Sistema de medio de presión, en particular sistema hidráulico.

Sistema de medio de presión, en particular sistema hidráulico,

con

a) una bomba de fluido (1) para el transporte de un fluido de accionamiento con un determinado flujo de transporte (Q) y una determinada presión de fluido (PREAL),

b) una unidad de control (8) que enciende o apaga la bomba de fluido (1) para ajustar un valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL),

c) en el que la bomba de fluido (1) tiene en el apagado una marcha retardada debido a la inercia de modo que la presión de fluido durante la marcha retardada de la bomba de fluido (1) sigue aumentando, mientras que la bomba de fluido (1) ya está apagada,

d) mientras que la bomba de fluido (1) tiene en el encendido una marcha preliminar debido a la inercia de modo que la presión de fluido (PREAL) aún no aumenta fundamentalmente durante la marcha preliminar de la bomba de fluido (1) aunque la bomba de fluido (1) ya está encendida,

caracterizado

e) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) al aumentar la presión de fluido (PREAL) hasta el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido antes de que la presión de fluido (PREAL) haya alcanzado el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido, ~

y/o

f) porque la unidad de control (8) vuelve a encender la bomba de fluido (1) al disminuir la presión de fluido (PREAL) en el estado apagado de la bomba de fluido (1) antes de que la presión de fluido (PREAL) haya caído hasta una presión mínima (PMÍN) previamente establecida.

D E S C R I P C I Ó N

SISTEMA DE MEDIO DE PRESIÓN, EN PARTICULAR SISTEMA HIDRÁULICO

** (Ver fórmula) **

La invención se refiere a un sistema de medio de presión, en particular a un sistema hidráulico de un dispositivo tensor 5 para el tensado mecánico de piezas de trabajo o soportes de piezas de trabajo como, por ejemplo, paletas de piezas de trabajo.

** (Ver fórmula) **

** (Ver fórmula) **

** (Ver fórmula) **

Dispositivos tensores de este tipo con un sistema hidráulico son conocidos, por ejemplo, por la patente DE 31 36 177 A1 y contienen una bomba hidráulica, un sensor de presión y una válvula limitadora de presión así como una unidad de control. 10

La bomba hidráulica genera la presión hidráulica necesaria para la operación del dispositivo tensor, pudiendo accionarse la bomba hidráulica, por ejemplo, mediante un motor eléctrico.

La válvula limitadora de presión está dispuesta entre la bomba hidráulica y el aparato consumidor hidráulico del dispositivo tensor y conduce el aceite hidráulico de regreso a un depósito de aceite hidráulico en caso de superar un valor máximo previamente establecido para limitar la presión hidráulica al valor máximo admitido. 15

Esta limitación de presión puede ser necesaria, por ejemplo, cuando, debido a un fallo, la bomba hidráulica transporta un mayor caudal volumétrico de lo que es necesario para mantener un valor teórico previamente establecido.

Sin embargo, además, esta limitación de presión también puede ser necesaria cuando el aceite hidráulico encerrado en el sistema hidráulico se expande debido a un calentamiento, lo que está relacionado con un aumento correspondiente de la presión. 20

La unidad de control mide mediante el sensor de presión la presión hidráulica generada por la bomba hidráulica y enciende la bomba hidráulica cuando la presión hidráulica se queda por debajo de un valor mínimo previamente establecido (presión de encendido) . En el siguiente establecimiento de presión, la unidad de control mide permanentemente mediante el sensor de presión la presión hidráulica actual y apaga la bomba hidráulica cuando la presión hidráulica medida por el sensor de presión supera el valor teórico previamente establecido (presión de 25 apagado) . De este modo se mantiene la presión hidráulica entre el valor mínimo y el valor teórico en la operación del sistema tensor.

Las figuras 5A a 5D muestran para un sistema hidráulico convencional de este tipo el desarrollo temporal de la presión hidráulica (figura 5A) , del estado de encendido o apagado de la bomba hidráulica (figura 5B) , del estado de encendido o apagado del aparato consumidor (figura 5C) y del estado de encendido o apagado de la válvula limitadora de presión 30 (figura 5D) .

Este sistema hidráulico conocido tiene diferentes inconvenientes que se describirán en breve a continuación.

Por un lado, se tiene que evacuar una parte del caudal volumétrico transportado por la bomba hidráulica mediante la válvula limitadora de presión cuando la presión hidráulica supera el valor teórico previamente establecido. Sin embargo, esta limitación de presión conlleva una pérdida de rendimiento correspondiente de la válvula limitadora de presión. 35

Por otro lado, la bomba hidráulica se opera en la mayoría de los casos con una presión hidráulica elevada cerca del valor teórico, lo que conlleva una carga correspondientemente elevada de la bomba hidráulica y un esfuerzo energético correspondientemente elevado.

Además, existe el problema de que la bomba hidráulica se tenga que volver a encender cuando la presión hidráulica haya caído por debajo de una presión mínima previamente establecida. Es problemático a este respecto el hecho de 40 que esta denominada conexión subsiguiente de la bomba hidráulica no conduzca inmediatamente a un aumento de presión, lo que tiene diferentes motivos. Por un lado, el relé de motor de la bomba hidráulica tiene un determinado tiempo muerto, por lo que se retarda el arranque de la bomba hidráulica. Además, la bomba hidráulica requiere un determinado tiempo de arranque debido a su inercia de masa. Sin embargo, por otro lado, la presión hidráulica también tiene una constante de tiempo en el sistema hidráulico y aumenta de manera lineal tras el arranque de la bomba 45 hidráulica. Este retardo temporal puede conducir en la conexión subsiguiente de la bomba hidráulica a que se disminuya por debajo de la presión mínima previamente establecida.

Por las patentes DE 199 59 706 A1 y DE 10 2005 060 321 A1 son conocidos sistemas de medio de presión para un sistema de frenado de automóvil, produciéndose también el fenómeno que una bomba hidráulica no se queda parada inmediatamente en el apagado sino que tiene una marcha retardada. Sin embargo, el posible aumento de presión, 50 durante esta marcha retardada en el apagado, se compensa en estas patentes porque los tiempos de control para válvulas conectadas aguas abajo se modifican de manera correspondiente. Por tanto, a este respecto el aumento de presión durante la marcha retardada no se evita sino se compensa mediante medidas de control adecuadas.

Además, con respecto al estado de la técnica de otros campos técnicos cabe señalar las patentes DE 20 2008 011 507 U1, DE 697 15 709 T2 y DE 197 13 576 A1. 55

Finalmente, con respecto al estado de la técnica cabe señalar las patentes DE 10 2005 002 443 A1, US 2004/0098984 A1 y US 005 829 335 A. Sin embargo, estas patentes dan a conocer sólo una regulación convencional de una bomba al variarse, por ejemplo, la capacidad de transporte de la bomba mediante una activación de la bomba con una relación de palpado ajustable. Por tanto, en este caso se trata de una regulación continua a diferencia de un encendido o apagado de la bomba tal como está previsto en el marco de la invención. 60

La invención se basa, por tanto, en el objetivo de crear un sistema hidráulico correspondientemente mejorado que evite en la mayor medida posible estos inconvenientes.

La invención se basa en el reconocimiento técnico de que la bomba de fluido (por ejemplo, la bomba hidráulica) también después del apagado de su accionamiento sigue teniendo una marcha retardada debido a la inercia de modo que la presión de fluido (por ejemplo, la presión hidráulica) sigue aumentado ligeramente también tras el apagado de la bomba de fluido durante la marcha retardada de la bomba de fluido.

Por tanto, la invención prevé que la bomba de fluido ya se apague en el establecimiento de presión antes de que la 5 presión de fluido haya alcanzado el valor teórico previamente establecido. Durante la siguiente marcha retardada de la bomba de fluido, la presión de fluido sigue aumentando entonces desde la presión de apagado con un determinado aumento de presión de marcha retardada en la dirección hacia el valor teórico previamente establecido. Por tanto, la invención aprovecha la energía cinética de la bomba de fluido, del accionamiento de la bomba de fluido y/o de la columna de líquido transportada por la bomba de fluido. 10

Por un lado, esto ofrece la ventaja de que la bomba de fluido se opera con una frecuencia menor en caso de presiones elevadas del fluido cerca del valor teórico, por lo que la bomba de fluido se protege y consume menos energía de accionamiento.

Sin embargo, por otro lado, la invención ofrece también la ventaja de que se tiene que evacuar menos fluido (por ejemplo, aceite hidráulico) mediante la válvula limitadora de presión, por lo que la válvula limitadora de presión se 15 protege y se produce menos pérdida de potencia.

En un ejemplo de realización preferido de la invención, la presión de apagado está dimensionada de tal modo que la diferencia de presión entre el valor teórico previamente establecido y la presión de apagado es menor que el aumento de presión de marcha retardada. Esto significa que la presión de fluido tras el apagado de la bomba de fluido sigue aumentando al menos hasta el valor teórico previamente establecido. Por tanto, preferiblemente, el aumento de presión 20 de marcha retardada debería ser lo suficientemente grande para cubrir la diferencia de presión entre la presión de apagado y el valor teórico.

A este respecto cabe tener en cuenta que el aumento de presión durante la marcha retardada de la bomba de fluido discurre de forma asintótica hasta un valor final de modo que el aumento de presión en la región de presión superior hacia el valor final discurre cada vez más lento. Sin embargo, por regla general, es deseable que el valor teórico 25 previamente establecido de la presión de fluido durante la marcha retardada se... [Seguir leyendo]

1. Sistema de medio de presión, en particular sistema hidráulico, con

a) una bomba de fluido (1) para el transporte de un fluido de accionamiento con un determinado flujo de 5 transporte (Q) y una determinada presión de fluido (PREAL) , b) una unidad de control (8) que enciende o apaga la bomba de fluido (1) para ajustar un valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) , c) en el que la bomba de fluido (1) tiene en el apagado una marcha retardada debido a la inercia de modo que la presión de fluido durante la marcha retardada de la bomba de fluido (1) sigue aumentando, mientras que la 10 bomba de fluido (1) ya está apagada, d) mientras que la bomba de fluido (1) tiene en el encendido una marcha preliminar debido a la inercia de modo que la presión de fluido (PREAL) aún no aumenta fundamentalmente durante la marcha preliminar de la bomba de fluido (1) aunque la bomba de fluido (1) ya está encendida, caracterizado 15

e) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) al aumentar la presión de fluido (PREAL) hasta el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido antes de que la presión de fluido (PREAL) haya alcanzado el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido, y/o f) porque la unidad de control (8) vuelve a encender la bomba de fluido (1) al disminuir la presión de fluido 20 (PREAL) en el estado apagado de la bomba de fluido (1) antes de que la presión de fluido (PREAL) haya caído hasta una presión mínima (PMÍN) previamente establecida.

2. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado 25

a) porque la presión de fluido (PREAL) durante la marcha retardada tras el apagado de la bomba de fluido (1) sigue subiendo en un determinado aumento de presión de marcha retardada (PMARCHA RETARDADA) máximo posible sin una limitación de presión, y b) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) cuando la presión de fluido (PREAL) supera una 30 determinada presión de apagado (PAPAGADO) .

3. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado 35

a) porque la diferencia de presión (P) entre el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) y la presión de apagado (PAPAGADO) es menor que el aumento de presión de marcha retardada (PMARCHA RETARDADA) máximo posible de modo que la presión de fluido (PREAL) durante la marcha retardada sigue subiendo al menos hasta el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido y/o b) porque el aumento de presión de marcha retardada (PMARCHA RETARDADA) máximo posible supera la 40 diferencia de presión (P) entre el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) y la presión de apagado (PAPAGADO) en al menos un 10 %, un 20 %, un 50 %, un 100 % o un 200 %, y/o c) porque el aumento de presión de marcha retardada (PMARCHA RETARDADA) máximo posible supera la diferencia de presión (P) entre el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) y la presión de apagado (PAPAGADO) en, como máximo, un 200 %, un 100 %, un 50 %, un 20 % o un 10 45 %.

4. Sistema de medio de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado

a) porque está previsto un sensor de presión (7) que mide la presión de fluido (PREAL) y retransmite la presión 50 de fluido (PREAL) medida a la unidad de control (8) , y b) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) en función de la presión de fluido (PREAL) medida y/o c) porque la unidad de control (8) enciende la bomba de fluido (1) en función de la presión de fluido (PREAL) medida, y/o 55

d) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) cuando la presión de fluido (PREAL) medida supera una determinada presión de apagado (PAPAGADO) , y/o e) porque la unidad de control (8) enciende la bomba de fluido (1) cuando la presión de fluido (PREAL) medida queda por debajo de una determinada presión de encendido (PENCENDIDO) .

5. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado

a) porque la unidad de control (8) determina el flujo de transporte (Q) de la bomba de fluido (1) , b) porque la unidad de control (8) determina la presión de apagado (PAPAGADO) en función del flujo de transporte (Q) de la bomba de fluido (1) y del valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) .

6. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 5, 5

caracterizado

a) porque la bomba de fluido (1) se acciona mediante un motor de accionamiento (2) , en particular un motor de accionamiento (2) eléctrico con un determinado número de revoluciones, y b) porque la unidad de control (8) calcula el flujo de transporte de la bomba de fluido (1) a partir del número de 10 revoluciones de la bomba de accionamiento.

7. Sistema de medio de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la unidad de control (8) adapta dinámicamente la presión de apagado durante la operación, en particular en función de al menos una de las siguientes magnitudes: 15

- el flujo de transporte (Q) de la bomba de fluido (1) , - el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido para la presión de fluido (PREAL) , - el aumento de presión temporal (dP/dt) de la presión de fluido (PREAL) .

8. Sistema de medio de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado

a) porque la bomba de fluido (1) se acciona por un motor de accionamiento (2) , en particular por un motor de accionamiento (2) eléctrico, b) porque el motor de accionamiento (2) se activa por un control de motor, 25

c) porque la unidad de control (8) transmite una señal de apagado al control de motor para apagar la bomba de fluido (1) .

9. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado 30

a) porque la unidad de control (8) está integrada constructivamente en el sensor de presión (7) , o b) porque la unidad de control (8) está separada constructivamente del sensor de presión (7) .

10. Sistema de medio de presión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado 35

a) porque el fluido de accionamiento es un líquido hidráulico, en particular un aceite hidráulico, y por que la bomba de fluido (1) es una bomba hidráulica, y/o b) porque la bomba de fluido (1) alimenta un aparato consumidor (3) con el fluido de accionamiento, y/o c) porque el aparato consumidor (3) es un sistema tensor (3) mecánico que sujeta de forma liberable una pieza 40 de trabajo o un soporte de piezas de trabajo.

11. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 4 y la reivindicación 10, caracterizado

a) porque la unidad de control (8) determina mediante el sensor de presión (7) el cambio temporal (dP/dt) de la 45 presión de fluido (PREAL) en el estado apagado de la bomba de fluido (1) , y b) porque la unidad de control (8) determina la presión de encendido (PENCENDIDO) en función de al menos una de las siguientes magnitudes:

- el cambio temporal (dPREAL/dt) de la presión de fluido (PREAL) en el estado apagado de la bomba de 50 fluido (1) , - la presión de apagado (PAPAGADO) , - la presión mínima (PMÍN) previamente establecida.

12. Sistema de medio de presión de acuerdo con la reivindicación 11, 55

caracterizado

a) porque la presión de encendido (PENCENDIDO) es mayor que la presión mínima (PMÍN) previamente establecida y/o b) porque la presión de encendido (PENCENDIDO) está dimensionada preferiblemente de modo que la presión de 60 fluido (PREAL) no disminuye por debajo de la presión mínima (PMÍN) previamente establecida tras el apagado de la bomba de fluido (1) durante la marcha preliminar de la bomba de fluido (1) .

13. Procedimiento de operación para un sistema de medio de presión con 65

a) una bomba de fluido (1) para transportar un fluido de accionamiento con un determinado flujo de transporte (Q) y una determinada presión de fluido (PREAL) , b) una unidad de control (8) que enciende o apaga la bomba de fluido (1) para ajustar un valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido de la presión de fluido (PREAL) , c) en el que la bomba de fluido (1) tiene en el apagado una marcha retardada debido a la inercia de tal modo 5 que la presión de fluido sigue subiendo durante la marcha retardada de la bomba de fluido (1) , mientras que la bomba de fluido (1) ya está apagada, d) mientras que la bomba de fluido (1) tiene en el encendido una marcha preliminar debido a la inercia de tal modo que la presión de fluido (PREAL) aún no sube considerablemente durante la marcha preliminar de la bomba de fluido (1) aunque la bomba de fluido (1) ya está encendida, 10

caracterizado e) porque la unidad de control (8) apaga la bomba de fluido (1) al aumentar la presión de fluido (PREAL) hasta el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido antes de que la presión de fluido (PREAL) haya alcanzado el valor teórico (PTEÓRICO) previamente establecido, y/o f) porque la unidad de control (8) vuelve a encender la bomba de fluido (1) al disminuir la presión de fluido 15 (PREAL) en el estado apagado de la bomba de fluido (1) antes de que la presión de fluido (PREAL) haya caído hasta una presión mínima (PMÍN) previamente establecida.