Servopumpen

Servopumpe stößt Pressenhydraulik in eine höhere Effizienzklasse

21.06.12 | Autor / Redakteur : Herbert Rüger / Josef Kraus

Darüber hinaus ist Hydrauliköl kompressibel. Daher speichert ein unter hohem Druck stehender Hydraulikzylinder auch Federenergie. Beim Druckabbau im Zylinder strömt eine bestimmte komprimierte Ölmenge in den Tank. Aus dieser Feder- wird ebenfalls Verlustenergie.

Servomotor steuert Zylinder ohne drosselnde Hydraulikventile

Kennzeichnend für eine Servopumpe ist die direkte Koppelung eines Servomotors mit einer Hydraulikpumpe (prinzipiell wie bei der herkömmlichen Antriebstechnik). Der Unterschied besteht grundsätzlich in der hervorragenden Steuerbarkeit des Servomotors. Der Servomotor kann den Pumpenrotor in seiner Drehzahl, seinem Drehmoment und in seiner Position exakt steuern (Bild 2).

Somit ist es möglich, die Geschwindigkeit, die Kraft und auch die Position des Zylinderkolbens ausschließlich durch den Servomotor zu bestimmen. Die Verwendung von Steuer- oder Regelventilen ist nicht erforderlich. Man kann sich dabei das Hydrauliköl, das als Übertragungselement arbeitet, auch als „flüssige Zahnstange“ vorstellen.

Beim Abbremsen des Kolbens im Zylinder kann komprimiertes Drucköl den Servomotor über die Pumpe generatorisch antreiben. So können hydraulische Ziehkissen die Gegenkraft an der Hydraulikpumpe durch den Servomotor aufbringen, weil dieser dabei als Generator arbeitet.

Press- und Rückzugskraft lassen sich variabel festlegen

Die Presse soll natürlich im Leerlauf das Werkzeug mit möglichst hoher Geschwindigkeit bewegen, um die Hubfrequenz zu steigern. Daher enthält die Pressenhydraulik ein Füllventil, das den Zylinderraum auf der Seite der großen Kolbenfläche (Pressfläche) mit Hydrauliköl füllt oder diesen entleert. Die kleinere Ringfläche auf der anderen Zylinderseite (Rückzugsfläche) verbindet Lasco dagegen mit einer weiteren Servopumpe, um sowohl die schnelle Abwärtsbewegung als auch die schnelle Aufwärtsbewegung des Hydraulikkolbens zu bewerkstelligen (Bilder 3 und 4). Das Flächenverhältnis kann in weiten Bereichen frei gewählt werden. Somit ist eine nahezu beliebige Dimensionierung von Presskraft und Rückzugskraft möglich.

Diese Servopumpe übernimmt auch die Bremsfunktion bei der schnellen Abwärts-, aber auch Aufwärtsbewegung des Presskolbens. Bei Kolbenstillstand im oberen Haltepunkt befindet sich der Presskolben in Lageregelung. Die Servopumpe, die den Ringraum des Zylinders mit Öl versorgt, fördert exakt die Leckagemenge, um den Stillstand des Kolbens zu gewährleisten. Die potenzielle Energie der bewegten Massen wird teilweise in Elektroenergie umgewandelt und dem Zwischenkreis des Servosystems zugeführt. Beim nachfolgenden Pressvorgang kann diese Energie zur Beschleunigung der Servomotore verwendet werden.

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