I为用于压力冲头的缸体1.1和1.2、用于主轴驱动的液压马达1.3和用于传感器的缸体1.4，但是在其他示例性实施方式中，主消耗体I也可包括台位移或其他单元，其中图2到图6分别显示了第一主泵2.1和第二主泵2.2，它们分别通过由消耗体控制器4控制的主消耗体I的管路阀3 (即第一管路阀3.1和第二管路阀
3.2)来液压式控制。
[0037]在这一点上，这些示例性实施方式具有第一消耗体控制器4.1，在其中将用于压力冲头的两个缸体1.1和1.2相组合，还具有第二消耗体控制器4.2，在其中也将液压马达1.3与传感器缸体1.4相组合。
[0038]通过组合消耗体控制器4，相应地，可容易地分别向组成组的主消耗体同时供入液压油。在这一点上，可以理解的是，能够以任意所需的方式来分别将主消耗体I与其他的消耗体控制器4组合。
[0039]非常明显，可选择性地通过管路阀3将两个主泵2施加于两个消耗体控制器4。
[0040]在具体的执行中，两个主泵2是具有相同结构的泵，其分别通过相应的200kW的马达来驱动，并且两个主泵2具有用于流量的输送流控制器Q。通常，相应地，根据所需的总功率可类似地开闭具有相同结构的多个泵，由此主泵2的数量并不必须与消耗体控制器4的数量相对应。在其他实施方式中，可将泵和相应的马达设置成不同的规格，例如可为高达100kW或甚至更大的泵和马达，由此通常地，根据所需功率和与该功率相联的成本，可找到最佳状态。能够理解，主泵2、管路阀3和消耗体控制器4的数量可以分别根据具体需求调
-K-T。
[0041]液压主管路5分别通至消耗体控制器4，由此可以理解，如果合适还可以提供多个或其他主管路5。
[0042]消耗体控制器4以已知的方式排液到油箱，随后从该油箱以已知的方式供油给主泵2，在此处，若合适，可提供过滤工序等。
[0043]通过控制压力泵11，也从相应的油箱(优选地从相同的油箱)给控制压力系统供油，这样尤其可通过巨大的启动压力或撕开压力而使得例如阀控制或释放工序以控制油的方式获得控制压力，也使得例如第二消耗体、例如块体装载件或块体装载夹持件可以控制油的方式获得控制压力，这样具有较小的消耗量。在这一点上，在这种示例性实施方式中，使用90kW到10kW的泵或使用具有90kW到10kW的马达的泵，通过压力进行所述泵的控制油调节P (压力)。以这种方式，可以确定，在所有的时间点上，有足够的控制压力可用于对阀进行可靠操作。应当理解的是，根据具体实施情况，控制压力泵11和其他控制压力泵也可以具有其他功率值。
[0044]在图2所示的示例性实施方式中，控制压力系统通过连接管路(未标号)与液压主管路5.2相连接，由此，在所述连接管路中提供了用于成比例的流量控制的器件，该器件包括节流阀13(在本实施方式中，在具体情况中，其可为手动节流阀或比例节流阀)和双向压力补偿器14。另外，在连接管路中提供了回流阀，该阀阻止朝向控制压力系统的方向的回流。为了能够尽可能彻底地利用控制压力泵11的功率，还提供了液压存储装置12，控制压力系统的液压油可以临时地存储在其中，并且根据需要抽出。
[0045]很明显，以这种方式，即使在低输出的时期中也能够允许控制压力泵11向液压存储装置12输液，以使得主消耗体I可获得相应的流量。在给定的功率默认值下，五个200kW的马达用于主泵2并且约10kW的马达用于控制压力泵，以这种方式，必然可获得约十分之一的更多的功率，以便可获得更大的输送量的液压油，所述液压油尤其可在随后用于流量密集的移动。
[0046]虽然在图2所示的示例性实施方式中节流阀13构造成手动节流阀或比例节流阀，但是图3所示的示例性实施方式具有电性比例方向控制阀来作为节流阀13，以便从不仅是第一主管路5.1、而且第二主管路5.2也相应地受到来自控制压力系统的控制压力或液压油的影响。为此目的，每一个相应的连接管路均与回流阀相连，并且往复阀15设置在两个主管路5的两个连接管路之间，其中阀相应地作用在双向压力补偿器14上。
[0047]在这一点上，应当理解的是，在多个主管路5的情况中，也可提供相应数量的往复阀15，以向双向压力补偿器14的击压相关的负载压力。
[0048]同样地，根据具体要求，可提供多个节流阀13、压力补偿器、特别地提供双向压力补偿器14、连接管路以及回流阀。
[0049]在这一点上，应当理解的是，若合适，可提供其他装置(例如与根据图2的节流阀13和双向压力补偿器14相应的两个装置)来作为比例流量控制器件。
[0050]根据图4的布置与根据图2的布置相对应，均使得主管路5可获得控制压力，从而此处，也可使得仅第二主管路5.2可获得控制压力，但是由此，在两个示例性实施方式中，可以第二管路阀门3.2的形式通过第二主泵2.2使得第一主管路5.1也可获得液压油，从而相应地，两个主泵2也可用于第一消耗体控制器4.1，而且来自控制压力系统的控制压力或液压油可同时用于第二消耗体控制器4.2。
[0051]与根据图2的示例性实施方式的不同在于，提供了两个控制压力泵11和21，由此将控制压力泵11调节成高压(HD)并且将控制压力泵21调节成低压(ND)。在这一点上，例如，具有高压的控制压力系统可以用于保持阀门和可能获得的启动压力或撕扯压力，而通过低控制压力可获得第二单元或具有大位移路径的阀门的推进压力。
[0052]两个控制压力管路分别具有液压存储装置12、22，并分别以比例流量控制的方式与第二主管路5.2相连，在此示例性的实施方式中分别包括节流阀13、23(尤其为手动节流阀或比例节流阀)、双向压力补偿器14、24以及回流阀，由此应当理解，若合适，可例如通过根据图3的布置提供与第一主管路5.1的连接或与两个主管路5的连接。如果必要，通过不仅使用高控制压力还使用低控制压力，不仅可实现巨大的启动压力或撕裂压力，还可实现较低的所需行进压力。以这种方式，特别是针对低压范围产生了较低的节流阀损失，由此在所有的实施方式中，在规划和分配相应的液压挤压机100时通常分别要考虑所需压力的水平。特别地，在能量方面，还必须要检查在哪个具体的顺序阶段附加的移动或速度的增加导致了非生产时期的减少，以及如何最有效地设计回路。由此，还可以决定存储量，并且若必要，可调节所选择的控制泵的功率。
[0053]在图4所示的布置的情况中，也被动地施加了控制压力系统的低压区域，使得在高的启动负载或撕裂负载下，首先仅激活高压区域，但是在进一步的移动顺序期间不再需要切换步骤。
[0054]应当理解，作为在图5所示的示例性实施方式中的一个例子，通过控制压力泵11或通过控制压力所获得的附加的输送流也可直接施加到主消耗体I上，以用于传感器缸体1.4。以这种方式，传感器缸体1.4也可独立于相应的主管路5.2或相应的第二消耗体控制器4.2而移动。因此也可容易地同时移动两个主消耗体1.3和1.4。因此，例如在已知的挤压机的情况中，在传感器在“全微分”中设定行程以将移动的十字头带到冲程的剩余部分之前，可相应在相反冲程期间对移动的十字头进行预加速。不再必须在速度接近“零”的时候进行设定，而可以在飞速行进中、换言之在高速下进行设定。由于以这种方式使得制动和加速过程最小，所以根据机器的类型，可预知的节省的时间可达到0.5到0.8秒之间。
[0055]使用根据图6的示例性实施方式而显示的实施例，可在控制压力泵11和主管路5之间的连接管路上首先提供压力施加阀31且随后提供辅助存储装置32，在这个实施方式中，所述连接管路起始于控制压力泵11，位于比例流量控制器(其再一次包括节流阀13和双向压力补偿器14)之前，随后继续。以这种方式，仅当控制压力达到并保持为最小的控制压力时，才从控制压力泵11向存储装置32供入液压油。在这方面，与在非生产时期加速相比，首先照顾到控制压力，从而使得控制器不受到损伤。特别地，这个实施方式的结果是，通过扩大可用的压力范围，与存储装置12的可用量相比，存储装置32的可用量的增长下降，这是因为可以将存储装置32排液至位于控制压力之下的压力。以这种方式，可增加使用的存储装置的数量和尺寸。
[0056]应当理解，显然，也可以将图2到6中说明的不同实施方式相结合。特别地，这适用于例如图4中所示的示例性实施方式，其可根据图3和/或图6所示的示例性实施方式而附加地或替换地构造成具有高压和/或低压区域。优选地，如图5所示的实施例，若合适，通过作为比例流量控制器件的独立于压力的流体调节阀，来将附加的流量供入主管路5，甚至直接供入主消耗体I。这些通常具有例如实施为比例阀、比例节流阀或电子比例方向阀的节流阀13，以及双向压力补偿器14。如果系统设计得正确，无论是出现在系统中的真实控制压力还是主消耗体I的所需和或许可改变的移动压力或消耗压力都不会因此对流动调节阀或比例流量控制器件的流通量有任何影响。这反之以能够预选的方式使得顺序和速度成为并保持为可重复的。
[0057]特别地，类似的回路和在图2到图6中说明的详细解决方案中的许多可能的结合可用于具体的系统设计。
[0058]附图标记
[0059]I主消耗体
[0060]1.1 用于压力冲头的主缸体
[0061]1.2 用于压力冲头的第二缸体
[0062]1.3 用于主轴驱动的液压马达
[0063]1.4 用于传感器的缸体
[0064]2主泵
[0065]2.1 第一主泵
[0066]2.2第二主泵
[0067]2.3第三主泵
[0068]2.4第四主泵
[0069]2.5第五主泵
[0070]3管路阀
[0071]3.1第一管路阀
[0072]3.2第二管路阀
[0073]4消耗体控制器
[0074]4.1第一消耗体控制器
[0075]4.2第二消耗体控制器
[0076]5液压主管路
[0077]5.1第一主管路
[0078]5.2第二主管路
[0079]11控制压力泵
[0080]12液压存储装置
[0081]13节流阀
[0082]14双向压力补偿器
[0083]15往复阀
[0084]21控制压力泵
[0085]22液压存储装置
[0086]23节流阀
[0087]24双向压力补偿器
[0088]31压力施加阀
[0089]32辅助存储装置
[0090]100液压挤压机
[0091]110挤压部分
[0092]120泵台
[0093]130液压控制器(示例性标出)
[0094]140块体或螺栓
[0095]150块体装载器
[0096]160开口
[0097]P对压力的控制油调节
[0098]Q对流量的输送流体调节
【权利要求】
1.一种液压式挤压机(100),其具有驱动作为主消耗体(1)的至少一个压力冲头的液压的主管路(5),并且具有液压的控制压力系统，其特征在于，主管路(5)和控制压力系统在压力侧彼此相连。
2.根据权利要求1所述的挤压机，其特征在于，所述主管路(5)为容量可调节的和/或所述控制压力系统为压力可调节的。
3.根据权利要求1或2所述的挤压机，其特征在于，在所述主管路(5)和所述控制压力系统之间设置了用于在控制压力系统的方向上防止回流的回流阀，和/或用于在所述主管路(5)的方向上进行比例流量控制的器件。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的挤压机，其特征在于，所述控制压力系统与存储装置(12,22,32)相连。
5.根据权利要求4所述的挤压机，其特征在于，所述存储装置(32)设置在位于所述主管路和所述控制压力系统之间的连接管路上。
6.根据权利要求3和4或5所述的挤压机，其特征在于，所述回流阀或用于比例流量控制的器件设置在位于所述存储装置和所述主管路之间的连接管路上，并且在所述控制压力系统和所述存储装置(32)之间设置有压力顺序阀(311
7.—种用于操作具有至少一个压力冲头的液压挤压机(100)的方法，其中通过来自主管路(5)的液压油来驱动至少所述压力冲头，并且使用液压的控制压力来控制所述挤压机(100),其特征在于，所述控制压力也施加到所述主管路(5)上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过比例流量控制来将控制压力施加到所述主管路(5)上。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述主管路(5)为流量可调节的，和/或所述控制压力保持在高于最小压力。
10.根据权利要求7到9中任一项所述的方法，其特征在于，液压油存储在存储装置(12, 22，32)中，并且通过所述控制压力从所述存储装置施加到所述主管路中。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述存储装置(32)排空到主管路中，直至低于所述控制压力。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，液压油仅从所述控制压力的最小存储压力开始存储在优选是附加地提供的所述存储装置(32)中。
【文档编号】B21C31/00GK104428077SQ201380036695
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2012年5月10日
【发明者】克劳斯·伯根波尔 申请人:Sms米尔股份有限公司