(57)【要約】  本発明は、液圧プレス（１０）を周期的に動作させるための方法並びに液圧プレス（１０）に関する。本発明の目的は、液圧プレスを用いてワークピースを成形するための方法並びに液圧プレスにおいてエネルギー消費を低減させることである。本発明によれば、各サイクルは、前記液圧プレス（１０）のシリンダ（１１）に接合されワークピース成形用の成形ツール（２１）が連結可能であるラム（１２）を前記シリンダ（１１）に対して相対的に移動させるため、液圧アキュムレータ（１５）から液圧流体を、前記アキュムレータ（１５）内の現行のアキュムレータ圧力ＰSによって前記液圧プレス（１０）の液圧シリンダ（１１）の複数のチャンバ（１１.１，１１.２）内に押し出す少なくとも１つのフェーズを有しており、前記各サイクルの少なくとも一部において、モータ（１４）によって駆動される液圧ポンプ（１３）が、前記アキュムレータ（１５）内の液圧流体を、所定のチャージング体積流量だけ吐出し、前記モータ（１４）の回転数を、該モータ（１４）の定格回転数ｎNに、および次の条件、０＜ｎZ＜ｎNを満たす少なくとも１つの中間値ｎZに設定することによって、前記アキュムレータ圧力ＰSが圧力基準量ＰSOLLに制御される。
2015522419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧プレス（１０）を複数のサイクルにおいて動作させるための方法において、
前記各サイクルは、少なくとも１つのフェーズを有しており、
前記少なくとも１つのフェーズでは、液圧シリンダ（１１）に接合されワークピース成形用の成形ツール（２１）が連結可能である、前記液圧プレス（１０）のラム（１２）を、前記液圧シリンダ（１１）に対して相対的に移動させるため、液圧アキュムレータ（１５）内の現行のアキュムレータ圧力ＰSによって、液圧流体を、前記液圧アキュムレータ（１５）から前記液圧プレス（１０）の液圧シリンダ（１１）のチャンバ（１１.１，１１.２）内に押し出し、
前記各サイクルの少なくとも一部において、モータ（１４）によって駆動される液圧ポンプ（１３）が、前記液圧アキュムレータ（１５）内の液圧流体を所定のチャージング体積流量で吐出し、
前記モータ（１４）の回転数を、該モータ（１４）の定格回転数ｎNに、および、以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
を満たす少なくとも１つの中間値ｎZに、設定することによって、前記アキュムレータ圧力ＰSを圧力基準量ＰSOLLに制御するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのフェーズにおいて、前記圧力基準量ＰSOLLは、前記チャンバ（１１.１，１１.２）の少なくとも１つの現行のチャンバ圧力ＰKに依存する関数として選択される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記関数に対して、以下の条件、
ＰSOLL＝ＰK＋ＫP
が成り立ち、前記ＫPは、以下の条件、
０＜ＫP
を満たす圧力補正値である、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記アキュムレータ圧力ＰSの制御は、前記フェーズの少なくとも１つにおいて行われる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記各サイクルは、前記液圧プレス（１０）のクロージングのためのクロージングフェーズと、前記ワークピースの成形のためのワーキングフェーズと、前記液圧プレス（１０）の開放のためのリセットフェーズと、成形されたワークピースを前記液圧プレス（１０）から取り出し、成形すべきワークピースを前記液圧プレス（１０）に装填するための装填フェーズとを当該記載順序で有しており、
前記クロージングフェーズにおいては、前記ラム（１２）が第１のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）は、成形すべきワークピースに接触するか又は成形すべきワークピースまで僅かな間隔を空けて位置し、
前記ワーキングフェーズにおいては、前記ラム（１２）が第２のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）が、前記ワークピースに対して押圧を加え、
前記リセットフェーズにおいては、前記ラム（１２）が前記第１のストローク高さまで戻され、引き続き第３のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）は、成形されたワークピースから離されて遠ざけられ、
前記装填フェーズにおいては、前記ラム（１２）が、前記第３のストローク高さに維持される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記クロージングフェーズにおいて、
前記チャンバ（１１.１，１１.２）が、前記液圧アキュムレータ（１５）から分離されてタンク（１６）と接続されるか、または、
前記チャンバ（１１.１，１１.２）が、タンク（１６）から分離されて前記液圧アキュムレータ（１５）と接続される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ワーキングフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているプレスチャンバ（１１.１）が、前記タンク（１６）から分離されて前記液圧アキュムレータ（１５）と接続されることで前記ラム（１２）の移動が行われる、請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
前記リセットフェーズにおいて、前記プレスチャンバ（１１.１）が前記液圧アキュムレータ（１５）から分離されて前記タンク（１６）と接続される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記装填フェーズにおいて、前記チャンバ（１１.１，１１.２）は、クロージングされ、および／または、前記液圧アキュムレータ（１５）と前記タンク（１６）とから分離される、請求項５から８いずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記リセットフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているリセットチャンバ（１１.２）が、前記タンク（１６）から分離されて前記液圧アキュムレータ（１５）と接続されることで前記ラム（１２）の移動が行われる、請求項５から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記ワーキングフェーズにおいて、前記リセットチャンバ（１１.２）は、前記液圧アキュムレータ（１５）から分離されて前記タンク（１６）と接続される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記タンク（１６）は、プレッシャーフィッティング（１３.２）に接続されており、前記液圧ポンプ（１３）のプレッシャーフィッティング（１３.２）を前記タンク（１６）に接続させることで前記チャージング体積流量がゼロに設定される、請求項１から１１いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記チャージング体積流量は、前記回転数をゼロに設定することでゼロに設定される、請求項１から１２いずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記各サイクルにおいて、前記チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLを求め、前記チャージング持続時間ＴLを、前記回転数の設定によって、チャージング持続時間目標値ＴSOLLに制御する、請求項１から１３いずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
所定のサイクルにおいて、サイクル持続時間ＴZと、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLと、前記チャージング持続時間ＴLに亘って平均化されたチャージング回転数ｎLとが求められ、
少なくとも１つの後続サイクルに対し、前記回転数が、
以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
を満たす中間値ｎZに設定され、
但し前記ＫNは、以下の条件、
０≦ＫN＜ｎL・（１−ＴL：ＴZ）
を満たす回転数補正値である、請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
所定のサイクルにおいて、
最初に前記回転数を定格回転数ｎNに設定し、
その後で、前記チャージング体積流量をゼロに設定し、かつ、前記回転数を定格回転数ｎNに設定することによって、前記アキュムレータ圧力ＰSを制御する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記チャージング体積流量を、前記アキュムレータ圧力ＰSが下方の動作圧力ＰUを下回らないように、および／または、上方の動作圧力ＰOを上回らないように前記アキュムレータ圧力ＰSを制御することによって、設定する、請求項１から１６いずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記方法において、以下の条件、
ＰU≦ＰSOLL≦ＰO
が成り立つ、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの前記圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの前記中間値ｎZおよび／または少なくとも１つの前記チャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの前記補正値ＫP，ＫNが記憶され、
後続の成形ジョブの際に、同一若しくは類似したワークピースに対して、前記の記憶された値を初期値として利用する、請求項１から１８いずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記アキュムレータ圧力ＰSは、適応制御によって設定される、請求項１から１９いずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記適応制御において、少なくとも１つの前記圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの前記中間値ｎZおよび／または少なくとも１つの前記チャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの前記補正値ＫP，ＫNが変更される、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）を有する液圧シリンダ（１１）と、
前記液圧シリンダ（１１）に接合されワークピース成形用の成形ツール（２１）が連結可能であるラム（１２）と、
プレッシャーフィッティング（１３.２）を有する液圧ポンプ（１３）と、
前記液圧ポンプ（１３）に連結され定格回転数ｎNを有しているモータ（１４）と、
前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）と前記プレッシャーフィッティング（１３.２）とに接続された液圧アキュムレータ（１５）と、
前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）に接続された液圧流体用のタンク（１６）と、
前記液圧アキュムレータ（１５）内の現行のアキュムレータ圧力ＰSを検出するためのアキュムレータ圧力センサ（１８.１）と、
前記アキュムレータ圧力センサ（１８.１）と前記モータ（１４）とに接続され前記液圧プレス（１０）を複数のサイクルにおいて動作させ得る制御ユニット（１７）と、
を備えている液圧プレス（１０）において、
前記モータ（１４）は、該モータ（１４）の回転数を、定格回転数ｎNに、
および以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
を満たす少なくとも１つの中間値ｎZに、設定するように構成されており、
前記制御ユニット（１７）は、
前記各サイクルの少なくとも１つのフェーズにおいて、前記ラム（１２）を前記液圧シリンダ（１１）に対して相対的に移動させるため、前記液圧アキュムレータ（１５）から液圧流体を、所定のアキュムレータ圧力ＰSによって前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）内へ押し出し、
前記各サイクルの少なくとも一部において、前記液圧ポンプ（１３）が前記液圧アキュムレータ（１５）に液圧流体を、所定のチャージング体積流量で吐出するように構成されており、さらに前記制御ユニット（１７）は、前記モータ（１４）の回転数を、前記定格回転数ｎNおよび前記少なくとも１つの中間値ｎZに設定することで、前記アキュムレータ圧力ＰSを所定の圧力基準量ＰSOLLに制御するように構成されていることを特徴とする液圧プレス（１０）。
【請求項２３】
前記液圧プレス（１０）はさらに、前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）内の現行のチャンバ圧力ＰKを検出するための少なくとも１つのチャンバ圧力センサ（１８.２，１８.３）を有し、
前記制御ユニット（１７）は、前記各チャンバ圧力センサ（１８.２，１８.３）に接続され、前記制御ユニット（１７）は、前記少なくとも１つのフェーズにおいて、前記所定の圧力基準量ＰSOLLを、前記チャンバ圧力ＰKの少なくとも１つに依存する関数として選択するように構成されている、請求項２２記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２４】
前記関数に対して、以下の条件、
ＰSOLL＝ＰK＋ＫP
が成り立ち、前記ＫPは、以下の条件、
０＜ＫP
を満たす圧力補正値である、請求項２３記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２５】
前記制御ユニット（１７）は、前記アキュムレータ圧力ＰSの制御が前記少なくとも１つのフェーズにおいて行われるように構成されている、請求項２２から２４いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２６】
前記各サイクルは、前記液圧プレス（１０）のクロージングのためのクロージングフェーズと、前記ワークピースの成形のためのワーキングフェーズと、前記液圧プレス（１０）の開放のためのリセットフェーズと、成形されたワークピースを前記液圧プレス（１０）から取り出し、成形すべきワークピースを前記液圧プレス（１０）に取り付けるための装填フェーズとを当該記載順序で有しており、
前記クロージングフェーズにおいては、前記ラム（１２）が第１のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）は、成形すべきワークピースに接触するか又は成形すべきワークピースまで僅かな間隔を空けて位置し、
前記ワーキングフェーズにおいては、前記ラム（１２）がさらに第２のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）が、前記ワークピースに対して押圧を加え、
前記リセットフェーズにおいては、前記ラム（１２）が前記第１のストローク高さまで戻され、引き続き第３のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツール（２１）は、成形されたワークピースから離されて遠ざけられ、
前記装填フェーズにおいては、前記ラム（１２）が、前記第３のストローク高さに維持される、請求項２２から２５いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２７】
前記制御ユニット（１７）は、
前記クロージングフェーズにおいて、
前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）が、前記液圧アキュムレータ（１５）から分離されてタンク（１６）と接続されるか、または、
前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）が、タンク（１６）から分離されて前記液圧アキュムレータ（１５）と接続されるように構成されている、請求項２６記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２８】
前記制御ユニット（１７）は、
前記ワーキングフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているプレスチャンバ（１１.１）を、前記タンク（１６）から分離させて前記液圧アキュムレータ（１５）に接続させることで前記ラム（１２）の移動を行うように構成されている、請求項２６または２７記載の液圧プレス（１０）。
【請求項２９】
前記制御ユニット（１７）は、
前記リセットフェーズにおいて、前記プレスチャンバ（１１.１）を、前記液圧アキュムレータ（１５）から分離させて前記タンク（１６）に接続させるように構成されている、請求項２８記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３０】
前記制御ユニット（１７）は、
前記装填フェーズにおいて、前記少なくとも１つのチャンバ（１１.１，１１.２）を、クロージングさせるように、および／または、前記液圧アキュムレータ（１５）と前記タンク（１６）とから分離させるように構成されている、請求項２６から２９いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３１】
前記制御ユニット（１７）は、
前記リセットフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているリセットチャンバ（１１.２）を、前記タンク（１６）から分離させて前記液圧アキュムレータ（１５）に接続させることで前記ラム（１２）の移動を行うように構成されている、請求項２６から３０いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３２】
前記制御ユニット（１７）は、
前記ワーキングフェーズにおいて、前記リセットチャンバ（１１.２）を前記液圧アキュムレータ（１５）から分離させて前記タンク（１６）に接続させるように構成させている、請求項３１記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３３】
前記タンク（１６）は、プレッシャーフィッティング（１３.２）に接続されており、
前記制御ユニット（１７）は、前記プレッシャーフィッティング（１３.２）を前記タンク（１６）に接続させることで前記チャージング体積流量をゼロに設定するように構成されている、請求項２２から３２いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３４】
前記モータ（１４）は、該モータ（１４）の回転数をゼロに設定できるように構成されており、前記制御ユニット（１７）は、前記回転数をゼロに設定することで前記チャージング体積流量がゼロに設定されるように構成されている、請求項２２から３３いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３５】
前記制御ユニット（１７）は、
前記各サイクルにおいて、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLを求め、前記チャージング持続時間ＴLを、前記回転数の設定によって、チャージング持続時間目標値ＴSOLLに制御するように構成されている、請求項２２から３４いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３６】
前記制御ユニット（１７）は、
所定のサイクルにおいて、サイクル持続時間ＴZと、前記チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLと、前記チャージング持続時間ＴLに亘って平均化されたチャージング回転数ｎLとを求め、
少なくとも１つの後続サイクルに対し、前記回転数を、
以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
を満たす中間値ｎZに設定するように構成されており、
但し前記ＫNは、以下の条件、
０≦ＫN＜ｎL・（１−ＴL：ＴZ）
を満たす回転数補正値である、請求項２２から３５いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３７】
前記制御ユニット（１７）は、
所定のサイクルにおいて、
最初に前記回転数を定格回転数ｎNに設定し、
その後で、前記チャージング体積流量をゼロに設定し、かつ、前記回転数を定格回転数ｎNに設定することによって、前記アキュムレータ圧力ＰSを制御するように構成されている、請求項３６記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３８】
前記制御ユニット（１７）は、
前記チャージング体積流量を、前記アキュムレータ圧力ＰSが下方の動作圧力ＰUを下回らないように、および／または、上方の動作圧力ＰOを上回らないように前記アキュムレータ圧力ＰSを制御することによって、設定するように構成されている、請求項２２から３７いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項３９】
前記液圧プレス（１０）において、以下の条件、
ＰU≦ＰSOLL≦ＰO
が成り立つように構成されている、請求項３８記載の液圧プレス（１０）。
【請求項４０】
前記制御ユニット（１７）は、
少なくとも１つの前記圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの前記中間値ｎZおよび／または少なくとも１つの前記チャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの前記補正値ＫP，ＫNを記憶し、
後続の成形ジョブの際に、同一若しくは類似のワークピースに対して、前記記憶された値を初期値として利用するように構成されている、請求項２２から３９いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項４１】
前記制御ユニット（１７）は、
前記アキュムレータ圧力ＰSを、適応制御によって設定するように構成されている、請求項２２から４０いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【請求項４２】
前記制御ユニット（１７）は、
前記適応制御において、少なくとも１つの前記圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの前記中間値ｎZおよび／または少なくとも１つの前記チャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの前記補正値ＫP，ＫNを変更するように構成されている、請求項４１記載の液圧プレス（１０）。
【請求項４３】
前記液圧プレス（１０）は、さらに付加的に、
前記液圧アキュムレータ（１５）と前記プレスチャンバ（１１.１）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.１）を有し、および／または、
前記液圧アキュムレータ（１５）と前記リセットチャンバ（１１.２）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.２）を有し、および／または、
前記液圧アキュムレータ（１５）と前記プレッシャーフィッティング（１３.２）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.３）を有し、および／または、
前記タンク（１６）と前記プレスチャンバ（１１.１）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.１）を有し、および／または、
前記タンク（１６）と前記リセットチャンバ（１１.２）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.２）を有し、および／または、
前記タンク（１６）と前記プレッシャーフィッティング（１３.２）との間に少なくとも１つのバルブ（１９.３）を有し、
前記制御ユニット（１７）は、前記複数のバルブ（１９）と接続されている、請求項２２から４２いずれか１項記載の液圧プレス（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による液圧プレスを動作させるための方法、並びに請求項２２の上位概念による液圧プレスに関している。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開ＤＥ  ２５  ４４  ７９４  Ａ１号公報には、プレスフレームワークと、油圧駆動部と、オイルポンプと、２つのアキュムレータとからなる液圧プレスが記載されている。この液圧プレスの油圧駆動部は、比較的大きな直径のワーキングピストンを有するワーキングシリンダと、比較的小さな直径のムーブメントピストンを有するムーブメントシリンダとを備えている。これらのピストンは、互いに間隔を空けて固定的に接合されている。前記ワーキングシリンダは、閉ループ制御回路系において方向制御弁を介して第１のアキュムレータから供給を受け、前記ムーブメントシリンダは、サーボバルブを介して第２のアキュムレータから供給を受けている。前記制御回路系は、目標値発生器と、制御増幅器と、サーボバルブと、方向検出器と、測定増幅器とからなっている。方向制御弁は、固定の切り替え位置を有するバルブとして構成されている。油圧システムを過度に高い圧力から保護するために、前記アキュムレータにつながるポンプの圧力管路内には、圧力制御バルブが設けられている。液圧プレスの駆動に必要な油量は、ポンプによって、タンクからアキュムレータを介して供給される。このアキュムレータには、ガスボンベから圧縮された媒体がチャージされている。
【０００３】
この明細書ではその他にも液圧プレス機のワークフローと動作が説明されており、そこでは油圧ピストンの最上位位置が出発点となっている。このシステムがスイッチオンされ、アキュムレータがチャージされると、目標値発生器から信号が制御増幅器に送信される。制御増幅器は、ムーブメントシリンダへ供給するためのオイルがトリガされる位置へサーボバルブを操作する。ムーブメントピストンと、これに固定的に接合されたワーキングピストンは、下方に可動である。この下降運動は、ストローク検出器に伝達される。このストローク検出器の出力信号は、制御増幅器において、ストローク量に比例する信号に変換され、それが制御増幅器において目標値信号と比較される。この２つの信号がずれている場合には、制御増幅器において相応の処理がなされ、サーボバルブに補正信号が送出される。前記制御増幅器、サーボバルブ、ムーブメントシリンダ、ストローク検出器および測定増幅器は、閉ループ制御系を形成しており、この制御系によって、目標値発生器から供給される電気信号に比例したムーブメントピストンの移動が可能になる。このようにして、ワーキングピストンは、ワークピース直前またはワークピース上方の正確に定められた位置へ移動される。
【０００４】
方向制御弁を切り換えることによって開始されるプレスストローク、ワーキングストロークの第２部分の期間中に、プレスストローク量に応じて調量された油量で事前にチャージされたワーキングピストンは、方向制御弁を介して、第１のアキュムレータから供給を受ける。この油量は、ワーキングピストンの所定の継続移動を引き起し、これは第１のアキュムレータにおいて調量された油量に相当する。
【０００５】
ワーキングピストンがプレスストロークを実施した後では、方向制御弁が再び切り替えられ、ムーブメントピストンがムーブメントシリンダ内の初期位置に戻される。この場合ワーキングシリンダ内の既存のオイルは、方向制御弁を介してタンク内へ還流される。
【０００６】
作業停止中に前記ポンプは、再び所定の圧油量で第１のアキュムレータをチャージする。これは第１のアキュムレータのリミットスイッチで第１のアキュムレータに通じるポンプ圧力管路内のオイルバルブを切り替えることによって設定可能である。
【０００７】
このような公知の方法及び公知のプレスでは、作業停止中に第１のアキュムレータが所定の圧油量まで制御され、この制御によりチャージング体積流量がオイルバルブの切り替えによって設定及び／又は変更される。第１のアキュムレータには、ガスボトルからの圧縮性媒体が供給されるので、このチャージング制御は、第１のアキュムレータの既存圧力の圧力基準量への制御に相応している。この圧力基準量は、リミットスイッチと、ガスボトルからの圧縮性媒体とに依存する。この公知の制御では、チャージング体積流量がゼロに設定され、その際オイルバルブが遮断位置に切り替えられ、第１のアキュムレータはポンプのプレッシャーフィッティングから切り離される。この場合の欠点は、動作し続けるモータによって引き続きポンプが駆動され、圧力管路内の圧力を増加させ続けてしまうことであり、この圧力増加は圧力リミットバルブが応働してタンクとの接続を形成するまで続く。フル回転のポンプはその後でアイドリング回転に落ち着いて動作する。このことは、不要に高いエネルギー消費を引き起こす。それ以外にも前記ポンプは、作業停止期間中に所定の圧油量を前記アキュムレータに吐出できる大きさで設計されなければならない。
【０００８】
本発明の課題は、液圧プレスを用いてワークピースを成形するための方法、並びに、ワークピースを成形する液圧プレスにおいて、エネルギー消費量を所期のように低減させることである。
【０００９】
この課題は、請求項１に記載の方法並びに請求項２２に記載のプレスによって解決される。さらに可能な実施形態及び変化実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
本発明の第１の態様においては、液圧プレス、特にワークピースを成形するための液圧プレスを複数のサイクルにおいて動作させるための方法であって、
各サイクルは、液圧プレスのシリンダに接合されワークピース成形用の成形ツールが連結可能であるプランジャーを、前記シリンダに対して相対的に移動させるため、液圧アキュムレータから液圧流体を、前記アキュムレータ内の現行のアキュムレータ圧力ＰSによって前記液圧プレスの液圧シリンダのチャンバ内に押し出す少なくとも１つのフェーズを有しており、
前記各サイクルの少なくとも一部において、モータによって駆動される液圧ポンプが、前記アキュムレータ内の液圧流体を、所定のチャージング体積流量だけ吐出し、
前記モータの回転数を、前記モータの定格回転数ｎNに、および以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
を満たす少なくとも１つの中間値ｎZに設定することによって、前記アキュムレータ圧力ＰSが圧力基準量ＰSOLLまで制御される方法が提案される。
【００１１】
この提案方法では、チャージング体積流量の設定調整が、モータの回転数を、定格回転数ｎNに、および少なくとも１つの中間値ｎZに設定することによって行われ、モータのエネルギー需要、例えば内燃機関の燃料消費量や電動モータの消費電力が、定格回転数ｎN未満のもとで、定格回転数ｎNの場合よりも小さくなるため、エネルギー消費量が、独国特許出願公開ＤＥ  ２５  ４４  ７９４  Ａ１明細書から公知の方法と比べて低減される。その結果、本発明による方法の効率も高くなる。また、回転数の低減は、ノイズの低下にもつながる。
【００１２】
前記の定格回転数とは、ここでは最大回転数と理解されたい。この最大回転数とは、モータが損傷を受けることなく継続できる最大の回転数、あるいはモータがそこまで耐えられるように意図して設計される最大の回転数である。
【００１３】
前述の提案された方法は、必要に応じて任意のやり方で構成されていてもよく、例えば前記アキュムレータのアキュムレータ圧力ＰSは、少なくとも１つの付加的なフェーズを有していてもよい。
【００１４】
前記液圧プレスは、例えば、引き続き以下で説明する第２の態様によって提案される液圧プレスの１つであってもよい。
【００１５】
前記液圧ポンプは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば、歯車ポンプ、アキシャルピストンポンプまたはラジアルピストンポンプであってもよい。
【００１６】
前記モータは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば、誘導電動機であってもよい。またその回転数の設定も、必要に応じて任意のやり方で行われてもよく、例えば、周波数変換器を用いて行ってもよい。
【００１７】
前記クロージングフェーズにおいては、有利には第３のストローク高さから出発して、第１のストローク高さまで、ラムの移動、設定、上昇、下降がなされる。
【００１８】
前記ワーキングフェーズにおいては、必要に応じて、ラムの降下の後、ラムが、第２のストローク高さに維持され、例えばプレスチャンバが閉じられているか及び／又はアキュムレータ及びタンクから分離されるか分離されている。
【００１９】
前記リセットフェーズにおいては、有利には第１のストローク高さにおける中間停止なしで、第３のストローク高さまでのラムの移動、設定、上昇、下降がなされる。
【００２０】
前記圧力基準量ＰSOLLは、例えば、単純に最大圧力が選択されてもよい。この最大圧力とは、アキュムレータが損傷なしで維持し続けられる最大の圧力、ないしは、前記アキュムレータがそこまで耐えられるように意図して設計される最大の圧力である。
【００２１】
前記回転数は、有利には連続的に、０〜定格回転数ｎNの回転数に設定される。
【００２２】
有利には、前記フェーズの少なくとも１つにおいて前記圧力基準量ＰSOLLは、前記チャンバの少なくとも１つの現行のチャンバ圧力ＰKに依存する関数として選択される。
【００２３】
従って、有利には前記関数に対して、以下の条件、
ＰSOLL＝ＰK＋ＫP
が成り立つ。この場合前記ＫPは、以下の条件、
０＜ＫP
を満たす補正値であってもよい。
【００２４】
これにより前記アキュムレータは、フェーズ期間中に頻繁に上昇し続けるチャンバ圧力ＰKに比べて、高過ぎない一方で常に十分な過圧が得られる。そのためモータは必要以上に速く回転する必要はなく、あるいは、ポンプは必要以上に強く吐出する必要はない。
【００２５】
前記圧力補正値ＫPは、必要に応じて任意に選択することができる。例えば少なくとも前記フェーズの一部の間、および／または、少なくとも別のフェーズの一部の間は、一定であってもよい。代替的または付加的に、前記補正値ＫPは、例えば、少なくとも前記フェーズの一部の間、および／または、少なくとも別のフェーズの一部の間は時間的に可変であってもよい。代替的または付加的に、前記圧力補正値ＫPは、例えば、前記圧力基準量ＰSOLLが、所定の割合だけ前記チャンバ圧力ＰKよりも大きくなるように選択されてもよい。この割合は、例えば、少なくとも２％、または、少なくとも３％、または、少なくとも４％、または、少なくとも５％、または、少なくとも６％、または、少なくとも７％、または、少なくとも８％、または、少なくとも９％、または、少なくとも１０％、または、少なくとも１２％、または、少なくとも１４％、または、少なくとも１６％、または、少なくとも１８％、または、少なくとも２０％であってもよい。代替的または付加的に、この割合は、例えば、最大で２％、または、少なくとも３％、または、最大で４％、または、最大で５％、又は、最大で６％、又は、最大で７％、または、最大で８％、または、最大で９％、または、最大で１０％、または、最大で１２％、または、最大で１４％、または、最大で１６％、または、最大で１８％、または、最大で２０％であってもよい。
【００２６】
有利には、前記アキュムレータ圧力ＰSの制御は、前記フェーズの少なくとも１つにおいて行われてもよい。
【００２７】
また有利には、
前記各周期は、前記プレスのクロージングのためのクロージングフェーズと、前記ワークピースの成形のためのワーキングフェーズと、前記プレスの開放のためのリセットフェーズと、成形されたワークピースを前記プレスから取り外し、成形すべきワークピースを前記プレスに取り付けるための装填フェーズとを当該記載順序で有しており、
前記クロージングフェーズにおいては、前記ラムが第１のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが、成形すべきワークピースに接触するか又は成形すべきワークピースまで僅かな間隔をおいて位置し、
前記ワーキングフェーズにおいては、前記ラムが第２のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが、前記ワークピースに対して押圧を加え、
前記リセットフェーズにおいては、前記ラムが前記第１のストローク高さまで戻され、続いて第３のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが成形されたワークピースから離されて遠ざけられ、
前記装填フェーズにおいて、前記ラムが前記第３のストローク高さに維持されるようにしてもよい。
【００２８】
また前記クロージングフェーズにおいて、前記チャンバが、前記アキュムレータから分離され、前記タンクと接続されるか接続されていてもよいし、あるいは、前記チャンバが、タンクから分離され、前記アキュムレータと接続されるか接続されていてもよい。
【００２９】
代替的な第１の態様によれば、前記ラムは、その自重によって受動的に下降移動され、および／または、クロージング駆動部によって能動的にクロージング方向に下降移動されるかまたはクロージング駆動部によって能動的に上昇移動される。ここでのクロージング駆動部は、例えば有利にはシリンダ内のプレスチャンバとアキュムレータとによって形成されるワーキングフェーズのための油圧駆動部に比べて、小型であってもよいし、および／または、パワーが小さくてもよいし、および／または、高速であってもよいし、および／または、付加的な油圧駆動部を有していてもよい。
【００３０】
また第２の態様によれば、前記ラムは、アキュムレータによって能動的にクロージング方向に下降移動または上昇移動されてもよい。
【００３１】
また有利には、ワーキングフェーズにおいて、前記チャンバを形成するプレスチャンバがタンクから分離されてアキュムレータに接続されることでラムの移動が行われてもよい。
【００３２】
またリセットフェーズにおいて、前記プレスチャンバが前記アキュムレータから分離されて前記タンクに接続されるか、または接続されていてもよい。
【００３３】
それにより前記ラムは、リセット駆動部によって能動的にリセット方向に上昇移動されるか、または、その自重によって受動的におよび／又はリセット駆動部によって能動的にリセット方向に下降移動される。このリセット駆動部は、例えば有利にはシリンダ内のプレスチャンバとアキュムレータとによって形成されるワーキングフェーズのための油圧駆動部に比べて、小型であってもよいし、および／または、パワーが小さくてもよいし、および／または、高速であってもよいし、および／または、付加的な油圧駆動部を有していてもよい。この付加的な油圧駆動部は、有利にはシリンダ内のリセットチャンバを有し、これは例えばシリンダ内で案内される、前記ラムに接合されたピストンによってプレスチャンバから分離され、リセットフェーズにおいてタンクから分離され、さらにアキュムレータに接続されるかまたは接続されている。
【００３４】
有利には、前記装填フェーズにおいて、前記チャンバはクロージングされるか、および／または、アキュムレータおよびタンクから分離されるかまたは分離されている。
【００３５】
これにより、前記ラムは第３のストローク高さに維持され得る。
【００３６】
また有利には、前記リセットフェーズにおいて、前記チャンバを形成するリセットチャンバをタンクから分離させて前記アキュムレータと接続させることで前記ラムの移動を行ってもよい。
【００３７】
また有利には、前記ワーキングフェーズにおいて、前記リセットチャンバを前記アキュムレータから分離させて前記タンクと接続させるかまたは接続させていてもよい。
【００３８】
それにより前記ラムは、プレス駆動部によって能動的にクロージング方向に引き続き上昇移動される。このプレス駆動部は、リセットチャンバとアキュムレータとによって形成される油圧駆動部に比べて、大型であってもよいし、および／または、パワーが大きくてもよいし、および／または、低速であってもよいし、および／または、例えば付加的な油圧駆動部を有していてもよい。この付加的な油圧駆動部は、有利にはシリンダ内のプレスチャンバを有し、これは例えばシリンダ内で案内される、前記ラムに接合されたピストンによってリセットチャンバから分離され、ワーキングフェーズにおいてタンクから分離され、さらにアキュムレータに接続されるかまたは接続されている。
【００３９】
前記の提案された各方法では、チャージング体積流量が、アキュムレータ圧力ＰSの制御のために若しくは制御の際に、必要に応じて、任意のやり方でゼロに設定され得る。そのため例えば、前記タンクは、プレッシャーフィッティングに接続されていてもよいし、前記チャージング体積流量は、特にアキュムレータ圧力ＰSの制御のために若しくは制御の際に、前記ポンプのプレッシャーフィッティングを前記タンクに接続させることでゼロに設定されるようにしてもよい。また代替的若しくは付加的に、前記チャージング体積流量は、モータの回転数をゼロに設定することでゼロに設定されてもよい。
【００４０】
ゼロへの設定により、アキュムレータ圧力ＰSの過度に迅速な上昇が制限されるか若しくは終了される。
【００４１】
第１の変形例では、前記ゼロへの設定が迅速に行なわれてもよい。
【００４２】
第２の変形例では、前記ゼロへの設定が省エネモードのみで行われてもよい。
【００４３】
有利には、前記各サイクルにおいて、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLが求められ、前記チャージング持続時間ＴLは、回転数の相応の設定および／または変更によって、チャージング持続時間目標値ＴSOLLに制御される。
【００４４】
これにより、チャージング持続時間目標値ＴSOLLが、できるだけサイクル持続時間ＴZ以下に制御されるならば、回転数ピークの回避される可及的に均一なモータおよびポンプの駆動が達成される。
【００４５】
チャージング持続時間目標値ＴSOLLは、必要に応じて任意に選択可能である。例えば前記チャージング持続時間目標値ＴSOLLは、所定の割合だけサイクル持続時間ＴZよりも小さくてもよい。この割合は、例えば、少なくとも２％、または、少なくとも３％、または、少なくとも４％、または、少なくとも５％、または、少なくとも６％、または、少なくとも７％、または、少なくとも８％、または、少なくとも９％、または、少なくとも１０％、または、少なくとも１２％、または、少なくとも１４％、または、少なくとも１６％、または、少なくとも１８％、または、少なくとも２０％であってもよい。代替的または付加的に、この割合は、例えば、最大で２％、または、少なくとも３％、または、最大で４％、または、最大で５％、又は、最大で６％、又は、最大で７％、または、最大で８％、または、最大で９％、または、最大で１０％、または、最大で１２％、または、最大で１４％、または、最大で１６％、または、最大で１８％、または、最大で２０％であってもよい。
【００４６】
有利には、所定のサイクルにおいて、サイクル持続時間ＴZと、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLと、前記チャージング持続時間ＴLに亘り平均化されたチャージング回転数ｎLとが求められ、少なくとも１つの後続サイクルにおいて、回転数が、
以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
を満たす中間値ｎZに設定され、
但し前記ＫNは、以下の条件、
０≦ＫN＜ｎL・（１−ＴL：ＴZ）
を満たす回転数補正値であってもよい。
【００４７】
これにより、チャージング持続時間目標値ＴSOLLが、できるだけサイクル持続時間ＴZ以下に制御されるならば、回転数ピークの回避される可及的に均一なモータおよびポンプの駆動が達成される。回転数補正値ＫNは、いわゆるセーフティクッションとして、０＜ＫNのときに使用される。それにより、後続のサイクルにおいて、圧力余裕度および体積余裕度がアキュムレータ内で形成され得る。例えば、１周期ＴL：ＴZ＝７５％、並びにｎL＝１６００ＲＰＭが求められたならば、それに応じて０≦ＫN＜１６００ＲＰＭ（１−７５％）＝４００ＲＰＭが成り立つ。これにより構造のサイクルに対して、第３の補正値ＫNが例えば０ＲＰＭまたは５０ＲＰＭまたは１００ＲＰＭまたは１５０ＲＰＭまたは２００ＲＰＭまたは２５０ＲＰＭまたは３００ＲＰＭまたは３５０ＲＰＭであってもよく、前記中間値ｎZはそれに応じて１２００ＲＰＭまたは１２５０ＲＰＭまたは１３００ＲＰＭまたは１３５０ＲＰＭまたは１４００ＲＰＭまたは１４５０ＲＰＭまたは１５００ＲＰＭ１５５０ＲＰＭであってもよい。
【００４８】
有利には、所定のサイクルにおいて、最初に回転数を定格回転数ｎNに設定し、その後で、前記アキュムレータ圧力ＰSを、特に専ら、前記チャージング体積流量をゼロに設定し、かつ、前記回転数を定格回転数ｎNに設定することによって、制御するようにしてもよい。
【００４９】
このことは、好ましくは、プレス開始後に行われ、その際所定のサイクル、とりわけ最初のサイクルがプレス開始後に行われる。
【００５０】
この特定の、特に最初のサイクルにおいて、チャージング持続時間ＴLに亘って平均化されたチャージング回転数ｎLは、定格回転数ｎNに相応する。
【００５１】
有利には、前記チャージング体積流量を、前記アキュムレータ圧力ＰSの制御によって次のように設定する、すなわち、前記アキュムレータ圧力ＰSが下方の動作圧力ＰUを下回らないように、および／または、上方の動作圧力ＰOを上回らないように設定してもよい。
【００５２】
下方の動作圧力ＰUの維持は、例えば、圧縮媒体としてガスを有しているアキュムレータの場合、このガスが液圧回路内に侵入することを防ぐことで可能になる。上方の動作圧力ＰOは、例えば、アキュムレータが長期間ダメージなしで耐え得る最大圧力若しくはアキュムレータの設計上で意図された最大圧力であってよい。
【００５３】
従って、有利には、以下の条件、
ＰU≦ＰSOLL≦ＰO
が成り立つ。
【００５４】
有利には、少なくとも１つの圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの中間値ｎZおよび／または少なくとも１つのチャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの補正値ＫP，ＫNが記憶され、
同一若しくは類似のワークピースの後の成形タスクの際に、前記記憶された値を初期値として利用するようにしてもよい。
【００５５】
これにより、後の時点の成形ジョブの際にも、当該方法が既に少なくとも部分的に最適化された値でもって実施可能となる。
【００５６】
有利には、前記アキュムレータ圧力ＰSは、適応制御によって設定されてもよい。
【００５７】
また有利には、前記適応制御において、少なくとも１つの圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの中間値ｎZおよび／または少なくとも１つのチャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの補正値ＫP，ＫNが変更されるようにしてもよい。
【００５８】
前記提案された各方法においては、あらゆる分離、例えばプレスチャンバまたはリセットチャンバの、タンクまたはアキュムレータからの分離、および／または、あらゆる接続、例えばプレスチャンバまたはリセットチャンバと、アキュムレータまたはタンクとの接続、あるいはプレッシャーフィッティングとアキュムレータ若しくはタンクとの接続、および／または、あらゆるクロージング、例えばプレスチャンバまたはリセットチャンバの例えばバルブを用いたクロージングが行われてもよい。有利には、アキュムレータとプレスチャンバとの間に、および／または、アキュムレータとリセットチャンバとの間に、および／または、アキュムレータとプレッシャーフィッティングとの間に、および／または、タンクとプレッシャーフィッティングとの間に、および／または、タンクとリセットチャンバとの間に、および／または、タンクとプレッシャーフィッティングとの間に、少なくとも１つのバルブを設けてもよいし、それが設置されていてもよい。
【００５９】
前記各バルブは、必要に応じて任意の形態、例えばプロポーショナルバルブ、または制御バルブ、またはスロープバルブ、または方向制御弁、またはチェックバルブ、または圧力リミットバルブとして構成されていてもよい。
【００６０】
前記提案された各方法は、必要に応じて任意の形態で構成されてもよいし、例えば少なくとも１つの付加的なフェーズを有していてもよい。
【００６１】
前記提案された方法で使用されている各プレスは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば、少なくとも１つの付加的な液圧シリンダ、および／または、少なくとも１つの付加的なラム、および／または、少なくとも１つの付加的な液圧ポンプ、および／または、少なくとも１つの付加的なモータ、および／または、少なくとも１つの付加的な液圧アキュムレータ、および／または、液圧流体のための少なくとも１つの付加的なタンクを有していてもよい。また前記プレス内に設けられている各シリンダは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば少なくとも１つの付加的なプレスチャンバ、および／または、少なくとも１つの付加的なリセットチャンバを有していてもよい。さらにこのプレス内に設けられている各ポンプも、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば少なくとも１つの付加的なプレッシャーフィッティングを有していてもよい。
【００６２】
前記提案された方法は、必要に応じて任意のやり方で、とりわけ、全体的若しくは部分的に、組み合わせが用いられてもよい。
【００６３】
本発明の第２の態様によれば、液圧プレス、特にワークピースを成形するための液圧プレスが提案されており、この液圧プレスは、
少なくとも１つのチャンバを有する液圧シリンダと、
前記液圧シリンダに接合されワークピース成形用の成形ツールが連結可能であるラムと、
プレッシャーフィッティングを有する液圧ポンプと、
前記液圧ポンプに連結され定格回転数ｎNを有しているモータと、
少なくとも１つのチャンバと少なくとも１つのプレッシャーフィッティングとに接続された液圧アキュムレータと、
少なくとも１つのチャンバに接続された液圧流体用のタンクと、
前記液圧アキュムレータ内の現行のアキュムレータ圧力ＰSを検出するためのアキュムレータ圧力センサと、
前記アキュムレータ圧力センサと前記モータとに接続され前記液圧プレスが周期的に動作可能な制御ユニットと、
を備え、
前記モータは、自身の回転数を、定格回転数ｎNに、
および以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
を満たす少なくとも１つの中間値ｎZに、設定するように構成されており、
前記制御ユニットは、
各サイクルの少なくとも１つのフェーズにおいて、ラムをシリンダに対して相対的に移動させるため、アキュムレータからの液圧流体を、アキュムレータ圧力ＰSによって少なくとも１つのチャンバ内へ押し出し、
各サイクルの少なくとも一部において、前記液圧ポンプがアキュムレータ内の液圧流体を所定のチャージング体積流量で吐出するように構成され、さらに前記制御ユニットは、モータの回転数を定格回転数ｎNおよび少なくとも１つの中間値ｎZに設定することで、前記アキュムレータ圧力ＰSを所定の圧力基準量ＰSOLLに制御するように構成されている。
【００６４】
前記提案された液圧プレスは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば少なくとも１つの付加的なフェーズにおいてアキュムレータ圧力ＰSの制御を有していてもよい。
【００６５】
前記提案された液圧プレスは、前記第１の態様に従って提案された方法の実施が可能である。
【００６６】
有利には、前記少なくとも１つのチャンバ内の現行のチャンバ圧力ＰKを検出する少なくとも１つのチャンバ圧力センサをさらに有し、前記制御ユニットが前記各チャンバ圧力センサ（１８.２，１８.３）に接続され、前記制御ユニットは、少なくとも１つのフェーズにおいて、前記所定の圧力基準量ＰSOLLを前記チャンバ圧力ＰKの少なくとも１つに依存する関数として選択するように構成されていてもよい。
【００６７】
従って有利には、前記関数に対して、
以下の条件、
ＰSOLL＝ＰK＋ＫP
が成り立ち、前記ＫPは、
以下の条件、
０＜ＫP
を満たす圧力補正値であってもよい。
【００６８】
有利には、前記制御ユニットは、アキュムレータ圧力ＰSの制御を少なくとも１つのフェーズにおいて行うように構成されていてもよい。
【００６９】
本発明によれば、
前記各サイクルは、前記プレスのクロージングのためのクロージングフェーズと、前記ワークピースの成形のためのワーキングフェーズと、前記プレスの開放のためのリセットフェーズと、成形されたワークピースを前記プレスから取り外し、成形すべきワークピースを前記プレスに取り付けるための装填フェーズとを当該記載順序で有しており、
前記クロージングフェーズにおいて、前記ラムが第１のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが、成形すべきワークピースに接触するか又は成形すべきワークピースまで僅かな間隔をおいて位置し、
前記ワーキングフェーズにおいて、前記ラムが第２のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが、前記ワークピースに対して押圧を加え、
前記リセットフェーズにおいて、前記ラムが前記第１のストローク高さまで戻され、続いて第３のストローク高さまで移動し、それによって前記成形ツールが成形されたワークピースから解離して遠ざけられ、
前記装填フェーズにおいて、前記ラムが前記第３のストローク高さに維持されるように構成される。
【００７０】
そのため有利には、前記制御ユニットは、前記クロージングフェーズにおいて、前記少なくとも１つのチャンバを、前記液圧アキュムレータから分離させてタンクと接続させるか、または、前記少なくとも１つのチャンバを、タンクから分離させて前記液圧アキュムレータと接続させるように構成されていてもよい。
【００７１】
有利には、前記制御ユニットは、前記ワーキングフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているプレスチャンバを、前記タンクから分離させて前記液圧アキュムレータと接続させることで前記ラムの移動を行うように構成されていてもよい。
【００７２】
従って有利には、前記制御ユニットは、前記リセットフェーズにおいて、前記プレスチャンバを、前記液圧アキュムレータから分離させて前記タンクと接続させるように構成されていてもよい。
【００７３】
有利には、前記制御ユニットは、前記装填フェーズにおいて、前記少なくとも１つのチャンバを、クロージングするか、および／または、前記液圧アキュムレータおよび前記タンクから分離させるように構成され得る。
【００７４】
有利には、前記制御ユニットは、前記リセットフェーズにおいて、前記チャンバを形成しているリセットチャンバを、前記タンクから分離させて前記液圧アキュムレータと接続させることで前記ラムの移動を行うように構成され得る。
【００７５】
従って有利には、前記制御ユニットは、ワーキングフェーズにおいてリセットチャンバを前記液圧アキュムレータから分離させて前記タンクと接続するように構成されていてよい。
【００７６】
前記提案された各液圧プレスでは、チャージング体積流量、とりわけアキュムレータ圧力ＰSの制御のために若しくは制御の際に、必要に応じて任意の形態でゼロに設定することが可能である。そのため例えば、前記タンクは、プレッシャーフィッティングに接続され、前記制御ユニットは、プレッシャーフィッティングを前記タンクに接続させることで前記チャージング体積流量をゼロに設定するように構成されていてもよい。また代替的若しくは付加的に、前記モータは、該モータの回転数をゼロに設定するように構成されており、前記制御ユニットは、前記回転数をゼロに設定することで前記チャージング体積流量がゼロに設定されるように構成されていてもよい。
【００７７】
さらに有利には、前記制御ユニットは、前記各サイクルにおいて、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLを求め、前記チャージング持続時間ＴLを、回転数の相応の設定および／または変更によって、チャージング持続時間目標値ＴSOLLに制御するように構成されている。
【００７８】
有利には、前記制御ユニットは、所定のサイクルにおいて、サイクル持続時間ＴZと、チャージング体積流量がゼロよりも大きくなるチャージング持続時間ＴLと、前記チャージング持続時間ＴLに亘り平均化されたチャージング回転数ｎLとを求め、少なくとも１つの後続サイクルにおいて、回転数を、以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
を満たす中間値ｎZに設定し、
但し前記ＫNは、以下の条件、
０≦ＫN＜ｎL・（１−ＴL：ＴZ）
を満たす回転数補正値であるように構成されていてもよい。
【００７９】
従って有利には、前記制御ユニットは、所定のサイクルにおいて、最初に回転数を定格回転数ｎNに設定し、そしてその後で、前記チャージング体積流量をとりわけ専らゼロに設定し、かつ、前記回転数を定格回転数ｎNに設定することによって、アキュムレータ圧力ＰSを制御するように構成されていてもよい。
【００８０】
有利には、前記制御ユニットは、前記チャージング体積流量を、前記アキュムレータ圧力ＰSの制御により、前記アキュムレータ圧力ＰSが下方の動作圧力ＰUを下回らないように、および／または、上方の動作圧力ＰOを上回らないように設定および／または変更するように構成されていてもよい。
【００８１】
従って前記液圧プレスにおいて、以下の条件、
ＰU≦ＰSOLL≦ＰO
が成り立つように構成されていてもよい。
【００８２】
有利には、前記制御ユニットは、少なくとも１つの圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの中間値ｎZおよび／または少なくとも１つのチャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの補正値ＫP，ＫNを記憶し、同一若しくは類似のワークピースの後の成形タスクの際に、前記記憶された値を初期値として利用するように構成されていてもよい。
【００８３】
有利には、前記制御ユニットは、前記アキュムレータ圧力ＰSを、適応制御によって設定するように若しくは設定可能に構成されていてもよい。
【００８４】
これにより前記制御ユニットは、前記適応制御において、少なくとも１つの圧力基準量ＰSOLLおよび／または少なくとも１つの中間値ｎZおよび／または少なくとも１つのチャージング持続時間目標値ＴSOLLおよび／または少なくとも１つの補正値ＫP，ＫNを変更するように若しくは変更可能に構成されていてもよい。
【００８５】
有利には、さらに付加的に、前記アキュムレータと前記プレスチャンバとの間に少なくとも１つのバルブを有し、および／または、前記アキュムレータと前記リセットチャンバとの間に少なくとも１つのバルブを有し、および／または、前記アキュムレータと前記プレッシャーフィッティングとの間に少なくとも１つのバルブを有し、および／または、前記タンクと前記プレスチャンバとの間に少なくとも１つのバルブを有し、および／または、前記タンクと前記リセットチャンバとの間に少なくとも１つのバルブを有し、および／または、前記タンクと前記プレッシャーフィッティングとの間に少なくとも１つのバルブを有し、前記制御ユニットは、前記複数のバルブと接続されていてもよい。
【００８６】
これらのバルブを用いることにより、前記制御ユニットは、例えばプレスチャンバ若しくはリセットチャンバのタンク若しくはアキュムレータからの分離、および／または、プレスチャンバ若しくはリセットチャンバとアキュムレータ若しくはタンクとの接続、または、プレッシャーフィッティングとアキュムレータ若しくはタンクとの接続、および／または、プレスチャンバ若しくはリセットチャンバのクロージングを生じさせることまたは実施することが可能になる。
【００８７】
前記各バルブは、必要に応じて任意の形態、例えばプロポーショナルバルブ、または制御バルブ、またはスロープバルブ、または方向制御弁、またはチェックバルブ、または圧力リミットバルブとして構成されていてもよい。
【００８８】
前記提案された各プレスは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば、少なくとも１つの付加的な液圧シリンダ、および／または、少なくとも１つの付加的なラム、および／または、少なくとも１つの付加的な液圧ポンプ、および／または、少なくとも１つの付加的なモータ、および／または、少なくとも１つの付加的な液圧アキュムレータ、および／または、液圧流体のための少なくとも１つの付加的なタンク、および／または少なくとも１つの付加的な制御ユニット、および／または、少なくとも１つの付加的な圧力センサを有していてもよい。また前記各シリンダは、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば少なくとも１つの付加的なプレスチャンバ、および／または、少なくとも１つの付加的なリセットチャンバを有していてもよい。さらに前記各ポンプも、必要に応じて任意の形態で構成されてもよく、例えば少なくとも１つの付加的なプレッシャーフィッティングを有していてもよい。
【００８９】
本発明の態様の１つに対する実施例、特にこの態様の個々の特徴部分は、相応に、本発明の他の態様、特にその態様の相応の個々の特徴部分に対しても同じ様に適用される。
【００９０】
以下、本発明の例示的な実施形態および実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。但し、以下の説明から導き出される個々の特徴は、それらの実施形態および実施例に限定されるものではなく、それどころか、これまでに説明してきた上記の実施形態および実施例の個々の特徴にも、あるいはさらに別の実施形態および実施例の個々の特徴にも関連付けすることが可能である。図面中の詳細は説明のためのものであって、限定を意味するものではない。また特許請求の範囲において付された参照符号は、いかなる場合にも本発明の権利範囲を限定するものではなく、図面に示された実施形態への参照を意図しただけのものである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明による液圧プレスの好ましい実施形態の概要を示した図（このプレスは、本発明によるプレス動作方法の有利な実施形態における１つのサイクル中のクロージングフェーズにおかれた状態である）
【図２】図１による液圧プレスにおけるアキュムレータ内のアキュムレータ圧力と、当該プレスのラムのストローク量と、モータの回転数との時間経過を当該方法の３つのサイクルに亘って表した線図
【００９２】
実施例
図１には、本発明による液圧プレス１０の有利な実施形態が概略的に示されている。この液圧プレス１０は、複数のサイクルに亘って動作が可能であり、該複数のサイクルの各々は、クロージングフェーズ、ワーキングフェーズ、リセットフェーズ、および装填フェーズを当該記載順序で有している。この液圧プレス１０は、液圧シリンダ１１、ラム１２、チャージングプレッシャーポンプないし液圧ポンプ１３、モータ１４、液圧アキュムレータ１５、液圧流体用プレフィリングコンテナないしタンク１６、制御ユニット１７、圧力センサ１８.１〜１８.３、３つのバルブ１９.１〜１９.３、および周波数変換器２０を有している。
【００９３】
前記シリンダ１１は、２つのチャンバ、詳細にはプレスチャンバ１１.１およびリセットチャンバ１１.２を有し、さらに前記シリンダ１１内を案内され前記シリンダの上側を区切っているプレスチャンバ１１.１と、当該シリンダ下側を区切っているリセットチャンバ１１.２とを分離しているピストン１１.３を有している。前記ラム１２は、その状端部が前記シリンダピストン１１.３の下側に固定され、それによって前記シリンダ１１に連結され、その下端部にはそれに連結させるべきワークピース成形用の成形ツール２１が保持される。前記ポンプ１３は、サクションフィッティング１３.１とプレッシャーフィッティング１３.２を有している。前記モータ１４は、駆動部として前記ポンプ１５に連結されている。前記アキュムレータ１５は、前記プレスチャンバ１１.１および前記リセットチャンバ１１.２並びに前記プレッシャーフィッティング１３.２に接続され、例えば窒素の充填された圧力コンテナを備えた液圧アキュムレータとして構成されている。前記タンク１６は、前記プレスチャンバ１１.１および前記リセットチャンバ１１.２並びに前記サクションフィッティング１３.１に接続されている。
【００９４】
前記モータ１４の一例として、例えば毎分２０００回転の定格回転数ｎNを有する誘導電動機があげられる。前記周波数変換器２０の一方は前記モータ１４に接続され、前記周波数変換器２０の他方は制御部１７に接続されている。この制御部１７は、前記モータ１４の回転数を、周波数変換器２０の適切な駆動制御によってゼロから定格回転数ｎNまで連続的またはほぼ連続的に設定可能であり、それによって所定の定格回転数ｎN、少なくとも１つの中間値ｎZに設定可能である。但しこの場合以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
が成り立つ。
【００９５】
前記制御部１７は、その他にも複数の圧力センサ１８に接続されており、該複数の圧力センサ１８のうち、アキュムレータ圧力センサ１８.１は、前記アキュムレータ１５内の現行のアキュムレータ圧力ＰSを検出するために用いられ、第１のチャンバ圧力センサ１８.２は、プレスチャンバ１１.１内の現行のワーキング圧力ＰAを検出するために用いられ、第２のチャンバ圧力センサ１８.３は、前記リセットチャンバ１１.２内の現行のリセット圧力ＰRを検出するために用いられる。
【００９６】
前記制御部１７は、その上さらに、例えば方向制御弁である複数のバルブ１９と接続されており、これらの複数のバルブ１９のうち、第１のバルブ１９.１は、前記プレスチャンバ１１.１と前記アキュムレータ１５との間、並びに、前記プレスチャンバ１１.１と前記タンク１６との間に設けられており、第２のバルブ１９.２は、前記リセットチャンバ１１.２と前記アキュムレータ１５との間、並びに、前記リセットチャンバ１１.２と前記タンク１６との間に設けられており、第３のバルブ１９.３は、前記プレッシャーフィッティング１３.２と前記アキュムレータ１５との間、並びに、前記プレッシャーフィッティング１３.２と前記タンク１６との間に設けられている。前記第１のバルブ１９.１は、複数の液圧流体管路に対して３つのポートと３つの切り替え位置とを有する、３／３方向制御弁であり、前記プレスチャンバ１１.１を選択的に前記タンク１６から分離させて前記アキュムレータ１５と接続させるか、または、前記アキュムレータ１５から分離させて前記タンク１６と接続させるか、または、前記アキュムレータ１５と前記タンク１６から分離させ得る。前記第２のバルブ１９.２も３／３方向制御弁であり、前記リセットチャンバ１１.２を選択的に前記タンク１６から分離させて前記アキュムレータ１５と接続させるか、または、前記アキュムレータ１５から分離させて前記タンク１６と接続させるか、または、前記アキュムレータ１５と前記タンク１６とから分離させ得る。前記第３のバルブ１９.３は、複数の液圧流体管路に対して３つのポートと２つの切り替え位置とを有する、３／２方向制御弁であり、前記プレッシャーフィッティング１３.２を選択的に前記タンク１６から分離させて前記アキュムレータ１５と接続させるか、または、前記アキュムレータ１５から分離させて前記タンク１６と接続させ得る。
【００９７】
図２には、前記図１の液圧プレス１０を用いて前記アキュムレータ１５のアキュムレータ圧力ＰS、前記ラム１２のストローク量Ｈ、前記モータ１４の回転数ｎに基づきワークピースを成形するための、図１の液圧プレス１０を動作させるための方法の有利な実施形態の３つのサイクルが時間軸に亘って概略的に示されている。
【００９８】
制御ユニット１７は、この方法の好ましい実施形態に従って液圧プレス１０の周期的動作を可能にする。この制御部１７は、次のように構成されている。すなわち、該制御部１７が、各サイクルにおいて、前記ラム１２と該ラムに連結された成形ツール２１とを、クロージングフェーズにおいて、第１のストローク高さＨ1まで下降させ、ワーキングフェーズにおいて第２のストローク高さＨ2まで下降させてそこに維持し、リセットフェーズにおいて前記第１のストローク高さＨ1を超えてさらに第３のストローク高さＨ3まで上昇させてそこに維持する。図２では、前記クロージングフェーズは、前記ストローク量Ｈの特性曲線の急峻に下降する区間にて識別され、前記ワーキングフェーズは、それに続いてフラットに下降した後で水平に推移する区間にて識別され、前記リセットフェーズは、それに続いてフラットに推移した後で急峻に上昇する区間にて識別され、前記装填フェーズは、それに続くフラットな区間にて識別される。
【００９９】
前記クロージングフェーズにおける前記ラム１２と前記成形ツール２１の下降は、制御部１７により、第１のバルブ１９.１と第２のバルブ１９.２の相応の駆動制御によって、プレスチャンバ１１.１とリセットチャンバ１１.２をそれぞれアキュムレータ１５から分離させてタンク１６に接続させることで達成または引き起こされる。それにより、前記ピストン１１.３、前記ラム１２、前記成形ツール２１がそれらの自重によって下方へ引き戻される。その際タンク１６からの液圧オイルがプレスチャンバ１１.１内へ吸引され、リセットチャンバ１１.２からタンク１６へ押し出される。
【０１００】
ワーキングフェーズ中の前記ラム１２と前記成形ツール２１の下降は、制御部１７により、第１のバルブ１９.１の相応の駆動制御によって、プレスチャンバ１１.１をタンク１６から分離させてアキュムレータ１５に接続させることで達成または引き起こされる。アキュムレータ１５は液圧プレス１０の始動後、第１のサイクルの開始に続いてほぼ完全にチャージされ、それによってアキュムレータ圧力ＰSは、アキュムレータ１５が所定の持続時間の間損傷なしに維持可能であるかないしはそれに対してアキュムレータ１５が所期のように設計される最大圧力に相応する上方の動作圧力ＰOのやや下方にある。それにより前記ピストン１１.３、前記ラム１２、前記成形ツール２１が、アキュムレータ１５内の所定のアキュムレータ圧力ＰSで生じている液圧オイルによって、成形応力ないし成形圧力に抗して下方に押圧される。その際液圧オイルは、前記アキュムレータ１５からプレスチャンバ１１.１内へ押し出され、さらにリセットチャンバ１１.２からタンク１６内へ押し出される。
【０１０１】
ワーキングフェーズにおける前記ラム１２と成形ツール２１の保持は、制御部１７により、第１のバルブ１９.１の相応の駆動制御によって、プレスチャンバ１１.１を前記アキュムレータ１５とタンク１６から分離させて終了させることで達成または引き起こされる。それにより、プレスチャンバ１１.１内に閉じ込められた液圧オイルが流出することも、液圧オイルがプレスチャンバ１１.１内へ還流することもできないため、前記ピストン１１.３、前記ラム１２、および前記成形ツール２１は動くことなく保持される。
【０１０２】
リセットフェーズ中の前記ラム１２と前記成形ツール２１の上昇は、制御部１７により、前記第１のバルブ１９.１の相応の駆動制御によって、プレスチャンバ１１.１をアキュムレータ１５から分離させてタンク１６に接続させ、前記第２のバルブ１９.２の相応の駆動制御によって、リセットチャンバ１１.２をタンク１６から分離させてアキュムレータ１５に接続させることで達成または引き起こされる。それにより前記ピストン１１.３、前記ラム１２、前記成形ツール２１が、アキュムレータ１５内の所定のアキュムレータ圧力ＰSで生じている液圧オイルによって、上方に押し上げられる。その際液圧オイルは、前記アキュムレータ１５からリセットチャンバ１１.２内へ押し出され、さらにプレスチャンバ１１.１からタンク１６内へ押し出される。
【０１０３】
その他に前記制御部１７は、全てのフェーズにおいて前記アキュムレータ１５を、必要に応じて、つまりそのつどの目下必要とされるワーキング圧力ＰAおよびリセット圧力ＰRに依存して、チャージング体積流量でチャージするように構成されている。
【０１０４】
アキュムレータ１５のチャージは、制御ユニット１７により、周波数変換器２０の相応の駆動制御によって、モータ１４の回転数を設定することで達成または引き起こされる。そのためモータ１４は前記ポンプ１３を駆動し、第３のバルブ１９.３の相応の駆動制御によってプレッシャーフィッティング１３.２がタンク１６から分離されてアキュムレータ１５に接続される。それにより、ポンプ１３は液圧オイルを、前記タンク１６から吸引して、前記周波数変換器２０を用いて設定されるモータ１４の回転数に依存するチャージング体積流量でアキュムレータ１５内に押し出す。
【０１０５】
その上さらに前記制御ユニット１７は、この有利な実施形態によれば、回転数とチャージング体積流量を以下で詳細に説明するように相応に設定することで、全てのフェーズにおいてアキュムレータ圧力ＰSが圧力基準量ＰSOLLに制御されるように構成されている。
【０１０６】
必要に応じた圧力制御のための回転数の設定は、前記制御ユニット１７により、回転数を前記周波数変換器２０の適切な駆動制御によってゼロから定格回転数ｎNまで連続的に設定すると共にゼロ、定格回転数ｎN、中間値ｎZに設定することで、達成または引き起こされる。但しこの場合は以下の条件、
０＜ｎZ＜ｎN
が成り立つ。
【０１０７】
アキュムレータ圧力の制御は、前記制御ユニット１７により、図２に示されている前記液圧プレス１０の始動後の第１のサイクルにおいて、まず回転数を定格回転数ｎNに設定し、その後でアキュムレータ圧力ＰSを専ら次のように制御することで達成または引き起こされる。すなわち、回転数をゼロに設定することでチャージング体積流量をゼロに設定するか、若しくは、回転数を定格回転数ｎNに設定し、並びにサイクル持続時間ＴZと、チャージング体積流量がゼロよりも大であるチャージング持続時間ＴLと、前記チャージング持続時間ＴLに亘って平均化されたチャージング回転数ｎLとを求めるように制御さすることで達成または引き起こされる。
【０１０８】
図２では、制御ユニット１７は、この第１のサイクルに対して例示的に、クロージングフェーズにおける回転数ｎを定格回転数ｎNの０％に設定し、ワーキングフェーズの開始区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの１００％に設定し、それに続くワーキングフェーズの終了区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの０％に設定し、リセットフェーズと装填フェーズの開始区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの１００％に設定し、それに続く装填フェーズの終了区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの０％に設定する。前記制御ユニット１７は、当該実施例では、チャージング持続時間ＴLに対してサイクル持続時間ＴZの７５％の値を求め、チャージング回転数ｎLに対して定格回転数ｎNの１００％の値を求める。
【０１０９】
この有利な実施形態によれば、前記制御ユニット１７は、さらに、図２に示された第２のサイクルに対して、制御中に回転数をゼロから最大の中間値ｎZまで設定するように構成され、但しこの場合以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
が成り立ち、但し前記ＫNは、以下の条件
０≦ＫN＜ｎL・（１−ＴL：ＴZ）
を満たす回転数補正値である。例えば前記回転数補正値ＫNに対し、以下の条件
ＫN＝５％・ｎN
が成り立つ。前記制御ユニット１７は、第１のサイクルにおいて、ＴL：ＴZ＝７５％およびｎL＝１００％・ｎN＝ｎNを求めたので、第２のサイクルに対しては、ｎL・ＴL：ＴZ＝ｎN・７５％およびｎZ＝ｎN・７５％＋５％・ｎN＝８０％・ｎNを算出する。
【０１１０】
この有利な実施形態によれば、前記制御ユニット１７は、その他にも、第２のサイクルにおいて、第１のサイクルに類似して再びサイクル持続時間ＴZ、チャージング持続時間ＴL、並びにチャージング回転数ｎLを求めるように構成されている。
【０１１１】
図２では、制御ユニット１７は、この第２のサイクルに対して例示的に、クロージングフェーズの開始区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの０％に設定し、それに続くクロージングフェーズの終了区間とワーキングフェーズにおける回転数ｎを定格回転数ｎNの６０％に設定し、リセットフェーズと装填フェーズの開始区間における回転数ｎを最大の中間値ｎZ、つまり定格回転数ｎNの８０％に設定し、それに続く装填フェーズの終了区間における回転数ｎを定格回転数ｎNの０％に設定する。前記制御ユニット１７は、当該実施例では、サイクル持続時間ＴZに対して第１のサイクルと同じ値を求め、チャージング持続時間ＴLに対して第１のサイクルよりも大きな値を求め、チャージング回転数ｎLに対して第１のサイクルよりも小さな値を求める。
【０１１２】
この有利な実施形態によれば、前記制御ユニット１７は、さらに、図２に示された第３のサイクル並びに後続の各サイクルに対して、制御中の第１および第２の部分トラクション平均に類似して回転数をゼロから最大中間値ｎZに設定するように構成される。但しこの場合、以下の条件、
ｎZ＝ｎL・ＴL：ＴZ＋ＫN
が成り立ち、この場合サイクル持続時間ＴZ、チャージング持続時間ＴL、並びにチャージング回転数ｎLはそれぞれ先行のサイクルに由来する（１４３５）。
【符号の説明】
【０１１３】
１０      液圧プレス
１１      液圧シリンダ
１１.１   シリンダ１１のプレスチャンバ
１１.２   シリンダ１１のリセットチャンバ
１１.３   シリンダ１１のピストン
１２      ラム
１３      液圧ポンプ
１３.１   ポンプ１３のサクションフィッティング
１３.２   ポンプ１３のプレッシャーフィッティング
１４      モータ
１５      液圧アキュムレータ
１６      タンク
１７      制御ユニット
１８      圧力センサ
１９      バルブ
２０      周波数変換器
２１      成形ツール
【図１】
2015522419.tif 000003
【図２】
2015522419.tif 000004
【国際調査報告】
2015522419.tif 000005
2015522419.tif 000006
2015522419.tif 000007
2015522419.tif 000008
2015522419.tif 000009
2015522419.tif 000010