Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRO-HYDRAULIC DRIVE UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/065226
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electro-hydraulic drive unit comprising a cylinder-piston arrangement (1) having a piston-side first hydraulic operating chamber (5) and a piston-rod-side second hydraulic operating chamber (6), a tank (4), a variable-speed-driven hydraulic pump (3) having a tank connection (T) and an operating connection (P), a valve arrangement connected between the operating connection (P) of the hydraulic pump (3) and between the cylinder-piston arrangement (1), a feeder valve (8) connected between the tank (4) and the first hydraulic operating chamber (5), and a machine control. By means of said machine control, switch valves (S1-S6) of the valve arrangement can be switched between an application of the first hydraulic operating chamber (5) and of the second hydraulic operating chamber (6) of the cylinder-piston arrangement (1) in the pump operation of the hydraulic pump (3) from the operating connection (P) thereof. According to the invention, a hydraulic decompression module (9) having a hydraulic accumulator (10) is provided, which can be connected via a line arrangement (L) to a the second hydraulic operating chamber (6) by means of a charging/discharging valve (14) arranged therein.

Inventors:
GUTH STEFAN (DE)
RAUWOLF MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/073886
Publication Date:
April 12, 2018
Filing Date:
September 21, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HOERBIGER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK HOLDING GMBH (DE)
International Classes:
B30B15/16; B30B15/20
Domestic Patent References:
WO2012112130A12012-08-23
WO2011003506A12011-01-13
Foreign References:
DE102011116964A12012-05-16
DE202015106161U12015-11-27
US20100212521A12010-08-26
EP2722165A22014-04-23
DE102014005352A12015-10-15
DE102012013098A12014-01-02
DE102009052531A12011-05-12
DE4036564A11992-05-21
DE102005029822A12006-10-05
DE4314801A11994-11-10
EP0103727A11984-03-28
DE202015106161U12015-11-27
Attorney, Agent or Firm:
GRÄTTINGER MÖHRING VON POSCHINGER PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

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 (Sl - 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 (Sl - S6) und den Elektromotor (2) einwirkenden Maschinensteuerung, mittels derer die Schaltventile (Sl - 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 über eine Leitungsanordnung (L) mit einem darin angeordneten Lade-/Entladeventil (14) mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) verbindbar ist .

Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lade-/Entladeventil (14) druckgesteuert öffnet, wobei die

Steuerdruckleitung (17) mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum (5) kommuniziert.

Elektrohydraulische Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (L) eine erste Verbindungsleitung

(11) mit einem Druckbegrenzungsventil (15) mit

Durchströmungsrichtung vom zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) zum Hydraulikspeicher (10) und eine zweite Verbindungsleitung (12) mit einem in

Durchströmungsrichtung vom Hydraulikspeicher (10) zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum (6) öffnenden Rückschlagventil (16) umfasst, wobei das Lade- /Entladeventil (14) in einem für die erste

Verbindungsleitung (11) und die zweite

Verbindungsleitung (12) gemeinsamen Leitungsstrang

(13) angeordnet ist.

Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.

Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Arbeitsanschluss (P) der Hydraulikpumpe (3) und die Ventilanordnung eine Filtereinheit (18) geschaltet ist.

Elektrohydraulische Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.

Description:
Elektrohydraulische Antriebseinheit

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 AI, DE 1020120013098 AI, DE 102009052531 AI, DE 4036564 AI, DE 102005029822 AI, DE 4314801 AI, WO 2012/112130 AI, WO 2011/003506 AI, EP 103727 AI und DE 202015106161 Ul .

Eine elektrohydraulische Antriebseinheit der

gattungsgemäßen Art ist dabei insbesondere der zuletzt genannten DE 202015106161 Ul 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 Rieht-, 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 Ul 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 Ul 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 über ein Leitungsanordnung mit einem darin angeordneten Lade-/Entladeventil mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum verbindbar ist. Die erfindungsgemäße elektrohydraulische Antriebseinheit zeichnet sich, mit anderen Worten, dadurch aus, dass in das Hydrauliksystem ein einen Hydraulikspeicher umfassendes Dekompressionsmodul integriert ist, wobei infolge der spezifischen Ausführung des Anschlusses des

Hydraulikspeichers an den zweiten hydraulischen Arbeitsraum über ein Lade-/Entladeventil dieser funktional mit der der Zylinder-Kolben-Anordnung koppelbar bzw. von dieser zu trennen ist. Das hydraulische Dekompressionsmodul lässt sich auf diese Weise innerhalb des jeweiligen

Arbeitszyklus' gewissermaßen zu- und abschalten.

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 .

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

Dekompressionsmoduls (durch Öffnen des Lade-

/Entladeventils ) bei der weiteren Annäherung des Kolbens an den unteren Totpunkt aus dem zweiten hydraulischen

Arbeitsraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird über die Leitungsanordnung in den Hydraulikspeicher des

Dekompressionsmoduls hinein verschoben. Der Punkt der effektiven Zuschaltung des hydraulischen

Dekompressionsmoduls bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 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.

Die für die vorliegende Erfindung charakteristische

Einbindung eines Hydraulikspeichers in das übrige

Hydrauliksystem 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 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.

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 von 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.

Bei typischen Anwendungsfällen der Erfindung kann das Zuschalten des 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 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 Dekompressionsmoduls durch Öffnen des Lade-/Entladeventils angeht, so kann insbesondere - in 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. Ein nennenswerter Vorteil der druckgesteuerten Betätigung des Lade-/Entladeventils besteht darin, dass die Steuerung keinen gesonderten, das Lade-/Entladeventil betätigenden Steuerausgang aufzuweisen braucht.

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 Leitungsanordnung mit geöffnetem Lade-/Entladeventils) , 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 während der Phase einer gesteuerten aktiven Dekompression (ggf. samt Rückhub-Schleichgang) erforderlich ist.

Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Leitungsanordnung eine erste Verbindungsleitung mit einem Druckbegrenzungsventil mit Durchströmungsrichtung vom zweiten hydraulischen

Arbeitsraum zum Hydraulikspeicher und eine zweite

Verbindungsleitung mit einem in Durchströmungsrichtung vom Hydraulikspeicher zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum öffnenden Rückschlagventil, wobei das Lade-/Entladeventil in einem für die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung gemeinsamen Leitungsstrang angeordnet ist. Zwar ergeben sich infolge des Druckabfalls am

Druckbegrenzungsventil beim Laden des Hydraulikspeichers hydraulische Verluste mit negativen Auswirkungen auf die Effizienz. Allerdings sind - bei typischen Anwendungen der vorliegenden Erfindung - diese Auswirkungen wegen der nur geringen Menge an Hydraulikflüssigkeit, die für den

späteren aktiven Dekompressionshub in den Hydraulikspeicher zu laden ist, vergleichsweise gering. Ihnen stehen die mit dieser Ausgestaltung der Leitungsanordnung verbundenen Vorteile gegenüber, worunter insbesondere eine besonders zuverlässigere Verfahrensführung fällt. Hierzu trägt bei, dass das den Gegendruck im zweiten hydraulischen

Arbeitsraum beim Kraftgang erzeugende Gegendruckventil und die hydraulische Dekompressionseinheit nicht gegeneinander arbeiten, weil keine hydraulische Parallelschaltung dieser Komponenten vorliegt, sondern vielmehr zum Laden des

Hydraulikspeichers Hydraulikflüssigkeit stromabwärts des Gegendruckventils herangezogen wird. Auch muss in diesem Falle der Hydraulikspeicher des hydraulischen

Dekompressionsmoduls nur auf einen entsprechend geringeren Arbeitsdruck ausgelegt sein. Und indem bei dieser

Weiterbildung 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 z Stand der Technik, ohne sicherheitsrelevante Auswirkungen

Eine nochmals andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindu 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 de 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 Anordnu und Ausgestaltung der Filtereinheit zeichnet sich durch eine besonders hohe Effizienz aus.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier bevorzugter, in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei

Fig. 1 einen Hydraulik-Schaltplan und

Fig. 2 Funktionsdiagramm eines ersten

Ausführungsbeispiels und

Fig. 3 ausschnittsweise einen Hydraulikschaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.

Die elektrohydraulische Antriebseinheit nach dem in den Figuren 1 und 2 veranschaulichten ersten

Ausführungsbeispiel entspricht in einem erheblichen Umfang jener Antriebseinheit, wie sie in der DE 202015106161 Ul 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 Ul verwiesen, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch

Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.

Die veranschaulichte elektrohydraulische Antriebseinheit, wie sie sich insbesondere zur Verwendung an einer

Maschinenpresse wie beispielsweise einer Rieht-, 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 Sl, S2, S3, S4, S5 und S6 umfassende Ventilanordnung und - nicht gezeigt - eine auf die Schaltventile Sl - 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 eine Leitungsanordnung L verbindbar ist. Die Leitungsanordnung L umfasst dabei zwei unterschiedliche Verbindungsleitungen 11 und 12, welche allerdings

streckenweise einen übereinstimmenden, gemeinsamen

Leitungsstrang 13 mit einem darin angeordneten Lade- /Entladeventil 14 aufweisen. 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. Der Steuerdruck ist dabei der in dem ersten hydraulischen Arbeitsraum 5 herrschende Druck. Hierzu kommuniziert die Steuerdruckleitung 17 des 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 des Schaltventile Sl - 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 Sl - 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.

Das zweite Ausführungsbeispiel, auf das Fig. 3 gerichtet ist, ist weitgehend identisch mit dem ersten

Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2. Aus diesem Grund beschränkt sich Fig. 3 auch auf nur einen Ausschnitt des Hydraulikschaltplans, nämlich auf jenen Teil, der die einzige Abwandlung zeigt. Und zwar verbindet hier die dem Dekompressionsmodul 9 zugeordnete Leitungsanordnung L, in die das Lade-/Entladeventil 14 integriert ist, den

Hydraulikspeicher 10 des Dekompressionsmoduls 9 direkt, d. h. ohne zusätzliche Ventile, mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 der Zylinder-Kolben-Anordnung 1. Es sind auch nicht unterschiedliche Verbindungsleitungen für das Laden und das Entladen des Hydraulikspeichers 10, wenn das hydraulische Dekompressionsmodul zugeschaltet ist,

vorgesehen; vielmehr erfolgt das Laden und das Entladen des Hydraulikspeichers 10 über ein und dieselbe

Verbindungsleitung zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6.

Die Ansteuerung des Lade-/Entladeventils 14 nach Fig. 3 erfolgt auf gleiche Weise wie bei dem ersten

Ausführungsbeispiel. Das Druckbegrenzungsventil 15 dient hier lediglich - während des Kraftgangs - der Erzeugung eines solchen Gegendrucks in dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum 6 (bei gesperrtem Schaltventil Sl), dass eine allein schwerkraftbedingte Abwärtsbewegung des Kolbens 7 unterbunden

Bei den in der Zeichnung veranschaulichten

Ausführungsformen 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 den

Ausführungsbeispielen, 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 .