DE2733399A1 - Vorrichtung fuer die hochleistungsumformtechnik zum erzeugen einer schlagartigen belastung oder verformung (arbeitsphase) - jeweils innerhalb weniger millisekunden oder innerhalb von bruchteilen davon - eines zu bearbeitenden und/oder zu verformenden koerpers und steuerung - Google Patents

Vorrichtung fuer die hochleistungsumformtechnik zum erzeugen einer schlagartigen belastung oder verformung (arbeitsphase) - jeweils innerhalb weniger millisekunden oder innerhalb von bruchteilen davon - eines zu bearbeitenden und/oder zu verformenden koerpers und steuerung

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DE2733399A1 DE19772733399 DE2733399A DE2733399A1 DE 2733399 A1 DE2733399 A1 DE 2733399A1 DE 19772733399 DE19772733399 DE 19772733399 DE 2733399 A DE2733399 A DE 2733399A DE 2733399 A1 DE2733399 A1 DE 2733399A1
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J7/00Hammers; Forging machines with hammers or die jaws acting by impact
    • B21J7/20Drives for hammers; Transmission means therefor
    • B21J7/22Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers
    • B21J7/24Drives for hammers; Transmission means therefor for power hammers operated by steam, air, or other gaseous pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure

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Description

  • Literaturverzeichnis
  • DT-AS 1 039 981 DT-OS 2 230 396 Vorrichtung für die Hochleistungsumformtechnik zum Erzeugen einer schlagartigen Belastung oder Verformung (Arbeitsphase) - jeweils innerhalb weniger Millisekunden oder innerhalb von Bruchteilen davon - eines zu bearbeitenden und/oder zu verformenden Körpers und Steuerung...
  • (Zusatz zur Patentanmeldung P 26 00 948.3-14) Stand der Technik Es ist ein pneumatisch-mechanisches Arbeitsverfahren vorbekannt, bei welchem expandierende Gase, z. B. Stickstoff, einen Stößel einer Presse mit hoher Geschwindigkeit vorwärts treiben. Die nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen sind auf Grund der vom Arbeitskolben in Arbeitsrichtung aufzunehmenden Verformungsenergie entsprechend lang und schwer gebaut, wobei die Arbeit der Vorrichtung mit großen Erschütterungen und Geräuschen verbunden ist. Nachteilig ist ferner die hohe Drosselwirkung, die auf die hochverdichteten Gase ausgeübt wird, wenn diese zur Beschleunigung des Arbeitskolbens durch die Bohrung in einer Trennwand hindurchströmen (Dynapak-Verfahren der Firma Convais Division, General Dynamics Corporation San Diego/Kalifornien/USA).
  • Vorbekannt ist auch eine hydraulische Presse, insbesondere eine Strangpresse, für die Metallverarbeitung mit einem unter dem Flüssigkeitsdruck eines Speichers stehenden, mit dem Werkzeug verbundenen Arbeitskolben, der aus einer gewünschten Hubstellung unter Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsdruckes schlagartig vorgetrieben wird und mit Kolbenflächen in starrer Verbindung steht, auf die ein der Arbeitshubrichtung entgegengesetzter Flüssigkeitsdruck ausübbar ist, wobei der der Arbeitshubrichtung entgegengesetzte Flüssigkeitsdruck dem Druck auf den Arbeitskolben bis zum Erreichen einer gewünschten Hubstellung entgegenwirkt und sodann augenblicklich über ein Steuerventil wegnehmbar ist.
  • Bei dieser Vorrichtung handelt es sich um keine auf dem Gebiete der sogenannten Hochleistungsumformtechnik verwendbare Maschine, da sie ein nur relativ langsames Arbeiten ermöglicht, weil zur Druckentlastung z. B. von Hand betätigbare, in der Ablaßleitung eingebaute Mehrwegeventil zunächst in Offenstellung gebracht bzw. wieder geschlossen werden müssen (DT-AS 1 039 981). Der Wirkungsgrad ist demgemäß auch schlecht.
  • Durch die DT-OS 2 230 396 ist eine als Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Druckverformen von Werkstücken" bezeichnete Vorrichtung bekannt, die einen Ständer mit einer auf ihm auf Dämpfern aufgesetzten Grundplatte besitzt, über der an Senkrechtsäulen ein Behälter befestigt ist, in dessen Gehäuse sich im Mittelteil ein zylindrischer Raum und an dessen Umfang sich ein mit Druckgas gefüllter Ringraum befindet, wobei letzterer mit dem kolbenseitigen Raum eines koaxial zum Zentralraum angeordneten Kraftzylinders in Verbindung steht, dessen Kolbenstange das arbeitsausführende Werkzeug betätigt, und wobei der Kraftzylinder im Gehäuse des Behälters befestigt und zwischen ihnen ein Ringspalt vorgesehen ist, in dem eine Hülse angeordnet ist, welche unter Einwirkung des Unterschieds des Druckes im Ringraum des Behälters und des Druckes, der unter der Hülse im mit dem Antrieb verbundenen Ringspalt erzeugt wird, in Axialrichtung bewegbar ist. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung ist der Rückhub des Arbeitskolbens und damit des Werkzeuges erst nach Ablassen des Gases im Ringraum möglich. Dadurch ergibt sich eine stark zeitverzögerte Anlüftung des Werkzeuges und auch ein schlechter Wirkungsgrad der gesamten Vorrichtung.
  • Nicht vorveröffentlichte Hauptpatentanmeldung Diese betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer schlagartigen Belastung eines zu bearbeitenden und/oder zu verformenden Körper, bestehend aus einem mit Gasdruck beaufschlagbaren Arbeitskolben und einer Steuereinrichtung, um den Gasdruck gesteuert auf den Kolben wirksam werden zu lassen, wobei der Arbeitskolben in Arbeitsrichtung ständig mit Gasdruck beaufschlagt ist, während der Arbeitskolben entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung über ein Steuerventil mit Druckmedium beaufschlagbar ist, wodurch der Arbeitskolben in die Ausgangsstellung bringbar ist, wobei die Steuereinrichtung einen in Schließstellung einseitig druckentlasteten Kolben aufweist, dessen Verschiebung durch den Arbeitsdruck und durch das Druckmittel bewirkbar ist und daß eine Seite des Kolbens mit dem Druckmittelraum verbindbar ist, während die andere Seite mit relativ niedrigem Gas- und/oder Federdruck beaufschlagt ist, wobei das durch den Kolben verdrängte Volumen so bemessen ist, daß durch seine Verschiebung eine plötzliche Druckentlastung durch Volumenaufnahme der mit Druckmittel beaufschlagten Seite des Arbeitskolbens erfolgt. Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent besitzt den Vorteil, daß die Krafteinwirkung schlagartig nach Berührungskontakt von Werkzeug und Werkstück erfolgt, da die Strömungsquerschnitte zwischen der mit Druckmittel beaufschlagten Seite des Arbeitskolbens und der einen Seite des Kolbens der Steuereinrichtung praktisch beliebig groß ausgeführt werden können und auch die Kolbenfläche des Kolbens der Steuereinrichtung im Verhältnis zum Arbeitskolben groß ausgebildet werden kann. Die Vorrichtung ist mit einfachen Mitteln gut steuerbar, ermöglicht die industrielle Nutzung der Vorteile der Hochleistungsumformung, bietet eine geringe Unfallgefahr und geringe Lärmentwicklung. Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich Fließpressen, Schmieden, Prägen, Stauchen, Einsenken, Stanzen, Verdichten und dergleichen durchführen.
  • Aufgabe Die Erfindung bezweckt die Verbesserung oder weitere Ausbildung des Gegenstands nach dem Hauptpatent (§ 10 I 2 PatG).
  • Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Produktionsleistung zu steigern, den Wirkungsgrad der Vorrichtung zu verbessern, Je nach der angewandten Technologie eine gesteuerte Entlastung des Werkstückes herbeizuführen und eine problemlose Anpassung einer solchen Vorrichtung an verschiedene Technologien zu ermöglichen.
  • Lösung der Aufgabe Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
  • Einige Vorteile Bei einer erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung ist ein unmittelbarer Rückzug des Arbeitskolbens und damit des-Arbeitsteils bzw. des Werkzeuges nach dem Umformvorgang durch die Verwendung eines zweiten Hilfskolbens gegeben.
  • Bei Warmumformungen ergibt sich dadurch beispielsweise der Vorteil, daß bei einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Vorrichtung die Berührungszeit von Werkstück und Werkzeug bzw. mit dem mit dem Arbeitskolben gekuppelten Arbeitsteil gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich verringert wird, weil durch den zweiten Hilfskolben über den ersten Hilfskolben der Arbeitskolben unmittelbar nach Beendigung seines Arbeitshubes in seine bei Beginn des Arbeitshubes eingenommene Stellung zurückbewegt wird. Dies kommt nicht nur der Maßhaltigkeit der umgeformten Teile zugute, sondern es wird auch die Standzeit der Werkzeuge wie Gesenke od. dgl.
  • erheblich gesteigert. Unter Arbeitshub ist hierbei nur der Weg zu verstehen, den der Arbeitskolben von seiner Stellung, in der er in Berührungskontakt mit einem zu verformenden oder in sonstiger Weise zu bearbeitenden Werkstück steht bis zu seinem Endhub, bei dem die Verformung oder sonstige Bearbeitung beendet ist.
  • Dadurch, daß der erste Hilfskolben nach einem relativ sehr geringen Hub von z. B. nur einigen Millimetern oder Bruchteilen davon - dieses Maß kann sich entsprechend der Größe der Jeweils zu bauenden Vorrichtung entsprechend ändern -durch das Druckmittel mit dem Arbeitskolben - meist durch eine geeignete hydraulische Druckflüssigkeit - verspannt ist, brauchen keine besonderen Mittel zum Abbremsen des ersten Hilfskolbens vorgesehen zu werden, wenn dieser zur schlagartigen Entlastung des Arbeitszylinderraumes und Bereitstellung des dafür erforderlichen Schluckvolumens in seine Offenstellung gesteuert wird. Da diese Bewegung des ersten Hilfskolbens innerhalb sehr kurzer Zeit, beispielsweise innerhalb von ein bis drei Millisekunden oder Bruchteilen davon - geschieht, treten nicht unerhebliche Beschleunigungskräfte auf, die durch die Druckmittelverspannung mit dem Arbeitskolben unmittelbar diesem selbst zugute kommen, weil die auftretenden Beschleunigungekräfte, beispielsweise die Verzögerungskräfte des ersten Hilfskolbens unmittelbar auf den Arbeitskolben übertragen werden. Durch die in der Regel hydraulische Verspannung des Arbeitskolbens mit dem ersten Hilfskolben können diese in der Verspannungsphase praktisch nur entgegengesetzte Bewegungen zueinander ausfUhren.
  • Der erste Hilfskolben wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den Druckmitteldruck im Arbeitszylinderraum bis zu seiner Offensteuerung im Schließsinne belastet und dadurch sicher gegen seine Dichtfläche angepreßt und gehalten.
  • Die die beiden Hilfskolben auseinanderdrückende Rückstellkraft kann zumindest innerhalb gewisser Grenzen federelastische Eigenschaften aufweisen, so daß der erste Hilfskolben mit dem zweiten Hilfskolben durch diese Rückstellkraft zumindest innerhalb gewisser Bereiche elastisch gekuppeLt ist.
  • Eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Vorrichtung kann für praktisch alle in der Praxis bekannten Arbeitsverfahren auf dem Gebiete der Hochleistungsumformtechnik, also zum Umformen, Verdichten und Scheren, verwendet werden. Hierunter werden z. B. Bearbeitungsverfahren auf dem Gebiete des Gesenkschmiedens, des Freiformschmiedens, des Fließpressens, zinn Tiefziehen, Scheren, Stanzen und für das Gebiet der Pulvermetallurgie verstanden. Diese Aufzählung ist aber nicht erschöpfend, sondern stellt lediglich eine Beispielsangabe dar. Denn eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Vorrichtung läßt sich z. B. auch in der Prüftechnik oder zum Rammen verwenden. Als Beispiel für das Gebiet der Prüftechnik seien Kettenprüfmaschinen sowie Vorrichtungen zum Prüfen der Kerbschlagzähigkeit genannt. Auch diese Aufzählung ist nicht erschöpfend, sondern stellt vielmehr lediglich eine beispielsweise Angabe dar.
  • Von besonderem Vorteil ist es, daß bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Wirkungsgrad aufgrund der hydraulischen Verspannung des ersten Hilfskolbens mit dem Arbeitskolben hoch ist, so daß sich eine solche Vorrichtung ohne weiteres im industriellen Bereich einsetzen läßt. Da der umzuformende oder in sonstiger Weise zu bearbeitende Körper zwischendurch von dem Werkzeug oder von dem mit dem Arbeitskolben gekuppelten Arbeitsteil immer wieder freikommt, kann durch geeignete Mittel zwischendurch der Vorschub des betreffenden zu bearbeitenden oder zu verformenden Körpers sichergestellt werden.
  • Weitere Ansprüche Die Ausführungsform nach Anspruch 2 läßt sich z. B. als einfaches Drehteil verwirklichen. Die Anpreßfläche, auf die der Druckmitteldruck einwirkt, kann beispielsweise als eine Ringschulter ausgebildet sein. Diese Konstruktion ist robust und neigt nicht zur Störanfälligkeit, was auch für die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 3 und 4 gilt.
  • Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 läßt sich eine gedrängte, raumsparende Konstruktion verwirklichen. Der Anschlagkörper kann als Deckel oder Ring ausgebildet sein, in dem verschiedene Kanäle angeordnet sind, die sich auf engstem Raum anordnen lassen und die gemäß Anspruch 6 oder 7 zu verschiedenen Räumen führen. Es lassen sich auch relativ kurze Strömungswege verwirklichen, so daß ein rascher Volumenausgleich, beispielsweise zwischen dem Arbeitszylinderraum und dem beim Öffnungshub des ersten Hilfskolbens bereitgestellten Raum gegeben ist.
  • Auch die Ausführungsform nach Anspruch 8 läßt sich z. B.
  • durch einfache Drehteile verwirklichen.
  • Die Anordnung eines spalt- oder schlitzförmigen Ausgleichskanals gemäß Anspruch 9 ermöglicht bereits nach einem geringem Öffnungshub des ersten Hilfskolbens eine sichere, z. B.
  • hydraulische Kupplung zwischen ersten Hilfskolben und Arbeitskolben.
  • Anspruch 10 ergibt eine detaillierte Lehre zum planmäßigen und technischen Handeln,wie die Spaltbreite des Ausgleichskanals ausgebildet sein sollte.
  • In Anspruch 11 ist eine vorteilhafte Ausführungsform beschrieben, die sich mit einfachen, robusten Mitteln verwirklichen läßt.
  • Bei der Ausführungsform nach Anspruch 12 ergibt sich ein relativ weicher Ubergang bei Herstellung der Druckmittelverspannung zwischen dem ersten Hilfskolben und dem Arbeitskolben, der je nach Ausbildung der Spalte oder Schlitze oder sonstigen, allmählich verschließbaren Kanäle je nach den vorliegenden Technologien oder sonstigen Betriebsbedingungen vorbestimmbar ist. Beispielsweise können die in Anspruch 13 beschriebenen Drosselkanäle, Schlitze oder Kerben sich allmählich in Richtung des Öffnungshubes des ersten Arbeitskolbens verjüngen, derart, daß der Strömungsquerschnitt solcher Drosselkanäle, Schlitze oder Kerben allmählich abnimmt, so daß beim Uberdecken des spaltförmigen Ausgleichskanals eine entsprechend dem Öffnungshub des ersten Hilfskolbens sich allmählich erst herstellende, z. B. hydraulische Verspannung zwischen Arbeitskolben und erstem Hilfskolben ergibt.
  • In Anspruch 14 ist eine vorteilhafte Ausführungsform beschrieben.
  • Gemäß Anspruch 15 steht der Ringraum mit einer in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens druckwirksamen Fläche in Verbindung, so daß sich eine Bewegung des Hilfskolbens unmittelbar in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens auf letzteren auswirkt bzw. umgekehr-t eine Bewegung des Arbeitskolbens auch eine entsprechende Reaktionsbewegung des ersten Hilfskolbens zur Folge hat, und zwar ohne das kompliziert gestaltete Ventile, Schieber od. dgl. betätigt zu werden brauchten. Sofern gemäß Anspruch 16 ein Strömungskanal oder mehr bei einer Ausführungsform vorgesehen werden, so können diese mit relativ großen Strömungsquerschnitten ausgeführt werden, so daß sich ein rascher Volumenausgleich zwischen dem Ringraum im Bereich des ersten Hilfskolbens und der druckwirksamen Fläche des Arbeitskolbens ergibt, also praktisch keine nennenswerten Strömungsverluste auftreten.
  • Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 17 und/oder 18 lassen sich konstruktiv einfache Bauformen erzielen, die wenige Einzelteile aufweisen und die sich als einfache Drehteile auch fertigen lassen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 19 ist der erste Hilfskolben in radialer Richtung druckentlastet.
  • Bei der Ausführungsform nach Anspruch 21 wird der spaltförmige Ausgleichskanal unmittelbar zwischen Arbeitskolben und ersten Hilfskolben gebildet, so daß sich eine besonders einfache Ausführungsform ergibt.
  • Dies gilt besonders dann, wenn gemäß Anspruch 22 der Arbeitskolben unmittelbar in den ersten Hilfskolben dichtend eintauchen kann und so den zu entspannenden Arbeitszylinderraum auf der Kolbenstangenseite vom Speicherraum bzw. von dem der Kolbenstange abgewandten, auf der anderen Kolbenseite liegenden Zylinderraum abschließt. Der erste Hilfskolben kann sich in diesem Falle mit einer schulterförmigen, in Richtung auf einen Ventilsitz vorragenden Dichtfläche an diesem Ventilsitz dichtend abstützen, derart, daß zwischen diesem schulterförmigen Vorsprung, dem ersten Hilfskolben und dem Gehäuse ein Ringraum gebildet ist, in den bei Eintauchen des Arbeitskolbens in den Hilfskolben das Druckmittel schlagartig einströmt, so daß der Hilfskolben in der beschriebenen Weise ebenso schlagartig, also praktisch innerhalb von Bruchteilen von Millisekunden in seine Offenstellung verschoben wird. Das Schluckvolumen wird in diesem Fall durch den sich ebenso schlagartig vergrößernden Ringraum bereitgestellt. Bei Eintauchen des Arbeitskolbens in den ersten Hilfskolben erfolgt somit die Steuerung des ersten Hilfskolbens in dessen schlagartige Offenstellung automatisch durch den Druckmitteldruck, wenn einerseits der Druckmitteldruck in dem vom Arbeitskolben und ersten Hilfskolben abgeschlossenen Raum hoch genug ist und der Druck atf eine ausreichend groß bemessene, in Öffnungsrichtung des ersten Hilfskolbens wirksame Fläche einwirkt.
  • Die Ansprüche 26 und 27 beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 28 ist die in Arbeitsrichtung druckwirksame Fläche, über die die Druckmittelverspannung zwischen Arbeitskolben und ersten Hilfskolben wirksam wird, an einem Plçger angeordnet.
  • Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 29 und/oder 30 ergeben sich sehr kompakte Konstruktionen.
  • Dem federelastische Eigenschaften aufweisenden Körper gemäß Anspruch 31 fallen zwei wichtige Aufgaben zu. Erstens dienst dieser Körper zur Rückführung des zweiten Hilfskolbens in dessen Ausgangsstellung während der Aufwärtsbewegung des Arbeitskolbens, wobei das auf den Arbeitskolben lastende Druckmittel, beispielsweise eine geeignete hydraulische Druckflüssigkeit, über ein Ventil zu einem Tank gedrängt wird. Zum andern hält der Gasdruck den zweiten Hilfskolben gegen ein Anschlag gedrückt und erzeugt während seiner Abwärtsbewegung einen ansteigenden Widerstand, der ein hartes Aufsetzen des ersten Hilfskolbens auf dessen Dichtfläche am Ende der Arbeitsphase verhindert. Der Gasdruck kann im Verhältnis zu den wirksam werdenden Druckmitteldrücken von z. B. 200 bis 500, vorzugsweise etwa 150 bis 350 bar, verhältnismäßig gering sein und nur etwa 5 bis 50 bar, vorzugsweise 10 bis 30 bar, betragen.
  • Anspruch 32 bzw. 33 beschreiben hierzu besonders vorteilhafte Ausführungsformen. Die beiden Hilfskolben werden während der Zurückbewegung des Arbeitskolbens in dessen vor Beginn des Arbeitshubes eingenommenen Ausgangsstellung durch den zumindest teilweise gummielastische Eigenschaften aufweisenden Körper miteinander gekuppelt. Hierzu weisen bei einer Ausführungsform die beiden Hilfskolben an den einander zugekehrten Stirnseiten entsprechende Ausformungen auf, in die sich der ringförmige Körper hineinverformen kann, derart, daß er in der nächstmöglichen Stellung der beiden Hilfskolben praktisch in den beiden einander zugekehrten Ausformungen dieser Hilfskolben zu liegen kommt. Hierbei baut sich eine entsprechende Rückstellkraft innerhalb dieses Körpers auf. Bei der Zurückbewegung des zweiten Hilfskolbens unterstützt die Rückstellkraft dieses Körpers den Gasdruck und wirkt geräuschmindernd.
  • Anspruch 34 beschreibt eine konstruktiv relativ einfach zu verwirklichende Ausführungsform, um das Gas in den Raum zwischen den beiden einander zugekehrten Stirnseiten der Hilfskolben zu bringen, aber auch das Gas beim Aufeinanderzubewegen dieser Hilfskolben wieder aus diesen Raum abströmen zu lassen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Anspruch 36 der axiale Abstand zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben - ggf. automatisch - einstellbar ist.
  • Hierzu läßt sich der zweite Hilfskolben entsprechend axial - auch mittelbar - über einen Anschlag verschieben, so daß der Abstand zwischen den beiden Hilfskolben mehr oder weniger eingeengt werden kann. Dieser Abstand ist optimal eingestellt, wenn er dem ersten Hilfskolben ausreichend Freiheit zum Zurückweichen gibt und gleichzeitig den Leerhub des zweiten Hilfskolben soweit wie möglich einschränkt. Zu diesem Zweck kann die Verstellung des axialen Abstandes zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben durch geeignete Elemente zur Regeleung erweitert werden, um sich so auf das Jeweilige Optimum entsprechend den technologischen Erfordernissen selbstätig einstellen zu können.
  • Auch gemäß Anspruch 44 läßt sich die Vorrichtung sehr kompakt bauen.
  • Anspruch 50 bringt zum Ausdruck, daß sämtliche im Rahmen des Erfindungsgedankens liegenden Ausführungsformen sich mit besonderem Vorteil auch bei8iategorie "Steuerung" verwirklichen lassen, so daß diese Patentkategorie hiermit ausdrücklich offenbart wird.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen - teils schematisch - veranschaulicht. Es zeigen: Figuren 1 bis 4 jeweils Teillängsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen gemäß der Erfindung; Fig. 5 einen Schaltplan für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung; Fig. 6 bis 10 Simulationsdiagramme eines durch einen elektronischen Rechner gesteuerten Plotters für das Verdichten einer pulvrigen Masse; Fig. 11 bis 15 entsprechende Simulationsdiagramme für das Umformen eines halbwarmen Werkstückes; Fig. 16 bis 20 weitere Simulationsdiagramme für das Scheren bzw. Ausstanzen eines runden Blechkörpers.
  • Sofern im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen auf Vorteile eingegangen wird oder sich Vorteile hieraus ergeben sollten, gelten diese grundsätzlich für sämtliche in den Rahmen des Erfindungsgedankens (Aufgabe und Lösung) hineinfallenden Ausführungsformen, sofern nicht ausdrücklich darauf hingewiesen worden ist, daß sie nicht für alle Ausführungsformen gelten sollen.
  • Die Arbeitsrichtung einer in den Rahmen des Erfindungsgedankens hineinfallenden Vorrichtung ist grundsätzlich beliebig, kann also beispielsweise horizontal oder vertikal erfolgen.
  • Bei den aus den Figuren 1 bis 5 ersichtlichen Ausführungsbeispielen soll die Arbeitsrichtung, also eine Bewegung in Richtung X oder Y des insgesamt mit dem Bezugs zeichen 1 bezeichneten Arbeitskolbens vertikal erfolgen, und zwar das die Bewegung in Richtung X nach oben hin erfolgt, während eine Bewegung nach unten in Richtung Y auf ein nicht dargestelltes Gesenk oder dergleichen vorgenommen wird. Demgemäß kann mit der mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Kolbenstange ein Werkzeug austauschbar gekuppelt sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Kolbenstange selbst als Arbeitsteil zu verwenden.
  • Der Begriff "Arbeitsteil" ist somit der Oberbegriff für alle möglichen, überhaupt in Betracht kommenden Verformungs-oder Bearbeitungswerkzeuge. Dieser Oberbegriff schließt auch die Verwendung der Kolbenstange 2 selbst als Werkzeug ein.
  • Zum Befestigen eines nicht dargestellten Werkzeuges kann -was in der Zeichnung gleichfalls nicht veranschaulicht ist -mit dem freien Ende der Kolbenstange 2 ein geeigneter Kupplungskörper lösbar verbunden sein.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist auf derselben Langsmittellinie 3 des Arbeitskolbens 1 der eigentliche Kolben 4 angeordnet, der mit Abstand sowieSparallelen Ebenen zueinander schulterförmige Ringvorsprünge 5 bzw. 6 aufweist, die unterschiedliche Durchmesser D bzw. E besitzen, und zwar ist der Durchmesser E größer als der Durchmesser D. Die schulterförmigen Ringvorsprünge 5 und 6 sind durch das demgegenüber abgesetzt ausgebildete Zylinderkolbenteil 7 materialmäßig einstückig miteinander verbunden. Im Innern ist der Kolben 4 hohl ausgebildet, was durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, wobei der Kolbenhohlraum 8 über eine stirnseitige Öffnung 9 nach oben ausmündet.
  • Der Arbeitskolben 1 ist mit den schulterförmigen Ringvorsprüngen 5 und 6 seines Kolbens 4 in einer Zylinderhülse 10 längsverschieblich und dichtend geführt. Diese Zylinderhülse 10 ist an ihrer inneren Mantelfläche 11 und an ihrer äußeren Mantelfläche 12 kreisrund, also zylindrisch ausgebildet. Die innere Mantelfläche 11 ist über einen Teil ihrer axialen Länge entsprechend der Durchmesser D bzw. E abgesetzt ausgebildet, derart, daß in dem einen, hierdurch entstandenen Zylinderteil der Ringvorsprung 5 und in dem anderen Zylinderteil der Ringvorsprung 6 längsverschieblich und dichtend geführt ist.
  • Die Fig. 1 läßt weiter erkennen, daß mit der Zylinderhülse 10 materialmäßig einstückig ein Deckel bzw. Speicherdeckel 13 verbunden ist, der somit gleichfalls koaxial zur Längsachse 3 verläuft.
  • Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein Anschlußflansch bezeichnet, der durch mehrere Schrauben 15 mit dem Speicherdeckel 13 dicht, aber lösbar, verbunden ist. Mit diesem Anschlußflansch 14 ist ein lediglich schematisch angedeuteter Hauptspeicher 16 lösbar gekuppelt. Dieser Hauptspeicher kann grundsätzlich beliebig, z. B. als Kolben-,Membran-, Feder- oder Blasenspeicher ausgebildet sein. Demgemäß kann beispielsweise in dem Gehäuse des Hauptspeichers 16 ein Kolben längsverschieblich und dichtend in Richtung X bzw. Y geführt werden, der auf der dem Kolben 4 abgekehrten Seite durch Gasdruck beaufschlagt ist, also die Tendenz besitzt, sich in Richtung Y bis zu dem durch den Anschlußflansch 14 gebildeten Anschlag zu bewegen.
  • Der Hauptspeicher 16 ist mithin gleichfalls koaxial zur Längsachse 3 angeordnet. Auf der entgegengesetzten Seite ist das nicht dargestellte Speicherorgan, z. B. ein Kolben, durch Druckmitteldruck, beispielsweise durch eine geeignete hydraulische Druckflüssigkeit, beaufschlagt. Dieses Druckmittel strömt über den Kanal a in den Raum 18 und damit über die stirnseitige Öffnung 9 auch in den Kolbenhohlraum 8 ein.
  • Der Deckel 13 ist im übrigen gleichfalls durch mehrere, über seinen Umfang verteilte Schrauben mit einem Gehäuse 19 dicht, aber lösbar, gekuppelt. Von diesen Schrauben ist lediglich die Schraube 20 aus Fig. 1 ersichtlich.
  • Das bei der dargestellten Ausführungsform kompakte Gehäuse 19 weist eine zylindrische Bohrung 21 auf. An den dem Deckel 13 zugekehrten Endbereich der Bohrung 21 ist eine ringförmige Anschlaghülse 22 in Richtung X bzw. Y verschieblich gelagert. Diese Anschlaghülse 22 ist mit einer Schulter 23 versehen und an der zylindrischen Wandung der Bohrung 21 durch eine Dichtung abgedichtet.
  • Außerdem ist die Anschlaghülse 22 auch auf einem im Durchmesser vergrößerten Längenbereich der Zylinderhülse 10 längsverschieblich und dichtend geführt. Vor ihrer Stirnseite belast die Anschlaghülse 22 einen Raum 24. Mit dem Bezugszeichen 25 ist eine Stange oder Spindel bezeichnet, die durch den Speicherdeckel 13 abgedichtet nach außen herausgeführt ist und die an ihrem anderen Ende in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Gewindebuchse od. dgl., mit der Anschlaghülse 22 kraftbeanspruchbar gekuppelt ist, derart, daß die Anschlaghülse hydraulisch verstellbar ist, wobei dieX Stange oder Spindel 25 als Peil- oder Meßstab dient.
  • Zwischen der Schulter 23 und dem übrigen, verjüngten Teil der Anschlaghülse 22 ist ein Ringraum 26 angeordnet, der auch von der Bohrung 21 begrenzt ist. An diesen Ringraum 26 ist ein Kanal b zum Heranführen eines geeigneten Druckmittels, beispielsweise einer geeigneten hydraulischen Druckflüssigkeit, angeschlossen.
  • Wiederum koaxial zum Arbeitskolben 1 und damit auch koaxial zur Anschlaghülse 24, zum Deckel 13 und ziun Hauptspeicher 16 sowie auch zum Gehäuse 19 sind bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsformen zwei als Ringkolben ausgebildete Hilfskolben 27 und 28 längsverschieblich angeordnet. Der Hilfskolben 27 wird nachfolgend als erster Hilfskolben bezeichnet, während der Hilfskolben 28 nachfolgend als zweiter Hilfskolben bezeichnet wird. Sowohl der erste Hilfskolben 27 als auch der zweite Hilfskolben 28 sind durch Dichtungen 29, 30 bzw. 31 in der Bohrung 21 des Gehäuses 19 abgedichtet geführt. Außerdem sind diese beiden Hilfskolben 27 und 28 auch durch Dichtungen 32 bzw. 33 auf der äußeren Mantelfläche der Zylinderhülse 10 abgedichtet geführt.
  • Der erste Hilfskolben 27 liegt in der aus Fig. 1 ersicht]ichen Lage der Einzelteile mit einer als Dichtkante oder Dichtfläche ausgebildeten, vorspringenden Ringschulter 34 an einem deckelförmigen Anschlagkörper 35 dichtend an, dessen Gegenfläche 36 in diesem Bereich als Ventilsitz ausgebildet ist.
  • Im übrigen ist der Anschlagkörper 35 abgedichtet in der Bohrung 21 des Gehäuses 19 mit einem Vorsprung angeordnet.
  • Dieser deckelförmige Anschlagkörper 35 ist in ähnlicher Weise wie der Deckel 13 durch mehrere Schrauben lösbar mit dem Gehäuse 19 verbunden, von denen allerdings lediglich die Schraube 37 aus Fig. 1 erkennbar ist. Im übrigen läßt die Fig. 1 erkennen, daß die stirnseitige Endfläche 38 im relativ kurzen Abstand vor der Gegenfläche 36 endet, derart, daß in diesem Bereich ein Spalt entsteht.
  • Mit dem Bezugszeichen 39 ist eine flihrungsbüchse bezeichnet durch die die Kolbenstange 2 druckmitteldicht nach außen herausgefiihrt ist.
  • Im axialen Abstand von der Ringschulter oder Dicht fläche 34 weist der erste Hilfskolben 27 eine Einschnürung oder Verjüngung bzw. einen Absatz auf, derart, daß eine Ringschulter 40 gebildet ist. Diese Verjüngung oder Einschnürung ist in einem solchen Abstand von der Dichtfläche 34 , 36 angeordnet, daß bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Lage der Einzelteile die der Mittellinie 3 zugekehrte obere Kante der Ringschulter 40 zusammen mit der äußeren Mantelfläche 12 der Zylinderhülse 10 einen spalt- oder schlitzförmigen Ausgleichskanal 41 bilden, der in einen von der Zylinderhülse 10 und den ersten Hilfskolben 27 gebildeten Ringraum 42 ausmündet. Dieser Ringraum 42 erstreckt sich bei der dargestellten Ausführungsform etwa über ein Fünftel bis etwa die Hälfte der in Richtung der Längsachse 3 gemessenen Länge des ersten Hilfskolbens 27. Diametral zum Ringraum 42, also an seiner äußeren Zylindermantelfläche, ist der erste Hilfskolben 27 ebenfalls mit einer Absetzung oder einer Einschnürung versehen, so daß in diesem Bereich zusammen mit der Bohrung 21 des Gehäuses 19 ein weiterer, bei der dargestellten Ausführungsform allerdings kleiner als der Ringraum 42 bemessener weiterer Ringraum 43 gebildet ist, der über mehrere Bohrungen oder Kanäle 44 druckmittelleitend mit dem Ringraum 42 in Verbindung steht.
  • Die in Richtung der Längsachse 3 gemessene Breite des spalt- oder schlitzförmigen Ausgleichskanals 41 ist relativ gering und kann z. B. 0,5 bis 3,5, vorzugsweise etwa 1,8 bis 2,2 mm betragen. Handelt es sich um entsprechend große Vorrichtungen, so kann die Breite dieses schlitzförmigen Ausgleichskanals 41 entsprechend größer sein. An seiner dem zweiten Hilfskolben 28 zugekehrten Stirnseite ist der erste Hilfskolben 27 mit einer im Längsschnitt des ersten Hilfskolbens dreieckförmig erscheinenden Vertiefung oder Ausformung bzw. Ausnehmung 45 versehen, in der ein bei der dargestellten Ausführungsfo 4 ais Dämpfungsring ausgebildeter ringförmiger Körper 46 angeordnet ist. Dieser Dämpfungsring 46 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem gummielastische Eigenschaften aufweisenden,hochkomprimierbaren Werkstoff, der alterungsbeständig sowie in dem erforderlichen Maße beständig ist gegen Öle, Fette und gegen Hydraulikflüssigkeiten und eine relativ hohe Rückstellelastizität aufweist. Als Material kann beispielsweise ein geeigneter Gummi, Polyurethanwerkstoff oder Polyamid in Betracht kommen mit hoher Rückprallelastizität und einer geringen Hysteresis des verwendeten Werkstoffes. Im übrigen besitzt der ringförmige Körper 46 bei der dargestellten Ausführungsform im Querschnitt die Form eines verschobenen, auf der Spitze stehenden Parallelogramms. Dieser Dämpfungsring 46 ragt mit dem größten Teil seiner in Richtung der Längsachse 3 gemessenen Höhe erheblich aus der Ausformung oder dergleichen 45 in Richtung auf den zweiten Hilfskolben 28 hervor und weist mit seiner in dieser Richtung liegenden äußeren Umgrenzung zu einer ebenso wie die Vertiefung, Ausformung oder Ausnehmung 45 geformten Ausnehmung 47, die somit koaxial zu der Ausformung od. dgl. 45 des ersten Hilfskolbens 27 angeordnet ist und ebenso wie die Ausformung od. dgl. 45 formmäßig auf die Querschnittsabmessungen des ringförmigen Körpers 46 abgestimmt ist, derart, daß beim stirnseitigen Aufeinanderzubewegen der beiden Hilfskolben 27 und 28 dieser ringförmige Körper 46 bei seiner Verformung vollständig in den Ausformungen od. dgl. 45 und 47 zu liegen kommt und sich nicht zwischen die planen, einander zugekehrten Stirnflächen der beiden Hilfskolben 27 und 28 einquetscht. Das verformte Volumen des Dämpfungsrings 46 entspricht somit dem Volumen der Ausformungen 45 und 47, derart, daß der Pämpfungsring selbst komprimiert wird.
  • Der zweite Hilfskolben 28 ist an seinem dem ersten Hilfskolben 27 zugekehrten Endbereich mit großem radialen Abstand zur Bohrung 21 angeordnet, so daß hier ein Ringraum 48 relativ großen Volumens gebildet ist, an den der Kanal c angeschlossen ist, über den ein geeignetes Gas heranführbar ist.
  • Im stirnseitigen Endbereich ist der zweite Hilfskolben außerdem mit relativ großem radialem Spiel jeweils zur äußeren Mantelfläche 12 der Zylinderhülse 10 als auch zur Bohrung 21 des Gehäuses 19 angeordnet. Außerdem ist dieser Endbereich des zweiten Hilfskolbens 28 durch mehrere Bohrungen 49 mit dem radialen Raum zwischen der äußeren Zylindermantelfläche 12 einerseits und dem Ringraum 48 andererseits verbunden, so daß nicht nur über den radialen Ringspalt zwischen der äußeren Mantelfläche des zweiten Hilfskolbens und der Bohrung 21 eine leitende Verbindung zum Ringraum 48 besteht, sondern auch über die Bohrungen 49 und den Ringraum, der zwischen der äußeren Mantelfläche 12 der Zylinderhülse 10 gebildet ist.
  • Der zweite Hilfskolben 28 weist an seiner dem ersten Hilfskolben 27 abgekehrten Stirnseite einen ringförmigen Dichtvorsprung 50 auf, mit dem er bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung der Einzelteile dicht an der Stirnseite der Anschlaghülse 22 anliegt. Im übrigen weist der zweite Hilfskolben 28 an seinem dem ersten Hilfskolben 27 abgekehrten Endbereich eine Verdickung auf, so daß hier eine Fläche 51 gebildet ist, die erheblich größer ist als die dem Deckel 35 zugekehrte Stirnfläche des ersten Hilfskolbens 27 und auch erheblich größer ist als die dem ersten Hilfskolben zugekehrte Stirnseite des zweiten Hilfskolbens 28.
  • Die Zylinderhülse 10 ist bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform mit mehreren mit Abstand sowie parallel zur Längsachse 3 verlaufenden Strömungskanälen versehen, von denen aus Fig. 1 lediglich der Strömungskanal 52 erkennbar ist. Diese Strömungskanäle 52 stehen in druckmittelleitender Verbindung mit dem Ringraum 42, sind jedoch an ihren dem Anschlußflansch 14 zugekehrten Ende jeweils druckmitteldicht verschlossen. Weiterhin läßt die Fig. 1 erkennen, daß diese Strömungskanäle 52 über Kanäle 53 mit dem zwischen den schulterförmigen Ringvorsprüngen 5 und 6 gebildeten Ringraum 54 in druckmittelleitender Verbindung stehen.
  • Der deckelförmige Anschlagkörper 35 weist mehrere Kanäle d, e und f auf, die mit nachfolgend noch zu beschreibenden Leitungen bzw. Kanälen in druckmittelleitender Verbindung stehen. Der Kanal e mündet unmittelbar in einen vor dem ersten Hilfskolben 27 befindlichen, durch die Ringschulter 34 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Stellung gegenüber dem Arbeitszylinderraum 55 abgedichteten Ringraum 56 aus, während der Kanal f über die offen ausgebildete Stirnseite des ersten Hilfskolbens 27 und die gleichfalls offen ausgebildete Seite der Zylinderhülse 10 gleichfalls mit dem Arbeitszylinderraum 55 in druckmittelleitender Verbindung steht.
  • Am Arbeitskolben 1 sind mehrere druckwirksame Flächen gebildet.
  • Als Fläche A1 wird die Fläche bezeichnet, die sich aus der Differenz der Fläche von E des schulterförmigen Ringvorsprunges 5 und der Fläche von d der Kolbenstange 2 ergibt.
  • Mit Fläche A wird die Fläche bezeichnet, die sich aus der Fläche von E und der Fläche mit dem Durchmesser D des Ringvorsprunges 6 darstellt.
  • Die aus Fig. 1 ersichtliche Antriebseinheit, die wegen ihrer sehr kompakten Gestaltung wie ein Zylinderblock ist, ist Teil einer Umformmaschine, beispielsweise einer Presse.
  • Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsform sind für solche Teile, die in der Funktion mit den Teilen der Ausführungsform nach Fig. 1 übereinstimmen die gleichen Bezup;szeichen verwendet worden.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich unter anderem von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß der schulterförmige Ringvorsprung 6 durch einen Plunger 7 ersetzt ist, der in eine durch eine Einschnürung der Zylinderhülse 10 gebildeten Zylinder 57 eintaucht, derart, daß er auf dem größten Teil seiner axialen Länge einen Ringspalt 58 zu der Zlindermantelfläche des Zylinders 57 beläst.
  • In seiner Ilubendlage ist außerdem zwischen der druckwirksamen Fläche A2 des Plungers 7 ebenfalls ein Ringspalt 59 vorhanden, so daß2efler einen oder mehrere Längs- bzw. Strömungskanäle 52 herangeführte Druckmittel über den Ringspalt 58 auch in den Ringspalt 59 zu fließen vermag und den Plunger 7 in Richtung Y beaufschlagt. Zwischen dem Zylinder 57 und der inneren Mantelfiache 11 der Zylinderhülse 10 sind weitere Kanäle b80 die über die offen ausgebildete Stirnseite der Zylinderhülse 10 mit dem Raum 61 und damit auch mit dem Kanal a druckmittelleitend in Verbindung steht, so daß hierüber auch die Fläche A3 mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
  • Der Raum zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben 27 und 28 steht einerseits über den inneren Ring spalt zwischen dem zweiten @ °ulnbdender äußeren Zylindermantelfläche der Zylinderhülse 10 mit dem Ringraum 48 und damit auch mit dem Kanal c über mehrere im Hilfskolben 28 befindliche Kanäle 62 in druckmittelleitender Verbindung.
  • Eine weitere druckmittelleitende Verbindung ist duroh den zwischen dem stirnseitigen Endbereich des zweiten Hilfskolbens 28 und der Bohrung 21 gebildeten Ringspalt und sich in axialer Richtung erstreckenderSchlitze oder Kanäle 63 gegeben, die in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeutet sind und die in den Ringraum 48 einmünden. Außerdem ist die Zylinderhülse an ihrem dem Deckel 35 zugekehrten Ende mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Ausfräsungen oder Durchbrechungen 64 versehen, die Uberströmkanäle bilden, mit denen der schlitz- oder spaltförmige Ausgleichskanal 41 und damit auch der Ringraum 42 in druckmittel leitender Verbindung mit dem Arbeitszylinderraum 55 steht.
  • Der Anschlagkörper 22 stützt sich bei dieser Ausführungsform mit einem Vorsprung an der Stirnseite des zweiten Hilfskolbens 28 ab, der durch meherere, in radialer Richtung verlaufende Nuten 65 durchbrochen ist, so daß über den Kanal b Druckmittel der druckwirksamen Stirnfläche 51 zuführbar ist.
  • Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind für Teile, die in ihrer Funktion den im Zusammenhang mit den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 erörterten entsprechen die gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, baut diese Ausführungsform besonders kurz und kompakt. Der zweite Hilfskolben 28 liegt unmittelbar mit einem Ringvorsprung an einer Schulter 22 des Deckels 13 an. Die Fig. 3 läßt außerdem erkennen, daß dieser Ringvorsprung mit sich in radialer Richtung erstreckenden Nuten bzw. Kanälen versehen ist, die eine druckmittelleitende Verbindung zwischen dem Kanal b unu einem Ringraum 66 herstellen, so daß die gesamte Fläche 51 mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
  • Der Ringvorsprung 6 ist in einem im Durchmesser verkleinerten Absatz der Zylinderhülse 10 längsverschieblich und dichtend geführt, während der Zylinderkolbenteil 7 mit Spiel zur inneren Zylindermantelfläche 10 verschieblich geführt ist, derart, daß eine unmittelbare druckmittelleidende Verbindung zwischen dem Arbeitszylinderraum 55 und dem auf der anderen Seite der Kolbenstange 2 des Zylinderkolbenteils 7 befindlichen Zylinderraumes besteht. Die Strömungskanäle 52 sind bei dieser Ausführungsform bis auf mehrere über den Umfang der Zylinderhülse 10 verteilte kurze Bohrungen verkürzt, die unmittelbar in den Ringraum 42 und in den Arbeitszylinderrraum ausmünden.
  • Weiterhin weist bei dieser Ausführungsform der erste Hilfskolben 27 eine Ringschulter 40 auf, die im Gegensatz zu beispielsweise Fig. 1 nicht an der inneren Mantelfläche des ersten Hilfskolbens 27, sondern an dessen äußerer Mantelfläche angeordnet ist. Wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 ist diese Ringschulter bzw. Anpreßfläche so groß, daß eine Differenzfläche verbleibt, die einen in Richtung Y sich auswirkenden Anpreßkraft auf den ersten Hilfskolben 27 in Richtung auf den Deckel 35 und damit auf dessen Dichtfläche ausübt.
  • Der spaltförmige Ausgleichskanal 41 ist hier unmittelbar zwischen dem Ringvorsprung 5 und einer Schulter 67 an der inneren Mantelfläche der Zylinderhülse 10 gebildet, mit der der Ringvorsprung 5 bei seiner weiteren Bewegung in Richtung Y dichtend in Kontakt tritt, so daß der dann vor dem Ringvorsprung 5 befindliche Ringraum von dem Arbeitszylinderraum 55 bzw. hinter dem Ringvorsprung 5 befindlichen Zylinderraum praktisch druckmitteldicht abge-trennt ist.
  • Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind wiederum für Teile, die in ihrer Funktion den Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 3 entsprechen,gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Auch diese Ausführungsform baut sehr kurz.
  • Die Zylinderhülse 10 endet in relativ großem Abstand von dem Deckel 35. Der Ringvorsprung 6 ist in einem im Durchmesser verringerten Teil der Zylinderhülse längsverschieblich und dichtend geführt, während der Ringvorsprung 5 - wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 - mit Spiel zur inneren Zylindermantelfläche 11 des hier im Durchmesser vergrößerten Teils der Zylinderhülse angeordnet ist, derart, daß zwischen der äußeren Mantelfläche des Ringvorsprunges 5 und der inneren Zylindermantelfläche 11 ein Spalt verbleibt, der eine druckmittelleitende Verbindung zwischen der einen und der anderen Zylinderseite des Ringvorsprunges 5 herstellt.
  • Eine Besonderheit bei der Ausführungsform nach Fig. 4 besteht darin, daß hierbei der Ringvorsprung 5 unmittelbar in einen im Durchmesser verringerten Teil des ersten Hilfskolbens 27 eintauchen kann, derart, daß der Ausgleichskanal 41 unmittelbar zwischen dem Ringvorsprung 5, also zwischen dem Arbeitskolben und dem ersten Hilfskolben 27 gebildet ist. Bei dieser Ausführungsform verringert- bzw. vergrößert sich der Ausgleichskanal je nach Stellung des Arbeitskolbens. Der Ringvorsprung 5 vermag dichtend in den ersten Hilfskolben 27 einzutauchen.
  • Mit T ist der Durchmesser des ersten Hilfskolbens 27 an dessen Ringschulter bzw. Dichtfläche bezeichnet.
  • K bezeichnet. den Außendurchmesser der Zylinderhülse 10.
  • Die Wirkungsweise wird nachfolgend anhand des aus Fig. 5 ersichtlichen Schaltplanes näher erläutert, wobei die einzelnen Arbeitsstufen zur besseren Ubersicht getrennt beschrieben werden: Start Hierzu wird eine geeignete Druckquelle, beispielsweise eine in ihrer Fördermenge stufenlos regelbare, motorisch angetriebene, nicht dargestellte Pumpe eingeschaltet. Diese Druckmittelquelle ist insgesamt durch das Bezugszeichen 68 bezeichnet. Nachfolgend wird davon ausgegangen, daß der Hauptspeicher 16 vom Druckmitteldruck durch Öffnen eines Ventils entlastet ist und sich der Arbeitskolben 1 in seiner oberen, z. B. aus den Figuren 1 und 2 ersichtlichen Stellung befindet.
  • Durch Erregen eines nicht dargestellten Magneten in dem zuvor geöffneten Ventil wird das System geschlossen, woraufhin ein Magnet eines als Mehrwegeventil ausgebildeten Ventils 69 anzieht. Von nun ab fließt solange Druckmittel, also z. B. eine hydraulische Druckflüssigkeit von der Druckmittelquelle 68 in den Raum 61 und damit zum Hauptspeicher 16, bis ein Druckregelventil 70 (Druckminderer) nach Erreichen seines Einstellwertes den Druckmittelstrom unterbricht.
  • Das in den Hauptspeicherraum über den Kanal a einströmende Druckmittel strömt bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 4 auch in den Kolbenhohlraum 8 und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in den Kanal 60 bzw. bei der Ausführungsform nach Fig. 4 in dem Zylinderraum, in dem der Ringvorsprung 6 geführt ist und belastet hier jeweils die wirksame projizierte Fläche des dort angeordneten Arbeitskolbenteiles, also bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die projizierte Fläche mit dem Durchmesser D, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Fläche A3, bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 den Ringvorsprung 6 mit dem Durchmesser D und bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ebenfalls die projizierte Fläche mit dem Durchmesser D.
  • Der auf der Fläche A3 bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1,2,3 und 4 lastende Druckmitteldruck (hydraulischer Druck) stützt sich auf der unter dem Kolben 5 eingespannten Druckmittelsäule (hydraulische Druckmittelsäiile) ab. Als wirksame Fläche steht dafür bei den dargestellten Ausführunesformen die Differenz von A1 und A2 zur Verfügung.
  • Demzufolge ergibt sich im Arbeitszylinderraum 55 ein höherer Druck als im Hauptspeicherraum 61. Vor dieser Arbeitsphase liegt der zweite Hilfskolben 28 dicht an dem Anschlagkörper 22 bzw. an der Schulter des Deckels 13 an, während der erste Hilfskolben 27 mit seiner Dichtfläche 34 dicht auf dem Ventilsitz 36 des Deckels anliegt.
  • Abwärtsbewegung Die Abwärtsbewegung, das Anfahren, beispielsweise auf ein zu pressendes keramisches Pulver oder auf ein zu schmiedendes Werkstück, wird durch die Erregung eines nicht dargestellten Magneten eines Ventils 71, das ebenfalls als Mehrwegeventil ausgebildet ist, eingeleitet. Durch Öffnen dieses Ventils 71 kann ein Logikelement, z. B. ein Ventil 72, sekundär so weit entlastet werden, daß infolge des Druckunterschiedes vom Arbeitszylinderraum 55 zu dem in dem Raum 61, also im Hauptspeicher herrschenden Druckmitteldruck, die Durchströmung des Logikelementes 72 einsetzt und die Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 in Richtung Y beginnt.
  • Durch ein dem Ventil 71 nachgeschaltetes Druckbegrenzungsventil 73 wird eine Druckdifferenz erzeugt, bis zu der sich die hydraulischen Druckmitteldrücke im Arbeitszylinderraum 55 und im Raum 61 angleichen können. Das Logikelement 71 arbeitet somit quasi als Druckdifferenzventil mit dem Druckbegrenzungsventil 73 als Pilotventil.
  • Der eingestellte Differenzdruck bestimmt die Vorpreßkraft, wenn am Ende der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 das Werkzeug oder das Arbeitsteil der Kolbenstange 2 auf das Werkstück auftrifft. Die maximale Vorpreßkraft wird erreicht, wenn das Druckbegrenzungsventil 73 völlig entlastet ist.
  • Diese Vorpreßkraft kann völlig aufgehoben werden, wenn der Einstelldruck am Druckbegrenzungsventil 73 und damit der Differenzdruck am Logikelement 72 den Unterschied der wirksamen Flächen A1, A2 und A3 ausgleicht.
  • Zur Einstellung der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens 1 während dessen Abwärtsbewegung ist das Ventil 72 mit einer Einrichtung versehen, die den Öffnungshub des Absperrkörpers begrenzt und damit eine gewollte Drosselung des hindurchströmenden Druckmittels bewirkt.
  • Während der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 bleibt der Magnet des Ventils 69 angezogen, so daß der Hauptspeicherraum 61 ständig nachgefüllt wird.
  • Während dieser Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 drückt bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 der Ringvorsprung 5 durch den Ausgleichskanal 41 und über den Ringraum 42 durch die Strömungskanäle 52 und duch den Kanal 53 Druckmittel in den Ringraum 54 bzw. 58, so daß für ein nahezu verlustfreier Volumenausgleich zwischen dem Arbeitszylinderraum 55 und den Ringräumen 54 bzw. 58, 59 während dieser Arbeitsphase gesorgt wird. Große Strömungsquerschnitte innerhalb dieser Kanäle sorgen für geringe Verluste. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 3 und 4 umströmt das verdrängte Druckmittel die Ringvorsprung 5.
  • Die Abwärtsbewegung ist beendet, wenn das Werkzeug bzw. das Arbeitsteil der Kolbenstange 2 mit der eingestellten Vorpreßkraft auf dem Werkstück aufliegt und damit der Kraftschluß hergestellt ist. Der nicht dargestellte Magnet des Ventils 71 wird stromlos und das Logikelement 72 schließt sich selbstätig.
  • Arbeitsphase Durch ein externes Signal werden nicht dargestellte Magnete von zwei Mehrwegeventilen 74 bzw. 75 gleichzeitig erregt. Das Mehrwegeventil 75 ist als Ventilblock seitlich am Gehäuse 19 lösbar angeordnet. Da der Kolben des als Schieber ausgebildeten Mehrwegeventils 75 eine endliche Uberdeckung durchlaufen und ein bestimmtes Schaltvolumen aufnehmen bzw. abgeben muß, ist seine Durchschaltung, d. h.
  • die Bewegung des Schaltkolbens von der einen in die andere Stellung gegenüber der Aktionszeit eines in das System eingeschalteten Logikelementes (Ventil) 76 erheblich verzögert. Diese Verzögerung kann zusätzlich noch beeinflußt werden, beispielsweise durch eine in das Mehrwegeventil 75 eingebaute Drosselplatte.
  • Das Logikelement 76, das bis zu diesem Zeitpunkt sich selbst verschlossen gehalten hat, wird nun sekundär entlastet und gibt über dem Kanal e die Verbindung zwischen dem unteren Arbeitszylinderraum 55 und der Ringkammer 56 vor dem ersten Hilfskolben 27, d. h. vor dessen Dichtfläche, die bisher druckentlastet war, frei. Die in diese Ringkammer 56 einströmende hydraulische Druckflüssigkeit führt zu einem Druckaufbau, der, wenn die auf den ersten Hilfskolben 27 wirkenden Gegenkräfte überwunden sind, den ersten Hilfskolben 27 von seiner axialen Dichtfläche 34 abhebt und damit die unmittelbare Verbindung zwischen dem Arbeitszylinderraum 55 und dem Raum vor dem ersten Hilfskolben 27 schlagartig, innerhalb von Bruchteilen von Millisekunden herstellt.
  • Bei dertusführungsform nach ds Figur 4 ergibt sich nach dem Eintauchen des Ringvorsprunges Sin den ersten Hilfskolben ein Druckaufbau, wodurch ein höherer Druck in diesen nunmehr abgesperrten Raum erzeugt wird, der den Startvorgang des ersten Hilfskolbens in dessen Offenstellung, also in Richtung X einleiten und/oder unterstützen kann.
  • Der Start des ersten Hilfskolbens in dessen Öffnungsrichtung X ist besonders dann gegeben, wenn der Durchmesser T nicht viel kleiner ist als der Durchmesser K.
  • Die vor Einleitung der Arbeitsphase auf den ersten Hilfskolben 27 wirkenden Gegenkräfte ergeben sich beispielsweise bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 aus dem Druck im Arbeitszylinderraum 55 multipliziert mit der wirksamen Fläche 40 und dem Gasdruck in dem Ringraum zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben 27 und 28, multipliziert mit der dem zweiten Hilfskolben 28 zugekehrten wirksamen Stirnfläche des ersten Hilfskolbens 27. Durch diese konstruktive Ausbildung ist eine vom Druck im Arbeitszylinderraum 55 abhängige Anpreßkraft vorhanden, die den ersten Hilfskolben 27 über den auf die Ringschulter 40 herrschenden Druckmitteldruck sicher auf seine Dichtfläche drückt, solange die Ringkammer 56 vor dem ersten Hilfskolben entlastet ist bzw. die durch Eintauchen des Ringvorsprunges 5 in den ersten Hilfskolben bewirkte Druckmitteldruckerhöhunfv nicht ausreicht, den ersten Hilfskolben in seine Abhebung zu starten.
  • Durch das eingeleitete Öffnen zwischen dem Arbeitszylinderraum 55 zur Ringkammer 56 vor dem ersten Hilfskolben 27 wird dieser erste Hilfskolben 27 mit sehr hoher Beschleunigung zurückgedrängt und deckt bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 nach einem Bruchteil seines Hubes den spaltförmigen Ausgleichskanal 41 ab, da die der äußeren Mantelfläche 12 der Zylinderhülse 10 zugekehrte Zylinderfläche des ersten Hilfskolbens 27 dichtend an dieser Mantelfläche anliegt. Dieses Abdichten geschieht praktisch innerhalb eines Bruchteils von Millisekunden. Die Abtrennung bei den Ausführungsformen nach den Figuren 3 und 4 geschieht bereits beim Eintauchen des Ringvorsprunges 5. Von nun ab kann der erste Hilfskolben 27 - ohne daß der Druckmitteldruck im Ringraum 4mm hat wird - nur im gleichen Maße zurückweichen bzw. sich später auch wieder nach vorn bewegen, wie der Arbeitskolben 1 sich bewegt. Von diesem Moment an sind somit Arbeitskolben 1 und der erste Hilfskolben 27 miteinander durch das Druckmittel, also vorzugsweise hydraulisch miteinander gekuppelt. Dabei finden die wirksamen Flächen ebenso Berücksichtigung wie eine gewollte Kompression der eingespannten, vom übrigen System für kurze Zeit abgeschlossenen Druckmittelsäule im Ringraum bzw. in dem dem Ringvorsprung 5 abgekehrten Zylinderraum bzw. in den Ringräumen 54 oder in dem Ringraum 58 und damit auch im Raum 59.
  • Durch die durch das Zurückweiiien des ersten Hilfskolbens 27 verursachte Volumenaufnahme erfolgt ein schlagartiger Druckabbau innerhalb weniger Millisekunden oder eines Bruchteils davon im Arbeitszylinderraum 55, so daß der Gleichgewichtszustand des Arbeitskolbens 1 ebenso schlagartig aufgehoben wird und sich dieser, angetrieben von der im Hauptspeicher 16 gespeicherten Energie, in Arbeitsrichtung Y auf das nicht dargestellte Werkstück zubewegt. Durch die Druckmittelverspannung des Arbeitskolbens 1 mit dem ersten Hilfskolben 27 wird auch der erste Hilfskolben 27 im gleichen Maße über die druckwirksame Ringschulter 40 abgebremst, wenn der Arbeitskolben 1 zum Stillstand gelangt, wobei er seine kinetische Energie an den Arbeitskolben abgibt. Sollte der Arbeitskolben 1 infolge der Zurückfederung des Pressengestells oder dergleichen oder des Werkstückes eine Richtungsumkehr erfahren, so ist der mit ihm hydraulisch verspannte erste Hilfskolben 27 im gleichen Maße daran beteiligt.
  • Dieser gesamte bisher beschriebene Arbeitsvorgang läuft in der Regel innerhalb weniger Millisekunden, beispielsweise innerhalb von 2 bis 3 Millisekunden, ab. Näheren Aufschluß über die dynamischen Bewegungsabläufe ergeben die nachfolgend noch beschriebenen Simulationsdiagramme in den Figuren 6 bis 20.
  • In der Zwischenzeit hat auch der Schieber 75 durchgeschaltet und die Verbindung vom Hauptspeicherraum 16 über den Kanal b zum Ringraum 26 freigegeben. Der zweite Hilfskolben mit seiner durchbrochenen Anlagefläche 51 wird stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt und weicht in Richtung Y auf den ersten Hilfskolben 27 zurück. Seine Geschwindigkeit wird dabei weitgehend durch die Drosselung des mit HUbbegrenzung ausgestatteten Schiebers 75 bestimmt.
  • Der Widerstand, den der zweite Hilfskolben 28 längs seines Hubes überwinden muß, wird unmittelbar nach dem Start außer durch die Reibung nur durch den geringen Gasdruck auf der den ersten Hilfskolben zugewandten Seite bestimmt.
  • Gleich darauf kommt es zur Berührung mit dem Dämpfungsring 46, der sich im Verlaufe der weiteren Längsverschiebung des zweiten Hilfskolbens 28 radial auseinanderdrückt und den durch die beiden Hilfskolben 27 und 28 und deren Ausformungen 45 und 47 gebildeten Hohlraum ausfüllt. Das Volumen des Dämpfungsringes 46 entspricht dem vorgenannten Hohlraum, der durch diese Ausformungen gebildet ist, so daß eine durch dieses elastische Glied gekennzeichnete Kopplung entsteht. Während der Startphase und der Verformung des Dämpfungsringes 46 kann das zwischen den beiden Hilfskolben 27 und 28 befindliche Gas durch die relativ großen radialen Spalte an dem stirnseitigen, dem ersten Hilfskolben 27 zugekehrten Endbereich des zweiten Hilfskolbens und durch die Kanäle 49 bzw. die axialen Schlitze oder Kanäle 63 in den Ringraum 48 gelangen. Dieser Raum steht je nach Erfordernissen über den Kanal c mit einem Gasausgleichsbehälter 77 über eine Drossel 78 in Verbindung. Da die druckwirksame, mit Druckmitteldruck beaufschlagte Fläche 51 am zweiten Hilfskolben 28 wesentlich größer als die ihr gegenüberliegende wirksame Fläche des ersten Hilfskolbens ist, erfolgt ein Druckanstieg vor dem ersten Hilfskolben 27, der z. B.
  • wiederum auf die Fläche X ei sein ius AusIuhrungsformen nach den Figuren 1 bis 4 wirkt und diesen gegen den Druck in dem Speicherraum 61 bewegt, d. h. der Rückhub beginnt.
  • Dieser Vorgang ist beendet, wenn der erste Hilfskolben 27 durch die Einwirkung des zweiten Hilfskolbens 28 wieder zur Anlage an den Anschlagkörper 35 kommt und damit der Arbeitskolben 1 in die Ausgangsposition gelangt ist, die er vor Einleitung der Arbeitsphase inne hatte.
  • Wäre anstelle eines zweiten Hilfskolbens 28 z. B. der aus Fig. 1 ersichtliche Hilfkolben mit ringförmig geschlossen ausgebildeter Dichtfläche, also ohne sich radial ersteckende Nuten oder Kanäle zum Einsatz gekommen, so hätte der Magnet des Ventils 75 bereits während der Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 1 eingeschaltet werden können. Der Start des zweiten Hilfskolbens 28 wäre dann über ein Mehrwegeventil 79 erfolgt. Dadurch ist eine Beschleunigung des Rückhubes erreichbar.
  • Aufwärtsbewegung Durch das Umschalten des Ventils 69, d. h. das Abschalten seines Magneten und Erregen seines entgegengesetzt wirkenden anderen, gleichfalls nicht dargestellten Magneten, wird die Aufwärtsbewegung eingeleitet. Dabei fließt Druckmittel, also z. B. hydraulische Druckflüssigkeit, vom Hydraulikaggregat durch das Ventil 69 in den Arbeitszylinderraum 55 und hebt den Arbeitskolben 1 gegen den Druck im Hauptspeicher, also gegen den Druck im Raum 61 auf die gewünschte Position an, so daß ein reibungsloser Werkstückwechsel bzw. Materialtransport (Vorschub)gewährleistet ist.
  • Während der Aufwärtsbewegung werden die nicht dargestellten Magneten der Ventile 74 und 75 abgeschaltet, so daß der hinter dem zweiten Hilfskolben 28 einwirkende Gasdruck und die Entspannungskraft des Dämpfungsringes 46 den zweiten Hilfskolben 28 in seine Ausgangsposition (beispielsweise Figuren 1 und 2) schieben und das auf ihn lastende, z. B. hydraulische Druckmittel zu einem Sammelbehälter gedrückt werden kann. Die durch das Ventil 74 entlastete Ringkammer 56 vor dem ersten Hilfskolben 27 ist vor dem Abheben des zweiten Hilfskolbens 28 bereits drucklos.
  • Am Ende dieses Vorgangs kommt auch der zweite Hilfskolben 28 zur Anlage, an den Anschlagkörper 22 bzw. an die dafür vorgesehene Schulter des Speicherdeckels 13, wobei er sich jeweils sanft an dieses Widerlager anlegt, während der erste Hilfskolben 27 sich nach der Entspannung der vor ihm gelagerten Ringkammer 56 besonders unter der Einwirkung des auf seine Innenschulter 40 lastenden hydraulischen Druckmitteldruckes dicht auf den Anschlagkörper 35 abstützt.
  • Bezogen auf die speziellen Einsatzgebiete bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung besondere Vorzüge, die mit herkömmlichen Arbeitsweisen kaum oder gar nicht erreichbar sind. So kann beispielsweise beim Verdichten keramischer Massen vor dem dynamischen Preßvorgang eine quasi statische Vorverdichtung erfolgen, die über die im Abschnitt Abwärtsbewegung beschriebenen Vorpreßkraft hinausgeht. Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Aufsetzen des Werkzeuges oder des betreffenden Arbeitsteils der Kolbenstange 2 auf die keramische Masse der Druck im Arbeitszylinderraum 55 mit herkömmlichen Elementen, also z. B. mit Ventilen, kurzzeitig entlastet wird. Das Einleiten des dynamischen Preßvorganges erfolgt dann nach weitgehender Entlastung des Preßgutes.
  • Sollen mehrere Arbeitszyklen in rascher Folge durchgeführt werden, wie dies beispielsweise beim Freiformschmieden der Fall ist, so kann auf die Ab- und Aufwärtsbewegung nach den einzelnen Arbeitsphasen verzichtet werden. Am Ende einer jeden Arbeitsphase sind Werkzeug und Werkstück entsprechend dem vorangegangenen Umformweg angelüftet, so daß der Materialvorschub erfolgen kann. Nach dem Nachsetzen wird der nächste Arbeitsvorgang gestartet. Der bereits zu Beginn der Arbeitsphase durch Einwirkung des zweiten Hilfskolbens 28 eingeleitete Rückhub des ersten Arbeitskolbens 27 ist bei zahlreichen Einsatzgebieten, besonders im Bereich der Warmumformung, von entscheidender Bedeutung. So kann durch diese Funktionweise die Berührungszeit von Werkstück und Gesenk gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich gemindert werden, was nicht nur der Maßhaltigkeit der umgeformten Teile zugute kommt, sondern die Standzeit der Gesenke erheblich steigert.
  • Bei der Konzeption besonders kurz- oder langhubiger Umformmaschinen können konstruktive Lösungen gewählt werden, die weniger aufwendig und dabei umso wirkungsvoller sind.
  • Die Bezeichnung kurz- bzw. langhubig bezieht sich nur auf den Arbeitshub, nicht auf den Weg, den der Arbeitskolben 1 während der Ab- und Aufwärtsbewegung zurücklegen muß.
  • Dieser Weg hat nur geringen Einfluß auf die Arbeitsweise dieses Systems. So kann beispielsweise bei einer kurzhubigen Umformmaschine das Gaspolster zwischen den beiden Hilfskolben 27 und 28 entfallen, während der Dämpfungsring 46 oder ein andersgeartetes Dämpfungsglied das hydraulische Druckmittel nach Beendigung der Arbeitsphase auszuschieben in der Lage ist.
  • Bei langhubigen Umformmaschinen kann beispielsweise der Gasdruck zwischen den Hilfskolben 27 und 28 so gewählt werden, daß ein fast kontinuierlicher Ubergang vom Rückhub und Aufwärtsbewegtmg erreicht wird. In diesem Zusammenhang bietet der vor Beginn der Arbeitsphase noch nicht abgeschlossene spalt- bzw. schlitzförmige Ausgleichskanal 41 zahlreiche konstruktive Möglichkeiten.
  • In Fig. 5 sind noch mit den Bezugszeichen 81 und 82 bzw.
  • 83 und 84 Sammelbehälter bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 85 ein Mehrwegeventil, während die Bezugszeichen 86 und 87 Drosseln darstellen. Die Bezugszeichen 88 und 89 sind Rückschlagventile.
  • Die verschiedenen Technologien stellen hinsichtlich des Lastverlaufes stark voneinander abweichende Forderungen an eine Vorrichtung wie sie Gegenstand der Erfindung bildet.
  • Einige typische Belastungen sind die nachfolgend beschriebenen Simulationsdiagrammen der Figuren 6 bis 20 zu entnehmen, die von einem elektronischen Rechner ermittelt und von diesem elektronisch gesteuerten Plotter aufgezeichnet wurden. Dabei stellt das Last/Weg-Diagramm jeweils die sogenannte Vorgabe für den Simulationsvorgang dar. Aus dieser Vorgabe lassen sich dann entsprechend der Erfindung Konstruktionen konzipieren, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 bis 5 näher dargestellt sind.
  • Die Figuren 6 bis 10 zeigen einen charakteristischen Verlauf beim "Verdichten einer pulvrigen Masse", während die Figuren 11 bis 15 das "Umformen eines halbwarmen" Werkstückes veranschaulichen. Tn den Figuren 16 bis 20 ist dagegen das "Scheren einer Ronde", d. h. das Ausstanzen eines runden Blechstückes, dargestellt. Die Abkürzung "KN" bezeichnet die Kraft in Kilo Newton", während der Druck in "bar" dargestellt ist. Die Zeit ist in Sekunden gemessen worden und in üblicher Weise mit "sec" abgekürzt bezeichnet. Die Bezeichnung "MM" bezeichnet den Weg in Millimetern. Die in den Figuren 8, 9, 13, 14, 18 und 19 verwendeten Bezeichnungen "P Index" bezeichnen Drücke an verschiedenen Stellen des Systems. Die Simulationsdiagramme lassen erkennen, daß ein Arbeitsspiel nur einige wenige Millisekunden, beispielsweise nur drei Millisekunden, dauert. Die beschriebenen Simulationsdiagramme sind auf die konstruktive Auslegung der unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebenen Umformmaschinen bezogen.
  • Durch dimensionale Änderungen können die verschiedenen Bezugsgrößen und damit der Arbeitsablauf verändert werden.
  • Die in der Beschreibung behandelten, in den Ansprüchen beschriebenen und aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.

Claims (55)

  1. PatentansprUche Vorrichtung für die Hochleistungsumformtechnik zum Erzeugen einer schlagartigen Belastung oder Verformung (Arbeitsphase) - Jeweils innerhalb weniger Millisekunden oder innerhalb von Bruchteilen davon - eines zu bearbeitenden und/oder zu verformenden Körpers, im wesentlichen bestehend aus einem mit Gasdruck - ggf. auch nur mittelbar - in Arbeitsrichtung belastbaren, in einem Zylinderrohr längsverschieblich und dichtend geführten Arbeitskolben, dem ein geeignetes Arbeitsteil zugeordnet ist,und mit einer Steuereinrichtung, um auch den Gasdruck auf den Arbeitskolben im Sinne dessen Verschiebung wirksam werden zu lassen, wobei der Arbeitskolben entgegengesetzt zu seiner Arbeitsrichtung - ggf.
    auch über eine Steuereinrichtung - mit einem geeigneten Druckmittel, vorzugsweise einer geeigneten hydraulischen Druckflüssigkeit, beaufschlagbar ist, wodurch der Arbeitskolben in seine Ausgangsstellung zurück-drückbar ist und daß dem Arbeitskolben ein einseitig druckentlastbarer, gegen eine Rückstellkraft durch gesteuerte Beaufschlagung der druckentlastbaren Seite durch Druckmitteldruck verschiebbarer, mit einer Dichtfläche gegen einen Ventilsitz druckmitteldicht anlegbarer Hilfskolben zugeordnet ist, dessen bei seiner Verschiebung freigegebener Raum schlagartig - praktisch innerhalb von Bruchteilen von Millisekunden - in druckmittelleitender Verbindung mit dem mit Druckmittel beaufschlagbaren Zylinderraum (Arbeitszylinderraum) tritt, wobei das bei Verschiebung dieses Hilfskolbens von diesem freigegebene Volumen so groß ist, daß eine ebenso schlagartige Entlastung des Arbeitszylinderraumes erfolgt und der Arbeitskolben dementsprechend schlagartig in Arbeitsrichtung beschleunigt wird, nach Patent... (Patentanmeldung P 26 oo 948.3-14), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Öffnungshub eines ersten Hilfskolbens (27) einen Volumenteil des ihn berührenden Druckmittels abtrennt und damit eine Kopplung zum Arbeitskolben (1) herstellt, derart, daß der Arbeitskolben (1) und der erste Hilfskolben (27) Hubbewegungen nur noch über das eingeschlossene, koppelnde Druckmittel durchführen können und daß im Abstand zu dem ersten Hilfskolben (27) längsverschieblich und dichtend ein zweiter Hilfskolben (28) angeordnet ist, der auf der dem ersten Hilfskolben (27) abgekehrten Stirnfläche (51) gesteuert mit Druckmittel beaufschlagbar, aber auch wieder von diesem Druckmitteldruck gesteuert entlastbar ist, wobei zwischen den Hilfskolben (27 bzw. 28) eine diese Hilfskolben (27, 28) auseinanderdrückende Rückstellkraft wirkt und daß der zweite Hilfskolben (28) bei Beaufschlagung mit Druckmittel den ersten Hilfskolben (27) am Ende einer Jeden Arbeitsbewegung bis zur dichtenden Anlage an einen Ventilsitz (34) bewegt und dabei der erste Hilfskolben (27) über die von diesem verdrängte Druckmittelmenge den Arbeitskolben (1) in dessen bei Beginn des Arbeitshubes eingenommene Ausgangsstellung drückt und der erste Hilfskolben (27) nach Druckentlastung des vor ihm liegenden Raumes (z. B. 56) durch den im Arbeitszylinderraum (55) herrschenden Druckmitteldruck bis Offensteuerung in Schließstellung belastet und gegen die Dichtfläche gehalten ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfskolben (27) in axialem Abstand von seiner stirnseitigen Dichtfläche (34) mit mindestens einer Anpreßfläche (40) versehen ist, auf die der den ersten Hilfskolben (27) in dessen Dichtstellung belastende Druckmitteldruck einwirkt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfläche (40) durch wenigstens eine Ringschulter am ersten Hilfskolben (27) gebildet ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfläche (40) an der inneren und/oder äußeren Mantelfläche des ersten Hilfskolbens (27) gebildet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfskolben (27) in Dichtstellung mit einem Anschlagkörper (35) zusammenwirkt, in dem Anschlußkanäle (e bzw. f) angeordnet sind, die durch entsprechende Steuerung eines Ventils (74, 76) entweder Druckmittel in den Raum (56) des ersten Hilfskolbens (27) zwecks Anlüftung dieses Hilfskolbens (27) heranführen oder druckentlastbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Anschlagkörper (35) Kanäle (z. B. d bzw. f) für die Zu- und Ableitung des Druckmittels zum bzw. vom Arbeitszylinderraum (55) angeordnet sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderhülse (10) und/oder im Anschlagkörper (35) Uberströmkanäle (64) angeordnet sind, die eine druckmittelleitende Verbindung zwischen Arbeitszylinderraum (55 ) und dem die Dichtfläche (34) aufweisenden Endbereich des ersten Hilfskolbens (27) herstellen.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfskolben (27) mit axialem Abstand von seiner Dichtfläche (34) mit einer ringförmigen Wandungsreduzierung versehen ist, die in jeder Hublage des ersten Hilfskolbens (27) von wenigstens einer Gegenwand (12) übergriffen ist, an der der erste Hilfskolben (27) längsverschieblich und dichtend geführt ist und daß diese Gegenwand (12) zusammen mit den betreffenden Wandungen des ersten Hilfskolbens (27) und Dichtungen (z. B. 32) einen Ringraum (z. B. 42) begrenzen, der im Bereich des die Dichtfläche (34) aufweisenden Endbereiches des ersten Hilfskolbens (27) - je nach Hublage des ersten Hilfskolbens (27) -mit dem Arbeitszylinderraum (55) in druckmittelleitender Verbindung steht oder von diesem abgeschlossen ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die druckmittelleitende Verbindung über wenigstens einen spalt- oder schlitzförmigen Ausgleichskanal (41) besteht.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite des spaltförmigen Ausgleichskanals (41) vor bzw. im Bereich der Arbeitsphase so groß ist, daß einerseits Druckmittel vom Arbeitszylinderraum (55) möglichst ohne zu starke Drosselung durch diesen Ausgleichskanal (41) hindurchzuströmen vermag, andererseits dieser Ausgleichskanal (41) nach einem möglichst kurzen Hub des ersten Hilfskolbens (27) verschließbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Gegenwand (12) und der inneren Zylindermantelfläche des ersten Hilfskolbens (27) gebildete spaltförmige Ausgleichskanal (41) nur eine geringe Breite von z. B. etwa 1 bis 10 mm, vorzugsweise etwa 3 bis 8 mm aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Öffnungshub des ersten Hilfskolbens (27) erfolgende Kupplung des ersten Hilfskolbens (27) und des Arbeitskolbens (1) nach oder während der allmählichen Verschließung des Ausgleichskanals (41) zusätzlich über wenigstens einen Drosselkanal erfolgt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal oder die Drosselkanäle als Schlitze, Kerben, Nuten oder Spalten ausgebildet sind, die sich in Richtung der Hubbewegung (X bzw. Y) des ersten Hilfskolbens (27) erstrecken und nach dem Verschließen des Ausgleichskanals (41) vom ersten Hilfskolben (27) ebenfalls allmählich - vorzugsweise durch sich in Richtung des Öffnungshubes des ersten Hilfskolbens (27) verJüngende Schlitze od. dgl. - verschlossen werden.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmig ausgebildete Ausgleichskanal (41) mit einem oder mehreren der im AnschlagkÖrper Xd3/se3%brefilnndfelrchzeM srtulsk A in druckmittelleitender Verbindung steht.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (42) mit einer in Arbeitsrichtung (Y) des Arbeitskolbens (1) druckwirksamen, an diesem angeordneten Fläche ( A2) in druckmittelleitender Verbindung steht.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (42) über wenigstens einen Strömungskanal (z. B. 52) mit der wirksamen Fläche ( A2) des Arbeitskolbens (1) in druckmittelleitender Verbindung steht.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwand (12) an einer koaxial zur Längsachse des Arbeitskolbens (1) verlaufenden Zylinderhülse angeordnet ist.
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (1) in der Zylinderhülse (10) längsverschieblich und zumindest mit einem Teil auch dichtend geführt ist.
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hilfskolben (27) auf seiner dem Ringraum (42) diametral gegenüberliegenden Zylinderaußenmantelfläche mit einer weiteren Wandstärkenreduzierung bzw. Einschnürung versehen ist, durch welche und durch eine zylindrische Führlmgsfläche (21) für den ersten Hilfskolben (27) ein weiterer Ringraum (43) gebildet ist, der an der zylindrischen Führungsfläche (21) durch Dichtelemente abgedichtet ist und der durch Kanäle (44) mit dem gegenüberliegenden Ringraum (42) druckmittelleitend in Verbindung steht.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhülse (10) über ihren Umfang verteilt sowie parallel zur Längsachse (3) des Arbeitskolbens (1) verlaufend die Strömungskanäle (52) mit jeweils großem, für den jeweils erforderlichen Zweck eine nachteilige Drosselung vermeidenden Strömungsquerschnitt aufweist.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der spalt- oder schlitzförmige Ausgleichskanal (41) unmittelbar zwischen Arbeitskolben (1) und erstem Hilfskolben (27) gebildet ist.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (1) unmittelbar in den ersten Hilfskolben (27) dichtend eintaucht und so den zu entspannenden Arbeitszylinderraum (55) auf der Kolbenstangenseite vom Speicherraum bzw. von dem der Kolbenstange (2) abgewandten, auf der anderen Kolbenseite liegenden Zylinderraum abgeschlossen ist.
  23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhülse (10) an ihrem im Bereich der Dichtfläche (34) des ersten Hilfskolbens (27) liegenden Endbereich eine ringförmige Dichtflächenschulter aufweist, die der Arbeitskolben (1) bei seinem Arbeitshub überfährt und so den zu entspannenden Arbeitszylinderraum (55) auf der Kolbenstangenseite vom Speicherraum bzw. von dem der Kolbenstange (2) abgekehrten Zylinderraum abtrennt.
  24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbendurchmesser (E) des Arbeitskolbens (1) so bemessen ist, daß beim Eintauchen des Arbeitskolbens (1, 5) in den ersten Hilfskolben (27) bzw. in die Zylinderhülse (10) dieser Hilfskolben (27) infolge des höheren Druckmitteldruckes in diesem nunmehr abgesperrten Raum selbstätig in Offenstellung gesteuert wird.
  25. 25. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Anpreßfläche (40) diametral gegenüberliegende, durch den Druckmitteldruck beaufschlagte Fläche am ersten Hilfskolben (27) gleich oder annähernd so groß ist wie die entgegengesetzt wirksame Anpreßfläche des ersten Hilfskolbens (27).
  26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (1) entsprechend seinem Hub im Abstand voneinander zwei kolbenartige bzw. schulterförmige Ringvorsprünge (5 bzw. 6) aufweist, die zwischen sich einen ringförmigen Hohlraum (z. B. 54) einschließen und daß mindestens der eine schulterförmige Ringvorsprung (z. B. 6) in der Zylinderhülse (10) längsverschieblich und dichtend geführt ist.
  27. 27. Vorrichtung nach Anspruch20 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Hohlraum (z. B. 58) mit den Strömungskanälen (52) in druckmittelleitender Verbindung steht.
  28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die in Arbeitsrichtung (Y) druckwirksame Fläche (A2) an einem Plunger (7) angeordnet ist, der ebenfalls einen Ringraum (58) beläst, mit dem der Strömungskanal (52)oder die Strömungskanäle in Verbindung steht bzw. stehen.
  29. 29. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet,daß die beiden Hilfskolben (27 bzw. 28) koaxial zueinander und zum Arbeitskolben (1) sowie auch zur Zylinderhülse (10) angeordnet sind und daß diese Teile in der zylindrischen Bohrung (21) eines gemeinsamen Gehäuses (19) angeordnet sind.
  30. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hilfskolben (27, 28) in der gemeinsamen Bohrung (21) des Gehäuses (19) längsverschieblich und dichtend geführt sind.
  31. 31. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Hilfskolben (27, 28) ein wenigstens teilweise federelastische Eigenschaften aufweisender Körper, z. B. ein geeignetes Gas und/oder ein weitgehend formstabiler Körper (46), angeordnet ist bzw. sind.
  32. 32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (46) ein gummielastische Eigenschaften aufweisender Dämpfungsring (46) ist, der über die Stirnseite des einen Hilfskolbens (27) in Richtung (X) auf den anderen Hilfskolben (28) hervorragt.
  33. 33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben mit Ausformungen (45 bzw. 47) versehen sind, die den entsprechend gestalteten Körper (46) beim Aneinanderliegen der Hilfskolben aufnehmen und dadurch die beiden Hilfskolben lösbar miteinander gekuppelt sind, derart, daß die Summe der Rauminhalte der beiden einander zugekehrten Ausformungen dem Volumen des in diese hineinverformten Dämpfungsringes (46) entspricht.
  34. 34. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der Hilfskolben (27 bzw. 28) befindlicher Raum über einen radialen Spalt zur Bohrung (21) des Gehäuses (19) und über einen inneren Ringraum (48) mit wenigstens einen Kanal (c) in Verbindung steht, der z. B. mit einem Gasausgleichsbehälter (77) leitend verbunden ist.
  35. 35. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben (27 bzw.
    28) herrschende Gasdruck etwa 5 bis 50 bar beträgt.
  36. 36. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten der beiden Hilfskolben (27 bzw. 28) - ggf. automatisch, beispielsweise hydraulisch - einstellbar ist.
  37. 37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung Je nach den Betriebsbedingungen über eine geeignete Steuervorrichtung, beispielsweise einen Taster oder Sensor und eine Ventilsteuerung automatisch erfolgt.
  38. 38. Vorrichtung nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung über eine Stange (25) oder Spindel mittelbar oder unmittelbar erfolgt.
  39. 39. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben (28) an einem ringkolbenartigen Widerlagerkörper (22) - z. B.
    druckmitteldicht - anliegt und daß der Widerlagerkörper (22) koaxial zu den beiden Hilfskolben schieblich in der Bohrung (21) des Gehäuses (19) angeordnet ist.
  40. 40. Vorrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Gehäuses (19), der Widerlagerkörper (22) und die dieser zugekehrte Stirnfläche (51) des zweiten Hilfskolbens (28) einen Ringraum (26) begrenzen, dem über einen Kanal (b) Druckmittel zu- und abführbar ist.
  41. 41. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben (28) mit einem ringförmigen Vorsprung auf der als Ventilsitz ausgebildeten Stirnfläche der Anschlaghülse (22) oder gegen ein anderes Widerlager, beispielsweise gegen eine Ringschulter eines Speicherdeckels (13),druckmitteldicht anlegbar ist.
  42. 42. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben (28) mit einem durch radiale Nuten unterbrochenen Vorsprung an der Stirnfläche der Anschlaghülse (42) oder gegen ein anderes Widerlager anlegbar ist, wobei die radialen Nuten das über den Ringraum (26) herangeführte Druckmittel über die gesamte Stirnfläche (51) des zweiten Hilfskolbens (28) verteilen.
  43. 43. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben gegen ein mit radialen Nuten ausgerüstetes Widerlager anliegt, die das über einen Kanal (b) dem Ringraum (26) zugeführte Druckmittel über die gesamte druckwirksame Fläche (51) des zweiten Hilfskolbens (28) verteilen.
  44. 44. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an dem Gehäuse (19) ein Speicherdeckel (13) und daran ein Hauptspeicher (16) angeschlossen ist, der auf der dem Arbeitskolben (1) abgekehrten Seite mit Gasdruck und auf der dem Arbeitskolben (1) zugekehrten Seite (61) mit Druckmittel beaufschlagt ist.
  45. 45. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Druckmittel beaufschlagbare Stirnfläche (51) des zweiten Hilfskolbens (28) derart groß bemessen ist, daß durch Druckmittelbeaufschlagung dieser Stirnfläche (51) der zweite Hilfskolben (28) über den ersten Hilfskolben (27) den Arbeitskolben (1) in dessen Ausgangsstellung zurückzudrücken vermag.
  46. 46. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den beiden Hilfskolben (27, 28) befindliche Gas den zweiten Hilfskolben während der Rückführung des Arbeitskolbens (1) in dessen Ausgangsstellung drückt.
  47. 47. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Hilfskolben (27, 28) befindliche Gas einen ansteigenden Widerstand für den zweiten Hilfskolben (28) beim Zurückdrücken des ersten Hilfskolbens (27) in dessen Dichtstellung erzeugt.
  48. 48. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden Hilfskolben (27, 28) so eingestellt ist, daß der erste Hilfskolben (27) ausreichende Freiheit zum Zurückweichen hat und gleichzeitig der Leerhub des zweiten Hilfskolbens (28) so weit wie möglich eingeschränkt ist.
  49. 49. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptspeicher (16) koaxial zur Arbeitskolbenlängsachse (3) angeordnet ist und daß der Arbeitskolben (1) auf gegenüberliegender Seite mit einer Kolbenstange (2) versehen ist, die an ihrem aus dem Gehäuse (19) herausragenden freien Ende das Werkzeug oder ein Arbeitsteil - ggf. austauschbar -aufweist.
  50. 50. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben (28) in axialem Abstand von seiner stirnseitigen Dichtfläche (50) mindestens einer Anpreßfläche versehen ist, auf die der zwischen den beiden Hilfskolben (27, 28) wirksame Gasdruck einwirkt.
  51. 51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfläche durch wenigstens eine Ringschulter am zweiten Hilfskolben (28) gebildet ist.
  52. 52. Vorrichtung nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßfläche an der inneren und/oder äußeren Mantelfläche des zweiten Hilfskolbens (28) gebildet ist.
  53. 53. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den beiden Hilfskolben (27, 28) befindliche Gas über wenigstens einen Kanal (z. B. 63) ableitbar ist.
  54. 54. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der druckentlastbaren Fläche (A1) am Arbeitskolben (1) zur gesamten, dem Ventilsitz (34) zugekehrten Stirnfläche des ersten Hilfskolbens (27) gleich oder größer ist als das Verhältnis der Anpreßfläche (40) zu der der druckentlastbaren Fläche (A1) entgegengesetzt wirkenden Fläche (A2) am Arbeitskolben 1.
  55. 55. Steuerung für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein Schluckvolumen zur schlagartigen Entlastung des Arbeitszylinderraumes (55) bereitstellender Hilfskolben (27) durch den Druckmitteldruck schlagartig in Offenstellung gesteuert und mit dem Arbeitskolben (1) durch das Druckmittel über den größten Teil seines Hubes gekuppelt wird.
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