[0001] Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
[0002] Bei dem hydraulischen Steuersystem gemäß
US 4 819 430 A sind im Versorgungsaggregat eine Konstantpumpe und eine Regelpumpe vorgesehen. Die
Konstantpumpe speist einen sekundären Kreis, während die Regelpumpe die primäre Druckquelle
für einen Prioritätskreis mit einem Druckspeicher ist. Regelpumpen sind teuer und
haben ein relativ träges Ansprechverhalten.
[0003] Bei einer Werkzeugmaschine mit elektrohydraulischer Steuervorrichtung gemäß
EP 1 350 033 A treibt bei Arbeitszyklen der Arbeitshydraulik im Versorgungsaggregat ein permanent
laufender Elektromotor die ersten und zweiten Konstantpumpen im Versorgungsaggregat,
wobei die erste Konstantpumpe mit niedrigerer Förderleistung einen leckagebehafteten
Kreis mit einem Druckspeicher speist, , während die zweite Konstantpumpe mit der höheren
Förderleistung diesen Kreis nur zum Decken einer Spitzenlast speist, und während der
restlichen Zeit Öl durch einen Ölkühler führt. Da die Förderleistungen der beiden
Konstantpumpen in einem Verhältnis von mindestens 1 : 2 stehen, ist die Leistungscharakteristik
des Pumpenantriebsmotors in etwa auf die Gesamtförderleistung optimiert. Überwiegend
fördert die zweite Konstantpumpe leistungsarm jedoch nur in den Ölkühler, so dass
dann die Optimierung der Leistungscharakteristik des Pumpenantriebsmotors nicht passt,
der Pumpenantriebsmotor mit schlechtem Wirkungsgrad läuft und gegebenenfalls zusätzliche
Wärme erzeugt, die im Ölkühler aus dem Öl entfernt werden muss. Dies kann einen relativ
großen Ölkühler bedingen. Während die zweite Konstantpumpe das Öl durch den Ölkühler
führt, leitet ein vom Druck im Druckspeicher gegen Federkraft schaltbares Ventil den
Förderstromzum Ölkühler.
[0004] Aus
US 4 449 365 A ist ein hydraulisches Gabelstapler-Steuersystem mit zwei eigene Motoren aufweisenden
Pumpen bekannt. In einer Ausführungsform werden beide Motoren jeweils nur bei Bedarf
vom Fahrer eingeschaltet. In einer anderen Ausführungsform läuft der Motor der ersten
Pumpe zum vorrangigen Betätigen einer Lenkung im Betrieb des Gabelstaplers permanent,
während der zweite Motor zum Betätigen von Hub- und Neigezylindern nur dann vom Fahrer
eingeschaltet wird, wenn ein Hubzylinder im Schnellgang zu steuern ist. Ein handbetätigtes
Mehrwege-Mehrstellungs-Steuerventil wird dazu die Schaltstellung für den Hubzylinder-Schnellgang
verstellt, und schließt den Stromkreis des zweiten Motors.
[0005] Aus
US 4 635 439 A ist eine Gabelstapler-Steuerung mit zwei eigene Motoren aufweisenden Konstantpumpen
bekannt. Die Drehzahl des ersten Motors ist variabel, während die Drehzahl des zweiten
Motors festgelegt ist. Die Kapazität der ersten Pumpe ist größer als die Kapazität
der zweiten Pumpe. Das Steuerventil für einen Hauptverbraucher weist als Signalgenerator
eine Ventilhub-Abtastvorrichtung mit einem Potentiometer auf, um den zweiten Motor
abhängig von der Stärke des Signals einzuschalten. Wird der zweite Motor eingeschaltet,
dann wird die Drehzahl des ersten Motors korreliert mit der Beschleunigung des zweiten
Motors vorübergehend reduziert. Die Abgabeverringerung der ersten Pumpe wird mit der
Abgabe der zweiten Pumpe kompensiert, während die Drehzahls des ersten Motors wieder
angehoben wird.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine anzugeben, die es
ermöglicht, in der elektrohydraulischen Steuervorrichtung elektrische Primärenergie
mit gutem Wirkungsgrad zu nutzen und motorseitig wenig Wärme zu generieren.
[0007] Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0008] Der erste Pumpenantriebsmotor läuft bei Arbeitszyklen der Arbeitshydraulik der Werkzeugmaschine
permanent und deckt über die erste Konstantpumpe die hydraulische Grundlast, wobei
er mit optimaler Leistungscharakteristik betrieben wird, weil Laständerungen auf die
erste Konstantpumpe keinen Einfluss haben. Der zweite Pumpenantriebsmotor für die
zweite Konstantpumpe mit der höheren Förderleistung wird mit hinsichtlich der Spitzenlast
optimierter Leistungscharakteristik betrieben. Somit wird mit beiden Pumpenantriebsmotoren
elektrische Primärenergie optimal genutzt, und wird motorseitig wenig zusätzliche
Wärme aufgrund ungünstiger Motorwirkungsgrade erzeugt, so dass, falls überhaupt, eine
nur moderat ausgelegte Kühlvorrichtung benötigt wird. Es wird der zweite Pumpenantriebsmotor
im Abschaltbetrieb und zum Decken der Spitzenlast eingeschaltet. Wird keine Spitzenlast
abgerufen, dann steht der zweite Pumpenantriebsmotor. Wird der zweite Pumpenantriebsmotor
zugeschaltet, steht die volle Förderleistung zum Decken der Spitzenlast unmittelbar
zur Verfügung. Der Systemdruck in der Arbeitshydraulik wird von einem Druckschalter
überwacht, der ein Signal zum Einschalten des im Abschaltbetrieb arbeitenden zweiten
Pumpenantriebsmotors liefern kann, sobald ein bestimmter Druckabfall eintritt. Dieser
Druckabfall stellt sich im Regelfall dann ein, wenn ein für die Arbeitshydraulik oder
einen weiteren Hydroverbraucher vorgesehenes Wegeventil geschaltet wird. Alternativ
besitzt die Werkzeugmaschine eine Programmsteuerung, in der die Arbeitszyklen der
Arbeitshydraulik programmiert sind, und die somit darüber informiert ist, wenn Bedarf
für eine Spitzenlast vorliegt. Die Programmsteuerung kann dann den zweiten Pumpenantriebsmotor
ein- und ausschalten, und zwar einschalten entweder mit Auftreten des Bedarfs oder
gegebenenfalls sogar voreilend.
[0009] Bei einer anderen, alternativen Ausführungsform wird die Abgabe der zweiten Konstantpumpe
über den lastabhängigen Signal liefernden Druckschalter und ein von diesem betätigtes
Magnetschaltventil entweder zum Decken der Spitzenlast zu den Hydroverbrauchern eingespeist,
oder einem Ölkühler zugeführt. Ist weder eine Spitzenlast zu decken noch die Temperatur
des Öls zu hoch, dann steht der zweite Pumpenantriebsmotor und wird somit Primärenergie
eingespart.
[0010] Bei einer Ausführungsform ist zusätzlich eine dritte, von dem ersten Pumpenantriebsmotor
permanent getriebene Konstantpumpe vorgesehen, die ausschließlich in einen Ölkühler
fördert. Die dritte Konstantpumpe hat höhere Förderleistung als die erste Konstantpumpe.
In diesem Fall ist der erste Pumpenantriebsmotor in seiner Leistungscharakteristik
im Hinblick auf die im Wesentlichen konstant bleibende Summe beider Förderleistungen
optimiert, so dass er mit keinen Leistungsschwankungen zu Recht zu kommen braucht
und mit günstigem Wirkungsgrad arbeitet.
[0011] Bei einer anderen Ausführungsform weist das Versorgungsaggregat als Ölreservoir ein
Rippenrohrgehäuse auf, an welchem, vorzugsweise, wenigstens ein Kühllüfter angeordnet
ist. Da die Antriebsmotoren leistungsoptimiert betrieben werden und demzufolge relativ
wenig zusätzliche Wärme generieren, kann die Kühlung des Rippenrohrgehäuses auch dann
ausreichen, wenn der erste Pumpenantriebsmotor im Dauerbetrieb läuft. Der Kühllüfter
kann, falls gewünscht, jedoch auch mit einem Ölkühler kombiniert werden, der von der
zweiten oder dritten Konstantpumpe gespeist wird. Das Versorgungsaggregat enthält
die ersten und zweiten Pumpenantriebsmotoren in einem gemeinsamen Ölreservoir und
in Form von Unteröl-Elektromotoren, die durch das Öl im Reservoir gekühlt werden,
wenig Bauraum beanspruchen, und sehr betriebssicher sind.
[0012] Die Förderleistungen der ersten und zweiten Konstantpumpen bzw. der ersten und dritten
Konstantpumpen stehen zweckmäßig jeweils in einem Verhältnis kleiner 1 : 2.
[0013] Ein auf eine vorbestimmte Ölkühler-Last eingestelltes Druckbegrenzungsventil zwischen
der dritten Konstantpumpe und dem Ölkühler stellt sicher, dass der erste Pumpenantriebsmotor
durch die dritte Konstantpumpe kaum Laständerungen ausgesetzt wird und mit optimalem
Wirkungsgrad betreibbar ist.
[0014] Die beiden Konstantpumpen sind zweckmäßig Zahnradpumpen, könnten aber auch Kolbenpumpen
oder dgl. sein.
[0015] Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild einer Hydrauliksteuerung mit einem Versorgungsaggregat in einer
Werkzeugmaschine,
- Fig. 2
- eine Ausführungsform eines Doppelmotor-Versorgungsaggregats in einem Längsschnitt,
- Fig. 3
- eine weitere Ausführungsform der Hydrauliksteuerung, und
- Fig. 4
- eine weitere Ausführungsform der Hydrauliksteuerung.
[0016] Im Blockschaltbild in Fig. 1 ist eine Hydrauliksteuerung S beispielsweise einer Werkzeugmaschine
M schematisch angedeutet, in welcher an eine Arbeitsleitung 27 nicht gezeigte
[0017] Hydroverbraucher beispielsweise einer Arbeitshydraulik oder Spannvorrichtung angeschlossen
(z.B. über nicht gezeigte Wegeventile) sind, und an eine Arbeitsleitung 28 etwaige
andere, nicht gezeigte Hydroverbraucher. Die Steuervorrichtung S wird aus einem Versorgungsaggregat
A hydraulisch versorgt, beispielsweise einem Versorgungsaggregat A gemäß Fig. 2.
[0018] Über die Arbeitsleitung 27 wird im Betrieb der Werkzeugmaschine M beispielsweise
eine hydraulische Grundlast eingespeist, die gegebenenfalls temperaturabhängig variierende
Leckageverluste ausgleicht. Über die Arbeitsleitung 28 wird ferner fallweise für Hydroverbraucher
mit momentan starkem Verbrauch eine hydraulische Spitzenlast eingespeist. Die Grundlast
wird permanent benötigt, während die Spitzenlast nur jeweils relativ kurzzeitig und/oder
in bestimmten Zeitabständen benötigt wird, z.B. abhängig von bestimmten Arbeitsabläufen
in der Werkzeugmaschine M. Es können auch in der Arbeitshydraulik an der Arbeitsleitung
27 Hydroverbraucher enthalten sein, beispielsweise Spannzylinder, die kurzzeitig eine
Spitzenlast brauchen.
[0019] Die Werkzeugmaschine M besitzt beispielsweise eine schematisch angedeutete Programmsteuerung
CU, von der die Arbeitshydraulik bzw. die Hydroverbraucher gesteuert werden. Im Versorgungsaggregat
A sind in ein- und demselben Ölreservoir R ein erster elektrischer Pumpenantriebsmotor
M1 für eine erste Konstantpumpe P1 mit einer bestimmten Förderleistung Q1 und ein
zweiter Pumpenantriebsmotor M2 für eine zweite Konstantpumpe P2 mit einer zweiten
bestimmten Förderleistung Q2 angeordnet. Die erste Konstantpumpe P1 dient zum Decken
der Grundlast und zum zumindest zeitweisen Aufrechterhalten des Drucks eines Druckspeichers
31. Die zweite Konstantpumpe P2 dient hingegen zum zeitweisen Decken der Spitzenlast.
(Die Grundlast und die Spitzenlast sind keine konstanten Lasten, sondern können variieren.
Ein wesentliches Merkmal der Spitzenlast ist eine vorübergehend höhere Fördermenge
als die der Grundlast.)
[0020] Die erste Konstantpumpe P1 ist über eine Versorgungsleitung 29 und ein zum Reservoir
R sperrendes Rückschlagventil 30 an den Druckspeicher 31 und die Arbeitsleitung 27
angeschlossen. An einem Knotenpunkt 36 zweigt eine Leitung 32 zum Reservoir R ab,
in der ein erstes Druckbegrenzungsventil 33 enthalten ist. Zwischen dem Rückschlagventil
30 und dem Knotenpunkt 36 zweigt von der Druckleitung 29 eine Leitung 34 zum Reservoir
R ab, in welcher ein zweites Druckbegrenzungsventil 35 enthalten ist. Die beiden Druckbegrenzungsventile
33, 35 sind auf unterschiedliche Ansprechdrücke eingestellt, beispielsweise auf 100
bar und 140 bar.
[0021] Die zweite Konstantpumpe P2 ist über eine Versorgungsleitung 38 und ein Rückschlagventil
39 an einen Knotenpunkt 37 der Versorgungsleitung 29 angeschlossen, und auch an einen
elektrischen Druckschalter 40. Der Druckschalter 40 dient dazu, bei Auftreten eines
bestimmten Druckabfalls den zweiten Pumpenantriebsmotor M2 entweder für eine programmierte
Zeitdauer oder so lange einzuschalten, dass die Spitzenlast gedeckt und/oder der Soll-Druck
des Druckspeichers 31 wieder erreicht sind. Der Druckschalter 40 schaltet gegebenenfalls
den zweiten Pumpenantriebsmotor M2 wieder aus.
[0022] Bei einer nicht gezeigten Alternative könnte die Funktion des Druckschalters 40 auch
von der Programmsteuerung CU der Werkzeugmaschine M übernommen werden, d.h., dass
dann die Programmsteuerung CU den zweiten Pumpenantriebsmotor M2 einschaltet, wenn
und solange programmabhängig eine hydraulische Spitzenlast zu decken ist
[0023] Da im System und auch durch die Pumpenantriebsmotoren M1, M2 Wärme erzeugt wird,
kann das Versorgungsaggregat A einen Kühllüfter 41 aufweisen, der vom permanent laufenden
ersten Pumpenantriebsmotor M1 angetrieben wird, oder (nicht gezeigt), von einem eigenen
elektrischen Lüfterantriebsmotor. Solange im Betrieb der Werkzeugmaschine nur die
Grundlast zu decken ist, erfolgt dies über die erste Konstantpumpe P1 mit der Förderleistung
Q1. Dabei ist der Druckspeicher 31 aufgeladen. Der zweite Pumpenantriebsmotor M2 steht.
Der Druckschalter 40 bzw. die Programmsteuerung CU liefern kein Einschaltsignal für
den zweiten Pumpenantriebsmotor. Falls nun beispielsweise über die Arbeitsleitung
27 die Spitzenlast abgerufen oder beispielsweise ein an die Arbeitsleitung 28 angeschlossenes
Wegeventils für einen oder mehrere Hydroverbraucher wird, tritt zumindest zwischen
dem Knotenpunkt 37 und dem Rückschlagventil 39 ein Druckabfall auf, den der Druckschalter
40 mit einem Signal zum Einschalten des zweiten Pumpenantriebsmotors M2 quittiert.
Die zweite Konstantpumpe P2 deckt die Spitzenlast und hält bzw. bringt auch den Druck
im Druckspeichers 31 zum Sollwert, beispielsweise bestimmt durch das auf den niedrigeren
Ansprechdruck eingestellte Druckbegrenzungsventil 35. Sobald die Spitzenlast nicht
mehr benötigt wird, generiert bei einem Druckanstieg der Druckschalter 40 das Signal
zum Abschalten des zweiten Pumpenantriebsmotors M2, so dass dann wieder nur mehr der
erste Pumpenantriebsmotor M1 betrieben wird.
[0024] Da die Leistungsaufnahme des ersten Pumpenantriebsmotors M1 bei der Grundlast kaum
variiert, lässt sich der erste Pumpenantriebsmotor M1 mit im Hinblick auf die Grundlast
optimierter Leistungscharakteristik betreiben. Ähnliches gilt für den zweiten Pumpenantriebsmotor
M2, der nur zum Decken einer Spitzenlast betrieben wird und dann kaum Lastschwankungen
ausgesetzt ist, so dass auch der zweite Pumpenantriebsmotor M2 mit im Hinblick auf
die Spitzenlast optimierter Leistungscharakteristik betrieben wird. Beide Pumpenantriebsmotoren
M1, M2 und auch deren Konstantpumpen P1, P2 arbeiten mit optimalen Wirkungsgraden.
Sie können klein bauen und kostengünstig sein.
[0025] Das Versorgungsaggregat A in Fig. 2 weist als gemeinsames Ölreservoir R für die ersten
und zweiten Pumpenantriebsmotoren M1, M2 und die ersten und zweiten Konstantpumpe
P1, P2 ein Rippenrohrgehäuse G aus einem Rippenrohr 1 mit zumindest äußeren Kühlrippen
2 und endseitigen Deckeln 3, 4 auf. Als Kühllüfter 41 ist ein Lüfterrad 5 am Deckel
4 montiert, das bei der gezeigten Ausführungsform in Fig. 2 nicht vom ersten Pumpenantriebsmotor
M1, sondern von einem eigenen Antriebsmotor 6 angetrieben wird, beispielsweise um
eine höhere Lüfterdrehzahl zu erzielen, als die Drehzahl des ersten Pumpenantriebsmotors
M1. Bei einer nicht gezeigten Alternative könnte der erste Pumpenantriebsmotor M1
jedoch auch das Lüfterrad 5 antreiben.
[0026] An einer Seite des Rippenrohres 1 sind Standfüße 7 vorgesehen, die die Betriebsposition
des Versorgungsaggregats A andeuten (liegend).
[0027] Im entsprechend stark ausgebildeten Deckel 3 sind Strömungswege 8 eingeformt, während
der Deckel 4 beispielsweise ein Gussteil in dünnwandiger Ausbildung ist. Am Deckel
3 ist ferner außenseitig eine Anschlussfläche 10 für Steuer-, Überwachungs-, Regelkomponenten
9 des Versorgungsaggregats A vorgesehen. Eine Ent- oder Belüftungsbohrung 8 für das
Reservoir R kann ebenfalls vorgesehen sein, so dass das Öl im Reservoir R im Wesentlichen
drucklos gespeichert wird. Der erste Pumpenantriebsmotor M1 treibt in Fig. 2 nicht
nur die erste Konstantpumpe P1, sondern gegebenenfalls auch eine dritte Konstantpumpe
P3. Die Konstantpumpen P1, P3 sind in Serie geschaltet und unterscheiden sich beispielsweise
in ihren Förderleistungen (Q1, Q3). Zweckmäßig handelt es sich um Zahnradpumpen.
[0028] Die ersten und zweiten Pumpenantriebsmotore M1, M2 sind offene Unteröl-Elektromotoren,
die vom Öl im Reservoir R gekühlt werden.
[0029] Der erste Pumpenantriebsmotor M1 besitzt einen Statorteil 12, der in einen Haltekragen
13 des Deckels 4 eingepresst ist. Eine Rotorwelle 15 eines Rotors 14 hat Lager 16,
20 in einem Lagerkragen 17 des Deckels 4 und in einem Lagerschild 19 zwischen dem
Statorteil 12 und der dritten Konstantpumpe P3. Die Konstantpumpen P1, P3 sind mit
Befestigungsvorrichtungen 18 frei auskragend am Statorteil 12 befestigt. Die Achse
des ersten Pumpenantriebsmotors M1 und der ersten und dritten Konstantpumpen P1, P3
ist bei dieser Ausführungsform in etwa parallel zur Achse des Rippenrohres 1 bzw.
sogar in Übereinstimmung mit der Achse des Rippenrohres 1.
[0030] Der zweite Pumpenantriebsmotor M2 besitzt einen Statorteil 21, der mit einer Stirnseite
in einer Ringvertiefung 23 des Deckels 3 mittels einer Hülse 22 festgelegt ist. Ein
Lagerkragen 24 des Deckels 3 stützt ein Lager 25 einen Rotor 27 des zweiten Pumpenantriebsmotors
M2. Ein zweites Rotorwellenlager 27' ist in einem Lagerschild 26 zwischen dem Statorteil
21 und der zweiten Konstantpumpe P2 enthalten. Die zweite Konstantpumpe P2 ist frei
auskraund der zweiten Konstantpumpe P2 enthalten. Die zweite Konstantpumpe P2 ist
frei auskragend mittels Befestigungseinrichtungen 28 am Statorteil 21 angeordnet.
Die Achse des zweiten Pumpenantriebsmotors M2 und der zweiten Konstantpumpe P2 liegt
ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Achse des Rippenrohres 1, ist jedoch gegenüber
der Achse des ersten Pumpenantriebsmotors M1 versetzt. Der Lüfter-Antriebsmotor 6
kann entweder im Dauerbetrieb laufen, oder temperaturabhängig bedarfsweise eingeschaltet
werden.
[0031] Die hydraulische Steuervorrichtung S der Werkzeugmaschine M in Fig. 3 unterscheidet
sich von der von Fig. 1 dadurch, dass der erste Pumpenantriebsmotor M1 permanent zusätzlich
eine dritte Konstantpumpe P3 mit einer Förderleistung Q3 antreibt. Die dritte Konstantpumpe
P3 (siehe Fig. 2) ist über eine Versorgungsleitung 42 an einen Ölkühler KV angeschlossen.
Von der Versorgungsleitung 42 zweigt eine Leitung 43 zum Reservoir R ab, in welcher
ein Druckbegrenzungsventil 44 enthalten ist. Das Druckbegrenzungsventil 44 ist beispielsweise
auf einen Kühlerdruck von nur 15 bar eingestellt.
[0032] Der in Fig. 1 angedeutete Kühllüfter 41 könnte auch in dieser Ausführungsform vorgesehen
sein, ist gegebenenfalls aber wegen des Ölkühlers KV nicht erforderlich. Der Ölkühler
KV ist außerhalb des Reservoirs R angeordnet. Das Verhältnis zwischen der Förderleistung
Q1 der ersten Konstantpumpe P1 und der Förderleistung Q3 der dritten Konstantpumpe
P3 bzw. zwischen Q1 und der Förderleistung Q2 der zweiten Konstantpumpe P2 ist beispielsweise
jeweils kleiner als 1 : 2. Der weitere Aufbau und die Funktion entsprechen denen von
Fig. 1.
[0033] Bei der Ausführungsform der Steuervorrichtung S in Fig. 4 sind im Versorgungsaggregat
A nur die ersten und zweiten Konstantpumpen P1 und P2 enthalten, wobei der zweite
Pumpenantriebsmotor P2 entweder im Abschaltbetrieb oder permanent betrieben wird.
Im Abschaltbetrieb richtet sich die Einschaltzeit des zweiten Pumpenantriebsmotors
M2 nach der jeweiligen Spitzenlast und dem Erfordernis einer Kühlung des Öls, d.h.,
der zweite Pumpenantriebsmotor M2 kann dann abgeschaltet bleiben, wenn weder eine
Spitzenlast angefordert wird noch eine Kühlung erforderlich ist. Bei Dauerbetrieb
des zweiten Pumpenantriebsmotors M2 wird hingegen bei Bedarf die Spitzenlast gedeckt,
und sonst die Abgabe der zweiten Konstantpumpe P2 durch den Ölkühler KV geführt. In
der Versorgungsleitung 38 ist in Fig. 4 anstelle des Rückschlagventils 39 von Fig.
3 ein Magnetschaltventil 45 enthalten, das (wie gezeigt durch eine Feder 46) eine
Durchgangsstellung zum Ölkühler KV einnimmt, und eine Zweigleitung 34' zur Versorgungsleitung
29 absperrt, oder bei Betätigung eines Magneten 47 die Versorgungsleitung 38 über
die Zweigleitung 34' mit der Versorgungsleitung 29 stromab des Rückschlagventils 30
verbindet, und die Verbindung zum Ölkühler KV unterbricht. Das Schaltventil 45 ist
beispielsweise über eine Signalleitung 48 mit dem Druckschalter 40 verbunden, so dass
der Druckschalter 40 das Schaltventil 45 bei Auftreten einer Spitzenlastanforderung
(Druckabfall) entsprechend schaltet. Alternativ könnte die in Fig 4 nicht gezeigte
Programmsteuerung der Werkzeugmaschine das Schaltventil 45 programmabhängig sogar
voreilend zum Druckabfall ansteuern. In diesem Fall könnte der Druckschalter 40 entfallen.
[0034] Da in den Fig. 3 und 4 der erste Pumpenantriebsmotor keinen nennenswerten Lastschwankungen
ausgesetzt ist, kann er mit optimierter Leistungscharakteristik und günstigem Wirkungsgrad
betrieben werden. Dies gilt auch für den zweiten Pumpenantriebsmotor M2 in Fig. 3,
der hier nur bei Anforderung einer Spitzenlast eingeschaltet wird. Der zweite Pumpenantriebsmotor
M2 in Fig. 4 lässt sich ebenfalls mit optimierter Leistungscharakteristik und gutem
Wirkungsgrad sowohl im Abschaltbetrieb als auch im Dauerbetrieb betreiben, da der
Lastunterschied zwischen der Spitzenlast und der Last des Ölkühlers KV nicht signifikant
ist. Zweckmäßig wird die Leistungscharakteristik des zweiten Pumpenantriebsmotors
M2 auf die Spitzenlast abgestimmt, insbesondere wenn der zweite Pumpenantriebsmotor
M2 im Abschaltbetrieb läuft. Alternativ ist es möglich, den zweiten Pumpenantriebsmotor
M2 in seiner Leistungscharakteristik auf den Bedarf des Ölkühlers KV abzustimmen,
da die Spitzenlast vergleichsweise selten abgerufen wird.
1. Werkzeugmaschine (M), mit einer Arbeitshydraulik, deren Hydroverbraucher bei Arbeitszyklen
[Seite 4, Absatz 3] permanent mit hydraulischer Grundlast und zeitweise mit hydraulischer
Spitzenlast betreibbar sind, einer elektrohydraulischen Steuervorrichtung (S), und
einem Versorgungsaggregat (A), wobei das Versorgungsaggregat (A) in einem Ölreservoir
(R) wenigstens erste und zweite Konstantpumpen (P1, P2) mit unterschiedlichen Förderleistungen
(Q1, Q2) aufweist, von denen die erste mit der niedrigeren Förderleistung (Q1) die
Grundlast und die zweite mit der höheren Förderleistung (Q2) die Spitzenlast deckt,
und mit zumindest einem ersten, bei Arbeitszyklen permanent betriebenen Pumpen-Antriebs-Motor
(M1), dadurch gekennzeichnet, dass im Versorgungsaggregat (A) für die zweite Konstantpumpe (P2) ein zweiter Pumpenantriebsmotor
(M2) vorgesehen ist, dass der zweite Pumpenantriebsmotor (M2) bei Arbeitszyklen elektrisch
im Abschaltbetrieb betreibbar und nur zum Decken der Spitzenlast einschaltbar sowie
in seiner Leistungscharakteristik im Hinblick auf die Spitzenlast optimiert ist, und
dass entweder in der elektrohydraulischen Steuervorrichtung (S) den ersten und zweiten
Konstantpumpen (P1, P2) und den Hydroverbrauchern ein Druckschalter (40) zumindest
zum lastabhängigen Einschalten des zweiten Pumpenantriebsmotors (M2) vorgesehen ist,
oder die Werkzeugmaschine (M) eine Programmsteuerung (CU) aufweist, und der zweite
Pumpenantriebsmotor (M2) über die Programmsteuerung (CU) ein- und ausschaltbar ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgabe der zweiten Konstantpumpe (P2) entweder über den lastabhängig ein elektrisches
Signal liefernden Druckschalter (40) und ein von diesem angesteuertes Magnetschaltventil
(45) oder ein von der Programmsteuerung (CU) der Werkzeugmaschine (M) angesteuertes
Magnetschaltventil (45) wahlweise entweder zum Decken der Spitzenlast zu den Hydroverbrauchern
oder zu einem Ölkühler (KV) eingespeist wird.
3. Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine dritte Konstantpumpe (P3) mit gegenüber der ersten Konstantpumpe
(P1) höherer Förderleistung (Q3) vom ersten Pumpenantriebsmotor (M1) angetrieben und
förderseitig ausschließlich an einen Ölkühler (KV) angeschlossen ist.
4. Werkzeugmaschine gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungsaggregat (A) als Ölreservoir (R) ein Rippenrohrgehäuse (G) aufweist,
und dass, vorzugsweise, an dem Rippenrohrgehäuse (G) wenigstens ein Kühllüfter (41)
angeordnet ist, der entweder direkt und permanent vom ersten Pumpenantriebsmotor (M1)
angetrieben wird, oder
einen eigenständigen Antriebsmotor (6) aufweist.
5. Werkzeugmaschine gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistungen (Q1 : Q2; Q1 : Q3) der ersten und zweiten Konstantpumpen (P1,
P2) bzw. der ersten und dritten Konstantpumpen (P1, P3) jeweils in einem Verhältnis
kleiner 1 : 2 stehen.
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der dritten Konstantpumpe (P3) und dem Ölkühler (KV) durch
ein Druckbegrenzungsventil (44) zu einem ölreservoir (R) abgesichert ist, das, vorzugsweise,
nur auf etwa 15 bar als Ölkühlerlast eingestellt ist.
7. Werkzeugmaschine gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den ersten und zweiten Konstantpumpen (P1, P2) und den Hydroverbrauchern
ein Druckspeicher (31) angeordnet ist.
1. Machine tool (M), comprising a working hydraulics the hydroconsumers of which are
operated during working cycles permanently with hydraulic basic load and temporarily
with hydraulic peak loads, an electrohydraulic control device (S), and a supply unit
(A), the supply unit (A) including at least first and second constant discharge pumps
(P1, P2) of different discharge quantities (Q1, Q2) within an oil reservoir (R), of
which first and second constant discharge pumps (P1, P2) the first one having the
lower discharge quantity (Q1) is covering the basic load and the second having the
higher discharge quantity (Q2) is covering the peak load, and at least a first pump
driving motor (M1) permanently operating during working cycles, characterized in that a second pump driving motor (M2) is provided in the supply unit (A) for the second
constant discharge pump (P2), that the second pump driving motor (M2) during working
cycles is operable electrically in a switch-off-operation and is switched on only
for covering the peak load and is optimized in view to the peak load in its quantity
characteristic, and that either in the electrohydraulic control device (S) a pressure
switch (40) is associated to the first and second constant discharge pumps (P1, P2)
and the hydroconsumers at least for switching on the second pump driving motor (M2)
depending from load, or that the machine tool (M) comprises a program control (CU)
for switching on and switching off the second pump driving motor (M2) via the program
control (CU).
2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the discharge quantity of the second constant discharge pump (P2) selectively is
supplied to the hydroconsumers for covering the peak load or is supplied to an oil
cooler (KV), either via the pressure switch (40) delivering an electric signal depending
from load and a solenoid switching valve (45) controlled by the signal or via a solenoid
switching valve (45) controlled by the program control (CU) of the machine tool (M).
3. Machine tool according to claim 1, characterized in that in addition a third constant discharge pump (P3) having higher discharge quantity
(Q3) compared to the first constant discharge pump (P1) is driven by the first pump
driving motor (M1) and is connected exclusively at the discharge side with an oil
cooler (KV).
4. Machine tool according to claims 1 to 3, characterized in that the supply unit (A) comprises a ribbed tube housing (G) as the oil reservoir (R)
and that, preferably, at least one cooling fan (41) is arranged at the ribbed tube
housing (G), the cooling fan (41) being either driven directly and permanently by
the first pump driving motor (M1) or having an own driving motor (6).
5. Machine tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the discharge quantities (Q1:Q2; Q1:Q3) of the first and second constant discharge
pumps (P1, P2) or optionally of the first and third constant discharge pumps (P1,
P3) respectively define a ratio smaller than 1:2.
6. Machine tool according to claim 3, characterized in that the connection between the third constant discharge pump (P3) and the oil cooler
(KV) is safeguarded towards the oil reservoir (R) by a pressure limiting value (44)
which, preferably, is adjusted only to about 15 bar as oil cooler load.
7. Machine tool according to at least one the preceding claims, characterized in that a pressure accumulator (31) is arranged between the first and second constant discharge
pumps (P1, P2) and the hydroconsumers.
1. Machine-outil (M) comprenant une hydraulique de travail, dont il est possible de faire
fonctionner les récepteurs consommateurs hydrauliques, lors de cycles de travail [page
4, paragraphe 3], de manière permanente avec une charge hydraulique de base et temporairement
avec une charge hydraulique de crête, un dispositif de commande électrohydraulique
(S), et un groupe d'alimentation (A), le groupe d'alimentation (A) comportant, dans
un réservoir d'huile (R), au moins une première et une deuxième pompe à cylindrée
constante (P1, P2) avec des débits (Q1, Q2) différents, dont la première avec le débit
plus bas (Q1) couvre la charge de base, et la seconde avec le débit plus élevé (Q2),
couvre la charge de crête, la machine-outil comprenant également au moins un premier
moteur d'entraînement de pompe (M1) fonctionnant de manière permanente lors des cycles
de travail,
caractérisée en ce que dans le groupe d'alimentation (A) il est prévu un deuxième moteur d'entraînement
de pompe (M2) pour la deuxième pompe à cylindrée constante (P2), en ce que le deuxième moteur d'entraînement de pompe (M2), peut fonctionner, lors de cycles
de travail, en mode arrêt électrique, et n'est mis en marche que pour couvrir la charge
de crête et est optimisé quant à sa caractéristique de puissance, dans l'optique de
la couverture de la charge de crête, et en ce que, soit il est prévu dans le dispositif de commande (S) des première et deuxième pompes
à cylindrée constante (P1, P2) et les récepteurs consommateurs hydrauliques, un commutateur
de pression (40) au moins pour la mise en marche, en fonction de la charge, du deuxième
moteur d'entraînement de pompe (M2), soit la machine-outil (M) présente une commande
programmable (CU), et le deuxième moteur d'entraînement de pompe (M2) peut être mis
en marche et arrêté par l'intermédiaire de la commande programmable (CU).
2. Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que le débit de la deuxième pompe à cylindrée constante (P2) est envoyé, soit par l'intermédiaire
du commutateur de pression (40) fournissant un signal électrique en fonction de la
charge et une vanne électromagnétique de commande (45) commandée par celui-ci, soit
par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique de commande (45) commandée par la
commande programmable (CU) de la machine-outil (M), sélectivement soit vers les récepteurs
consommateurs hydrauliques pour couvrir la crête de charge, soit vers un radiateur
de refroidissement d'huile (KV).
3. Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'en supplément, une troisième pompe à cylindrée constante (P3) avec un débit (Q3) plus
élevé par rapport à celui de la première pompe à cylindrée constante (P1), est entraînée
par le premier moteur d'entraînement de pompe (M1) et est raccordée, côté refoulement,
à un radiateur de refroidissement d'huile (KV).
4. Machine-outil selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le groupe d'alimentation (A) présente en guise de réservoir d'huile (R), un carter
tubulaire à ailettes (G), et en ce que, de préférence, sur le carter tubulaire à ailettes (G) est agencé au moins un ventilateur
de refroidissement (41), qui est, soit entraîné directement et de manière permanente
par le premier moteur d'entraînement de pompe (M1), soit présente un moteur d'entraînement
(6), qui lui est propre.
5. Machine-outil selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisée en ce que les débits (Q1 : Q2 ; Q1 : Q3) des première et deuxième pompes à cylindrée constante
(P1, P2) et respectivement des première et troisième pompes à cylindrée constante
(P1, P3) sont respectivement dans un rapport inférieur à 1 : 2.
6. Machine-outil selon la revendication 3, caractérisée en ce que la liaison entre la troisième. pompe à cylindrée constante (P3) et le radiateur de
refroidissement d'huile (KV) est sécurisée, vers le réservoir d'huile (R), par une
vanne de limitation de pression (44), qui, de préférence, n'est réglée que sur environ
15 bar en tant que charge de radiateur de refroidissement d'huile.
7. Machine-outil selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'entre les première et deuxième pompes à cylindrée constante (P1, P2) et les récepteurs
consommateurs hydrauliques, est agencé un accumulateur de pression (31).