CH651497A5

CH651497A5 - DEVICE FOR HYDRODYNAMIC PRESSING.

Info

Publication number: CH651497A5
Application number: CH236080A
Authority: CH
Inventors: Viktor Nikolaevich Chachin; Vladimir Konstantinovich Kolos; Viktor Vladimirovich Botyan; Vladimir Ivanovich Luzgin; Igor Konstantinovic Antonenkov
Original assignee: Fiz Tech I Akad Nauk
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1985-09-30
Also published as: DE3001243A1; GB2048740A; DE3001243C2; JPS55141399A; SU913647A1; GB2048740B; JPS5951397B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Pressen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a device for hydrodynamic pressing according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Entwicklung schneilaufender hydrodynamischer Pressen für blechartige Werkstoffe und zum Gesenkschmieden unter Anwendung eines elastischen oder eines hydroelastischen Arbeitsmittels, d.h. einer Flüssigkeit über eine Membran. The invention is particularly suitable for the development of snow-running hydrodynamic presses for sheet-like materials and for drop forging using an elastic or a hydroelastic working medium, i.e. a liquid over a membrane.

Ferner kann die Erfindung auch zur Entwicklung druckluftbetätigter Schlagvorrichtungen dienen. Furthermore, the invention can also serve for the development of compressed air-operated impact devices.

Hydrodynamischen Pressen mit einem Hohlschaft und einem darin geführten Freikolben sind bekannt. Der Freikolben wird vom Druckgas zum Anlauf gebracht und erzeugt beim Aufprall auf das die Arbeitskammer füllende elastische Mittel (Flüssigkeit) in diesem einen Druckstoss, Hydrodynamic presses with a hollow shaft and a free piston guided therein are known. The free piston is brought to a start by the compressed gas and generates a pressure surge in the impact upon the elastic means (liquid) filling the working chamber,

durch den die Verformung des Werkstückes erfolgt. Damit keine übermässige Erhöhung des Luftdruckes im Hohlschaft zwischen dem Freikolben und dem elastischen Mittel auftritt und die Bewegungsenergie des Freikolbens nicht vom Luftpolster aufgenommen wird, ist der vor dem elastischen Mittel liegende Hohlraum durch Ableitungskanäle mit der Atmosphäre verbunden. by which the workpiece is deformed. So that there is no excessive increase in the air pressure in the hollow shaft between the free piston and the elastic means and the kinetic energy of the free piston is not absorbed by the air cushion, the cavity located in front of the elastic means is connected to the atmosphere by discharge channels.

Problematisch ist die Rückführung des Freikolbens in seine Ausgangsstellung, nachdem er seinen Arbeitshub ausgeführt hat. The return of the free piston to its starting position after it has carried out its working stroke is problematic.

Bei einer bekannten Ausführung wird der Freikolben beispielsweise mittels eines hydraulischen Antriebes durch Flüssigkeitszufuhr unter den Freikolben zurückgestellt. In a known embodiment, the free piston is reset, for example by means of a hydraulic drive, by supplying liquid under the free piston.

Nach der Rückstellung des Freikolbens ist es erforderlich, die Flüssigkeit aus dem Hohlschaft zu entfernen, wozu eine Spülung mit aus einem Druckluftnetz bezogener Luft vorgesehen ist. After the free piston has been reset, it is necessary to remove the liquid from the hollow shaft, for which purpose a flushing with air drawn from a compressed air network is provided.

Eine solche, aus der FR-PS 1 562 426 von 1969 (IPC B 21 d) bekannte hydraulische Anordnung beansprucht sehr viel Platz, weil sie eine Vielzahl von Prüf-, Regel- und Verteilgeräten, Pumpen, Rohrleitungen und andere Hilfsmittel benötigt. Die von der Rückführung des Freikolbens und der Luftspülung bis zum Flüssigkeitsablass in Anspruch genommene Gesamtzeit beträgt 50 bis 60 s. Such a hydraulic arrangement known from FR-PS 1 562 426 from 1969 (IPC B 21 d) takes up a lot of space because it requires a large number of test, control and distribution devices, pumps, pipelines and other aids. The total time taken from returning the free piston and air rinsing to draining the liquid is 50 to 60 s.

Eine andere Vorrichtung zum hydrodynamischen Pressen ist beispielsweise aus dem Beitrag «Schnellformung nach dem Hydropunch-Verfahren» von Ratjen R. Tatamatsu M. aus der Zeitschrift «Express-Information», der Reihe «Technologie und Ausrüstung des Schmiedepressenbetriebes» Nr. 21/1971 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der über dem Freikolben befindliche Hohlraum des Hohlschaftes nach dem Aufprall des Freikolbens auf die Flüssigkeit über entsprechende Ventile der Reihe nach mit einem Sammelbehälter für Druckgasentnahme, mit der Atmosphäre und erst nachdem mit einem Vakuumbehälter verbunden. Durch diese für die Rückstellung des Freikolbens erforderlichen Arbeitsgänge wird die Zeit des Arbeitszyklus verlängert. Zur Durchführung dieser Arbeitsgänge sind verschiedene Ventile, Rohrleitungen und Gasaufnahmebehälter erforderlich, durch welche diese bekannte Vorrichtung kompliziert und teuer ist. Another device for hydrodynamic pressing is known, for example, from the article "Rapid Forming Using the Hydropunch Process" by Ratjen R. Tatamatsu M. from the magazine "Express Information", the series "Technology and Equipment of the Forging Press Company" No. 21/1971 . In this known device, the cavity of the hollow shaft located above the free piston is connected after the free piston has impacted the liquid, in turn, via corresponding valves to a collecting container for extracting compressed gas, to the atmosphere and only afterwards to a vacuum container. The work cycle required to reset the free piston is extended. Various valves, pipes and gas receptacles are required to carry out these operations, which makes this known device complicated and expensive.

Aus der FR-PS 2 138 378 (IPC B 21 d, 26/00, F 15 b, 1/00,15/00) ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer hydraulischen Stossbelastung bekannt. Diese umfasst einen Zylinder mit einem in ihm geführten abgestuften Freikolben, eine zur Bildung einer Wassermembran dienende Kammer, die vor dem Hohlschaft angeordnet und von ihm durch eine Wand getrennt ist, wobei diese Wand eine den Freikolben aufnehmende zentrale Öffnung und eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, die Freikolben-Aushöhlungen gegenüberliegen und durch welche Luft für die Rückbewegung des Freikolbens eingelassen wird. Ferner umfasst diese bekannte Vorrichtung einen Wasserleitungsaufsatz zum Zuführen von Wasser zwecks Bildung einer Membran, eine Öffnung für den Wasserabfluss und eine Öffnung für den Luftauslass, ein Hauptventil zur dosierten Zuführung von Luft, einen zusätzlichen Luftverteiler, einen Verschluss, einen Rücklaufverteiler, ein Rücklaufsperrventil sowie ein Kanal- und Rohrleitungssystem. From FR-PS 2 138 378 (IPC B 21 d, 26/00, F 15 b, 1 / 00,15 / 00) a device for generating a hydraulic shock load is known. This comprises a cylinder with a stepped free piston guided in it, a chamber serving to form a water membrane, which is arranged in front of the hollow shaft and is separated from it by a wall, this wall having a central opening receiving the free piston and a plurality of openings, the free piston cavities are opposite and through which air is admitted for the return movement of the free piston. Furthermore, this known device comprises a water line attachment for supplying water to form a membrane, an opening for water drainage and an opening for the air outlet, a main valve for metered supply of air, an additional air distributor, a closure, a return distributor, a non-return valve and a Sewer and piping system.

Bei dieser bekannten Vorrichtung weist das Rückstellwerk für den Freikolben einen mit Schieber ausgerüsteten Rücklaufverteiler, einen den Verteiler mit einem Zylinder verbindenden Kanal, einen Kanal mit einem Ventil, über das durch den Verteiler die Luft unter den Freikolben zugeführt wird und einen Kanal, mit dem der über dem Freikolben befindliche Hohlraum des Zylinders über den Verteiler mit der Atmosphäre verbunden und dadurch entlüftet wird. In this known device, the return mechanism for the free piston has a return distributor equipped with a slide, a channel connecting the distributor with a cylinder, a channel with a valve, through which the air is supplied through the distributor under the free piston and a channel with which the cavity of the cylinder located above the free piston is connected to the atmosphere via the distributor and is thereby vented.

Die Rückstellung des Freikolbens erfolgt bei dieser bekannten Ausführung folgendermassen: The free piston is reset in this known version as follows:

Wenn der Freikolben bei der Beschleunigung auf die Wassermembran aufprallt, beginnt die auf den Freikolben einwirkende Luft über den Kanal auf den Presskolben des Rücklaufverteilers einzuwirken, verschiebt ihn und verbindet damit den über dem Freikolben befindlichen Hohlraum des Hohlschaftes mit der Atmosphäre. Unter den Freikolben strömt Luft aus einem Luftaufnahmebehälter, wobei der Druck im Hohlschaft sinkt und der Freikolben unter der Lufteinwirkung seine Rückstellbewegung beginnt. Der When the free piston impacts the water membrane during acceleration, the air acting on the free piston begins to act on the plunger of the return manifold via the channel, displaces it and thus connects the hollow shaft cavity above the free piston with the atmosphere. Air flows out of an air receptacle under the free piston, whereby the pressure in the hollow shaft drops and the free piston begins its return movement under the influence of air. The

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Druckabfall im Hohlschaft befreit den Presskolben des Verteilers und dieser kehrt unter der Wirkung einer Feder langsam wegen einer Verzögerungsanordnung in seine Ausgangsstellung zurück. Dabei wird der über dem Freikolben befindliche Hohlraum des Hohlschaftes verschlossen, so dass die Luftzufuhr unterhalb des Freikolbens aufhört. Der beschleunigte Freikolben setzt seine Bewegung aus Trägheit fort und wird am Ende seines Rücklaufweges von der im über ihm befindlichen Hohlraum des Hohlschaftes enthaltenen Luft gehemmt. Pressure drop in the hollow shaft frees the plunger of the distributor and, under the action of a spring, it slowly returns to its starting position due to a delay arrangement. The cavity of the hollow shaft located above the free piston is closed, so that the air supply stops below the free piston. The accelerated free piston continues to move due to inertia and is inhibited at the end of its return path by the air contained in the hollow shaft cavity above it.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist eine zu komplizierte Ausführung, so dass die Wahrscheinlichkeit für ein Versagen während des Betriebes relativ gross ist. Alle bekannten, mit Schiebern ausgerüstete Druckgasverteiler lassen wegen Spalten im Körper-Schieber-Paar grosse Druckverluste entstehen. Zur Vermeidung der Verluste in den Druckgasverteilern vom Schiebertyp müssen die Spalten im Körper-Schieber-Paar minimal sein und im Idealfall überhaupt nicht vorhanden sein, während die Luftfeuchte dazu zwingt, die angrenzenden Teile der Spalten aus einem korrosionsfesten Werkstoff herzustellen. Die Verteiler vom Schiebertyp erfordern ausserdem eine sorgfaltig gereinigte, von mechanischen Fremdstoffen befreite Luft und eine Schmierung der Reibflächen mittels Ölnebel. A major disadvantage of this known device is that the design is too complicated, so that the probability of failure during operation is relatively high. All known pressure gas distributors equipped with slide valves cause large pressure losses due to gaps in the pair of body / slide valves. In order to avoid the losses in the slide-type pressure gas distributors, the gaps in the body-slide pair must be minimal and ideally not be present at all, while the air humidity forces the adjacent parts of the gaps to be made from a corrosion-resistant material. The valve type distributors also require carefully cleaned, mechanical foreign air and lubrication of the friction surfaces with oil mist.

Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist der Verbrauch an Druckluft, welche zur Zurückstellung des Freikolbens unterhalb des Freikolbens zugeführt wird. Ein weiterer Nachteil entsteht bei der Rückstellung des Freikolbens, welcher gegen das Gestänge eines Hilfsanlassverteilers schlägt und damit die Standzeit dieses Verteilers verkürzt. A disadvantage of this known device is the consumption of compressed air, which is supplied below the free piston to reset the free piston. Another disadvantage arises when resetting the free piston, which strikes the linkage of an auxiliary starter distributor and thus shortens the service life of this distributor.

Ferner ist es nachteilig, dass diese Vorrichtung keine Feststellmöglichkeit für den Freikolben aufweist, weshalb beim Anlassen des Freikolbens ein Versagen auftreten kann. Aus der Beschreibung geht hervor, dass diese bekannte Vorrichtung, darunter auch das Rückführwerk, nur mit einem abgestuften Freikolben betreibbar ist, d.h., dass die spezifische Masse des Freikolbens, also diejenige Masse, die auf eine Flächeneinheit des Hohlraumes entfällt, in welchem der Druckstoss entsteht, gross sein wird. Es ist jedoch bekannt, dass es für Trennungsverfahren, für das Formen von steifen Reliefteilen, für das Kalibrieren und Prägen viel wirkungsvoller ist, einen Freikolben mit einem Mindestmass an spezifischer Masse zu verwenden. In diesem Fall nähert sich der Vorgang in der Kammer einem Wellenvorgang mit einem sehr hohen Druckwert an der Stosswellenfront, während mit einer grossen spezifischen Masse der Vorgang in der Kammer sich eher als ein statischer beziehungsweise quasistatischer Vorgang abspielt. Für die obengenannten Arbeitsgänge ist der Wirkungsgrad der Energieübertragung von der Flüssigkeit, in welcher ein hoher Druckstoss entsteht, zum Werkstück viel grösser, wenn die Energie in Form einer Stosswelle übertragen wird, als wenn dies mittels eines quasistatischen Druckes erfolgen würde. It is also disadvantageous that this device has no possibility of locking the free piston, which is why a failure can occur when the free piston is started. The description shows that this known device, including the return mechanism, can only be operated with a graduated free piston, that is to say that the specific mass of the free piston, that is to say the mass which is attributable to a unit area of the cavity in which the pressure surge occurs , will be big. However, it is known that for separation processes, for forming rigid relief parts, for calibration and embossing, it is much more effective to use a free piston with a minimum amount of specific mass. In this case, the process in the chamber approaches a wave process with a very high pressure value on the shock wave front, while with a large specific mass, the process in the chamber takes place more as a static or quasi-static process. For the above-mentioned operations, the efficiency of the energy transfer from the liquid in which a high pressure surge occurs to the workpiece is much greater if the energy is transferred in the form of a shock wave than if this were done by means of a quasi-static pressure.

Ziel der Erfindung ist es, die vorstehend aufgezählten Mängel zu beseitigen. The aim of the invention is to eliminate the shortcomings listed above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Pressen mit einer derartigen Ausbildung des Rückstellwerkes für den Freikolben zu schaffen, welche die gesamte Vorrichtung baulich einfacher macht und ihren Wirkungsgrad erhöht. The invention has for its object to provide a device for hydrodynamic pressing with such a design of the return mechanism for the free piston, which makes the entire device structurally simpler and increases its efficiency.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung, insbesondere des Rückstellwerkes, wird das bisher übliche, gesamte Schieber- und Rohrleitungssystem überflüssig. Die Vorrichtung ist also in doppelter Hinsicht vorteilhaft, weil einerseits die Ausführung einfach und betriebssicher wird und andererseits das Entweichen von Druckgas durch Schieberspalten und Energieverluste während der Gasströmung durch die Rohrleitungen beseitigt ist. The design according to the invention, in particular of the restoring mechanism, means that the entire slide and piping system which has been customary up to now is superfluous. The device is therefore advantageous in two respects because, on the one hand, the design is simple and reliable and, on the other hand, the escape of compressed gas through slide gaps and energy losses during the gas flow through the pipelines are eliminated.

Durch eine bevorzugte Ausführungsform nach Anspruch 2 lässt sich der Freikolben schnell zurückführen und in einer Zange sicher festhalten. Through a preferred embodiment according to claim 2, the free piston can be quickly returned and securely held in a pair of pliers.

Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 3 kann der Strömungsweg verkürzt und die Verluste der Luftströmung aus dem unter dem Freikolben befindlichen Hohlraum in die geschlossene Kammer während des Arbeitshubes des Freikolbens sowie während seiner Rückstellung können verringert werden. In one embodiment according to claim 3, the flow path can be shortened and the losses of the air flow from the cavity located under the free piston into the closed chamber during the working stroke of the free piston and during its return can be reduced.

Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 4 kann die Vorrichtung vereinfacht und die Länge des Kanals verkürzt werden. Die Vereinfachung ergibt sich, weil der Deckel als Ventilkörper dient und die Kanäle im Deckel untergebracht werden können, so dass auf Rohrleitungen verzichtet werden kann. By an embodiment according to claim 4, the device can be simplified and the length of the channel can be shortened. The simplification results because the cover serves as a valve body and the channels can be accommodated in the cover, so that there is no need for pipes.

Durch eine Ausführungsform nach Anspruch 5 kann die Rückstellung des Freikolbens beim Gesenkschmieden von Werkstücken mit einem grossen Verformungsumfang mit Sicherheit erzielt werden. By means of an embodiment according to claim 5, the resetting of the free piston in the forging of workpieces with a large extent of deformation can be achieved with certainty.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Gesenkschmieden, im Längsschnitt und Fig. 1 shows a device for hydrodynamic drop forging, in longitudinal section and

Fig. 2 eine ähnliche Ausführung wie in der Fig. 1, jedoch mit einem Rückschlagventil zur Zuleitung eines Druckgases in die mit einem Arbeitsmittel gefüllte Kammer, in einem teilweisen Längsschnitt. Fig. 2 shows a similar design as in Fig. 1, but with a check valve for supplying a compressed gas into the chamber filled with a working fluid, in a partial longitudinal section.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist ein Teil einer hydrodynamischen Presse. Die Vorrichtung enthält einen Zylinder 1, dessen eines Ende der Arbeitsfläche eines Untergesenkes 2 zugekehrt ist. Im Zylinder 1 ist ein Freikolben 3 geführt, der durch ein an dem dem Untergesenk 2 entgegengesetzten oberen Ende des Zylinders 1 angeordnetes Anlasswerk 4 und durch ein Rückstellwerk betätigbar ist. Durch den Freikolben 3 ist der Hohlraum des Zylinders 1 in einen unteren Hohlraum 5 und einen oberen Hohlraum 6 unterteilt. Die Ausdehnungen der Hohlräume sind von der jeweiligen Stellung des Freikolbens 3 abhängig. The device shown in Fig. 1 is part of a hydrodynamic press. The device contains a cylinder 1, one end of which faces the working surface of a lower die 2. A free piston 3 is guided in the cylinder 1 and can be actuated by a starting mechanism 4 arranged on the upper end of the cylinder 1 opposite the lower die 2 and by a restoring mechanism. The free piston 3 divides the cavity of the cylinder 1 into a lower cavity 5 and an upper cavity 6. The dimensions of the cavities depend on the respective position of the free piston 3.

Am oberen Ende des Zylinders 1 ist eine Zange 7 zum Festhalten des Freikolbens 3 angeordnet, welche zusätzlich die Funktion eines Stossdämpfers übernimmt, um den Freikolben 3 bei seiner Rückkehr in die obere Stellung nach Ausführung eines Arbeitshubes zu dämpfen. Der Zylinder 1 ist konzentrisch von einem Druckgasaufnahmebehälter 8 umgeben, dessen Hohlraum mit dem sich in der Ausgangsstellung des Freikolbens 3 oberhalb des Freikolbens 3 befindlichen oberen Hohlraum 6 durch einen Kanal 9 verbunden ist. Ein Deckel 10 schliesst sowohl den oberen Hohlraum 6 als auch den Hohlraum des Druckgasaufnahmebehälters 8 nach aussen ab. At the upper end of the cylinder 1, a pair of pliers 7 for holding the free piston 3 is arranged, which additionally takes over the function of a shock absorber to dampen the free piston 3 when it returns to the upper position after a working stroke. The cylinder 1 is concentrically surrounded by a compressed gas receptacle 8, the cavity of which is connected by a channel 9 to the upper cavity 6 located above the free piston 3 in the starting position of the free piston 3. A lid 10 closes both the upper cavity 6 and the cavity of the compressed gas receptacle 8 from the outside.

Das untergesenkseitige Ende des Zylinders 1 grenzt an eine Hochdruckkammer 11 an, die mit einem elastischen, beispielsweise flüssigen, Mittel 12 gefüllt ist, welches als Arbeitsmittel die Energie des Freikolbens 3 auf ein auf dem Untergesenk 2 aufliegendes Werkstück 13 überträgt. The lower die end of the cylinder 1 adjoins a high pressure chamber 11 which is filled with an elastic, for example liquid, medium 12 which, as working medium, transfers the energy of the free piston 3 to a workpiece 13 resting on the lower die 2.

Das Rückstellwerk weist eine am untergesenkseitigen Ende des Zylinders 1 und konzentrisch zu ihm angeordnete geschlossene Kammer 14 auf, deren Hohlraum 15 durch Kanäle 16 mit dem unterhalb des Freikolbens 3 befindlichen unteren Hohlraum 5 verbunden ist. Zum Rückstellwerk gehört ferner ein in einer Öffnung im Deckel 10 angeordnetes Ventil 17, durch welches der obere Hohlraum 6 über einen Kanal 18 mit der umgebenden Atmosphäre verbindbar ist. Zum Öffnen des Ventils 17 dient ein Betätiger 19, welcher The reset mechanism has a closed chamber 14 arranged at the lower end of the cylinder 1 and concentrically to it, the cavity 15 of which is connected by channels 16 to the lower cavity 5 located below the free piston 3. The restoring device also includes a valve 17 arranged in an opening in the cover 10, through which the upper cavity 6 can be connected to the surrounding atmosphere via a channel 18. An actuator 19, which is used to open the valve 17

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mit einer nicht dargestellten Stange des Zylinders des Anlasswerkes 4 gekoppelt ist. is coupled to a rod, not shown, of the cylinder of the starting mechanism 4.

Das Rückstellwerk weist ferner ein in die geschlossene Kammer 14 hineinragendes Rückschlagventil 20 auf, welches in der Wand des Zylinders 1 in einem der Höhe des Freikolbens 3 ungefähr gleichen Abstand von seinem dem Untergesenk 2 zugekehrten Ende eingebaut ist. Das Rückschlagventil 20 dient zum Ablassen von Abgas aus dem Zylinder 1 in die geschlossene Kammer 14. The reset mechanism also has a check valve 20 projecting into the closed chamber 14, which is installed in the wall of the cylinder 1 at an approximately equal height from the free piston 3 from its end facing the lower die 2. The check valve 20 serves to discharge exhaust gas from the cylinder 1 into the closed chamber 14.

Als Arbeitsmittel kann beispielsweise ausser einem elastischen Mittel, wie beispielsweise Gummi, auch ein hydroela-stisches Mittel, wie beispielsweise eine vom Werkstück durch eine elastische Membran getrennte Flüssigkeit dienen, oder eine Flüssigkeit, mit der der gesamte Hohlraum der Hochdruckkammer gefüllt wird, nachdem das Untergesenk 2 mit dem Werkstück 13 an die Hochdruckkammer 11 angedrückt ist. As a working medium, for example, in addition to an elastic means, such as rubber, a hydroelastic means, such as a liquid separated from the workpiece by an elastic membrane, or a liquid with which the entire cavity of the high-pressure chamber is filled after the lower die 2 with the workpiece 13 is pressed against the high pressure chamber 11.

Für den Betrieb mit einem flüssigen Arbeitsmittel ist gemäss Fig. 2 ein Rückschlagventil 21 vorgesehen, welches Druckgas von einem Druckgassammelgefäss 22 unter den Freikolben 3 in die mit einer Flüssigkeit 23 zu füllende Hochdruckkammer 11 strömen lässt. Zum Füllen der Hochdruckkammer 11 mit der Flüssigkeit 23 dient eine mit der Flüssigkeitszuleitung verbundene Düse 24, die sich durch die geschlossene Kammer 14 hindurcherstreckt und mit einem zweiten Rückschlagventil 25 versehen ist. For operation with a liquid working fluid, a check valve 21 is provided according to FIG. 2, which allows compressed gas to flow from a compressed gas collecting vessel 22 under the free piston 3 into the high pressure chamber 11 to be filled with a liquid 23. A nozzle 24, which is connected to the liquid supply line and extends through the closed chamber 14 and is provided with a second check valve 25, is used to fill the high-pressure chamber 11 with the liquid 23.

Die beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt: The described device works as follows:

In der Fig. 1 ist der Freikolben 2 nach beendetem Rücklauf in seiner Ausgangsstellung dargestellt. Zum Rücklauf ist der Kanal 9 geschlossen, das Ventil 17 geöffnet und das Druckgas aus dem Hohlraum 15 hat den Freikolben 3 nach oben in seine Ausgangsstellung verdrängt. Bei der Aufwärtsbewegung gelangt der Freikolben 3 in die Zange 7 hinein und wird durch diese festgehalten. Beim Einlaufen in die Zange 17 wird er abgebremst, bis seine Bewegungsenergie gleich Null ist. 1 shows the free piston 2 in its initial position after the return has ended. For the return, the channel 9 is closed, the valve 17 is opened and the compressed gas from the cavity 15 has displaced the free piston 3 upward into its starting position. During the upward movement, the free piston 3 enters the forceps 7 and is held by it. When entering pliers 17, it is braked until its kinetic energy is zero.

Arbeitshub des Freikolbens 3 Free piston working stroke 3

- Die mit dem Betätiger 19 verbundene, nicht dargestellte Stange des Anlasswerkes 4 wird aufwärts bewegt. - The rod of the starting mechanism 4, not shown, connected to the actuator 19 is moved upwards.

- Der Betätiger 19 schliesst das Ventil 17, so dass der zuvor mit der umgebenden Atmosphäre durch den Kanal 18 verbundene obere Hohlraum 6 nach aussen geschlossen ist. - The actuator 19 closes the valve 17 so that the upper cavity 6 previously connected to the surrounding atmosphere through the channel 18 is closed to the outside.

- Die aufwärtsgerichtete Verschiebung der nicht dargestellten Stange des Anlasswerkes 4 bewirkt ferner das Öffnen des Kanales 9. - The upward displacement of the rod of the starting mechanism 4, not shown, also causes the opening of the channel 9.

- Aus dem Druckgasaufnahmebehälter 8 strömt Druckgas über den Kanal 9 in den oberen Hohlraum 6 und beschleunigt den Freikolben 3 zur Ausführung seines Arbeitshubes. - Compressed gas flows from the compressed gas receptacle 8 via the channel 9 into the upper cavity 6 and accelerates the free piston 3 in order to carry out its working stroke.

- Beim Beschleunigen des Freikolbens 3 wird die sich im unteren Hohlraum 5 befindliche Luft durch die Kanäle 16 in den Hohlraum 15 der geschlossenen Kammer 14 verdrängt. When the free piston 3 accelerates, the air located in the lower cavity 5 is displaced through the channels 16 into the cavity 15 of the closed chamber 14.

- Beim Erreichen seiner unteren Endstellung trifft der Freikolben 3 auf das elastische Mittel 12 auf, wobei sich die vom Freikolben 3 während seiner Beschleunigungsphase gespeicherte Energie in einen das Werkstück 13 in das Untergesenk 2 verformenden Druckstoss umwandelt. Beim letzten Arbeitsgang ist das Volumen des unteren Hohlraumes 5 bis auf Null abgesunken. - Upon reaching its lower end position, the free piston 3 strikes the elastic means 12, the energy stored by the free piston 3 during its acceleration phase being converted into a pressure surge that deforms the workpiece 13 into the lower die 2. In the last operation, the volume of the lower cavity 5 has dropped to zero.

- Nachdem der Freikolben 3 seine untere Endstellung erreicht hat, gelangt das Druckgas, mit dem der Freikolben 3 beschleunigt wurde, über das Rückschlagventil 20 in den Hohlraum 15 der geschlossenen Kammer 14. - After the free piston 3 has reached its lower end position, the compressed gas with which the free piston 3 was accelerated passes through the check valve 20 into the cavity 15 of the closed chamber 14.

Aufwärtshub des Freikolbens 3 Free piston upward stroke 3

- Das Anlasswerk 4 schliesst den Kanal 9. - The starter 4 closes the channel 9.

- Der sich abwärts bewegende Betätiger 19 des Anlasswerkes 4 drückt auf den Stössel des Ventils 17, welches dadurch geöffnet wird und den oberen Hohlraum 6 über den Kanal 18 mit der umgebenden Atmosphäre verbindet. - The downward moving actuator 19 of the starting mechanism 4 presses on the tappet of the valve 17, which is thereby opened and connects the upper cavity 6 via the channel 18 with the surrounding atmosphere.

- Der Freikolben 3, der seine Energie für die Verformung des Werkstückes 13 abgegeben hat, wird durch das im Hohlraum 15 der geschlossenen Kammer 14 komprimierte Druckgas aufwärtsbewegt, bis er von der Zange 7 abgebremst und festgehalten wird. Damit ist ein Arbeitszyklus beendet und die Vorrichtung ist nunmehr für den nächsten Arbeitszyklus bereit. - The free piston 3, which has released its energy for the deformation of the workpiece 13, is moved upward by the compressed gas compressed in the cavity 15 of the closed chamber 14 until it is braked and held by the forceps 7. This completes one work cycle and the device is now ready for the next work cycle.

Wenn die Vorrichtung in einer Ausführung nach der Fig. 2 mit einer Flüssigkeit als Arbeitsmittel betrieben wird, ergibt sich folgende Wirkungsweise: If the device in an embodiment according to FIG. 2 is operated with a liquid as the working medium, the following mode of operation results:

Nachdem das Werkstück 13 auf das Untergesenk 2 gelegt wurde und dieses zusammen mit dem Werkstück 13 an die Hochdruckkammer 11 angedrückt ist, wird über das Rückschlagventil 25 durch die Düse 24 soviel Flüssigkeit 23 zugeführt, um den ganzen Hohlraum der Kammer 11 zu füllen. Dann wird der Freikolben 3 für den Arbeitshub freigegeben und beschleunigt, bis er auf die Flüssigkeit 23 aufprallt, wodurch das Werkstück 13 verformt wird. Der Freikolben 3 bewegt sich dabei um einen durch den Verfor-mungsumfang des Werkstückes 13 bestimmten Wert tiefer als die Ebene der Kanäle 16. Für den Rückwärtshub des Freikolbens 3 wird über das Ventil 26 vom Druckgassam-melgefass 23 soviel Druckgas in den mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum der Kammer 11 eingelassen, dass diese Gasmenge diejenige nicht übersteigt, welche erforderlich ist, um den Freikolben 3 auf die Höhe zu heben, bei der seine untere Stirnwand höher als die Unterkante der Kanäle 16 liegt. Das Volumen des Druckgassammelgefasses 22 wird aus diesem Grund entsprechend gewählt. Die nachfolgende Bewegung des Freikolbens 3 in seine Ausgangsstellung bis zu seiner Arretierung durch die Zange 7 (gemäss Fig. 1) vollzieht sich unter der Einwirkung des im Hohlraum 15 der geschlossenen Kammer 14 enthaltenen Druckgases. After the workpiece 13 has been placed on the lower die 2 and this is pressed together with the workpiece 13 against the high-pressure chamber 11, as much liquid 23 is supplied via the check valve 25 through the nozzle 24 to fill the entire cavity of the chamber 11. The free piston 3 is then released for the working stroke and accelerated until it hits the liquid 23, as a result of which the workpiece 13 is deformed. The free piston 3 moves by a value determined by the extent of deformation of the workpiece 13 lower than the plane of the channels 16. For the backward stroke of the free piston 3, as much compressed gas is injected into the liquid-filled cavity via the valve 26 from the compressed-gas collecting container 23 the chamber 11 admitted that this amount of gas does not exceed that which is required to raise the free piston 3 to the level at which its lower end wall is higher than the lower edge of the channels 16. For this reason, the volume of the compressed gas collecting vessel 22 is selected accordingly. The subsequent movement of the free piston 3 into its starting position until it is locked by the pliers 7 (according to FIG. 1) takes place under the action of the compressed gas contained in the cavity 15 of the closed chamber 14.

Bei einer solchen Ausführung der Vorrichtung für den Betrieb mit einem flüssigen Arbeitsmittel ist dafür gesorgt, dass eine zuverlässige Rückstellung des Freikolbens 3 sogar bei grossen Verformungen durchaus gewährleistet ist. In such an embodiment of the device for operation with a liquid working fluid, it is ensured that a reliable resetting of the free piston 3 is guaranteed even with large deformations.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

651 497

1. Device for hydrodynamic pressing, with one of its ends facing the working surface of a lower die (2) cylinder (1) and a free piston (3) guided in the cylinder (1), which by an opposite to the lower die (2) upper At the end of the cylinder (1) arranged starting mechanism (4) and which can be actuated by a reset mechanism, with a compressed gas receiving container (8), the cavity of which with the upper cavity (3) located in the starting position of the free piston (3) above the free piston (3) 6) can be connected and with a cover (10) which closes off the upper cavity (6) and the cavity of the compressed gas receptacle (8), characterized in that the restoring device has a closed chamber (14), the cavity (15) of which is in contact with the the starting position of the free piston (3) below the free piston (3) located lower cavity (5) of the cylinder

(I) and that the upper cavity (6) can be connected to the surrounding atmosphere via a valve (17).

2. Device according to claim 1, characterized in that the reset mechanism has a non-return valve (20) which allows the exhaust gas into the closed chamber (14) and which is approximately the same in the wall of the cylinder (1) in one of the heights of the free piston (3) Distance from its end facing the lower die (2) is installed.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Device according to claim 1, characterized in that the closed chamber (14) is arranged concentrically to the cylinder (1) at its end facing the lower die (2) and its cavity (15) through channels (16) with the lower cavity ( 6) of the cylinder (1) is connected.

4. The device according to claim 1, characterized in that the valve (17) is arranged in an opening in the cover (10).

5. The device according to claim 1, characterized in that for the operation with a liquid working fluid, a check valve (21) is provided, which in the cavity filled with the liquid, a high pressure chamber

(II) introduces the compressed gas for the backward stroke of the free piston (3).