DE1527232A1 - Pneumatisch angetriebene Stanzpresse od.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf pneumatisch angetriebene Werkzeugmaschinen, deren Werkzeug einen geradlinigen Hub ausfährt und schlagartig auf das Werkstück auftrifft, z.B. auf Stanzpressen, Gesenkpressen od.dergl. *

Bei solchen Maschinen muß das Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit angetrieben werden, bedarf aber am Ende seines ArOeitshubes einer nachgiebigen Aufnahme der hohen kinetischen Energie. Die Erfindung ist auf eine Lösung dieses Problems gerichtet.

Pneumatisch angetriebene Schlag- oder Ziehwerkzeuge weisen gewöhnlich einen mit Druckluft beaufschlagten Kolben auf, der an der-Wand des AntriebsZylinders abdichtend geführt ist. Diese Abdichtung verursacht eine Reibung zwischen dem Kolben und dem Zylinder, die auf den Kolben bremsend wirkt. Beim Vertrieb des Kolbens muß die von ihm im Zylinder verdrängte Luft abströmen können» Es* ist bekannt, in der'Luftaustrittsleitung Drosselvorrichtungen anzuordnen» damit der Kolben am Ende seines Arbeitshubes duroh ein im Zylinder verbleibendes Luftpolster abgefangen wird. ■ .

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Die pneumatisch betriebene^ Werkzeugmaschine nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der in einem Zylinder hin- und her-. gehende Kolben innerhalb des Zylinders beidseitig dem Druck der zugeführten Luft ausgesetzt ist, jedoch an seinen beiden Seiten Beaufschlagungsflächen von unterschiedlicher Groie aufweist und mit außerhalb des Zylinders angeordneten Vorrichtungen zusammenwirkt. die dem differentiellen Beaufschlagungsdruck entgegenwirken, um den Kolben bzw. das von ihm angetriebene Werkzeug in die Ausgangsstellung zurückzubringen. .

Da die Antriebskraft aus der unterschiedlichen 3-röide der beid-

* seitigen Beaufschlagungsflächen des Kolbens erzeugt wird, kann dar 'Luftdruck im Antriebszylinder im wesentlichen konstant bleiben. Daher ist es nicht notwendig, die Luft an der weniger beaufschlagten Seite des Kolbens aus dem Antriebszylinder abzuleiten. Hierdurch wird die konstruktive Ausbildung des Druckluftantriebes erheblich vereinfacht. '

Vorzugsweise werden der Antriebskolben und sein Zylinder so ausgebildet, daß ein Teil der zugeführten Druckluft gegen Ende des Arbeitshubes von einer Hilfskammer aufgenommen wird. Solche Hilfskammern sind bei pneumatischen und hydraulischen Antrieben an sich bekannt, doch ist ihre Wirksamkeit nur gering, wenn die vom Kolben verdrängte Luft abgeleitet wird, weil die in der Hilfs-. kammer aufgefangene Luft dann nur einen niedrigen Druck hat. Der Vorteil der nach der Erfindung'vorgesehenen Anordnung beruht vornehmlich darauf , daß die in der Hilfskammer aufgefangene Luft im wesentlichen den gleichen.Druck aufweist wie die zugefihrte Druckluft und hierdurch ein seh^ hochgespanntes Luftkissen zur Bremsung des Antriebskaibens verfügbar ist, so daß für die Bremsung

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iss. Kolbens auch nur ein sehr kurser Hubwe^ benötigt wird. Die Benutzung vonhochgespannter Druckluft zur Bremsung des Antriebs- · Kolbens hat den weiteren Vorteil, daß die Herstellungstoleranzen F.Ir. die Hilfskainmer und den in sie eindringenden Teil des Antriebskolbens größer sein können als in den Fällen, in denen nur niedergespannte Luft zur Bremsung des Antriebskolbens verfügbar ist, weil die hochgespannte Druckluft durch das zwischen der HiIfskammer und dein Antriebskolben befindliche Spiel nicht so schnell hindurchs or ο inen kann wie niedergespannte Druckluft. Unter hochgespannter Druckluft sind Drücke zu verstehen, die wesentlich iber dem Atmosphärendruck liegen, z.B. Drücke von etwa .2 - 1^0 at.

In bevorzugter Ausführung der Erfindung soll die Rückstellkraft für den Antriebskolben von einem druckmittelbeaufschlagten Rückstellzylinder geliefert werden, der auf einer Seite seines Kolbens rasch entlastet werden kann, damit der differentielle Beaufschlagungsdruck im Arbeitszylinder voll wirksam wird. Der Hilfszylinder kann seinerseits pneumatisch beaufschlagt werden, und seine rasche Entlastung kann durch ein sich schnell öffnendes Ventil bekannter Ausführung gesichert werden, j

Indessen sieht die Erfindung vor, hierfür ein Hängeventil be- '■ ' ( sonderer Ausfahrung zu verwenden, das in der einen StrömungsriGhtung '; eine langsame Druckluftzufuhr, in der anderen Strömungsrichtung eine sehr rasche Druckluftableitung gestattet. Dieses Ventil weist einen hängenden Ventilkörper auf, der eine große Auslaßöffnung abdichtet, einen mit einem Rückschlagventil versehenen Durchlaß enthält und so ausgebildet ist, daß das Druckmittel durch diesen Durchlaß

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einströmen, nicht aber zurückströmen kann, södaß bei Verminderung des Beaufschlagungsdruckes oder bei Ableitung der Druckluft der hängende Ventilkörper in seine Ausgangsstellung zurückkommt und eine Verbindung zwischen dem Auslaßkanal und der großen Ausströmöffnung herstellt,'

Vorzugswelse wird die Erfindung bei automatisch arbeitenden · Werkzeugmaschinen verwendet in.Verbindung mit einem einstellbaren Zeitsteuerventilj das die zeitliche Arbeitetaktfolge regelt.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung einer automatisch arbeitenden Stanz- oder Schmiedepresse nach der Erfindung, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Presse, teilweise im senkrechten Sahnltt, mit schematisch dargestellten Druckmittelleitungen und Regelvorrichtungen,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch den Antriebs-. zylinder und durch das obere Ende des darunter befind-

1ionen Rückstellzylinders,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen zugeordneten

Steuersohleber,
Fig.-k das Zeitsteuerventil in größerem Maßstab, gleichfalls

im senkrechten Schnitt,
Fig» 5 das Sohnellausströmventil, ebenfalls in värgröSerem Maßstab und im senkrechten Schnitt und

Fig. 6 die sGhaubildliohe Ansicht eines Im Kopf des Antriebszylinders befinällchen Lederstiftös* -

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Die schematisch dargestellte Stanzpresse arbeitet automatisch, soiiaß das Werkzeug."nach Einschaltung der Presse selbsttätig auf- und niedergeht_s bis der Antrieb abgeschaltet wird.

Gemäß Fig. 1 weist die Presse eine Grundplatte 10 mit einem Sockel 12 auf,der das Üntergesenk oder die dem Werkzeug zugeordnete Matrize trägt. Auf der Grundplatte sitzt eine Säule 14, die als Ölaufnahmebehälter ausgebildet ist und einen querliegenden Kopfausleger 16 trägt. Auf dem freitragenden Ende dieses Auslegers sitzt ein Zylinderblocks der aus einem oberen Antriebszylinder 18 und , einem darunter koaxial angeordneten Rückstellzylinder 20 besteht. Aus diesem Zylinderblock ragt ein Preßstempel 22 nach unten, der in einem Lager 2k des KofSfausXegers gleitet. Der Preßstempel 22 trägt am unteren Ende ein Einspannfutter für das Stanz- oder Preß- j werkzeug» doch ist dieses .Einspannfutter In Pig. I fortgelassen.

Die Presse wird pneumatisch angetrieben und ist demgemäß entweder an eine Druckluftleitung oder an einen Luftverdichter angeschlossen« Die Druckluft wird durch eine Leitung 3Q über ein Hauptventil 32 und einen Filter 34,einem Zylinderkopf JS zugeführt« Das Hauptventil 32wird,von Hand betätigt und Ist so ausgebildet * daß es in seiner Einschaltstellung die Zuführungsleitung JQ ^mit dem Zylinderkopf yerbindefc, In der Ausschaltstellung aber die Zu- . fIhrungsleitung 3Ö verschließt und.den Zylinderkopf rait einem Auslaßstutzen 38 verbindet, so daß die Presse entlüftet werden kann. Der Zylinderkopf 36 -weist eine Einlaßleitung 40 und eine Auslaßleitung 42 aufj die durch eine enge Bohrung 44 verbunden sind. An der Übergangsstelle dieser Bohrung In die Auslaßleitung 42 beflndet^;islQh gemäß: Pig* 2- eine keglige Sitzfläche ^3 für eine VentII-

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kugel 46 aus Kunststoff, die äurcIi einen Stift 47 in ihrer Lage gesichert ist und somitein Rückschlagventil bildet* Im oberen Teil &CS8 ■■ Arbeit asyl i-M-örs 18 kann ein QIf liter 48 aus poröser Bronze angeordnet sein, vsell die zum Antrieb verwendete Druckluft zur verläßlichen Schmierung der Presse zweckmäßig ölhaltig ist und beim Abströmen aus dera Arbeitszylinder 18 dann durch den Filter entölt werden soll, Das Gehäuse des Filters 48^ilbergreift; zwei enge Bohrungen 50 und 52> von denen die eine in die Einlassleitung 40,44, ■die-andere in die Äusiaßleltung 42. des Zylinderkopfes nimdet. Die Bohrung 52 ist durch den Stift 4? gebildet, der In Fig. 6 far sich dargestellt ist, Sr besteht aussinem Röhrchen, das aber seine ganze Länge mit einem, enges. Schlitz versahc-m ist,, .Das Röhrchen ist so bemessen, daß der Sohltta nicht vollkommen geschlossen wird, wenn das Röhrchen festinseine Aufnahmebohrung eingesetzt ist. Der Stift- W hat dt© dopiiölb© Äöfgabe_s die ¥enttlkugel 46 in Ihrer Lage zu siöhera und einen LuftduroOafi za bilden« Infolge der beiden engen Bohrungen 5Ö und 52 kann einerseits Druciiluft in den Arbeitszylindsy 18· strömen; und, ai|der©ys@it&aueh etwas ßrußklisffe beim Schließen des Bücksehlagventiis 46 i^ die Leitung 42 gelangen. Indessen findet eine wesentliche Luftströmung in den Zylinder oder aus dem ZyXiRdej? lS.-aui»^;"i3"e-iift:Äbwärtjs^9iig-,:(i©9- JPr^ßstsiap^.la .22 statt und wenn dei* Stempel in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und auoh dann, wenn die Maschine.entlüftet: wird und wobei In jedem dieser Fälle der Luftdruck im Arlieitszylinder 18 nur wenig vom Luftdruck in dei» ElnlaSlelfeung;40 abweicht* , ;

Gemäß Fig. 1 und J ist die Auslaßleitung 42 des Zylindericopf^G 36 dureh ein Rohr 54 niit der Lufteinlaibohrung $6 eines Steuerschiebers 58 verbunäen. Der letztere 1st als Vtelfachschieber ;■-,:„-.■

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gebildet und hat eine Schieberstange 60, die mit Schieberkolben 62, 63 und 6^ versehen ist, zwischen denen sich die Schäfte 66 und 68 · von vermindertem Durchmesser befindeil. Dem Schieberkolben sind ortsfest gehalterte Dichtungsringe ?0,72,7^ und 75 zugeordnet, die an den Sohieberkolben abdichten, den Durchlaß aber freigeben, wenn sie in den Bereich der Schäfte 66,68 kommen»

Auf dem Steuerschieber 58 1st ein kurzer Zylinder 76 fest angeordnet, der durch einen Deckel 78 verschlossen ist. Die Schieberstange 60 durchragt diesen Zylinder 76 sowie eine Dichtung 80 und eine Führungsbuchse 82 des Zylinderdeckels. In dem Zylinder ?6 J tragt die Schieberstange 60 einen fest angebrachten Kolben 8Ί, der mit einer an der Zylinderwand anliegenden Dichtungsmänsohette 86 versehen ist. Der Kolben &4 treibt die Schieberstange 60 an. ;

An ihrem oberen Ende ist die Schieberstange 60 an dem einen Ende eines zweiarmigen Betätigungshebels 88 angelenkt, derl>ei 90 an einem Ansatz der Säule I^ schwenkbar gelagert ist. Diesem Betätigungshebelist ein zweiter_rgleichartig gelagerter Betätigungshebel zugeordnet, der aber mit seinem oberen Ende nicht an der Schieberstange 60 angreift, sondern in Anstand (trüber liegt. Die beiden Betätigungshebel sind an ihren unteren Enden mit einer Schutzhaube 92 aus^^ Kunststoff verbunden, die an den unteren Enden der beiden Hebel mit Zapfen Sk angelenkt ist und von ihnen daher in axialer Parallelverstellung auf- und niederbewegt werden kann. Die Schutzhaube soll verhindern, daß die Bedienungsperson beim Arbeiten der Presse mit den Händen zwischen die Werkzeuge kommen kann. Die Betätigungshebel 88 sind an ihren unteren Enden gegabelt, damit sie die Schutzhaube an beiden Seiten umschließen können. Bei

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jedem Anheben des Werkzeuges -wird auch die Schutzhaube angehoben, damit das auf dem Sockel befindliche Werkstück ausgewechselt werden kann. Die Schutzhaube 92 wird angehoben, wenn die Schieberstange 60 niedergeht. Der Hebelarm zwischen der Anlenksteile der Schieberstange 60 und dem Lager 90 des Betätigungehebels ist nur sehr kurz im Verhältnis zu dem an der Schutzhaube 92 angreifenden Hebelarm, sodaß die Schutzhaube unter Wirkung ihres Gewichtes selbsttätig niederfallen kann und dabei die, Schieberstange anhebt, wenn ihr Kolben nicht beaufschlagt ist. Bei Bedarf kann eine zusätzliche Feder vorgesehen sein, die diese Stellbewegung der Teile beim Niedergehen der Schutzhaube 92 zusätzlich sichert.

In der in Fig. 3 dargestelltenStellung der Schieberstange 60, die der niedergebrachten Stellung der Schutzhaube 92 entspricht; ist die Drucklufteinlaßöffnung 56 des Steuerschiebers 58 über den in der Freigabestellung befindlichen Dichtungsring Jk mit einem Auslaß 96 verbunden. Von diesem Auslaß führt eine Leitung 98 gemäß Fig. 1 zu einem im Kopfausleger 16 befindlichen Zeltsteuerventil lOO. Wenn die Presse mit einer Blasvorrichtung zum Fortblasen von Spänen» Zunder od.dergl. versehen sein soll, kann diese nicht, dargestellte Blasvorrichtung durch eine Zweigleitung 102 an die Leitung 98 angeschlossen sein.

Das Zeifcsteuerventll 100 weist gemäß Fig» Λ einen unteren Gehäuseteil 102 auf, der im unteren Teil einer Ausnehmung 103 des Kopfauslegsrs 16 sitzt. Diese Ausnehmung mündet in den Hohlraum der Säule 1^. Das Zeitsteuerventil weist ferner einen oberen hülsenförmigen Ventilkörper 105 und einen unteren Ventilstift 106 auf, ferner einen oberen Ventilgehäusete11 10?, der in die Ausnehmung 103 eingeschraubt ist und mit einem unteren zylindrischen Ansatz den unteren Ventilgehäuseteil 102 am oberen Ende umschließt.

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Der obere Ventilgehäuseteil 10? weist eine Bohrung 108 auf, über der sich ein Gswindelooh zum Anschließen der Leitung 98 befindet. Die Bohrung 108 geht nach unten in einen verengten Teil 109 über, der in eine keglige Sitzfläche für eine aus Gummi od.dergl. "bestehende Kugel 110 mündet. Die Kugel HO bildet ein Rückschlagventil. Die unterhalb dieses Rückschlagventils befindliche Ventilhülse 105 ist aus, Kunststoff hergestellt und im unteren Teil der Bohrung 108 frei verschiebbar. Die Ventilhülse 105 weist eine Abstufung IU auf, der eine keglige Begrenzungsfläche des oberen Gehäuseteils 107 gegenabarliegt. Dabei ragt der im Durchmesser verengte obere Teil der Ventilhülse 105 mit Spiel in den ihn umschließenden Teil der · Bohrung 108, sodaß von oben her sugeführte Druckluft an diesem oberen Teil der Ventilhülse 105 vorbeiströmen und auf die Abstufung

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111 wirken kann» vienn sich die VentiIhülse 105/in Pig. 4 dargestellt. in ihrer höchsten Stellung befindet. Die Ventilhülse 105 ist hohl ausgebildet und weist einen Durchlaß 112 auf, der am oberen.Ende mit einer kegligen Einsenkung versehen ist, die eine zweite.Sitzfläche für die Ventilkugel 110 bildet»

■ Der. Ventilstift 106 sitzt verschiebbar in einer Druckfeder H^, die mit;loser Passung in einem Vierkantloch 113 des unteren Ventilgehäuseteils 102 sitzt. Das Vierkantloch ist in seinem Querschnitt mit abgerundeten Ecken versehen. Das obere Sndedes Ventilstifts 106 sitzt mit. fester Passung in dem erweiterten unteren Teil der Ventilhülse. !OS. Der Ventilstift 106 weist im Übrigen einen Bund II6 auf, mit dem er sich auf der Druckfeder 11^ abstützt, die beide Ventilkörperteile !OS und 106 nach oben in die in Fig. U- dargestellte' Stellung zu drücken sucht. Auf dem Bund II6 des Ventilstiftes 106

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sitzt ein Dichtungsring 115 von kreisförmigem Querschnitt aus gummielasti schein Werkstoff= Das Vierkantloch II3 des unteren Ventilgehäuseteils 102 geht nach oben in eine üylindrisohe Ausnehmung !I? aber, die an ihrem oberen Band eine keglige .Sinsenkung 118 auf vielst. Dieöß Einsenkung bildet eine Sitzflache für den Dichtungsring II5. Am Übergang des Durchlasses 112 vom engeren Teil der Ventilhilse in ihren weiteren Teil befinden sich drei gleichmäBig auf den Umfang verteilt©VorsprUnge 112a_s .an denen sich der Vsntilstift I06 mit seinem oberen Ende abstützt. Zwischen diesen Vorsprüngen befinden sich drei enge Durchlässe 112b»

■- Strömt Druckluft aus dar Leitung 98 la di3 "Bohrung" IGo, so drückt sie die Ventilkugel 110 sofort nach unten auf das obere Ende der Ventilhülse 105·- Der Durchlaß 112 wird somit verschlossen, und -äui* nun auf die Kugel -mid auf die Abstufung "111 einwirkende Luftdruck drückt die Ventilhülse 105 nach unten.. Dabei nimmt sie den Ventilstift I06 mit, der die Druckfeder Umspannt, während dor Dichtungsring II5 an seine? Sitzfläche- 118 sur Anlage kommt und den Durchlas durch die zylindrische Ausnehmung II7 verschließt. Die Druckluft kann somit nicht durch die.Vierkantausnshmung 113 nach unten■ "strömen-·.-Am- unteren Bnöe der Ventilhüls© 105 ist der ! Gehäuseteil 10? mit einem seitlichen Austr-itbs.loch 120 versehen, aus dem die Druckluft nun durch einen Kanal 121 des Kopfauslegers' l6 über^! eine Drosselsehraube I30 in ein© Leitung 123 -'.strömen kann, die in den oberen Teil eines auf dem Kopfausleger 16 angeordneten-Ölbehälters 131 mündet. In diesen^-Behälter' ist stets etwas Öl,' das von Zelt zu .Zelt nach Öffnen bsw. Abnehmen des Deakels nachr;:- .füllt werdenkann. In dem Deckel des Ölbehälters I3I befindet clv eine Drosselstelle 122 für die aus der Leitung 123^zugeführt;3 .

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Aus dem Kanal 121 f'ihrt eine enge Bohrung 124- in den Hohlraum der Säule Ik-, Die enge Bohrung 12*f ist mit einem Nadelventil 128 verseilen, mit dem der Durchlaß von Druckluft aus dem Kanal in den Hohlraum der Säule Ik- regelbar ist. Gemäß Pig. 1 und k- sitzt die Ventilnadel an e4iter <^chraube^i die in ein versenktes G-ewindeloch ' des Kopf auslegers 1.6 eingeschraubt ist, einen Dichtungsring aufxieist und sich an einem gerändelten Kopf 13? erfassen und zur

Einstellung des Nadelventils drehen läßt.

In dem Hohlraum der Säule 14· befindet sich ein am Kopfausleger 16 angebrachter Luftfilter, der das in der einströmenden Druckluft befindlich3 Öl aufnehmen soll. Die Druckluft kann in eine Innere | FilterkanHner 13^ strömen, die einen iSinlaßkanal 136 aufweist und von einem Mantel aus poröser Bronze gebildet ist. Die Druckluft kann auch durch den Bronzemantel austreten. Der größte Teil des von ihr mitgeführten Öls sammelt sich jedoch an der Außenfläche des Bronzemantels 13^ und strömt daran nieder in den unteren Teil einer äußeren Kammer I38. Aus dieser Kammer kann das Öl durch ein Rohr 1^K)-ZU einem Rückschlagventil 1^2 fließen, dessen Zweck noch beschrieben wird. Das Öl sammelt sich zunächst in dem Rohr IiK) an. Hat es eine ausreichende Höhe erreicht, bei der es den auf das Rückschlagventil lii-2 einwirkenden .Sohließdruck aufhebt j so fließt , ■^ldas Öl aus dem Rohr 140 dann in den. durch das untere Ende der Säule 1'+ gebildeten Sammelbehälter. Der Kopfausleger 16 ist mit einer Auslasleitung 1<44 versehen, die die äußere Pilterkammer 138 mit der Äußenluft verbindet und den Auslaß für die zugeführte Druckluft bildet.

Wenn Druckluft über die Leitung 98 in das Zeitsteuerventil 100

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fließt, so kann sie hinter diesem Ventil entweder durch die . .-' Bohrung 124- in den Filter,oder durch die L'eltung 123 in den Ölbehälter 131 strömen. Da die Leitung 124- nujp wenig Luft durchläßt, findet .in dem Ölbehälter 13I ein rascher Druckanstieg statt, und das Öl fließt dann durch eine Leitung 14-6 und einen Kanal 14-8 in den oberen Beaufschlagungsraum des Betätigungszylinders 76 für den Steuerschieber 58.

Durch die Zufuhr von Drucköl über dem Kolben 86 wird die Schieberstange 60 nach unten bewegt, so daß die Schutzhaube 92 angehoben wird. Gleichzeitig damit wird auch die Lage der Kolben 62, 63 und 64- bezüglich der Dichtungsringe ?0, 72,74· und 75 verändert. Unter dem Kolben 84· befindliche Luft kann durch einen Auslaß 24-2 des Zylinders 76 abströmen. Der Durchlaß im Bereich des Dichtungsringes 74- wird dann verschlossen, so daß keine Druckluft mehr zum Zeitsteuerventil 100 strömen kann. Im Bereich des Dichtungsringes 75 wird dagegen ein Durchlaß freigelegt, sodaß die in der ZufÜhrungs» leitung 98 des Zeitsteuerventils befindliche Druckluft durch einen Auslaß 24-1 abströmen kann. Die durch den Einlaß 56" zugefihrte Druckluft strömt dann durch einen im Bereich des Dichtungsringes 72 freigelegten Durchlaß und von hier durch einen Auslaß 150 aus dem Steuerschieber 58.

Wird die ..Druckluftzufuhr zum Zeitsteuerventil unterbrochen, so strömt die darin befindliche Druckluft durch den Durchlaß 112 unter die Ventilkugel .110 und drückt öle gegen ihre obere Sitzfläche, sokaß keine Druckluft in die Leitung 98 zurückströmt. Die Ventilhülse 105 und der Ventilstift I06 verbleiben jedoch in ihrer unteren Stellung, und die unter der Ventilkugel 110 befindliche Druckluft strömt weiterhin durch das Nadelventil der Drosselsehrau-'.

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be 130, Sinkt hierdurch der Luftdruck hinreichend ab, so druckt die Feder linden Ventilstift 1Q6 und die Ventilhilse 105 nach oben, und nunmehr kann die noch vorhandene Druckluft, die einen verminderten Druck aufweist, längs der Ecken des Vierkantloohes 113 und durch das untere Ende der Ausnehmung 103 unmittelbar in den Hohlraum der Säule1Λ strömen. Hierdurch tritt ein plötzlicher Druckabfall auf, unter dessen Wirkung der Kolben ü^ in seinem Zylinder 76 nach oben wandert, wobei er das in seiner Beaufschlagungskammer befindliche Öl in den Behälter 131 zurückdrüakt. Die zeitliche Verzögerung zwischen dem Sperren der Luftzufuhr zum Zeitsteuerventil 100 und der Preilegung des Durchlasses am Dichtungsring 115 kann durch Öffnen oder Schließen des Nadelventils

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der Drasselsohraube 130 geregelt werden» Diese zeitliche Verzögerung regelt die 8tellgesohwindigkeit beim Heben und Senken der Schutzhaube 92 und auch die Arbeitsgeschwindigkeit des Stempels 22 der Presse.

Der Pre3stempel 22 soll seine Abwärtsbewegung erst beginnen, wenn die Schutzhaube 92 niedergesenkt ist, und er soll diese Abwärtsbewegung möglichst rasch vollziehen. Indessen ist die Bewegungsgeschwindigkeit gewissen Begrenzungen unterworfen, z,B, j durch die Höhe der Beanspruchung, die das Maschinengestell aufnehmen kann und durch die Abnutzung der beweglichen Teile. Am we-. · sentlichsten für die Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit ist jedoch die Notwendigkeit,/die kinetische Energie des Preßstempels und der mit ihm verbundenen Teile am Ende des Arbeltshubes zu absorbieren, insbesondere, wenn die presse beim Niedergehen des · Stempels keine Arbeit verrichtet. Dagegen ist die Hubgeschwindigkeit

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beim Rückgang des Stempels nach oben n^cht so· wichtig, da es' sich hierbei nur um eine Rickstellbewegung handelt und der Arbeitstakt -■ der Maschine im Ibrigen vornehmlich durch die Geschwindigkeit^ bedingt ist, mit der die Werkstücke unter dem Stempel ausgewechselt werden können. Far den Ruokhub des Stempels steht daher gewöhnlich durch die Aiiswechselung das Werkstückes ein ausreichender Zeitraum zur Verfügung.

Das obere Ende des Preßsfeeinpels 22 ragt durch ein luftdichtes Lager» 152 in den ik»&©ir&e zylinder 13 und trägt einen Antriebskolben ', der vom Antriebsz'ylinöer umschlossen ist. Der Kolben ' \$k-.hat"

einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Innenfläche des

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Antriebszylinders 18. Die untere Stirnfläche des Μ%β44β Zylinders, die durch einen unteren Zylinderdeckel156 gebildet ist, enthälo eine Ausnehmung 153, in die der Kolben 15^ mit Passung eindringt, wenn der Stempel 2.2 in den Bereich des unteren indes feines fvrbeits hubes kommt. In Pig. 1 ist der Stempel in seiner tiefsten Lage dargestellt, in der der Kolben 15^· die Ausnehmung 158 des unteren Zylinderdeckels 156 vollständig ausfalle.

- -■.-. ■ : ■ ■ ., ■ 4uTM~ ' Zur Förderung von Ol in den k&z&y&s,zylinder dient eine P.umpe

160, die am unteren Ende des s 58 angeordnet ist-.-> OemäB-FIg.. 3 ist eine Gummi membran I62 aviisohen dem unteren iünde des \ Vei!tfertffg-ehäuse-s--""und eti*era Pumpengehäuse IbM- angeordnet. Die Guramimembran ist an ihrem Umfang fest eingespannt, in ihrer Hitte jedoch beweglich. Vom unterenfinde des in der Säule I^ befindlichen Ölbehälters f ihr t eine Ölzuführungsleitung I6B 2u einem ßinlaß-.stutzen 170 des Pumpengehäuses l6h. Der Einlaßkanal des Pumpengehäuses ist mit einemHäcksühlagventil 1?2 versehen, an das sich

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eine erweiterte Ausnehmung 17^ unter der Membran l6z anschließt. Die Membran l6z weist einen seitlichen Ansatz 1?6 auf, der eine obere Sitzfläche für eine Ventilkugel 1?8 aufweist und mit einem Durchlaß 180 versehen ist, die die Ausnehmung 1?^ mit einem Auslaßkanal 182 verbindet. Von diesem Kanal führt eine Ölleitung 18*4- in den unteren Zylinderdeckel 156 des Arbeitszylinders 18. Bei · jeder Abwärtsbewegung der Venrbtistange 60 stoßt der an ihrem unteren Ende befindliche Kolben6k gegen die'Gummimembran l62, die * sich in ihrem mittleren Teil nach unten durchbiegt und das in der Ausnehmung ILfk befindliche Öl durch das Rückschlagventil I78 I in die Leitung 184- und durch sie in den unteren Zylinderdeckel des Arbeitszylinders drückt. Geht die Schieberstange 60 nach oben, so kehrt die (Mmmimeinbran 182 unter Wirkung einer darunter angeordneten Druckfeder 183 in ihre Ausgangslage zurück, und dies ergibt eine Saugwirkung, unter deren Einfluß das Rückschlagventil 172 ge- I öffnet wird und etwas Öl in die Ausnehmung IyM- nachströmt« Die ;

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Pumpe 16Ψ fördert somit etwas Schmieröl in den czyllnder Die Leitung 184-, die das 01 in den zyllnder 18 fördert, ist an einen Einlaßkanal 159 des Zylinderdeckels 156 angeschlossen. Dieser Einlaßkanal mundet in eine den Stempel 22 umschließende Λ Ringnut 161. Aus dieser Ringnut führt ein Schrägkanal 163 in öine senkrechte Bohrung I65, die nach oben durch ein Röhrchen I67 aus Kunststoff verlängert ist, das in den izylinder 18 ragt* Der Olspiegel im zylinder muß über dem oberen Ende des Röhrehens 167 liegen, ehe das Gi zur Pumpe I60 zurückströmen kann. Durch die Lange des Kunststoffröhrchens I67 wird somit die Ölmenge bestimmt, die im Ärtyet%szylinder bleibt, wenn sich die Presse im Stillstand

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' be findet, z.B. nachfts. Da stets etwas· Ol im Apo zylinder 18 verbleibt, nimmt die in den Zylinder eingeleitete Druckluft auch stets etwas Öl auf, wenn die Presse eingeschaltet wird.

Da das im Aaylinder 16 befindliche 01 beim Hochgehen des Preßstempels 22 in die Ausnehmung 158 eindringt, wird hierdurch auch das am Umfang des Kolbens 15^ befindliche Passungsspiel aus- ■ gefüllt, wenn der Kolben 15^ des Preßstempels 22 in die Ausnehmung 158 eindringt. Damit sich nicht zu viel Öl im Zylinder 18 sammelt, ist am Boden der Ausnehmung 158 ein ülaüslaßkanal 186 angeordnet. Dieser Kanal ist am unteren Ende mit einer Ventilkugel 188 aus Gummi verschlossen und enthält ein abgefedertes Nadelventil 190, in dessen Bereich sich ein Gewindeloch 192 für eine Leitung 19^ (Pig. 1) befindet, die zum Ölsammelraum in der Säule 1*1- zurückführt. Bei jeder Abwärtsbewegung des Kolbens 15^ wird das Nadelventil vom überschüssigem Öl niedergedrückt und etwas überschüssiges Öl in die Rückflußleitung 19^ gefördert. Zusammen mit dem Öl geht dann auch etwas Druckluft aus dem szylinder ab, doch wird der Luftdruck im rzylinder hierdurch nicht wesentlich beeinträchtigt* Sobald der Kolben 15^ in der Ausnehmung 158 zum Stillstand kommt, hört der Druck auf das Nadelventil auf, das sich dann wieder schließt;

Der Rückstellzylinder 20 ist oben durch den unteren Deckel des ifl?be4rfcezylinders 18 und unten durch den Kopfausleger 16 verschlossen. Der Preßstempel 22 durchragt den Rückstellzylinder in seiner ganzen Länge und ist am oberen Ende dieses Zylinders mit einem Dichtungsring 196, am Kopfausleger 16 mit einem Dichtungsring 198 abgedichtet, damit keine Druckluft aus dem zylinder in den Rückstellzylinder eindringen oder am unteren Ende dieses Zylinders entweichen kann.

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In dem Rückstellzylinder ist der Pressstempel 22 mit einem abdichtend an. der Zylinderwand gefihrten Rlckstellkolben 200 versehen. Der Kopfausleger 16 eirchält einen Kanal 202, der das untere Ende des Rückstellsylinders 20 mit einem Zweiwegeventil 20^ verbindet, das nachstehend noch beschrieben wird* Am oberen o5nde des Zylinders 20 ist die Zylinderwand mit einem Auslasskanal 206 versehen, der durch.eine oder mehrere Leitungen 208 mit dem Hohlraum der Säule I^ in Verbindung steht₀

Bewegt sich die Schieberstange 60 zum Anheben der Schutzhaube 92 nach unten, so wird der Durchlaß durch den Dichtungsring 72 (Fig.3) freigegeben. Die in den Steuerschieber 53 eingeleitete Druckluft kann dann durch einen Kanal 150 ausströmen. An diesen Kanal schlieiät sich eine Leitung. 210 an, die su dem Zweiwegeventil 206 fährt und Druckluft <;um Anheben des Rückstellkolbens 200 zufuhrt. Das Zweiwegeventil 20^· weist geinäiB i^vig. 5 sin Metallgehäuse 212 auf, das auf dem Kopf ausleger l6 sitst, und zwar .'.Iber eine?Ausnehmung 21^;-l- des Kopfauslegers. In diese Ausnehmung ragt ein Ventilkörper 216 aus Gummi, der mit einem Plansch 218 am Kopfausleger 16 verspannt ist,und 2war mittels einer Tellerscheibe 220 aus Kunststoff. Der untere Teil 222 des Ventilkörpers ?.l6 ragt tief in die Ausnehmung 21¹J-. Eine Stellschraube 22^ mit gerändeltem Kopf 226 ist in ein Gev/indeloch des Ventilgehäuses 212 eingeschraubt und ragt mit ihrem Schaft bis auf den mittleren Teil der Tellerscheibe 220. Hierdurch wird die Aufwärtsbewegung des .Ventilkörpers 216 begrenzt. Die Druckluftleitung 210 mündet in eine Bohrung 230 des Ventilgehäuses 212, die mit der Oberfläche des

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Ventilkörpers 216 duröh einen den Schaft der Stellachraubs 2°Λ umschließenden Hingraum ^211 und einen Durchlai2 221 der Polierscheibe 220 in Verbindung steht. ~

Dia Äusnehraung 21^1- geht nach traben in eine verglsichsmäßig breite Bohrung 232 iber, in die eine als Venturidüse ausgebildete AuslaßdLise 23^· eingepaSt 1st. Die Venturidüse nrindet unten gemüiJ Fig. 1 in den hohlraum der Säule 1^. Das obers Ende der äusI?. ·- dl'se 23^1- liegt dicht unter dem Ventilkörpar 21-6, wenn sich der letztere .in der in Pig. 5 dargestellten Öffnungslage befindet. Jio Auslaßd'.ise 23^ trägt an ihrem oberen Rand drei nach oben ragende, gleichmäßig auf den Umfang verteilt liegende Ansätze -235» -'-""- denen sich der Ventilkörper 216 führt. Der letztere enthält sv/ei sich kreuzende Kanäle 236,238» zwischen danen ein iiiickschlag'/jntil 2'(·0 angeordnet ist. Die Kuggl dieses Hlloksohlagvexitils wird in den Ventilkörper von oben tier durch den Kanal 236 eingebracht, der 3ich hierbei elastisch aufweitet. .

Wird Druckluft in den oberen -Teil, des Ventil α- 20^1- eingeleitet, so wird ein Teil davon durch die Kanals 236 und 238 und den Spalt am unteren Ende des Ventilkörpers 2l6 in die D'ise 23^ 'und somit in den Hohlraum der Säule I^ strömen. Durch Einwirkung des Luftdruckes auf die große obere Fläche des Ventilkörpers 216 wird der letztere aber sehr rasch nach unten gedr'ickt, sojia3 er don Einlaß der Düse 23^ verschließt. Da das RUckschlagyentil 2^-0 offen ist, fließt die Druckluft nun durch die Kanäle 236, 233 und 202 sur unteren Stirnfläche des Ruckstellkolbens 200, der nun den Presstempel· 22 anhebt. Dabei strömt die Im Rückstellzylinder 20 vor dem Kolben befindliche Luft durch die Öffnung 206 und die Leitung 208 aus. Die im zylinder 18 befindliche Druckluft kann durch

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die Kanäle 50und SZ ausströmen, sodaß im Zylinder 18 ein im wesentlichen konstanter.Druck herrscht. Bemerkt sei hier, daß es durch den gleichbleibenden Druck im eζylInder erforderlich-ist, eine Hubkraft für die Rückstellung des Preßstempels außerhalb des A**- feei^flhsylInders aufzubringen, wofür der R.ickstellzyllnder 20 vorgesehen ißt.

Fällt beim Öffnen des .Zeitsteuerventils 100 der Druck auf das im ölbehälter I3I befindliche öl, so senkt.sich die 3chut2haube~H7 der Wirkung ihres Gewichtes oder einer im gleichen Sinne wirkenden Feder,.wobei die Schieberstange 60 nach oben geht. Hierbei wird der Durchlais durch den Dichtungsring 7°· wieder verschlossen und die Zufuhr von Druckluft aur Unterseite des R'Ackstellkolbens über das Ventil 20¹J- unterbrochen, .während die torn Oberen Teil des Ventils 204 befindliche Druckluft durch den Kanal 150 und einen Auslaßkanal 242 (Fig.3) ausströmen kann. Die Druckverminderung im oberen Teil des Ventils 204 hat zur Folge, daß.sich das Rückschlagventil 240 schließ-t, worauf der auf die Unterseite des Ventilkörpers 2l6 einwirkende Luftdruck diesen Ventilkörper anhebt und die Düse 234 öffnet. Sofort fällt dann der Druck im unteren Teil des Hückstell- · Zylinders 20 ab, und da nun der im Artreirfeszylinder 18 befindliche Luftdruck auf den Kolben 154'wirksam wird, wird' der Preßstempel 22 sehr rasch nach unten bewegt.

Das Ventil 20*1· bewirkt somit einen verhältnismäßig langsamen Äufwärtshub des Preßstempels 22, aber eine sehr rasche Entlastung des Preßstempels für seine Abwärtsbewegung. Das Ventil 20*t kann mit der Stellschraube 2Zk- so eingestellt werden, daß der Zwischenkbxm■'ζwisehen dem unteren Ende des Ventilkörpers 216 und dem oberen Ende der Düse 23Ψ die erforderliche Oiöße aufweist. Diese Einstel-

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I (/I. f 1.Vi.

lung regelt die Arbeitsgeschwindigkeit des Preßstempels, mid zwar: durch Drosselung des Auslasses aus dem Rückstellzylinder 20.

Der volle Arbeitszyklus der Presse geht folgendermaßen vor sich: · - ■■■■;■=

Befinden sich zunächst der Preßstempel 22; und die Schutzhaube , "92 in den unteren Stellungen, so strömt Luft zum Zeitsteuerventil 100. Der Öldruck im Behälter 131 treibt die Schieberstange 60 nach unten, wobei die Schutzhaube )2- angehoben wird. Gleichseitig strömt Druckluft durch das Ventil 20^J- zur Unterseite des. Rückstellkolbens 200, so daß der Preßstempel 22 angehoben wird.. Normalerweise bleibt der Preßstetirpel in der oberen Umkehrstellung vorübergehend in Ruhe j worauf die schnelle Verminderung des Luftdruckes im Zeitsteuerventil· zur Folge hat, daß sich die Schutzhaube 92 senkt und die Schieberstange 60 angehoben wird, die: nun,'den Luftdurchlaß zum Ventil 20^ versperrt. Das Ventil 204 öffnet dann seinen Durchlaß 23Ψ und der Preßste/apel 22 wird nun nach unten getrieben.

Die Dauer des Stillstandes des Freßstempels 22 und der Schutzhaube 92 in ihren angehobenen Stellungen kann durch Einstellung - des Nadelventils.128 verändert werden. Je schneller die Druckluft _: durch dieses Ventil strömt, umso kurzer ist die Stillstandsperiode, Diese Periode muß jedoch so lang andauern, daß die Bedienungsperson in der Lage ist, das bearbeitete Werkstück zu entfernen und ein neues Werkstück in die Arbeitsstellung zu bringen. ■.:■;.

Die Presse ist so eingerichtet, daß die Schutzhaube 92 auch in der angehobenen Stellung festgehalten werden kann. Wird die Presse in dieser Stellung der Schutzhaube entlüftet, so muß dafür · gesorgt werden, daß der Stempel 22 nicht plötzlich nach unten

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gehen kann, weil die Luft aus dem R.ickstelizylinder schneller abgeleitet wird als aus dem bszylinder. PIr diesen Zweck ist das Hüokschlagventil 46 vorgesehen, mit dem sichergestellt ist, daS die aus dem Rückstell;;ylinder 20 ausströmende Luft zunächst verhältnismäßig langsam durch dsn etszylinder strömen muß, ehe sie aus dem engen Kanal 44 ausströmen kann. Dieser langsame Luftdurchgang reicht nicht hin, um das Rückschlagventil 24-0 zu schließen. Der Preßstempel 22 .'wird daher nur dann abwärts.'gehen, wenn die Druckluft fast vollständig ausgeströmt ist und die Energie des Preßstempels nur durch sein Eigengewicht und die Länge seines Fallweges bedingt ist.

Der ΑϊΗ9β**43zylinder 18 und der Kolben 154- können vollständig aus- Metall-und ohne Kolbenringe hergestellt werden, da selbst bei den !blichen Herstellungstoleranten für den Außenumfang des Kolbens 154- und den Durchmesser der ihn aufnehmenden Ausnehmung 15-8 die Luft unter-dem Kolben infolge des hohen Luftdruckes im"Arbeitszylinder nur langsam entweichb. Diese Wirkung wird durch das Vorhandensein einer Öldispersion in der Druckluft noch verstärkt, überdies ist es bei Verwendung von hochgespannter Druckluft zur nachgiebigen Bremsung des Kolbens und Preßstempels ermöglicht, mit einem k .rseren Brenisläfeg zum Abfangen dieser Teile auszukommen als bei den sonst üblichen Ausströmanordnungen.

Die Erfindung ist nicht auf Einzelheiten der Ausführung beschränkt. So kann die durch einen Rückstellzylinder gelieferte _tRückstellkraft für den Preßstempel 22 auch auf andere Welse, 2.3. rein mechanisch, erzeugt werden, soweit für eine schnelle Auf- " hebung dieser Kraft gesorgt wird.

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Claims (1)

1. Patentanspr lohos. 152723?

   1. Pneumatisch betriebene Werkzeugmaschine mit in ainora Zylinder hin- und hergehendem, schlagartig vorgetriebenem Werkzeugträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (15^) des Werkzeugträgers (2-2J innerhalb des Zylinders (lö) beidseitig dein Druck der zugeführten Luft ausgesetzt ist, jedoch an seinen beiden Seicen Beaufschlagungsflächen unterschiedlicher Gröj,3e aufweist und ;ait einer außerhalb des Zylinders angeordneten Rückstellvorrichtung (20, 200) zusammenwirkt, die den vom differenzielle!! Bsaufsohls.guiigs-

   |t druck des Kolbens (15^) vorgetriebenen Werkzeugträger (2 2) in die Ausgangsstellung zur'lokbringfgi,

   2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gexienn.isiühnet, daß der Luftdruck im ArAtriebezyllndör (Io) bei der hin- und hergehenden Bewegung des Antriebskolbens (15^) im-wesentlichen.konstant bleibt. -----

   3. WerkEeugmaschine nach Anspruch 1 ,oder 2, devdurch gekennzeichnet, daß der Hntriebszylinder (IJ) im Bereich der Unikehrstellung des Antriebskolbens am Ende seines Arbeitshubes eine dern

   \ Umfang des Äntriebskolbens angepaßte Hllf&kämmer (158) aufweist, die den Antriebskolben beim Eindringen mit dem vollen Druck der zugeführten .Betriebsluft abbremst.

   Jf. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Anspr.lchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung für den Antriebskolben (15^) aus einem zum Antriebszylinder koaxialen, .druckmittelbeaufsohlägten· Eückstellzylinder (20) besteht, dessen Kolben (200) beim Vorschub des Ärbeitskolbens {\5k) durch eine ventilgesteuerte Leitung (202, 20^) schnell entlastbar ist.

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   5·'Werkzeugmaschine nach Anspruch ^Ll·, dadurch gekennzeichnet, da-=' der Rückstellkolben (20) gleichfalls pneumatisch angetrieben, der RftckstelUyl Inder (20.) mit der uum Betrieb des Antriebs Zylinders (13) dienenden Druckluft gespeist ist und die Schnellentlastung des Häckstellkolbens durch ein Schnelleffnungsventil erfolgt.-

   ; 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellöffnungsventil durch ein. Hilngeventil gebildet ist, dessen Ventilkörpar (2l6) eine große Auslaßöffnung (23^) absperrt, einen mit einem Rückschlagventil (2^-0) versehenen Durchlaß (2j6) enthält und so ausgebildet ist, daß die Druckluft durch diesen Durchlaß (236) einströmen, nicht aber zurIckströmen kann, so daß der hängende Ventilkörper (216) bei Abnahme Feines Seaufschlagungsdruckes in die Ausgangsstellung zurückkommt und den Auslaßkanal (202) des Ruckstellsylinders mit der großen Ausströmöffnung (23^) verbindet. .

   ?.- Werkzeugmaschine nach einem der Anspräche 1 - 5> deren wesentliche Teile automatisch gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der seitlichen Arbeitstaktfolge mit einem einstellbaren Zeitsteuerventil (100") erfolgt.

   8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitsteuerventil (100) in seinem Einlaß (108) ein Rückschlagventil (110) und einen koaxial angeordneten, abgefederten Ventilkörper aufweist, der aus einer Ventilhälse (I05) und einem sie tragenden Ventilstift (IO6) besteht und dessen Auslaß (120,121) mit einer von Hand einstellbaren Drosselvorrichtung (130) versehen ist. . . _

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   9· Werkzeugmaschine nach'Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dal3 zur Umschaltung der DruckmiuteHeitungen ein hydraulisch betätigter Steuerschieber (58-»"?6|G*O vorgesehen ist, dessen Schioberstango .(60) rait einer dem Werkzeugträger (22) ,sugeordneten höhenverstellbaren Schutzhaube (92) in Antriebsverbindung steht.

   10. Werkzeugmaschine nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbiiidung zwischen der Schieberstange (60) des Steuerschiebers und der höhenverstellbaren Schutzhaube ('/2) durch ein Hebelparallerogrammgetriebe (88,90,9^-) vermittelt ist.-.·

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