DE19754550A1 - Hydraulisch antreibbarer Axialkraftkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten An­ spruchs angegebenen Art.

In der Zeitschrift "Bänder, Bleche, Rohre" Ausgabe 7/8 1996, Seite 16 bis 24 wird auf Seite 21 eine Prinzipdarstellung einer Presse zum Innenhochdruckumformen mit Antriebstechnik der Axialkraftzylinder und Druckübersetzers dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird über einen Axialkraftzylinder bzw. durch dessen Kolben­ stange ein Arbeitsfluid in das Innere des umzuformenden Werkstückes geleitet, mit dessen Hilfe es umgeformt wird.

Die dort gezeigte Anordnung hat den Nachteil, daß der Druck des Arbeitsfluids der Kraftwirkung der Axialkraftkolben entgegenwirkt, da er auf die Ringfläche der dem Werkstück zugewandten Kolbenstangenfläche des Axialkraftkolbens wirkt. Deshalb muß der Axialkraftkolben beim Nachschieben des Werkstoffes des umzuformenden Werkstückes auch den Innendruck überwinden. Damit wird aber ein höherer bauli­ cher Aufwand notwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine Ausge­ staltung des Axialkraftkolbens vorzuschlagen, der die beschriebenen Nachteile ver­ meidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des er­ sten Anspruchs gelöst. Dadurch daß der Druck des Arbeitsfluids im Werkzeug nun nicht mehr nur auf die Kolbenstangenfläche wirkt, die dem Werkzeug zugewandt ist, sondern auch auf die zumindest gleich große dem Werkstück abgewandte Fläche, heben sich die beiden Kräfte zumindest auf und der Axialkraftkolben muß nur die Axialkraft aufbringen, die für das Nachschieben des Werkstoffes des umzuformen­ den Werkstückes notwendig ist.

Sinnvollerweise werden alle Axialkraftkolben einer Innenhochdruckpresse erfin­ dungsgemäß ausgerüstet. Dies hat den Vorteil, daß der Hydraulikdruck zum Antrieb der Axialkraftkolben nicht unterschiedlich hoch eingestellt werden muß aufgrund des zu überwindenden Arbeitsdruckes.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ausgewählten Beispiels schematisch erläutert. Im dem einzigen Ausführungsbeispiel ist schematisiert eine Innenhoch­ druckpresse mit zwei Axialkraftkolben dargestellt. Die Innenhochdruckpresse 1 be­ steht - wie jede handelsübliche Presse auch - aus einem Pressenrahmen 2, der auf einem Pressenuntergestell 3 ruht. Ebenfalls auf dem Pressenuntergestell 3 ist ein geteiltes Werkzeug 4 montiert.

An dem Pressenrahmen 2 sind an dessen Pressenjoch 5 mehrere Hydraulikzylinder 6 angeordnet. Hier finden sich in aller Regel Eilgangzylinder zum Heben des Werk­ zeugoberteils sowie die Hauptpreßzylinder, mit denen das Werkzeug während des Umformvorganges zusammengedrückt wird.

Als Werkstück werden in der Regel hohle Werkstücke verwendet, die mit Hilfe eines Innendruckes und mit Hilfe von Axialkraftzylindern umgeformt werden im Sinne eines Ausbauchens. Hierzu werden zwei Axialkraftzylinder 7 und 8 verwendet, in denen Kolben 9 und 10 hydraulisch antreibbar angeordnet sind. Diese Kolben wir­ ken mit Kolbenstangen 11 und 12 zusammen. Die Axialkraftkolben dienen dazu, während des Ausbauchens das Material des Werkstückes nachzuschieben.

Die beiden Axialkraftzylinder 7 und 8 werden über nicht näher dargestellte Hoch­ druckpumpen und Hydraulikventile mit Hydraulikmedium versorgt.

Das Arbeitsfluid, das Fluid, mit dessen Hilfe das Werkstück ausgebaucht wird und mit seiner Außenkontur an der Innenkontur des Werkzeuges angedrückt wird, wird üblicherweise über Kanäle 13, 14 in den Kolbenstangen 11 und 12 beidseitig zu­ geführt. In der einzigen Darstellung ist dies nur für die Kolbenstange 11 gezeigt, jedoch stellt dies keine Einschränkung dar.

Erfindungsgemäß endet zumindest eine der beiden Kolbenstangen der Axial­ kraftkolben in einem Gehäuse 15, das einteilig mit dem Gehäuse des zugeordneten Axialkraftzylinders ausgebildet sein kann. In dem Gehäuse 15 ist ein Druckraum 16 vorgesehen, in dem die Zuführleitung 17 für das Arbeitsfluid mündet.

In der einzigen Abbildung ist das Ende des Umformvorganges bei noch geschlosse­ nem Werkzeug 4 dargestellt, d. h. das Werkstück hat seine Endform erreicht. Hierzu war es vorab notwendig, die beiden Kolbenstangen 11 und 12 an die Werkstück­ enden dichtend anzufahren und gleichzeitig das Arbeitsfluid durch die Kolben­ stangen 11 und 12 zu leiten. Mit Aufbau des Arbeitsdruckes im Arbeitsfluid und gleichzeitigem Nachfahren der Axialkraftkolben 9 und 10 zum Unterstützen des Nachfließens des Werkstoffes erreicht das Werkstück seine Endform.

Aufgrund der Erfindung wirkt der Arbeitsdruck innerhalb des Werkstückes und in dem Druckraum 16 auf die beiden gleich großen Stirnflächen der Kolbenstangen 11 und 12, so daß die Axialkraftkolben 9 und 10 nicht gegen den Arbeitsdruck des Ar­ beitsfluids verschoben werden müssen. Somit ist der Hydraulikdruck in den Axial­ kraftzylindern 7 und 8 zum Erzeugen einer gleich hohen Axialkraft gemäß der Erfin­ dung niedriger als bei den bisher bekannten Anordnungen.

Claims (3)

1. Hydraulisch antreibbarer Axialkraftkolben für ein Werkzeug einer Innenhoch­ druckpresse, der in einem Zylinder verfahrbar angeordnet ist und dessen Kolbenstange den Zylinder beidseitig durchdringt und zum Durchleiten eines Arbeitsfluids in das Innere des umzuformenden hohlen Werkstücks einen Kanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Kolbenstange (11 oder 12) auf dem den Werkstück abgewandten Ende in einem in einem Gehäuse (15) angeordneten Druckraum (16) mündet, in dem die Leitung (17) für das Zu- und/oder Abführen des Arbeitsfluid angeschlossen ist.

2. Hydraulisch antreibbarer Axialkraftkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fluid beaufschlagten Flächen der Kolbenstange (11 bzw. 12) auf beiden Seiten gleich groß sind.

3. Hydraulisch antreibbarer Axialkraftkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein von mindestens zwei Axialkraftkolben (9, 16) jede Kolbenstangen (11, 12) in einen ihr zugeordneten Druckraum endet, wobei zumindest an einem der Druckräume eine Leitung zum Zu- und/oder Abführen des Arbeitsfluids angeschlossen ist.