DE4034518A1 - Pressenanordnung und betriebsverfahren - Google Patents
Pressenanordnung und betriebsverfahrenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pressenanordnung und
ein Verfahren für ihren Betrieb zum Umformen eines Werk
stücks.
Es gibt viele bekannte Pressenanordnungen, die zum Umformen
eines Werkstücks verwendet werden. Diese bekannten Pressenan
ordnungen können ein Obergesenk aufweisen, das mit einem
Untergesenk zusammenwirkt, um das Werkstück umzuformen. Werk
stückhalter können den Ober- und/oder Untergesenken zugeord
net sein. Pressenanordnungen mit bekannter Konstruktion sind
in den US-Patentschriften 18 84 700, 22 17 172, 32 96 850,
34 56 478, 36 36 748 und 36 36 749 offenbart.
Beim Betrieb einiger dieser bekannten Pressen werden Streck
ziehoperationen durchgeführt. Während des Streckziehens sind
die Kanten eines Blechwerkstücks fest zwischen einem oberen
und einem unteren Ziehring eingespannt. Nachdem das Werkstück
eingespannt worden ist, wird ein Obergesenk gegen ein Unter
gesenk geschlossen, um das Werkstück umzuformen. Unter
gewissen Umständen wird eine Streckziehoperation bevorzugt,
da dadurch die Gesamtmetallmenge, die zum Formen eines
Artikels verwendet wird, vermindert wird, die Qualität des
Artikels tendenziell verbessert wird und das Aufrechterhalten
einer gleichmäßigen Qualität bei der Herstellung einer Reihe
von Artikeln ermöglicht wird.
Während einer Streckziehoperation können Probleme auftauchen,
wenn auch Streckziehoperationen beim Formen von bestimmten
Artikeln bevorzugt sind. Diese Probleme betreffen den äußerst
hohen Lärmpegel und die Beschädigungen, die aufgrund von
Stoßbelastungen auftreten können. In der Vergangenheit waren
die Stoßbelastungen so nachteilhaft, daß beispielsweise die
Kurbelwelle bei einer großen Pressenanordnung unter dem
Einfluß der Stoßbelastungen gebrochen ist. Außerdem neigen
Dämpfungsanordnungen und andere Bauteile der Pressenanordnung
dazu, sich aufgrund der starken Vibrationen zu lockern, denen
die Pressenanordnung unterworfen ist. Man nimmt an, daß die
starken Stoßbelastungen und Vibrationen während einer Streck
ziehoperation die Gesamtbetriebslebensdauer einer Pressen
anordnung wesentlich vermindern.
Wird eine Pressenanordnung während einer Streckziehoperation
von einem offenen in einen geschlossenen Zustand überführt,
dann prallen ein Obergesenk und ein Werkstück gegen ein
Untergesenk. Dabei können extrem hohe Stoßbelastungskräfte
beteiligt sein. So kann der untere Ziehring ein Gewicht von
zwischen 1400 und 70 000 Pfund (ca. 635 kg und 31 t) haben.
Prallt ein oberer Ziehring mit einer Geschwindigkeit von etwa
100 ft/min (ca. 30 m/min.) gegen einen stationären unteren
Ziehring, dann widersetzt sich die Trägheit des unteren
Ziehrings der Beschleunigung. Auch nach oben gerichtete
Vorspannkräfte, die durch Dämpfungsanordnungen gegen den
unteren Ziehring aufgebracht werden, widersetzen sich der
Beschleunigung des unteren Ziehrings.
Wird die Pressenanordnung von einem geschlossenen Zustand in
einen offenen überführt, dann bewegen sich der obere und der
untere Ziehring gemeinsam nach oben. Erreicht der untere
Ziehring das Ende seines nach oben gerichteten Arbeitshubes,
dann bewegt er sich mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit,
nämlich z. B. mit einer Geschwindigkeit von 100 ft/min (ca. 30
m/min.) nach oben. Aufgrund der Trägheit des unteren Zieh
rings kann dieser sich von seinen Dämpfungsanordnungen um
einen Abstand von ca. 1 Inch (ca. 25 mm) trennen. Der untere
Ziehring fällt dann auf die Dämpfungsanordnungen zurück, die
den Ziehring daraufhin zurückprallen lassen. Das Nach-unten-
Fallen und Zurückprallen des Ziehrings wiederholt sich bei
abnehmenden Hüben, wenn sich die Presse weiter öffnet. Das
Zurückprallen des unteren Ziehrings auf den Dämpfungsanord
nungen läßt diese derart vibrieren, daß sie tendenziell
locker werden und lecken. Die Vibrationslasten, denen der
untere Ziehring die Dämpfungsanordnungen unterwirft, kann zu
einer beträchtlichen Abnutzung der Bauteile der Dämpfungsan
ordnungen führen.
Die US-Patentschrift 44 99 750 schlägt vor, daß ein unterer
Ziehring oder ein Blechhalter nach unten beschleunigt wird,
bevor ein oberer Ziehring oder ein Ziehgesenk mit dem Werk
stück in Kontakt kommt, um deutlich die Stoßbelastung zu
vermeiden, die auf Bauteile einer Pressenanordnung einwirkt,
wenn sie von einem offenen in einen geschlossenen Zustand
überführt wird. Die nach unten gerichtete Beschleunigung des
unteren Ziehrings wird dadurch bewirkt, daß ein Steuerventil
in zeitgesteuerter Beziehung zum Öffnen der Presse betätigt
wird. Die Betätigung des Steuerventils setzt einen Kolben
einem Fluiddruck aus, um den unteren Ziehring nach unten
gegen den Einfluß eines Gesenkdämpfungskolbens zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pressenanord
nung mit einem oberen und einem unteren Ziehring oder -ele
ment zum Aufbringen von Druck auf gegenüberliegenden Seiten
eines Werkstücks während des Betriebs der Pressenanordnung.
Wenn die Pressenanordnung von einem offenen in einen
geschlossenen Zustand überführt wird, wird der obere Ziehring
nach unten auf den unteren Ziehring zu bewegt. Bevor der
obere Ziehring gegen den unteren Ring prallt, wird der untere
Ziehring durch Kraftübertragung von dem oberen Ziehring auf
eine Dämpfungsanordnung nach unten beschleunigt. Die von dem
oberen Ziehring auf die Dämpfungsanordnung übertragene Kraft
bewirkt, daß die Dämpfungsanordnung in einen eingefahrenen
Zustand überführt wird, so daß sich der untere Ring nach
unten bewegt, wenn der obere Ziehring auf den unteren
Ziehring prallt. Da sich der untere Ziehring beim Aufprall
des oberen Ziehrings nach unten bewegt, ist die Stoßbelastung
reduziert.
Wenn die Pressenanordnung von einem geschlossenen in einen
offenen Zustand überführt wird, dann wird dazu entgegen
gesetzt die Dämpfungseinrichtung von ihrem eingefahrenen
Zustand ausgefahren, um so eine Verzögerung des unteren
Ziehrings zu bewirken, bevor er seine Ausgangsstellung er
reicht. Damit wird die Geschwindigkeit des unteren Ziehrings
vermindert, bevor er gestoppt wird. Dies minimiert den Rück
prall des unteren Ziehrings sowie Vibrationen der Pressen
anordnung.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe dieser Erfindung darin,
die Betriebslasten auf Bauteilen einer Pressenanordnung
dadurch zu minimieren, daß ein unterer Ziehring beschleunigt
wird, bevor ein oberer Ziehring und ein Werkstück während des
Schließens der Pressenanordnung gegen den unteren Ziehring
prallen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die
Betriebslasten auf Bauteilen einer Pressenanordnung dadurch
zu minimieren, daß ein Ziehring verzögert wird, bevor er
während des Öffnens der Pressenanordnung gestoppt wird.
Darüberhinaus liegt eine Aufgabe dieser Erfindung darin, eine
neue und verbesserte Pressenanordnung und ein Betriebsverfah
ren bereitzustellen, bei welchem Kräfte von einem oberen
Ziehring auf eine Dämpfungsanordnung übertragen werden, um
während des Schließens der Pressenanordnung die Überführung
der Dämpfungsanordnung in einen eingefahrenen Zustand sowie
die Beschleunigung des unteren Ziehrings einzuleiten.
Außerdem stellt die Erfindung aufgabengemäß eine neue und
verbesserte Pressenanordnung sowie ein Betriebsverfahren
bereit, bei welchem die Überführung der Dämpfungsanordnung in
einen ausgefahrenen Zustand verlangsamt wird, um die
Geschwindigkeit eines Ziehrings während des Öffnens der
Pressenanordnung zu verringern.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen die
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Pressenanordnung,
die nach der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben
wird; dabei ist die Pressenanordnung in einem geöffneten
Zustand gezeigt;
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung ähnlich der
Fig. 1, die zeigt, wie eine Steueranordnung das Einfahren
einer Dämpfungsanordnung und die nach unten gerichtete Bewe
gung eines unteren Ziehrings bewirkt, während sich ein oberer
Ziehring zu dem unteren Ziehring hin bewegt, während sich die
Pressenanordnung schließt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung, die der Fig. 2 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung aufzeigt, wenn der obere Ziehring und das
Werkstück gegen den sich nach unten bewegenden unteren
Ziehring geprallt sind, während sich die Pressenanordnung
schließt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die der Fig. 3 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung illustriert, wenn sich die Pressenanordnung
in einem geschlossenen Zustand befindet;
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die der Fig. 4 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung illustriert, nachdem sich der obere und der
untere Ziehring von der geschlossenen Position aus Fig. 4
nach oben bewegt haben, während sich die Pressenanordnung
öffnet;
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die der Fig. 5 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung während der nach oben gerichteten Bewegung
des unteren Ziehrings illustriert, der sich mit niedrigerer
Geschwindigkeit als der obere Ziehring bewegt; dies kurz
bevor die nach oben gerichtete Bewegung des unteren Ziehrings
angehalten wird, während sich die Pressenanordnung öffnet;
Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht, die den Aufbau einer
Dämpfungsanordnung zeigt, die in der Pressenanordnung von den
Fig. 1 bis 6 verwendet ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer zweistufigen Kolben-Zylin
der-Anordnung, die ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Teils der Steueranordnung bildet, die in der Pressenanordnung
von Fig. 1 bis 6 verwendet ist, wobei die Kolben-Zylinder-
Anordnung mit einem inneren Kolben und einem äußeren Kolben
an ihren oberen Arbeitshubendstellungen gezeigt ist;
Fig. 9 eine Schnittansicht der Kolben-Zylinder-Anordnung von
Fig. 8, wobei der innere Kolben teilweise eingefahren ist und
sich der äußere Kolben an der oberen Arbeitshubendstellung
befindet, und
Fig. 10 eine Schnittansicht der Kolben-Zylinder-Anordnung von
Fig. 8 und 9, wobei sowohl der innere als auch der äußere
Kolben teilweise eingefahren sind.
Eine verbesserte Pressenanordnung 20, die erfindungsgemäß
konstruiert und betrieben ist, ist in Fig. 1 schematisch
dargestellt. Die Pressenanordnung 20 umfaßt eine stationäre
Basis 22. Ein oberer Ziehring oder ein Ziehelement 24 wirkt
mit einem beweglichen unteren Ziehring oder Ziehelement 26
bei Betrieb der Pressenanordnung zusammen, um ein Blechwerk
stück 28 umzuformen. Während des Betriebs der Pressenan
ordnung 20 sind der obere und der untere Ziehring 24 und 26
so zu betreiben, daß Druck auf gegenüberliegenden Seiten des
Blechwerkstücks 28 aufgebracht wird, um das Werkstück fest
zwischen den Ziehringen einzuspannen. Ist das Werkstück 28
zwischen dem unteren und dem oberen Ziehring 24 und 26 ein
gespannt, dann werden die Ziehringe gesenkt, um das Werkstück
in einer Streckziehoperation um ein (nicht dargestelltes)
Gesenk herum umzuformen.
Der obere und untere Ziehring oder die Ziehelemente 24 und 26
weisen eine allgemein rechteckige Gestalt mit einem offenen
Zentralbereich auf. Die Öffnungen in den Zentralbereichen des
oberen und unteren Ziehrings 24 und 26 weisen eine Gestalt
auf, die derjenigen des Gesenks entspricht, um welches das
Werkstück 28 gezogen werden soll. Es versteht sich, daß der
obere und der untere Ziehring 24 und 26 in den Zeichnungen
nur sehr schematisch gezeigt sind und jede beliebige Gestalt
haben können.
Wenn die Pressenanordnung 20 zum Streckziehen des Blechwerk
stücks 28 betrieben wird, dann bewegt eine Antriebsanordnung
32 den oberen Ziehring 24 nach unten auf das Werkstück 28 zu.
Während die nach unten gerichtete Bewegung des oberen Zieh
rings 24 fortfährt, prallen der obere Ziehring und das Werk
stück 28 gegen den unteren Ziehring 26, um die Kanten des
Blechwerkstücks fest einzuspannen. Der obere und der untere
Ziehring 24 und 26 werden dann zusammen gesenkt, um das
Werkstück 28 über das untere Gesenk zu strecken und dadurch
das Werkstück umzuformen.
Eine Dämpfungseinrichtung 34 ist an der Basis 22 montiert.
Die Dämpfungseinrichtung 34 bringt eine nachgebende Kraft auf
den unteren Ziehring 26 auf. Diese nachgebende Kraft wider
setzt sich der nach unten gerichteten Bewegung des unteren
Ziehrings 26 während der Überführung der Pressenanordnung in
einen geschlossenen Zustand. Die Dämpfungseinrichtung 34
dämpft also die Bewegung der Bauteile der Pressenanordnung
20, während sich die Pressenanordnung schließt. Obwohl in den
Zeichnungen nur eine Dämpfungseinrichtung 34 schematisch
gezeigt ist, versteht sich, daß die Pressenanordnung 20 eine
Vielzahl von Dämpfungseinrichtungen 34 umfaßt.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine
Steueranordnung 36 so zu betreiben, daß sie eine Beschleu
nigung des unteren Ziehrings 26 bewirkt, bevor sich der obere
Ziehring 24 auf dem unteren Ziehring schließt. Darüber hinaus
ist die Steueranordnung 36 so zu betreiben, daß sie eine
Verzögerung des unteren Ziehrings 26 bewirkt, bevor er
während der Überführung der Pressenanordnung 20 von einem
geschlossenen in einen offenen Zustand an der in Fig. 1
gezeigten Ausgangsposition gestoppt wird. Durch die Beschleu
nigung des unteren Ziehrings 26 während des Schließens der
Pressenanordnung 20 wird die Stoßbelastung vermindert, wenn
der obere Ziehring 24 und das Werkstück 28 gegen den unteren
Ziehring 26 prallen. Durch die Verzögerung des unteren
Ziehrings 26 während des Öffnens der Pressenanordnung 20
werden ein Zurückprallen des unteren Ziehrings 26 sowie
Vibrationen in der Presse verringert, während der untere
Ziehring an seiner Ausgangsposition gestoppt wird. Obwohl nur
eine einzige Steueranordnung 36 schematisch in den Zeich
nungen dargestellt ist, versteht sich, daß die Pressen
anordnung 20 eine Vielzahl von Steueranordnungen 36 umfaßt.
Die Dämpfungsanordnung 34 umfaßt eine Kolben-Zylinder-Anord
nung 40. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 40 weist einen
Zylinder 42 auf, der mit der Basis 22 verbunden ist. Ein
Kolben 44 teilt den Zylinder 42 in eine obere und eine untere
Kammer 46 und 48 mit veränderbarem Volumen. Die obere Kammer
46 mit veränderbarem Volumen enthält ein hydraulisches Fluid
und ist in Fluidverbindung mit einem Druckspeicher 52 durch
eine Leitung 54 verbunden.
Eine verstellbare Flußsteuerungsöffnung 56 ist in der Leitung
54 vorgesehen, um den Fluß des hydraulischen Fluids durch die
Leitung auf eine relativ niedrige Geschwindigkeit zu begren
zen. Ein Rückschlagventil 58 sperrt den Fluß des hydrau
lischen Fluids von der Kammer mit veränderbarem Volumen zu
dem Druckspeicher 52 durch die Hauptleitung 54. Jedoch
ermöglicht es ein verjüngter Ablaßdurchgang 60, daß eine
geringe Menge hydraulischen Fluids von dem Druckspeicher 52
zu der oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen in der
Dämpfungseinrichtung 34 fließen kann, um jegliche Leckage an
hydraulischem Fluid von der Kammer auszugleichen.
Die untere Kammer 48 mit veränderbarem Volumen in der
Dämpfungseinrichtung 34 ist mit einem Gas, d. h. Stickstoff im
besonderen, gefüllt. Die unter Kammer 48 mit veränderbarem
Volumen ist mit dem Druckspeicher 52 durch eine Leitung 64
verbunden. Der Druckspeicher 52 steht unter Überdruck, um
einen vorbestimmten minimalen Fluiddruck in der unteren
Kammer 48 mit veränderbarem Volumen aufrechtzuerhalten.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 von einem
offenen (Fig. 1) in einen geschlossenen Zustand (Fig. 4) wird
der untere Ziehring 26 durch eine sich nach oben erstrecken
den Kolbenstange 68 gestützt, die mit dem Kolben 44 verbunden
ist. Während sich die Pressenanordnung 20 schließt, bewegt
der untere Ziehring 26 den Kolben 44 nach unten und ver
mindert die Größe der unteren Kammer 48 mit veränderbarem
Volumen (Fig. 1). Während das Gas in der unteren Kammer 48
mit veränderbarem Volumen komprimiert wird, bringt die
Dämpfungseinrichtung 34 eine nachgebende Kraft gegen den
unteren Ziehring 26 auf.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 von dem
geschlossenen (Fig. 4) zurück zu dem offenen Zustand (Fig. 1)
bringt die Dämpfungseinrichtung 34 eine Kraft gegen den
unteren Ziehring 26 auf, um den unteren Ziehring zu stützen
und ihn in die in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition
zurückzubewegen. Dabei erhöht sich die Größe der unteren
Kammer 48 mit veränderbarem Volumen. Obwohl sich die Größe
der unteren Kammer 48 mit veränderbarem Volumen erhöht und
der Fluiddruck in der Kammer 48 tendenziell abnehmen kann,
ist der Fluiddruck mehr als ausreichend, um den Kolben 44 in
der in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen Position zu halten und
den unteren Ziehring 26 zu stützen.
Zwar ist in Fig. 1 nur eine einzige Dämpfungseinrichtung 34
gezeigt; es versteht sich aber, daß eine Vielzahl von
identischen Dämpfungseinrichtungen vorhanden ist, um den
unteren Ziehring 26 zu stützen und während des Schließens der
Pressenanordnung eine nachgebende Kraft gegen den unteren
Ziehring aufzubringen. Genauer sind also mehrere Dämp
fungseinrichtungen 34 im Rechteck angeordnet, um den unteren
Ziehring 26 zu stützen.
Die Steuereinrichtung 36 ist so zu betreiben, daß sie eine
Beschleunigung des unteren Ziehrings 26 in Richtung nach
unten bewirkt, bevor das Werkstück 28 und der obere Ziehring
24 während der Überführung der Pressenanordnung 20 in den
geschlossenen Zustand gegen den unteren Ziehring prallen.
Darüberhinaus ist die Steuereinrichtung 30 so zu betreiben,
daß sie eine Verzögerung des Ziehrings 26 bewirkt, bevor der
Ziehring während der Überführung der Pressenanordnung 20 in
den offenen Zustand angehalten wird. Um dies zu erreichen,
überträgt die Steueranordnung 36 eine Kraft zwischen der
Dämpfungseinrichtung 34 und dem oberen Ziehring 24.
Die Steuereinrichtung 36 umfaßt eine Kolben-Zylinder-Anord
nung 70. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 70 umfaßt einen
Zylinder 72, der in der Basis 22 angeordnet ist und eine
zentrale Achse aufweist, die sich parallel zu einer zentralen
Achse des Dämpfungszylinders 42 erstreckt. Ein Steuerkolben
74 ist in dem Zylinder 72 angeordnet und teilt den Zylinder
in eine obere und eine untere Kammer 76 und 78 mit veränder
barem Volumen. Die untere Kammer 78 mit veränderbarem Volumen
enthält ein hydraulisches Fluid und ist in Fluidverbindung
mit der oberen Kammer 46 der Dämpfungseinrichtung 34 über
eine Leitung 80 verbunden. Die obere Kammer 76 der Steueran
ordnung 36 ist an Atmosphäre entlüftet.
Ein Kraftübertragungselement oder -stift 84 steht in Eingriff
mit einer Kolbenstange 86, die mit dem Steuerkolben 74 ver
bunden ist. Das Kraftübertragungselement 84 überträgt eine
Kraft zwischen dem oberen Ziehring 24 und der Steueranordnung
36. Das zylindrische Kraftübertragungselement 84 erstreckt
sich durch eine zylindrische Öffnung 90, die in dem unteren
Ziehring 26 ausgebildet ist, und greift an einem oberen Ende
der Kolbenstange 86 an. Zwar ist das Kraftübertragungselement
84 bevorzugt getrennt von der Kolbenstange 86 auszubilden,
jedoch ist es denkbar, daß die Kolbenstange 86 durch die
Öffnung 90 verlängert sein könnte, so daß die Kolbenstange
selbst als das Kraftübertragungselement fungieren würde.
Falls dies gewünscht ist, könnten das Kraftübertragungsele
ment 84 und die Kolbenstange 86 an einer Seite des unteren
Ziehrings 26 angeordnet sein, so daß die sich durch den
unteren Ziehring 26 erstreckende Öffnung 90 nicht notwendig
wäre.
Es versteht sich, daß zwar in Fig. 1 nur eine einzige Steuer
anordnung 36 gezeigt ist, aber eine Vielzahl von identischen
Steueranordnungen 36 rechtwinklig um den Umfang des unteren
Ziehrings 26 angeordnet sind. Die Vielzahl von Steueranord
nungen stehen in Fluidverbindung mit einer Vielzahl von
Dämpfungsanordnungen 34, die ebenfalls rechtwinklig um den
Umfang des unteren Ziehrings 26 angeordnet sind, und sind so
zu betreiben, daß hydraulische Fluiddruckkräfte auf sie über
tragen werden.
Befindet sich die Pressenanordnung 20 in dem offenen Zustand
von Fig. 1, dann befindet sich der obere Ziehring 24 in
beträchtlichem Abstand über dem unteren Ziehring 26. Der
untere Ziehring 26 wird durch die ausgefahrene Dämpfungsan
ordnung 34 gestützt. Zu diesem Zeitpunkt ragt das Kraftüber
tragungselement 84 nach oben von der Oberseite des unteren
Ziehrings 26 zu dem oberen Ziehring 24 hervor. Das Kraftüber
tragungselement 84 wird an dem oberen Ende der Kolbenstange
86 der ausgefahrenen Steuer-Kolben-Zylinder-Anordnung 70
gestützt.
Das Werkstück 28 ist zwischen dem oberen und dem unteren
Ziehring 24 und 26 angeordnet. Das Werkstück wird durch den
unteren Ziehring 26 gestützt und ist vom Kraftübertragungs
element 84 aus innen angeordnet. Das Kraftübertragungselement
84 erstreckt sich also zwar in die Öffnung 90 in dem unteren
Ziehring 26, aber nicht durch das Werkstück 28.
Die Dämpfungsanordnung 34 wird durch den Fluiddruck, d. h. den
Stickstoffgasdruck in der unteren Kammer 48 mit veränderbarem
Volumen in dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen Zustand
gehalten. Der Gasdruck in der unteren Kammer 48 mit veränder
barem Volumen und dem Druckspeicher 52 ist mehr als ausrei
chend, um den unteren Ziehring 26 und den Dämpfungskolben 44
zu stützen. Die Steueranordnung 36 wird durch den Druck des
hydraulischen Fluids in der unteren Kammer 78 mit veränder
barem Volumen in dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen
Zustand gehalten. Der Fluiddruck in der Kammer 78 mit
veränderbarem Volumen ist mehr als ausreichend, um den
Steuerkolben 74 und das Kraftübertragungselement 84 zu
stützen.
Der Fluiddruck in der unteren Kammer 78 mit veränderbarem
Volumen der Steueranordnung 36 ist gleich dem Fluiddruck in
der unteren Kammer 48 mit veränderbarem Volumen der Dämp
fungsanordnung 34. Dem ist so, weil der Fluiddruck von dem
Druckspeicher 52 durch die Leitung 64 zu der unteren Kammer
48 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungsanordnung 34 über
tragen wird. Der Fluiddruck wird von dem Druckspeicher 52 zu
der unteren Kammer 78 mit veränderbarem Volumen der Steuerung
36 durch die Leitung 54, die obere Kammer 46 mit veränder
barem Volumen der Dämpfungsanordnung 34 und die Leitung 80
übertragen. Der relativ hohe Stickstoffgasdruck, der an der
oberen Seite eines Körpers aus hydraulischem Fluid in dem
Druckspeicher 52 aufrechterhalten wird, ermöglicht es dem
Druckspeicher, jede Leckage von Fluid entweder von der Dämp
fungsanordnung 34 oder der Steueranordnung 36 auszugleichen.
Zu Beginn der Überführung der Pressenanordnung 20 von dem
offenen Zustand von Fig. 1 zu dem geschlossenen Zustand von
Fig. 4 bewegt die Antriebsanordnung 32 den oberen Ziehring 24
in bekannter Weise nach unten auf den unteren Ziehring 26 zu.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der untere Ziehring 26
stationär in der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition. Die
Dämpfungsanordnung 34 und die Steueranordnung 36 sind jeweils
in ausgefahrenem Zustand.
Während sich der obere Ziehring 24 auf den unteren Ziehring
26 zu bewegt, greift die untere Seite des oberen Ziehrings 24
an dem Kraftübertragungselement 84 (Fig. 2) ein. Während sich
der obere Ziehring so bewegt, daß er in Eingriff mit dem
Kraftübertragungselement 84 gelangt, wird eine Kraft von dem
oberen Ziehring 24 zu der Dämpfungsanordnung 34 übertragen,
um die Überführung der Dämpfungsanordnung in einen einge
fahrenen Zustand einzuleiten. Während die Dämpfungsanordnung
34 eingefahren wird, wird der untere Ziehring 26 nach unten
beschleunigt.
Wenn der obere Ziehring 24 an dem Kraftübertragungselement 84
(Fig. 2) eingreift, wird das Kraftübertragungselement 84 nach
unten gegen die Kolbenstange 86 in der Steueranordnung 36
gedrückt. Die gegen die Kolbenstange 86 aufgebrachte Kraft
wird zu dem Kolben 74 übertragen. Der Kolben 74 bringt eine
Kraft gegen das hydraulische Fluid in der unteren Kammer 78
mit veränderbarem Volumen auf. Der durch den Kolben 74 in der
unteren Kammer 78 mit veränderbarem Volumen erzeugte Fluid
druck veranlaßt hydraulisches Fluid, von der Steueranordnung
36 durch die Leitung 80 zu der Dämpfungsanordnung 34 zu
fließen.
Der Fluidfluß von der Steueranordnung 36 zu der Dämpfungsan
ordnung 34 veranlaßt das Einfahren der Dämpfungsanordnung
(Fig. 2). Hydraulisches Fluid fließt also von der Leitung 80
in die obere Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der Dämp
fungsanordnung 34. Der Fluiddruck in der oberen Kammer 46 mit
veränderbarem Volumen veranlaßt den Kolben 44, sich nach
unten zu bewegen und das Gas in der unteren Kammer 48 mit
veränderbarem Volumen zu komprimieren. Während sich der
Kolben 44 nach unten bewegt, bewegen sich auch die Kolben
stange 68 und der untere Ziehring 26 nach unten. Dem ist so,
weil der untere Ziehring 26 an der Kolbenstange 68 gestützt
wird und mit der Kolbenstange bewegbar ist.
Obwohl der untere Ziehring 26 durch das Einfahren der
Dämpfungsanordnung 34 nach unten beschleunigt wird, ist die
Geschwindigkeit des unteren Ziehrings 26 bei der Bewegung
nach unten (Fig. 2) geringer als die Geschwindigkeit des
oberen Ziehrings 24 bei der Bewegung nach unten. Dem ist so,
weil die Kopfendfläche des Kolbens 74 der Steueranordnung
kleiner ist als die Stangenendfläche des Kolbens 44 der
Dämpfungsanordnung. Die Steueranordnung 36 fährt also mit
einer höheren Geschwindigkeit als die Dämpfungsanordnung 34
ein.
Zur Abgabe eines zusätzlichen Fluidvolumens von der Steueran
ordnung 36 bewegt sich der Kolben 74 nach unten über eine
vorbestimmte Entfernung. Dies führt dazu, daß ein entspre
chendes zusätzliches Fluidvolumen von der Leitung 80 in die
obere Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungsein
richtung 34 fließt. Das in die obere Kammer 46 mit veränder
barem Volumen fließende hydraulische Fluid veranlaßt den
Dämpfungskolben 44, sich nach unten über eine geringere
Entfernung als der Steuerkolben 74 zu bewegen.
Das Verhältnis zwischen der Größe der Kopfendfläche an dem
Steuerkolben 74 und der Stangenendfläche an dem Dämpfungs
kolben 44 kann beliebig gewählt sein. Bei dem hier darge
stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung war allerdings die
Stangenendfläche an dem Dämpfungskolben 44 zweimal so groß
wie die Kopfendfläche an dem Steuerkolben 74. Deshalb bewegt
sich bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung
der Dämpfungskolben 44 mit der halben Geschwindigkeit nach
unten, mit der sich der obere Ziehring 24 nach unten bewegt.
Deshalb bewegt sich der untere Ziehring 26 mit der halben
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 nach unten. Natürlich
läßt sich das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit bei der
Bewegung nach unten bei dem oberen und dem unteren Ziehring
24 und 26 dadurch ändern, daß man das Verhältnis zwischen den
Stangenend- und Kopfendflächen der Dämpfungs- und Steuer
kolben 44 und 77 ändert.
Da die Geschwindigkeit bei der Bewegung des unteren Ziehrings
26 nach unten geringer ist als die Geschwindigkeit des oberen
Ziehrings 24 bei der Bewegung nach unten ist, prallen der
obere Ziehring und das Werkstück 28 gegen den sich langsamer
bewegenden Ziehring 26 (Fig. 3). Prallt der obere Ziehring 24
gegen den unteren Ziehring 26, dann wird das Werkstück 28
zwischen den Ziehringen eingespannt und die Ziehringe bewegen
sich zusammen nach unten. Da sich der obere Ziehring 26 nach
unten bewegt, wenn der obere Ziehring 24 und das Werkstück 28
gegen den unteren Ziehring 26 prallen, sind die Stoßbela
stungskräfte auf der Pressenanordnung 20 wesentlich geringer
als dies der Fall wäre, wenn der untere Ziehring 26 stationär
wäre, wenn der obere Ziehring auf den unteren Ziehring
prallen würde. Außer einer Verringerung der Stoßbelastungs
kräfte wird auch eine Verminderung des mit dem Betrieb der
Pressenanordnung 20 verbundenen Geräuschpegels dadurch
erreicht, daß man den unteren Ziehring 26 sich nach unten
bewegen läßt, wenn sich der obere Ziehring 24 gegen ihn
schließt.
Während sich der obere und der untere Ziehring 24 und 26 mit
dem zwischen ihnen eingespannten Werkstück 28 zusammen nach
unten bewegen (Fig. 3), werden die Dämpfungsanordnung 34 und
die Steueranordnung 36 mit der gleichen Geschwindigkeit
eingefahren. Dies verhält sich so, weil der Kolben 44 der
Dämpfungsanordnung und der Kolben 74 der Steueranordnung sich
mit dem oberen und dem unteren Ziehring 24 und 26 nach unten
bewegen, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit nach unten
bewegen. Während sich der Kolben 44 in der Dämpfungsanordnung
34 unter dem Einfluß der von dem unteren Ziehring 26 zu der
Kolbenstange 68 übertragenen Kraft nach unten bewegt, wird
das Gas in der unteren Kammer 48 mit veränderbarem Volumen
komprimiert. Da die Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44
zweimal so groß wie die Kopfendfläche des Steuerkolbens 74
ist, dehnt sich die obere Kammer mit veränderbarem Volumen in
der Dämpfungsanordnung 34 mit einer höheren Geschwindigkeit
aus als der, mit welcher sich die untere Kammer 78 mit ver
änderbarem Volumen in der Steueranordnung 36 zusammenzieht.
Dies führt zum Auftreten von Kavitationen in der oberen
Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungsanordnung
34.
Wenn es in der oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen zu
Kavitationen kommt, dann kann hydraulisches Fluid von dem
Druckspeicher 52 (Fig. 1) durch die Leitung 54 und das Rück
schlagventil 58 zu der oberen Kammer mit veränderbarem
Volumen fließen. Allerdings ist das Flußbegrenzerventil 56
(Fig. 1) so eingestellt, daß es die Durchflußrate des hydrau
lischen Fluids auf eine sehr geringe Menge begrenzt, die
praktisch vernachlässigt werden kann. Diese Durchflußrate des
hydraulischen Fluids ist jedoch ausreichend, um jegliche
Leckage, die in dem System auftreten kann, auszugleichen.
Da Kavitationen in der oberen Kammer 46 mit veränderbarem
Volumen der Dämpfungsanordnung 34 auftreten, besteht über den
Kolben 44 eine relativ hohe Druckdifferenz. Dies ermöglicht
es der Dämpfungsanordnung 34, eine beträchtliche nach oben
gerichtete und nachgebende Kraft bereitzustellen, die sich
der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 44 wider
setzt, während das Gas in der unteren Kammer 48 mit veränder
barem Volumen komprimiert wird. Aufgrund der beträchtlichen
Druckdifferenz über den Dämpfungskolben 44 ist die Dämpfungs
anordnung 34 so zu betreiben, daß sie eine Stoßbelastung auf
den Bauteilen der Pressenanordnung dämpft, während sich die
Pressenanordnung auf den vollständig geschlossenen Zustand
von Fig. 4 zu bewegt.
Wenn die Pressenanordnung 20 geschlossen ist (Fig. 4), dann
ist die Dämpfungsanordnung 34 eingefahren. Die Steueranord
nung 36 ist ebenfalls eingefahren. Der obere und der untere
Ziehring 24 und 26 befinden sich an ihren untersten Positio
nen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Werkstück 28 durch ein
Gesenk während einer Streckziehoperation bereits vollständig
umgeformt worden.
Unmittelbar nachdem die Pressenanordnung 20 den geschlossenen
Zustand von Fig. 4 erreicht, beginnt die Pressenanordnung 20,
zurück zu dem offenen Zustand von Fig. 1 zu fahren. Während
die Pressenanordnung sich zu öffnen beginnt, bewegt die
Pressenantriebsanordnung 32 (Fig. 1) den oberen Ziehring 24
nach oben von der Basis 22 weg. Während sich der obere Zieh
ring 24 nach oben von der Basis weg bewegt, dehnt sich die
Dämpfungsanordnung 34 aus, um den unteren Ziehring 26 mit dem
oberen Ziehring 24 nach oben zu bewegen. Der Gasdruck in der
unteren Kammer 48 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungsan
ordnung 34 drückt also den Kolben 44 nach oben, so daß der
untere Ziehring 26 in anstoßendem Eingriff mit dem oberen
Ziehring 24 und dem Werkstück 28 gehalten wird.
Während sich der obere und der untere Ring 24 und 26 zusammen
nach oben bewegen (Fig. 5), dehnt sich die untere Dämpfungs
kammer 48 aus, und die obere Dämpfungskammer 46 zieht sich
zusammen. Dies führt dazu, daß die Kavitationen, die vorher
in der oberen Dämpfungskammer 46 aufgetreten sind, beseitigt
werden. Während dieser anfänglichen Bewegung des Dämpfungs
kolbens 44 nach oben, wird kein Fluid von der Dämpfungsan
ordnung 34 zu der Steueranordnung gepumpt, und die Steuer
anordnung 36 bleibt zusammengezogen.
Sobald die Kavitationen in der oberen Dämpfungskammer 46
beseitigt sind, wird hydraulisches Fluid von der oberen
Dämpfungskammer durch die Leitung 80 gepumpt, um den Steuer
kolben 74 nach oben zu bewegen. Die gegen den Steuerkolben 74
aufgebrachte Druckkraft des hydraulischen Fluids wird über
die Kolbenstange 86 und das Kraftübertragungselement 84 zu
dem oberen Ziehring 24 übertragen, um diesen nach oben zu
drücken (Fig. 5). Dies führt zu einer Rückübertragung von
Energie zu der Antriebsanordnung 32 (Fig. 1) .
Während der weiteren Überführung der Pressenanordnung 20 in
den offenen Zustand wird die Geschwindigkeit der nach oben
gerichteten Bewegung des unteren Ziehrings 26 bezüglich der
Bewegungsgeschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 vermindert.
Der untere Ziehring 26 wird also bezüglich des oberen Zieh
rings 24 verzögert. Dies führt dazu, daß sich der obere und
der untere Ziehring 24 und 26 so trennen, wie dies in Fig. 6
schematisch gezeigt ist.
Die Verzögerung des unteren Ziehrings 26 und die Trennung des
unteren und des oberen Ziehrings ergibt sich daraus, daß das
Stangenende des Dämpfungskolbens 44 eine größere Fläche als
das Kopfende des Steuerkolbens 74 aufweist. Sind nun also die
Kavitationen in der oberen Dämpfungskammer 46 beseitigt, dann
wird hydraulisches Fluid von der oberen Kammer in der Dämp
fungsanordnung 34 zu der unteren Kammer 78 in der Steuer
anordnung 36 gepumpt. Die untere Kammer 78 in der Steuer
anordnung 36 dehnt sich mit einer Geschwindigkeit aus, die
von der Geschwindigkeit der Bewegung des oberen Ziehrings 24
nach oben bestimmt ist. Der Steuerkolben 74 bewegt sich also
für jedes Inkrement in der nach oben gerichteten Bewegung des
Ziehrings 24 um ein Inkrement weiter.
Da die Kopfendfläche des Steuerkolbens 74 nur halb so groß
wie die Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44 ist, kann
sich der Dämpfungskolben nach oben bewegen und die obere
Dämpfungskammer 46 mit einer Geschwindigkeit kontrahieren,
die nur halb so groß wie die Geschwindigkeit der Ausdehnung
der unteren Steuerkammer 78 ist. Deshalb bewegt sich der
Dämpfungskolben 44 mit der halben Geschwindigkeit wie der
Steuerkolben 74 nach oben. Dies führt dazu, daß die
Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des
unteren Ziehrings 26 auf die Hälfte der Geschwindigkeit der
nach oben gerichteten Bewegung des oberen Ziehrings 24
vermindert wird.
Das Gas in der unteren Dämpfungskammer 48 drückt ständig den
Dämpfungskolben 44 nach oben, um das hydraulische Fluid in
der oberen Kammer 46 der Dämpfungsanordnung unter Überdruck
zu setzen. Dies führt dazu, daß Fluiddruck durch die Leitung
80 zu der unteren Steuerkammer 78 übertragen wird. Der Druck
des hydraulischen Fluids in der unteren Steuerkammer 78
drückt den Kolben 74 und die Kolbenstange 86 nach oben, um
eine nach oben gerichtete Kraft gegen das Kraftübertragungs
element 84 aufzubringen.
Das Kraftübertragungselement 84 stößt an dem oberen Ziehring
24 an und bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie
dieser nach oben. Die Geschwindigkeit der nach oben gerichte
ten Bewegung des oberen Ziehrings 24 ist jedoch durch den
Pressenantrieb 32 bestimmt. Dies führt dazu, daß der Druck
des hydraulischen Fluids in der unteren Kammer 78 der Steuer
anordnung so wirksam wird, daß eine Kraft gegen den oberen
Ziehring 24 aufgebracht wird, die diesen nach oben drückt. Zu
diesem Zeitpunkt ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit der
Dämpfungsanordnung 34 auf die halbe Ausdehnungsgeschwindig
keit der Steueranordnung 36 verlangsamt.
Während der obere Ziehring 24 sich weiter nach oben bewegt,
nähert sich die Dämpfungsanordnung 34 einem voll ausgefah
renen Zustand, und der untere Ziehring 26 nähert sich der in
Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition, bzw. der Position bei
offener Presse. Ist die Dämpfungsanordnung 34 voll ausge
fahren, dann hat der obere Ziehring 24 seine Ausgangsposi
tion, bzw. die Position bei offener Presse erreicht. Die
Bewegung des unteren Ziehrings 26 nach oben ist dann
gestoppt, und der untere Ziehring bleibt stationär in seiner
Ausgangsposition.
Da der untere Ziehring 26 auf die halbe Geschwindigkeit des
oberen Ziehrings 24 verzögert wurde, ist die Trägheit des
unteren Ziehrings 26 geringer als sie es wäre, wenn sich der
untere Ziehring 26 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der
obere Ziehring 24 bewegen würde. Deshalb ist die Neigung des
unteren Ziehrings 26 zum Zurückspringen beim Anhalten in
seiner Ausgangsposition bei offener Presse wesentlich ver
ringert. Dies führt zu einer wesentlichen Verringerung der
Rückprallasten und der Vibrationen, denen die Pressenanord
nung 20 unterworfen ist.
Nachdem der untere Ziehring 26 den Ausgangszustand, bzw. den
Zustand bei offener Presse erreicht hat, bewegt sich der
obere Ziehring 24 unter dem Einfluß der Pressenantriebsanord
nung 32 weiter nach oben von dem unterem Ziehring 26 weg.
Dies führt dazu, daß sich der obere Ziehring 24 von dem
Kraftübertragungselement 84 weg bewegt. Wenn der obere Zieh
ring 24 die Position bei offener Presse oder die Ausgangspo
sition von Fig. 1 erreicht, ist die nach oben gerichtete
Bewegung des oberen Ziehrings 24 gestoppt. Ist die Pressen
anordnung 20 einmal in den offenen Zustand von Fig. 1 über
führt, dann läßt sich das umgeformte Werkstück 28 schnell aus
der Pressenanordnung 20 entfernen.
Obwohl vorstellbar ist, daß die Dämpfungsanordnung 34 viele
verschieden Konstruktionen aufweisen kann, ist eine spezielle
Konstruktion der Dämpfungsanordnung 34 in Fig. 7 dargestellt.
Die Dämpfungsanordnung 34 umfaßt eine äußere Dichtungsein
richtung 92 (Fig. 7), die das Eindringen von Schmutz und
anderen Fremdkörpern zwischen die Kolbenstange 68 und die
Basis 22 verhindert. Eine innere Dichtungsanordnung 94
verhindert, daß Fluid von der oberen Dämpfungskammer 46
ausfließt. Eine Kolbendichtungsanordnung 96 verhindert, daß
Fluid zwischen der oberen und der unteren Kammer 46 und 48
der Dämpfungsanordnung 34 fließt.
Die äußere Dichtungsanordnung 92 umfaßt ein ringförmiges
Lager- oder Stützelement 102 mit einer sich nach oben öffnen
den ringförmigen Ausnehmung, in welcher ein Dichtungsring 104
angeordnet ist. Ein radial innerer Teil des Dichtungsrings
104 greift dichtend an der zylindrischen äußeren Seitenfläche
der Kolbenstange 68 ein. Ein radial äußerer Teil des Dich
tungsrings 104 greift dichtend an einer zylindrischen inneren
Seitenfläche der Ausnehmung in dem Lager- oder Stützelement
102 ein. Ein ringförmiger Dichtungsring 106 ist zwischen dem
Dichtungsring 104 und einem ringförmigen Halte- oder Schließ
flansch 108 vorgesehen.
Das Lager- oder Stützelement 102 ist in einer ringförmigen
Ausnehmung 112 angeordnet, die in einem Gehäuseabschnitt 114
ausgebildet ist. Das Lagerelement 102 und der Dichtungsring
104 sind radial bezüglich der ringförmigen Ausnehmung 112 in
dem Gehäuseabschnitt 114 verschiebbar, um eine kippende Bewe
gung der Kolbenstange 68 aufzunehmen. Die äußere Dichtungs
anordnung 92 hält also bei einer Bewegung der Kolbenstange 68
von der (in Fig. 7 gezeigten) Ausgangsposition in eine
entweder nach links oder nach rechts gekippte Position eine
dichte Packung zwischen der Kolbenstange 68 und dem Flansch
108 an dem Gehäuseabschnitt aufrecht. Die Konstruktion der
äußeren Dichtungsanordnung 92 und die Art und Weise, in der
sie mit der Kolbenstange 68 zusammenwirkt, ist gleich der in
der US-Patentschrift 47 65 227 offenbarten.
Die innere Dichtungsanordnung 94 umfaßt ein starres zylin
drisches Stützelement 120 aus Metall, das sich um die Kolben
stange 68 erstreckt und koaxial mit der Kolbenstange liegt.
Eine ringförmige Enddichtung 122 ist in einer nach oben
gewandten Ausnehmung 124 angeordnet, die in dem allgemein
zylindrischen Stützelement 120 ausgebildet ist, und greift
dichtend an einem ringförmigen nach innen sich erstreckenden
Flansch 126 an dem Gehäuseabschnitt 114 ein. Die Enddichtung
122 sperrt den Fluß von Fluid zwischen der Außenseite des
Stützelements 120 und dem Gehäuseabschnitt 114.
Ein ringförmiger Lagerring 128 ist zwischen der zylindrischen
äußeren Seitenfläche der Kolbenstange 68 und einer zylindri
schen inneren Seitenfläche des Stützelements 120 vorgesehen.
Der Lagerring 128 stößt an die Kolbenstange 68 und das Stütz
element 120 an und übertragt wirksam Kraft zwischen ihnen.
Diese Kraft verschiebt den Stützring 120 radial bezüglich des
Gehäuseabschnitts 114 bei einer Kippbewegung der Kolbenstange
68 bezüglich der Basis 22.
Eine ringförmige Stangendichtung 132 ist zwischen der zylin
drischen äußeren Seitenfläche der Kolbenstange 68 und der
zylindrischen inneren Seitenfläche des Stützelements 120 vor
gesehen. Die Stangendichtung 132 greift dichtend an der
äußeren Seitenfläche der Kolbenstange 68 und einer zylindri
schen inneren Seitenfläche des Stützelements 120 an. Die
Stangendichtung 132 sperrt den Fluß von Fluid zwischen der
Kolbenstange 68 und dem Stützelement 120.
Ein ringförmiger metallischer Anschlagring 138 ist fest
zwischen den Gehäuseabschnitt 114 und eine zylindrische
Zylinderhülse 140 geklemmt. Der starre ringförmige Metallring
138 stellt einen Anschlag bereit, um so eine nach oben
gerichtete Bewegung des Dämpfungskolbens 44 zu verhindern.
Außerdem leitet der Anschlagring 138 hydraulisches Fluid zu
der oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen in der Dämp
fungsanordnung 34 und von ihr weg.
Der Anschlagring 138 weist eine ringförmige Bodenfläche 144
auf, die anstoßend durch eine ringförmige Schulter 146 an dem
Kolben 44 in Eingriff gebracht ist, um eine nach oben gerich
tete Bewegung des Kolbens zu verhindern. Eine Vielzahl von
sich radial erstreckenden Durchgängen 148 sind in dem Ansatz
ring 138 vorgesehen. Die sich radial erstreckenden Durchgänge
leiten Fluid zu und von der ringförmigen sich nach außen
öffnenden Ausnehmung 150 in dem Anschlagring 138. Fluid kann
also durch die Durchgänge 148 in dem Anschlagring 138 entwe
der in die obere Dämpfungskammer 46 oder aus ihr heraus
fließen. Die ringförmige Ausnehmung 150 ist in Fluidverbin
dung mit einer zylindrischen Verteilerkammer 152 verbunden,
die sich um die Außenseite der Zylinderhülse 140 an einer
Vielzahl von sich radial erstrekkenden Durchgängen 154 vorbei
erstreckt. Die Verteilerkammer 152 ist in Fluidverbindung mit
der Leitung 80 verbunden, die die Dämpfungsanordnung 34 mit
der Steueranordnung 36 verbindet.
Die Enddichtung 122 wird durch eine ringförmige Wellenfeder
160 nach oben gegen den nach außen hervorragenden Gehäuse
flansch 126 gedrückt. Die Feder 160 ist zwischen dem Stütz
element 120 und dem Anschlagring 138 angeordnet. Bei einer
Kippbewegung der Kolbenstange 68 bewegt sich die ringförmige
Feder 160 radial bezüglich des Anschlagrings 138. Außerdem
kann eine merkliche Bewegung zwischen dem Stützelement 120
und der Feder 160 auftreten.
Eine ringförmige Kolbendichtung 164 erstreckt sich zwischen
dem Kolben 44 und der Zylindereinlage 140. Die Kolbendichtung
164 sperrt den Fluß von Fluid zwischen dem Kolben 44 und der
Zylindereinlage 140. Ein ringförmiger Verstärkungs- oder
Stützring 166 ist für den Kolbendichtungsring 164 vorgesehen.
Es ist vorstellbar, daß während des Betriebs der Pressenan
ordnung 20 eine geringe Menge hydraulischen Fluids an der
inneren Dichtungsanordnung 94 vorbei in einen ringförmigen
Raum 172 ausläuft, der zwischen der inneren und der äußeren
Dichtungsanordnung 92 und 94 angeordnet ist. Der ringförmige
Raum 172 ist mit einem Abflußdurchgang 174 verbunden, der
sich durch ein Rückschlagventil 176 zu einem ringförmigen
Raum 178 erstreckt. Der ringförmige Raum 178 ist mit einem in
der Basis 22 ausgebildeten Abflußdurchgang 180 verbunden.
Bei dem in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung bewirkt die Steueranordnung 36 eine Beschleunigung
des unteren Ziehrings 26, nachdem der obere Ziehring 24 an
dem Kraftübertragungselement 84 eingegriffen hat. Zur
Verringerung von Stoßbelastungskräften prallen der obere
Ziehring 24 und das Werkstück 28 gegen den unteren Ziehring
26, während sich der untere Ziehring mit einer Geschwindig
keit bewegt, auf die er durch die Steuereinheit 36 beschleu
nigt wurde. Es ist vorstellbar, daß die Stoßbelastungskräfte
auf den Bauteilen der Pressenanordnung 20 dadurch weiter ver
ringert werden könnten, daß man eine weitere Beschleunigung
des unteren Ziehrings 26 bewirkt, bevor der obere Ziehring 24
und das Werkstück 28 auf den unteren Ziehring 26 prallen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Steueranordnung, das teil
weise in Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, ist die Steueran
ordnung während des Schließens und Öffnens der Pressenanord
nung 20 so zu betreiben, daß sie den unteren Ziehring 26 in
zwei getrennten Schritten beschleunigt und verzögert. Die in
Fig. 8 bis 10 dargestellte Steueranordnung beschleunigt also
während des Schließens der Pressenanordnung den unteren Zieh
ring 26 auf eine erste Geschwindigkeit und dann auf eine
zweite Geschwindigkeit, bevor sich der obere und der untere
Ziehring zusammenbewegen. Auf ähnliche Weise verzögert die
Steueranordnung von Fig. 8 bis 10 während des Öffnens der
Pressenanordnung 20 den unteren Ziehring 26 auf eine erste
Geschwindigkeit und verzögert ihn dann auf eine zweite
Geschwindigkeit, bevor der Ziehring an seiner Ausgangsposi
tion gestoppt wird. Da das Ausführungsbeispiel der Steueran
ordnung, die teilweise in Fig. 8 bis 10 dargestellt ist,
allgemein dem in Fig. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsbei
spiel der Steueranordnung ähnlich ist, werden die gleichen
Bezugsziffern für die Bezeichnung ähnlicher Bauteile verwen
det, wobei der Buchstabe "a" an die Bezugsziffern von Fig. 8
bis 10 angefügt ist, um eine Verwechslung zu vermeiden.
Die Steueranordnung 36a (Fig. 8) umfaßt eine zweistufige
Kolben-Zylinder-Anordnung 70a. Die Kolben-Zylinder-Anordnung
70a umfaßt einen inneren Kolben 186, der fest mit der Kolben
stange 86a und dem hohlen äußeren Kolben 188 verbunden ist,
der den inneren Kolben 186 umschließt. Der zylindrische
innere Kolben 186 und der zylindrische äußere Kolben 188
können sich in einem begrenzten Bereich bezüglich einander
bewegen.
Der äußere Kolben 188 hat eine größere Kopfend-Querschnitts
fläche als der innere Kolben 186. Genauer ist die Quer
schnittsfläche des äußeren Kolbens 188, in einer Ebene
gemessen, die sich rechtwinklig zu der zentralen Längsachse
190 der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a erstreckt, zweimal so
groß wie die Querschnittsfläche des inneren Kolbens 186 ist,
wenn sie in einer Ebene gemessen ist, die sich in einer Ebene
rechtwinklig zu der Achse 190 erstreckt.
Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel der in Fig. 8 darge
stellten Steueranordnung 36a beträgt die Querschnittsfläche
des inneren Kolbens 186 ein Drittel der Stangenendfläche des
Dämpfungskolbens 44 (Fig. 1). Die Querschnittsfläche des
äußeren Kolbens 188 beträgt zwei Drittel der Stangenendfläche
des Dämpfungskolbens 44. Selbstverständlich könnten die
Flächen der Kolben 186 und 188 ein anderes Verhältnis zuein
ander und zu der Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44
haben.
Während der Überführung der Presseanordnung 20 (Fig. 1) von
dem offenen in den geschlossenen Zustand wird der innere
Kolben 186 anfänglich nach unten bezüglich des äußeren
Kolbens 188 (Fig. 9) mit dem oberen Ziehring 24 bewegt. Dies
bewirkt eine Beschleunigung des Dämpfungskolbens 44 und des
unteren Ziehrings 26 auf eine Geschwindigkeit, die ein
Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 beträgt.
Während sich die Pressenanordnung weiter schließt, bewegen
sich der innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188 zusammen
nach unten (Fig. 10). Dadurch, daß sich die Kolben 186 und
188 zusammen nach unten bewegen, wird Fluid aus der
Steueranordnung 36a in die Dämpfungsanordnung 34 gedrückt, um
eine Beschleunigung des Dämpfungskolbens 44 und des unteren
Ziehrings 26 auf eine Geschwindigkeit zu bewirken, die gleich
zwei Dritteln der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24
ist.
Nachdem der untere Ziehring 26 auf eine Geschwindigkeit be
schleunigt worden ist, die gleich zwei Dritteln der Geschwin
digkeit des oberen Ziehrings 24 ist, prallen der obere Zieh
ring und das Werkstück 28 gegen den unteren Ziehring. Da sich
der untere Ziehring 26 mit einer Geschwindigkeit nach unten
bewegt, die gleich zwei Dritteln der nach unten gerichteten
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 ist, wenn sich der
obere Ziehring 24 gegen den untern Ziehring 26 schließt, ist
die Stoßbelastung, der die Bauteile der Pressenanordnung
unterworfen sind, geringer als bei dem in Fig. 1 bis 6
dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wenn die Pressenanordnung von dem geschlossenen Zustand von
Fig. 4 wieder in den offenen Zustand von Fig. 1 überführt
wird, wirken der innere und der äußere Kolben 186 und 188
zusammen, um eine Verzögerung des unteren Ziehrings 26 und
des Dämpfungskolbens 44 auf eine Geschwindigkeit zu bewirken,
die zwei Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24
beträgt. Während sich die Pressenanordnung 20 weiter
schließt, bewirkt der innere Kolben 186 der Steueranordnung
36a eine Verzögerung des Dämpfungskolbens 44 und des unteren
Ziehrings 26 auf eine Geschwindigkeit, die nur ein Drittel
der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 beträgt.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 (Fig. 1) von
dem geschlossenen in den offenen Zustand bewegen sich der
äußere und der innere Kolben 186 und 188 zusammen von ihrer
unteren Arbeitshubendstellung nach oben. Dies bewirkt eine
Verzögerung des Dämpfungskolbens 44 und des unteren Ziehrings
26 von einer Geschwindigkeit, die gleich der des oberen Zieh
rings 24 ist, auf eine Geschwindigkeit, die zwei Drittel der
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings beträgt. Während sich
die Pressenanordnung weiter öffnet, erreicht der Kolben 188
seine obere Arbeitshubendstellung (Fig. 9), und der innere
Kolben 186 bewegt sich bezüglich des äußeren Kolbens 188 nach
oben. Dies bewirkt eine Verzögerung des Dämpfungskolbens 44
und des unteren Ziehrings 26 von einer Geschwindigkeit, die
zwei Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24
beträgt, auf eine Geschwindigkeit, die ein Drittel der
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings beträgt.
Nachdem der untere Ziehring 26 auf eine Geschwindigkeit
verzögert worden ist, die gleich einem Drittel der Geschwin
digkeit des oberen Ziehrings 24 ist, bewegt sich der untere
Ziehring zu seiner Ausgangsposition, bzw. der Position bei
offener Presse. Da sich der untere Ziehring 26 mit einer
Geschwindigkeit nach oben bewegt, die ein Drittel der
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 beträgt, ist die
Trägheit des unteren Ziehrings während der Annäherung an die
Ausgangsposition relativ gering. Deshalb werden das Zurück
prallen des unteren Ziehrings 26, wenn er seine Ausgangs
position erreicht, sowie die Vibrationen der Bauteile der
Presseanordnung minimiert.
Wenn sich die Pressenanordnung 20 in dem offenen Zustand von
Fig. 1 befindet, dann befindet sich die Kolben-Zylinder-An
ordnung 70a in dem voll ausgefahrenen Zustand von Fig. 8. Zu
diesem Zeitpunkt befinden sich der innere und der äußere
Kolben 186 und 188 an ihren oberen Arbeitshubendstellungen.
Die untere Kammer 78a mit veränderbarem Volumen ist mit einem
hydraulischen Fluid gefüllt. Das obere Ende der Kolbenstange
86a ist in anstoßendem Eingriff mit dem unteren Ende des
Kraftübertragungselements 84 (Fig. 1) angeordnet, das sich
von dem unteren Ziehring 26 nach oben erstreckt.
Während sich der obere Ziehring 24 nach unten auf den unteren
Ziehring 26 (Fig. 1) zu bewegt, bewegt sich der obere Zieh
ring 24 in anstoßenden Eingriff mit dem Kraftübertragungsele
ment 84. Das Kraftübertragungselement 84 überträgt Kraft von
dem oberen Ziehring 24 auf die Kolbenstange 86a der Kolben-
Zylinder-Anordnung 70a (Fig. 8). Während sich der obere Zieh
ring 24 und das Kraftübertragungselement 84 weiter nach unten
bewegen, bewegt das Kraftübertragungselement 84 den inneren
Kolben 186 bezüglich des stationären äußeren Kolbens 188
(Fig. 9) nach unten.
Während sich der innere Kolben 186 unter dem Einfluß einer
von dem oberen Ziehring 24 übertragenen Kraft nach unten
bewegt, zieht sich die untere Steuerkammer 78a mit veränder
barem Volumen zusammen, und unter Druck stehendes Fluid wird
von der Steueranordnung 36a (Fig. 9) durch die Leitung 80a zu
der Dämpfungsanordnung 34 (Fig. 1) gepumpt. Das in die obere
Kammer 46 mit veränderbarem Volumen in der Dämpfungsanordnung
34 gepumpte hydraulische Fluid veranlaßt den Dämpfungskolben
44, sich nach unten zu bewegen und das Stickstoffgas in der
unteren Kammer 48 mit veränderbarem Volumen zu komprimieren.
Da die Kopfendfläche des inneren Steuerkolbens 186 ein
Drittel der Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44 beträgt,
wird der Dämpfungskolben auf eine Geschwindigkeit beschleu
nigt, die ein Drittel der nach unten gerichteten Geschwindig
keit des oberen Ziehrings 24 und des inneren Kolbens 186
beträgt. Dies führt dazu, daß sich der untere Ziehring 26 mit
einer Geschwindigkeit nach unten bewegt, die ein Drittel der
nach unten gerichteten Geschwindigkeit des oberen Ziehrings
24 beträgt.
Während sich der obere Ziehring 24 weiter nach unten bewegt,
greift das Kopfende des inneren Kolbens 186 an einem ring
förmigen, nach innen hervorragenden Kopfendflansch 194 (Fig.
9 und 10) an dem hohlen äußeren Kolben 188 ein. Dann wird
eine Kraft von dem oberen Ziehring 24 durch das Kraftübertra
gungselement 84 und den inneren Kolben 186 zu dem äußeren
Kolben 188 (Fig. 1 und 10) übertragen. Dies veranlaßt den
äußeren Kolben 188, sich mit dem inneren Kolben 186 und dem
oberen Ziehring 24 nach unten zu bewegen.
Während der innere und der äußere Kolben 186 und 188 begin
nen, sich miteinander nach unten zu bewegen, vergrößert sich
die Kopfendfläche der Steuerkolbenanordnung 36a von der rela
tiv kleinen Kopfendfläche des inneren Kolbens 186 auf die
relativ große Kopfendfläche des äußeren Kolbens 188 (Fig.
10). Dies führt dazu, daß Fluid aus der sich zusammenziehen
den unteren Steuerkammer 78a mit veränderbarem Volumen mit
einer höheren Geschwindigkeit durch den Durchgang 80a zu der
Dämpfungsanordnung 34 gedrückt wird.
Da sich die Geschwindigkeit, mit der hydraulisches Fluid von
der Steueranordnung 36a an die Dämpfungsanordnung 34 abge
geben wird, erhöht hat, erhöht sich die Geschwindigkeit der
nach unten gerichteten Bewegung des Dämpfungskolbens 44
(Fig. 1) und des unteren Ziehrings 26. Bei dem hier beschrie
benen speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der
Dämpfungskolben 44 und der untere Ziehring 26 auf eine nach
unten gerichtete Geschwindigkeit beschleunigt, die gleich
zwei Dritteln der nach unten gerichteten Geschwindigkeit des
oberen Ziehrings 24 ist.
Der untere Ziehring 26 bewegt sich weiter mit einer Geschwin
digkeit nach unten, die gleich zwei Dritteln der Geschwin
digkeit des oberen Ziehrings 24 ist, bis der obere Ziehring
24 und das Werkstück 28 gegen den unteren Ziehring 26 pral
len. Danach bewegen sich der obere und der untere Ziehring 24
und 26 zusammen nach unten, bis die Presseanordnung 20 den
geschlossenen Zustand von Fig. 4 erreicht. Oben wurde schon
erklärt, daß, während sich der obere und der untere Ziehring
24 und 26 zusammen nach unten bewegen, die Geschwindigkeit
des Fluidflusses von der Steueranordnung 36a nicht ausreicht,
um die obere Dämpfungskammer 46 zu füllen, so daß Kavita
tionen in der oberen Dämpfungskammer 46 auftreten, während
das Gas in der unteren Dämpfungskammer 48 komprimiert wird.
Wenn sich die Pressenanordnung 20 zu öffnen beginnt, bewegen
sich der obere und der untere Ziehring 24 und 26 zusammen
nach oben, bis die Kavitationen in der oberen Dämpfungskammer
46 beseitigt sind. Danach wird hydraulisches Fluid von der
oberen Dämpfungskammer 46 abgegeben und veranlaßt den inneren
und den äußeren Kolben 186 und 188, sich zusammen nach oben
zu bewegen (Fig. 10). Da die Kopfendfläche des äußeren Kol
bens 188 nur zwei Drittel der Stangenendfläche des Dämpfungs
kolbens 44 beträgt, drücken der innere und der äußere Kolben
186 und 188 die Kolbenstange 86a gegen den oberen Ziehring
24, um Kraft zu dem oberen Ziehring 24 zu übertragen.
Aufgrund der Tatsache, daß die Stangenendfläche des Dämp
fungskolbens 44 ein Drittel größer als die Kopfendflächen der
Steuerkolben 186 und 188 ist, verzögert sich der Dämpfungs
kolben von der Geschwindigkeit der nach oben gerichteten
Bewegung des oberen Ziehrings 24 auf eine Geschwindigkeit,
die nur zwei Drittel der Bewegungsgeschwindigkeit des oberen
Ziehrings 24 beträgt. Während dies stattfindet, trennen sich
der obere und der untere Ziehring 24 und 26.
Wenn der äußere Steuerkolben 188 seine obere Arbeitshubend
stellung (Fig. 9) erreicht, bewegt sich der innere Steuer
kolben 186 bezüglich des stationären äußeren Kolbens nach
oben. Da die Kopfendfläche des inneren Kolbens 186 nur ein
Drittel der Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44 beträgt,
wird die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung
des Dämpfungskolbens verlangsamt. Dies verzögert den unteren
Ziehring 26 und den Dämpfungskolben 44 auf eine Geschwindig
keit, die nur ein Drittel der Geschwindigkeit des oberen
Ziehrings 24 beträgt.
Während der innere Kolben 186 sich weiter mit dem oberen
Ziehring 24 nach oben bewegt, bewegt sich der innere Kolben
186 zu seiner Arbeitshubendstellung. Gleichzeitig bewegt sich
der Dämpfungskolben 44 zu seiner Arbeitshubendstellung.
Danach hält die Aufwärtsbewegung des Dämpfungskolbens 44 an.
Dies führt dazu, daß der untere Ziehring 26 an seiner
Ausgangsposition, bzw. der Position bei offener Presse (Fig. 1) anhält.
Die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des
unteren Ziehrings 26 wird in zwei Schritten vermindert, bevor
der Ziehring an seiner Ausgangsposition angehalten wird. Die
Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des unte
ren Ziehrings 26 wird also von einer Geschwindigkeit, die
gleich der Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung
des oberen Ziehrings 24 ist, auf eine Geschwindigkeit vermin
dert, die zwei Drittel der Geschwindigkeit der nach oben
gerichteten Bewegung des oberen Ziehrings 24 beträgt. Nachdem
die Geschwindigkeit des unteren Ziehrings 26 eine kurze Zeit
lang konstant gehalten wurde, wird die Geschwindigkeit des
unteren Ziehrings auf eine Geschwindigkeit vermindert, die
nur ein Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24
beträgt. Deshalb weist der untere Ziehring 26 eine relativ
geringe Trägheit auf, während er sich zu seiner Ausgangs
position bewegt. Dies minimiert tendenziell das Zurückprallen
des unteren Ziehrings 26 und die Vibrationen der Pressenan
ordnung 20.
Die obere Kammer 76a (Fig. 10) mit veränderbarem Volumen in
der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a ist in Fluidverbindung
durch die Kolbenstange 86 mit Atmosphäre verbunden. Ein
zentraler Durchgang 202 in der Kolbenstange 86a ist nämlich
mit der oberen Kammer 76a durch in der Kolbenstange ausgebil
dete radiale Durchgänge verbunden. Das obere Ende des zentra
len Durchgangs 202 ist durch eine kombinierte Rückschlag- und
Druckentlastungsventilanordnung 206 mit Atmosphäre verbunden.
Die kombinierte Rückschlag- und Druckentlastungsventilanord
nung ist genauso konstruiert, wie dies in der US-Patent
schrift 47 65 227 offenbart ist. Falls dies gewünscht wird,
könnte die Kammer 76a auf andere bekannte Weise an die Atmo
sphäre entlüftet werden.
Bei dem in Fig. 8 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung liegt ein spezielles Flächenverhältnis zwischen
den Kopfenden des inneren und des äußeren Kolbens 186 und 188
in der Steueranordnung 36a und dem Stangenende des Dämpfungs
kolbens 44 in der Dämpfungsanordnung 34 vor. Es versteht
sich, daß die speziellen Flächenverhältnisse zwischen den
Kolben hier aus Gründen der klareren Beschreibung angegeben
worden sind, nicht aber, um die Erfindung einzuschränken. Die
Kopfendbereiche des inneren und des äußeren Kolbens 186 und
188 könnten also, falls dies gewünscht wird, ein anderes
Verhältnis zu der Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44
oder eine Funktion davon aufweisen.
Zwar wurden hier die Steueranordnungen 36 und 36a in Verbin
dung mit dem oberen und dem unteren Ziehring 24 und 26 einer
Presse beschrieben; jedoch ist es vorstellbar, daß je nach
Wunsch die Steueranordnungen mit anderen Bauteilen einer
Presse verwendet werden könntn. So könnten bei einer Pressen
anordnung, die nicht für die Verwendung bei Streckziehopera
tionen gedacht ist, die Steueranordnungen 36 und 36a mit
anderen Bauteilen der Pressenanordnung als mit Ziehringen
verbunden werden. Es versteht sich ebenso, daß die Pressenan
ordnung so konstruiert werden könnte, daß man die Ziehringe
während der Überführung der Pressenanordnung in den geschlos
senen Zustand sich nach oben bewegen läßt, wenn auch die
Ziehringe 24 und 26 so gezeigt sind, daß sie sich zur Über
führung der Pressenanordung von dem offenen Zustand von
Fig. 1 in den geschlossenen Zustand von Fig. 4 nach unten
bewegen. Würde man dies tun, dann würde der Ziehring 24 nach
oben bewegt, bis er an dem Kraftübertragungselement 84
eingreifen und die Steueranordnung 36 veranlassen würde, sich
zusammenzuziehen, um das Einfahren der Dämpfungsanordnung 34
und eine nach oben gerichtete Bewegung des Ziehrings 26 zu
bewirken. Obwohl die Dämpfungsanordnung 34 hier mit einer
speziellen Konstruktion beschrieben worden ist, könnte eine
andere Dämpfungsanordnung verwendet werden, falls dies
gewünscht ist.
Es liegt in Hinblick auf die obige Beschreibung auf der Hand,
daß sich die vorliegende Erfindung auf eine Pressenanordnung
20 mit einem unteren und einem oberen Ziehring oder -element
24 und 26 zum Aufbringen von Druck auf gegenüberliegende
Seiten eines Werkstücks 28 während des Betriebs der Pressen
anordnung bezieht. Wird die Pressenanordnung 20 von einem
offenen Zustand (Fig. 1) in einen geschlossenen Zustand (Fig. 4)
überführt, dann wird der obere Ziehring 24 nach unten auf
den unteren Ziehring 26 bewegt. Bevor der obere Ziehring 24
gegen den unteren Ring 26 prallt, wird der untere Ziehring
dadurch in Richtung nach unten (Fig. 2) beschleunigt, daß
Kraft von dem oberen Ziehring auf eine Dämpfungseinrichtung
34 übertragen wird. Die von dem oberen Ziehring 24 auf die
Dämpfungseinrichtung 34 übertragene Kraft bewirkt die Über
führung der Dämpfungseinrichtung in einen eingefahrenen
Zustand, so daß sich der untere Ring 26 nach unten bewegt,
wenn der obere Ziehring auf den unteren Ziehring prallt. Da
sich der untere Ziehring 26 nach unten bewegt, wenn der obere
Ziehring 24 (Fig. 3) auf ihn prallt, ist die Stoßbelastung
auf den Bauteilen der Pressenanordnung 20 minimiert.
Wenn die Pressenanordnung 20 von einem geschlossenen Zustand
(Fig. 4) in einen offenen (Fig. 1) überführt wird, wird der
Betrieb der Dämpfungsanordnung von einem eingefahrenen
Zustand aus entgegengesetzt, um eine Verzögerung des unteren
Ziehrings 26 zu bewirken, bevor er seine Ausgangsposition
erreicht. Die Geschwindigkeit des unteren Ziehrings 26 wird
also verringert, bevor er gestoppt wird. Dies minimiert das
Zurückprallen des unteren Ziehrings 26 sowie die Vibrationen
der Pressenanordnung 20.
Claims (25)
1. Pressenanordnung, die zum Umformen eines Werkstücks von
einem offenen in einen geschlossenen Zustand zu überführen
ist, mit einem ersten beweglichen Element für den Eingriff an
einer ersten Seite des Werkstücks, einem zweiten beweglichen
Element für den Eingriff an einer zweiten Seite des Werk
stücks, wobei das erste Element während der Überführung der
Pressenanordnung von einem offenen in einen geschlossenen
Zustand in einer ersten Richtung zu dem zweiten Element hin
bewegt werden kann,
wobei das erste und das zweite Element während der Überfüh rung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlos senen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegt werden können und wobei wenigstens ein Teil des Werkstücks zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist,
einer Dämpfungsanordnung, die in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, um eine nachgebende Kraft bereitzu stellen, die sich einer Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand wider setzt, sowie
einer Steuereinrichtung zum Einleiten der Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand, wobei die Steuerein richtung Mittel zum Pumpen eines Fluids von der Steuerein richtung zu der Dämpfungseinrichtung aufweist, um die Über führung der Dämpfungseinrichtung in den eingefahrenen Zustand vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und des zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand einzuleiten.
wobei das erste und das zweite Element während der Überfüh rung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlos senen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegt werden können und wobei wenigstens ein Teil des Werkstücks zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist,
einer Dämpfungsanordnung, die in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, um eine nachgebende Kraft bereitzu stellen, die sich einer Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand wider setzt, sowie
einer Steuereinrichtung zum Einleiten der Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand, wobei die Steuerein richtung Mittel zum Pumpen eines Fluids von der Steuerein richtung zu der Dämpfungseinrichtung aufweist, um die Über führung der Dämpfungseinrichtung in den eingefahrenen Zustand vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und des zweiten Elements in der ersten Richtung während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand einzuleiten.
2. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Ein
richtung zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu
der Dämpfungseinrichtung während der Überführung der Pressen
anordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand so zu
betreiben ist, daß sie während der Überführung der Pressen
anordnung von dem geschlossenen in den offenen Zustand eine
Kraft von der Dämpfungsanordnung zu dem ersten Element
überträgt.
3. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher das erste
und das zweite Elment während der Überführung der Pressen
anordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand
gemeinsam in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der
ersten Richtung zu bewegen sind, wobei die Dämpfungsanordnung
eine Einrichtung zum Pumpen von Fluid von der Dämpfungsanord
nung zu der Steuereinrichtung während der Überführung der
Pressenanordnung von dem geschlossenen in den offenen Zustand
umfaßt, und
wobei die Steuereinrichtung Mittel zum Verlangsamen des Fluidflusses von der Dämpfungsanordnung während der gemein samen Bewegung des ersten und des zweiten Elements in der zweiten Richtung umfaßt, um eine Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit zu bewirken, die geringer als die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Elements in der zweiten Richtung während der Über führung der Pressenanordnung von dem geschlossenen in den offenen Zustand ist.
wobei die Steuereinrichtung Mittel zum Verlangsamen des Fluidflusses von der Dämpfungsanordnung während der gemein samen Bewegung des ersten und des zweiten Elements in der zweiten Richtung umfaßt, um eine Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit zu bewirken, die geringer als die Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Elements in der zweiten Richtung während der Über führung der Pressenanordnung von dem geschlossenen in den offenen Zustand ist.
4. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Ein
richtung zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu
der Dämpfungsanordnung während der Überführung der Pressen
anordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand Mittel
zum Pumpen von Fluid mit einem ersten Durchfluß umfaßt,
um eine Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung
mit einer ersten Geschwindigkeit während einer ersten Teil
bewegung des zweiten Elements vor der gemeinsamen Bewegung
des ersten und des zweiten Elements zu bewirken, sowie Mittel
zum Pumpen von Fluid mit einem zweiten Durchfluß, der
größer als der erste Durchfluß ist, um eine Bewegung des
zweiten Elements in der ersten Richtung mit einer zweiten
Geschwindigkeit zu bewirken, die höher als die erste Ge
schwindigkeit während einer zweiten Teilbewegung des zweiten
Elements vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und des
zweiten Elements ist.
5. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher das erste
und das zweite Element während der Überführung der Pressen
anordnung von dem geschlossenen in den offenen Zustand in
einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung
bewegbar sind, wobei die Dämpfungsanordnung eine Einrichtung
zum Pumpen von Fluid zu der Steuereinrichtung mit einem
ersten Durchfluß umfaßt, um eine Bewegung des zweiten
Elements in der zweiten Richtung mit einer ersten Geschwin
digkeit während einer ersten Teilbewegung des zweiten Ele
ments in der zweiten Richtung, und während das erste Element
sich in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit
bewegt, die höher als die erste Geschwindigkeit ist, zu
bewirken,
sowie zum Pumpen von Fluid zu der Steuereinrichtung mit einem zweiten Durchfluß, der kleiner als der erste Durchfluß ist, um eine Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit, die niedriger ist als die erste Geschwindigkeit während einer zweiten Teilbewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung, und während sich das erste Element in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als die zweite Geschwindigkeit ist, zu bewirken.
sowie zum Pumpen von Fluid zu der Steuereinrichtung mit einem zweiten Durchfluß, der kleiner als der erste Durchfluß ist, um eine Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit, die niedriger ist als die erste Geschwindigkeit während einer zweiten Teilbewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung, und während sich das erste Element in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als die zweite Geschwindigkeit ist, zu bewirken.
6. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Ein
richtung zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu
der Dämpfungsanordnung während der Überführung der Pressen
anordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand Mittel
zum Erzeugen eines Fluiddrucks unter dem Einfluß einer Kraft
umfaßt, die von dem ersten Element übertragen ist, sowie
Leitungsmittel zum Leiten eines durch den erzeugten Fluid
drucks induzierten Fluidflusses zu der Dämpfungsanordnung
während der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen
in den geschlossenen Zustand.
7. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Ein
richtung zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu
der Dämpfungsanordnung während der Überführung der Pressen
anordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand Mittel
umfaßt, um das Überführen der Dämpfungsanordnung aus dem
eingefahrenen Zustand während der Überführung der Pressenan
ordnung von dem geschlossenen zu dem offenen Zustand dadurch
zu verlangsamen, daß der Fluidfluß von der Dämpfungsanordnung
gehemmt wird.
8. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Dämpf
ungsanordnung Wandmittel zur Bildung einer Zylinderkammer
umfaßt, sowie einen Kolben, der in der Zylinderkammer ange
ordnet ist und die Zylinderkammr in eine erste und eine
zweite Kammer mit veränderbarem Volumen teilt, wobei die
erste Kammer mit veränderbarem Volumen ein Gas enthält, die
zweite Kammer mit veränderbarem Volumen ein hydraulisches
Fluid enthält und die Einrichtung zum Pumpen von Fluid von
der Steuereinrichtung zu der Dämpfungsanordnung Mittel zur
Erhöhung des Drucks des hydraulischen Fluids in der zweiten
Kammer mit veränderbarem Volumen umfaßt, um den Kolben so zu
bewegen, daß das Volumen in der zweiten Kammer mit veränder
barem Volumen erhöht und das Volumen in der ersten Kammer mit
veränderbarem Volumen vermindert wird.
9. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Ein
richtung zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu
der Dämpfungsanordnung während der Überführung der Pressenan
ordnung von dem offenen in den geschlossenen Zustand Wand
mittel umfaßt, um eine Zylinderkammer zu bilden, einen
Kolben, der in der Zylinderkammer angeordnet ist, Mittel zum
Übertragen von Kraft von dem ersten Element zu dem Kolben, um
ein Fluid in der Zylinderkammer unter Überdruck zu setzen,
sowie Mittel zum Leiten von Fluiddruck von der Zylinderkammer
zu der Dämpfungsanordnung, wobei die Dämpfungsanordnung
Mittel umfaßt, um die Überführung der Dämpfungsanordnung in
den eingefahrenen Zustand unter dem Einfluß des von der
Zylinderkammer her geleiteten Drucks zu bewirken.
10. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Dämp
fungsanordnung eine erste Kolben-Zylinder-Anordnung umfaßt,
sowie Mittel zum Übertragen von Kraft von dem zweiten Element
zu der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung, um die Überführung
der Dämpfungsanordnung in den eingefahrenen Zustand während
der Überführung der Pressenanordnung von dem offenen in den
geschlossenen Zustand zu bewirken, wobei die Einrichtung zum
Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung zu der
Dämpfungsanordnung während des Überführens der Pressenanord
nung von dem offenen in den geschlossenen Zustand eine zweite
Kolben-Zylinder-Anordnung aufweist, Mittel zum Übertragen von
Kraft von dem ersten Element zu der zweiten Kolben-Zylin
der-Anordnung, sowie Mittel zum Übertragen von Fluiddruck von
der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung zu der ersten
Kolben-Zylinder-Anordnung, um den Betrieb der ersten Kolben-
Zylinder-Anordnung unter dem Einfluß des von der zweiten
Kolben-Zylinder-Anordnung übertragenen Fluiddrucks zu
bewirken.
11. Pressenanordnung nach Anspruch 10, bei welcher die zweite
Kolben-Zylinder-Anordnung einen Zylinder umfaßt, ein erstes
in dem Zylinder angeordnetes Kolbenelement, sowie ein zweites
in dem Zylinder angeordnetes Kolbenelement, wobei das erste
Kolbenelement bezüglich des zweiten Kolbenelements und des
Zylinders bewegbar ist, um den Betrieb der ersten Kolben-
Zylinder-Anordnung mit einer ersten Geschwindigkeit zu
bewirken, und wobei das erste und das zweite Kolbenelement
gemeinsam bezüglich des Zylinders bewegbar sind, um den
Betrieb der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer
zweiten Geschwindigkeit zu bewirken, die höher als die erste
Geschwindigkeit ist.
12. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher das zweite
Element Flächenmittel zum Bilden einer Öffnung umfaßt, die
sich durch das zweite Element erstreckt, wobei sich die
Einrichtung zum Pumpen von Fluid durch die Öffnung in dem
zweiten Element erstreckt, um eine Kraft von dem ersten
Element durch das zweite Element zu übertragen.
13. Pressenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher das erste
bewegbare Element ein oberer Ziehring und das zweite beweg
bare Element ein unterer Ziehring ist, wobei der obere und
der untere Ziehring in anstoßendem Eingriff mit gegenüber
liegenden Seiten des Werkstücks angeordnet sind, um das
Werkstück während der Überführung der Pressenanordnung in den
geschlossenen Zustand und der Umformung des Werkstücks einzu
spannen.
14. Pressenanordnung nach Anspruch 13, bei welcher sich die
Einrichtung zum Pumpen von Fluid durch den unteren Ziehring
erstreckt.
15. Verfahren mit den Schritten des Überführens einer
Pressenanordnung von einem offenen in einen geschlossenen
Zustand, um ein Werkstück umzuformen, und des Überführens der
Pressenanordnung von dem geschlossenen in den offenen
Zustand, um die Entfernung des umgeformten Werkstücks aus der
Pressenanordnung zu erleichtern, wobei der Schritt des Über
führens der Pressenanordnung von einem offenen in einen
geschlossenen Zustand umfaßt
- - ein erstes Element von einer ersten Position zu einem zweiten Element zu bewegen, das an einer zweiten Position angeordnet ist, wobei wenigstens ein Teil des Werkstücks zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist,
- - das zweite Element von der zweiten Position weg zu bewegen, wobei der Schritt des Wegbewegens des zweiten Elements von der zweiten Position umfaßt, Fluid von einer Steuerzylinder anordnung zu einer Dämpfungszylinderanordnung zu pumpen, um die Dämpfungszylinderanordnung unter dem Einfluß des gepump ten Fluids einzufahren, und danach das Werkstück und das erste Element gegen das zweite Element prallen zu lassen, während sich das zweite Element von der zweiten Position weg bewegt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, das außerdem den Schritt
umfaßt, eine nachgebende Kraft gegen das zweite Element mit
der Dämpfungsanordnung während der gemeinsamen Bewegung des
ersten und des zweiten Elements aufzubringen, nachdem der
Schritt des Aufprallens des Werkstücks und des ersten
Elements gegen das zweite Element durchgeführt ist.
17. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid von einer Steuerzylinderanordnung zu einer
Dämpfungszylinderanordnung, um die Dämpfungszylinderanordnung
einzufahren, umfaßt, die Dämpfungszylinderanordnung mit einer
ersten Geschwindigkeit einzufahren, um Fluid von der Steuer
zylinderanordnung zu der Dämpfungszylinderanordnung zu
pumpen, sowie die Dämpfungszylinderanordnung unter dem
Einfluß des von der Steuerzylinderanordnung her gepumpten
Fluids mit einer zweiten Geschwindigkeit einzufahren, die
niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
18. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Überführens der Pressenanordnung von dem geschlossenen in den
offenen Zustand umfaßt, das erste Element zu der ersten
Position und das zweite Element zu der zweiten Position zu
bewegen, nachdem der Schritt des Aufprallens des Werkstücks
und des ersten Elements gegen das zweite Element durchgeführt
ist, wobei der Schritt des Bewegens des zweiten Elements in
die zweite Position das Pumpen von Fluid von der Dämpfungs
zylinderanordnung zu der Steuerzylinderanordnung umfaßt, um
die Steuerzylinderanordnung unter dem Einfluß des gepumpten
Fluids auszudehnen.
19. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid von der Steuerzylinderanordnung zu der
Dämpfungszylinderanordnung umfaßt, die Steuerzylinder
anordnung einzufahren, um die Größe einer Kammer in der
Steuerzylinderanordnung zu vermindern, und die Dämpfungs
zylinderanordnung dadurch einzufahren, daß die Größe einer
Kammer in der Dämpfungszylinderanordnung unter dem Einfluß
des von der Steuerzylinderanordnung her gepumpten Fluids
erhöht wird.
20. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Überführens der Pressenanordnung von dem geschlossenen in den
offenen Zustand umfaßt, das erste Element zu der ersten
Position zu bewegen und die Steuerzylinderanordnung mit einer
ersten Geschwindigkeit auszufahren, sowie das zweite Element
zu der zweiten Position zu bewegen und die Dämpfungszylinder
anordnung mit einer zweiten Geschwindigkeit auszufahren, die
niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
21. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid von der Steuerzylinderanordnung umfaßt,
eine Kraft von dem ersten Element zu der Steuerzylinder
anordnung zu übertragen und einen Kolben in der Steuer
zylinderanordnung unter dem Einfluß der Kraft zu bewegen, die
von dem ersten Element übertragen worden ist, um Fluid dazu
zu bringen, von der Steuerzylinderanordnung zu der Dämpfungs
zylinderanordnung zu fließen.
22. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid von der Steuerzylinderanordnung zu der
Dämpfungszylinderanordnung umfaßt, einen Kolben in der
Steuerzylinderanordnung mit einer ersten Geschwindigkeit zu
bewegen, um eine Zylinderkammer zusammenzuziehen und Fluid
von der Zylinderkammer zu der Dämpfungszylinderanordnung zu
drücken, um eine Fluiddruckkraft gegen einen Kolben in der
Dämpfungszylinderanordnung aufzubringen, so daß der Kolben in
der Dämpfungszylinderanordnung mit einer zweiten Geschwindig
keit bewegt wird, die niedriger als die erste Geschwindigkeit
ist, um eine Zylinderkammer in der Dämpfungszylinderanordnung
auszudehnen.
23. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid das Übertragen von Kraft durch eine Öffnung
in dem zweiten Element umfaßt.
24. Verfahren nach Anspruch 15, bei welchem das erste und das
zweite Element ein oberer und ein unterer Ziehring sind,
wobei der Schritt des Aufprallens des Werkstücks und des
ersten Elements gegen das zweite Element einschließt, daß
Kantenbereiche des Werkstücks zwischen dem oberen und dem
unteren Ziehring eingespannt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei welchem der Schritt des
Pumpens von Fluid das Übertragen einer Kraft von dem oberen
Ziehring durch eine Öffnung in dem unteren Ziehring umfaßt.
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