DE2315029A1

DE2315029A1 - Pressenkopf

Info

Publication number: DE2315029A1
Application number: DE2315029A
Authority: DE
Inventors: Rofe Arthur Matthews
Original assignee: African Explosives and Chemical Industries Ltd
Current assignee: African Explosives and Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-03-29
Filing date: 1973-03-26
Publication date: 1973-10-18
Also published as: CH566864A5; AT323561B; AU5256673A; GB1369775A; FR2178043A1; AU458529B2; FR2178043B1; BE797548A; US3827845A; CA962119A; ZA722167B; ZM4273A1; IT977539B

Description

PATEN FAMWALTS3ÜRO TlEDTKE - BüHLING " KiNNE

TEL· (0811) 538653-56 TELEX: 524845 tipat CABLE ADDRESS: Germaniapatent München

8000 München 2

Bavariarlng 4

Postfach 202403 26 . März 1973

AE&CI Limited
Johannesburg, Südafrika

Pressenkopf

Die Erfindung bezieht sich auf Pressenköpfe und insbesondere auf solche Pressenköpfe, wie sie zum Verdichten von teilchenförmigem Material oder ,Kornmaterial zu selbsttragenden oder im wesentlichen selbsttragenden Gegenständen benutzt werden. Die Erfindung befaßt sich in der Hauptsache, jedoch nicht ausschließ'lich, mit solchen Pressenköpfen, die bei der Herstellung von Elementen in der Sprengstoffindustrie wie Sprengkapselladungen und Zeitverzögerungselementen Anwendung finden.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Pressenkopf vorgesehen, der ein hohles Körperteil aufweist, mehrere parallele Bohrungen in diesem Körper, die alle an eine Druckquelle anschließbar sind, mehrere parallele Kolben, die in den Bohrungen verschiebbar sind, mehrere mit den jeweiligen Kolben in der Weise verbundene Stößel, daß eine

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Druckübertragung zwischen den Kolben und den zugehörigen Stößeln möglich ist, wobei die Stößel aus dem Körper vorstehen, so daß sie in Matrizen oder Formen einführbar sind, um darin enthaltenes Kornmaterial zu verdichten, wobei eine Verbindung vorgesehen ist , um einen Abfluß zwischen den Enden jeder Bohrung und einer Dichtung herzustellen und zu verhindern, daß ein Druckströmungsmittel oder ein Druckfluid über die Abflußverbindung hinausgelangt, und wobei die Dichtungsexnrichtung ein undurchlässiges hohles Glied besitzt, das gegen den Körper abgedichtet ist und das den zugehörigen Stößel zumindest an der Abflußverbindung umschließt, sowie eine Schürze, die gegen den Kolben abgedichtet ist und sich über das hohle Glied erstreckt, so daß jegliches Druckfluid, das den Kolben passiert, unmittelbar in die Abflußverbindung geht, wobei die Dichtungsexnrichtung verhindert, daß es in Berührung mit dem Stößel kommt.

Jeder Stößel kann einstückig mit dem Kolben sein; vorzugsweise sind jedoch Kolben und Stößel getrennt hergestellt und befinden sich in Anlageberührung miteinander.

Für die Anlageberührung besitzt vorzugsweise der Kolben eine konische Vertiefung auf seiner Unterseite und der Stößel ein zugespitztes oberes Ende mit einem kleineren Verjüngungswinkel als die Vertiefung.

Jeder Stößel kann ein einstückiges Element sein, das einen vergrößerten oberen Abschnitt und einen unteren

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Abschnitt kleineren Querschnitts besitzt; jedoch kann der Stößel aus zwei Teilen bestehen, die vorzugsweise in Anlageberührung miteinander stehen. Die unteren Teile bei diesen beiden Anordnungen sind diejenigen Teile, die mit dem Kornmaterial in Berührung kommen.

Vorzugsweise ist eine Kammer vorgesehen, in die alle Bohrungen öffnen und die die Abflußverbindung herstellt. Die Schürze an jedem Kolben befindet sich vorzugsweise in Berührung mit der Basis der Kammer, um die Kolbenbewegung zu begrenzen. Diese untere Kante ist vorzugsweise mit Fluidabströmöffnungen versehen, indem sie vorzugsweise gezinkt ist, so daß jegliches Fluid, das in den Raum zwischen der Schürze und dem undurchlässigen hohlen Glied eintritt, aus diesem Raum entweichen kann.

Die Erfindung umfaßt auch eine Presse, die den vorbeschriebenen Pressenkopf besitzt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Gegenstand aus einem teilchenförmigen Material oder Kornmaterial geschaffen, das mit einer Presse gemäß Vorbeschreibung komprimiert oder verdichtet wurde.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Pressenkopfs; ■

Fig. 2 zeigt ein Detail eines modifizierten Stößels;

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Presse, an der der Pressenkopf nach Fig. 1 Anwendung findet;

Fig. 4, 5 und 6 zeigen die Arbeitsweise beim Verdichten des Kornmaterials in den Matrizen.

Gemäß den Figuren 1 bis 3 ist ein Pressenkopf 10 mit der feststehenden oberen Platte 12 einer hydraulischen Presse 14 verbolzt. Die untere Platte 16 der Presse 14 sitzt auf einem hydraulischen Presstempel 18 und trägt normalerweise eine Löffeleinheit 20 (sh. Fig. 4, 5 und 6), in denen Matrizen oder Hülsen .8 2 sitzen.

Der Pressenkopf 10 besitzt einen Hauptkörper 24, der aus drei Teilen 26, 28 und 30 besteht, die durch Bolzen miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet sind. Das Mittelteil 28 besitzt eine Anzahl paralleler Bohrungen 32. Das Oberteil 26 hat eine vergrößerte Vertiefung 34 auf seiner Unterseite. Diese Vertiefung bildet «ine Haupthydraulikkammer, wobei alle Bohrungen 32 mit dieser Kammer 34 in Verbindung stehen. Das Unterteil 30 hat auf seiner Oberseite eine Vertiefung 36. Diese Vertiefung bildet eine Abflußkammer,

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wobei alle Bohrungen 32 in diese Abflußkammer 36 öffnen. Die Bohrungen 32 haben Verlängerungsabschnitte 37 etwas geringeren Querschnitts im Unterteil 30 unterhalb der Abflußkammer 36.

Innerhalb jeder Bohrung 32 sitzt verschiebbar ein hohler Kolben 38, der in der Bohrung 32 ein relativ großes Nominalspiel besitzt, das etwas mehr als 1 % des Bohrungsdurchmessers beträgt. Der Kolben 38 besitzt eine verlängerte Schürze oder ein verlängertes Kolbenhemd 40, dessen Zweck noch näher erläutert wird. Der untere Rand des Kolbenhemds 40 erfaßt normalerweise die Basis oder den Boden der Abflußkammer 36, wenn sich der Kolben 38 in seiner untersten Stellung befindet, wobei der untere Rand des Kolbenhemds 40 kronenförmig bei 42 gezinkt ist. An der Unterseite des Kolbens 38 befindet sich eine konzentrische konische Vertiefung 44, die einen ziemlich großen Konuswinkel oder öffnungswinkel hat.

Jedem Kolben 38 ist ein Stößel 46 zugeordnet. Jeder Stößel 46 hat einen oberen Abschnitt 48 größeren Durchmessers gegenüber seinem unteren Abschnitt 50. Die beiden Abschnitte 48 und 50 sind über einen stumpfkegelförmigen Abschnitt 52 miteinander verbunden. Der obere Abschnitt 48 hat ein konisch zugespitzes Ende 49, das einen kleineren Konuswinkel als die Vertiefung 44 besitzt. Die unteren Abschnitte 50 erstrecken sich durch zugeordnete Durchgangsöffnungen 54 in einer Tragplatte 56, die am unteren Kopfteil 30 befestigt ist; die unteren Abschnitte 50 erstrecken sich ferner in

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fluchtende öffnungen 58, die sich -in einer beweglichen Abstreifplatte 60 befinden.

Die öffnungen 54 haben jeweils einen größeren Durchmesser als die Stößelabschnitte 50, die durch diese öffnungen hindurchtreten, so daß diese öffnungen 54 weder eine seitliche Stützung noch eine Reibungsberührung für diese Abschnitte 50 bieten. Die oberen Ende der öffnungen 54 sind mit konischen Einlassen Sl ausgerüstet, die denselben Konuswinkel wie die Abschnitte 5 2 haben und die als Sitze für diese Abschnitte dienen.

Die öffnungen 58 liefern Führungen für die Stößelabschnitte 50. Die Öffnungen 58 haben an ihren oberen Enden konische Einführungsabschnitte 62 für die Stößelenden.

Die Abstreifρlatte 60 wird durch eine Anzahl hohler Stangen 63 getragen, die sich durch die Tragplatte 56 erstrecken und die durch Flansche 64 an einem Hindurchtreten durch die Platte gehindert sind- Die Stangen 6 2 sind auf Führungsstangen 66 verschiebbar und durch Druckfedern 68 nach unten vorgespannt.

In jedem BohrungsVerlängerungsabschnitt 37 sitzt in Strömungsmitteldichter Weise oder fluiddicht ein ölsperrrohr 70. Jedes ölsperrohr 70 umgibt seinen zugeordneten Stößel 46 mit Spiel und erstreckt sich entlang dem Hemd 40 des Kolbens 38 aufwärts, «ra isit diesem einen langgestreckt

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ten Kanal zu bilden. Das obere Ende des Rohrs 70 befindet sich nahe der Unterseite des Kolbens, wenn sich letzterer in seiner untersten Stellung befindet. Die Abflußkammer 36 ist über eine belüftete Leitung 72 an den Ölsumpf angeschlossen.

Die Haupthydraulikkammer 34 ist an eine Druckquelle und an eine Seite eines Zylinders (nicht gezeigt) angeschlossen, der parallel hierzu angeordnet ist. In dem Zylinder befindet sich ein Steuerkolben, dessen Hub einstellbar ist. Werden die Kolben 38 angehoben, wie es. noch beschrieben wird, bewegt das durch die Kolben verdrängte Hydraulikfluid den Steuerkolben aufwärts, bis er an der Durchführung jeglicher weiterer Bewegung gehindert ist. Der Druck in der Haupthydraulikkammer baut sich dann bis zum Steuerdruck auf.

Bei einer abgewandelten Ausfuhrungsform gemäß Fig. ist der Stößel 46a aus zwei getrennten Teilen gebildet, nämlich einem oberen, im Durchmesser größeren Teil 48a mit einem konischen oberen Ende 49a, das gleich dem Ende 49 ist, sowie einem unteren im Durchmesser kleineren Teil SOa. Das untere Ende 74 des Teils 48a ist vergrößert und bildet eine gleitend verschiebbare Führung im ölsperrohr 70. Dieses Ende 74 erfaßt einen vergrößerten Kopf 76, der sich am unteren Teil 50a befindet. Dieser Kopf 76 verhindert, daß das untere Teil 50a durch die Tragplatte 56a hindurch entweichen kann. Bei dieser Anordnung sind die öffnungen 54a in der Tragplatte 56a glatte Zylinder.

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Die Löffeleinheit 20 besitzt gemäß den Fig. 4 bis 6 eine Grundplatte 78, eine gelochte Platte 80 für die Aufnahme der Elementhülsen 82, sowie die Deckplatte 84, die auf den Hülsen 82 ruht; diese Anordnung wird auf die Platte 16 gesetzt mit eingesetzten Hülsen 82, wobei sich Kornmaterial in den Hülsen 8 2 befindet. Es wird nunmehr dem Presstempel Druckfluid zugeführt, wodurch die Platte 16 und die Löffeleinheit 20 angehoben wird, bis die Deckplatte 84 die Abstreifplatte 60 berührt und diese anhebt. Die unteren Enden der Stößel 4-6 dringen nunmehr durch die öffnungen 58 (die Einführungen hierzu sind in den Fig. 4 bis 6 weggelassen) der Abstreifplatte 60 und dann durch die öffnungen in der Deckplatte 84, bis diese Enden das Kornmaterial in den Hülsen erfassen. Die Stößel werden nunmehr solange angehoben, bis deren konische Enden 49 in die konischen Vertiefungen 44 an der Unterseite der Kolben eingreifen (oder im Falle der Anordnung nach Fig. 2 die unteren Teile 50a die oberen Teile 48a erfassen und diese anheben, bis deren obere Enden in die Vertiefungen an der Unterseite der Kolben eingreifen). Weitere Aufwärtsbewegung des Presstempel 18 führt zum Anheben der Kolben 38, wobei Hydraulikfluid in die Haupthydraulikkammer 34 und von dort zum Steuerzylinder verdrängt wird, der angehoben wird. Erreicht der Steuerzylinder das Ende seines Hubs, steigt der Druck in der Kammer 34 an, bis der auf das Kornmaterial ausgeübte Druck eine solche Höhe erreicht hat, daß dieses Material um den erwünschten Betrag komprimiert wird (she.. Fig. 4b). Ist in dem Hydraulikkreis der richtige Druck ermiirtel± worden, wird die Druckzufuhr

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zum Presstempel unterbrochen, um den Presstempel für eine vorbestimmte Zeitspanne stationär zuhalten, wonach die Druckzufuhr umgekehrt und der Presstempel auf den Ausgangspunkt abgesenkt wird, wonach die Löffeleinheit 20 entfernt und durch eine beschickte neue Löffeleinheit ausgetauscht werden kann.

Die Presse 10 ist so ausgelegt, daß ein kleines Spiel 86 vorliegt, wenn die Löffeleinheit Hülsen 82a für die Herstellung von Verzögerungselementen maximalen Durchmessers (gemäß Fig. 4) trägt. Dies bedeutet für den Fall, daß kleinere Elemente hergestellt werden, daß das Spiel gemäß Fig. 5 erheblich ist, so daß der Presstempel einen erheblich langen Weg hat, ohne daß irgendwelche Arbeit geleistet wird. Es wurde festgestellt, daß Unterlagen 88 vorgesehen werden können, die die Löffeleinheit von der Platte abheben, so daß für alle Abmessungen von Elementen im wesentlichen der gleiche Abstand zwischen der Oberseite der Deckplatte 84 und der Abstreifplatte vorliegt.

Die vorbeschriebene Anordnung liefert eine Anzahl erheblicher Vorteile. Mit Rücksicht auf das große Spiel zwischen den Kolben 38 und den Bohrungen 32 ergibt sich minimale Reibung zwischen den Kolben 38 und den Bohrungen. Das Fluid, das zwischen den Kolben 38 und den Bohrungen hindurchtritt, gelangt in die Abflußkammer 36, von der es in den Sumpf zurückkehrt. Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die einzige Stelle, an der der Stößel einem Reibwiderstand aus-

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gesetzt ist, die öffnung 58. Auf diese Weise üben die Stößel überall denselben Druck auf das Kornmaterial aus, so daß dieses überall mit demselben Druck komprimiert wird. Bei der Anordnung nach Fig. 2 liegt etwas mehr Reibungswiderstand am Stößel ¹IBa, und zwar am Ende 74 des oberen Teils 48a, jedoch bedeutet dies keinen wesentlichen Verzögerungseffekt, so daß auch bei dieser Anordnung das Kornmaterial bei allen Elementen mit im wesentlichen demselben Grad komprimiert wird.

Durch die Anordnung des ölsperrohrs, das sich entlang dem Hemd des Kolbens aufwärts erstreckt, kommt kein Hydraulikfluid mit dem Stößel 46 in Berührung, so daß die Gefahr ausgeschaltet ist, daß Hydraulikfluid das Kornmaterial berührt und beeinträchtigt. Sollte öl zwischen das Kolbenhemd 40 und das Sperrohr eintreten, kann sich mit Rücksicht auf die kronen·= förmig gezinkte Ausbildung des unteren Rands der Kolbenschürze 40 bei 42 kein Druck aufbauen, wobei das öl durch die Zinken entweicht.

Der Pressenkopf kann bei einer herkömmlichen Presse mit minimalen Abwandlungen Anwendung finden.

Die Vorrichtung kann für das Verdichten jeglichen Kornmaterials benutzt werden, z.B. in der pharmazeutischen Industrie, wo es wesentlich ist, daß das Material nicht verunreinigt wird. Die Haupt anwendung liegt jedoch i-ⁿ &^er Herstellung von Presslingen in der Sprengstoffindustrie, z.B.

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als Ladung für Zündkapseln und Zeitverzögerungselementen und für das Einsetzen von Verzögerungselementen in Zündkapseln. Die Erfindung ist nicht auf die spezifische beschriebene Ausführungsform gemäß den Zeichnungen beschränkt.

So können z.B. am Umfang der Kolbenhemden Druck ausgleichsringe im Bedarfsfall vorgesehen werden.

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Claims

Patentansprüche

( 1.J Pressenkopf, gekennzexchnet durch einen hohlen Körper (26, 28, 30) mit einer Mehrzahl paralleler Bohrungen (32), die an eine Druckquelle anschließbar sind, durch eine Mehrzahl von parallelen Kolben (38), die verschiebbar in den Bohrungen sitzen, durch eine Mehrzahl von Stößeln C+6), die jeweils den Kolben in der Weise zugeordnet sind, daß zwischen ihnen eine Druckübertragung möglich ist, wobei die Stößel aus dem Körper vorstehen, so daß sie in Matrizen (80) zum Komprimieren eines Kornmaterials einführbar sind, durch eine Verbindung (36, 42) zur Herstellung einer Abflußmöglichkeit zwischen den Enden jeder Bohrung und einer Dichtungseinrichtung (37), die verhindert, daß Druckfluid über die Abflußverbindung hinausgelangt, wobei die Dichtungseinrichtung ein undurchlässiges hohles Glied bildet, das gegen den Körper abgedichtet ist und den zugehörigen Stößel zumindest an der Abflußverbindung umgibt, sowie ein Hemd (UO), das gegen den Kolben abgedichtet ist und sich über das hohle Glied erstreckt, so daß jegliches Druckfluid, das den Kolben passiert, unmittelbar in die Abflußverbindung gelangt und durch die Dichtungseinrichtung an einer Berührung mit dem Stößel verhindert wird.
2. Presserkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel einstückig mit dem zugehörigen Kolben ist.

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3. Pressenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel (46) von dem zugehörigen Kolben (38) getrennt ist.
4. Pressenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (46) in Anlageberührung mit dem Kolben (38) befindet.
5. Pressenkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (38) eine konische Vertiefung (44) an seiner Unterseite und der Stößel (46) ein konisches Ende

(49) aufweist, das von der Vertiefung aufgenommen wird und mit dieser in Anlageberührung bringbar ist.
6. Pressenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel des Stößelendes kleiner als derjenige der Vertiefung ist.
7. Pressenkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine gegenüber dem Körper bewegbare Führungsplatte (60), die eine Mehrzahl von Führungsbohrungen (58) besitzt, durch die sich die den zugehörigen Kolben abgewandten Enden (50) der Stößel verschiebbar erstrecken.
8. Pressenkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte mit Matrizeneinrichtungen in Arbeitsberührung bringbar und durch diese gegenüber dem Körper

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bewegbar ist.
9. Pressenkopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte vomhohlen Körper weg vorgespannt ist.
• 10. Pressenkopf nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Führungsbohrung (58) eine konische Einführöffnung (6 2) vorgesehen ist.
11. Pressenkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stößel einen Abschnitt (48) größeren Querschnitts neben dem Kolben (38) und einen Abschnitt (50) kleineren Querschnitts im Abstand vom Kolben besitzt., wobei dieser durchmesserkleinere Abschnitt das Kornmaterial erfaßt.und ,verdichtet. ■
12. Pressenkopf nach Anspruch 11 _Λ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abschnitte einstückig miteinander sind.
13. Pressenkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel einen abgeschrägten Abschnitt (52) besitzt, der die beiden Abschnitte (Λ8, 50) verbindet.
14. Pressenkopf nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Körper (26_S 2S_S 30) und der Führungs-

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platte (60) befindliche Einrichtung (56) mit Löchern (54), durch die sich die Stößel erstrecken, wobei jede öffnung einen konischen Sitz (61) besitzt, der von dem abgeschrägten Abschnitt des zugehörigen Stößels erfaßt wird, um dessen Bewegung aus seiner Bohrung zu begrenzen.
15. Pressenkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelabschnitte (48a; 50a) voneinander getrennt sind.
16. Pressenkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelabschnitte in Anlageberührung miteinander stehen.
17. Pressenkopf nach Anspuch 16, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Körper und der Führungsplatte (60) befindliche Einrichtung (56a) mit Bohrungen (54a), durch die sich der im Querschnitt,kleinere Abschnitt der Stößel erstreckt, wobei der querschnittkleinere Abschnitt (50a) jedes Stößels einen Vorsprung (76) besitzt, der diese Einrichtung (56a) erfaßt, um zu verhindern, daß dieser Abschnitt kleineren Durchmessers des Stößels durch diese Einrichtung (56a) hindurchtritt.
18. Pressenkopf nach Anspruch 17,dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (76) ein Kopf ist, der größeren Querschnitt als die zugehörige Bohrung (54a) hat.

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19. Pressenkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (32) in eine Kammer (36) öffnen, die über eine Leitung (72) an einen Sumpf anschließbar ist und die Abflußverbindung bildet.
20. Pressenkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Hemd (UO) an jedem Kolben die Basis der Kammer (36) berühren kann, um die Bewegung des Kolbens (38) zu begrenzen.
21. Pressenkopf nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Fluidablauföffnungen (42) am Rand des Kolbenhemds, so daß unter das Hemd eintretendes Fluid entweichen kann.
22. Pressenkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper eine Haupthydraulikkammer (34) besitzt, in die alle Bohrungen (32) öffnen und die an eine Druckfluidquelle anschließbar ist.
23. Pressenkopf nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupthydraulikkammer (34) an einen Zylinder anfchließbar ist," der einen Kolben enthält, dessen Bewegung so begrenzt ist, daß er die Bewegung der Kolben in den Bohrungen des Hauptkörpers steuert.
24. Pressenkopf nach einem oder mehreren der vor-

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hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination mit einer Löffeleinheit (20).

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