DE4128623A1 - Kolben- und zylinderanordnung - Google Patents
Kolben- und zylinderanordnungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben- und Zylinder
anordnung.
Kolben- und Zylinderanordnungen werden üblicherweise entweder
als Fluidmotoren oder als Fluidpumpen verwendet. Wird eine
Kolben-Zylinder-Anordnung als Pumpe verwendet, dann wird
gewöhnlich ein Kolben bezüglich eines Zylinders bewegt, um
bei jedem Bewegungsinkrement des Kolbens bezüglich des
Zylinders mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit Fluid aus
dem Zylinder auszutreiben. Unter bestimmten Umständen ist es
jedoch von Vorteil, das Fluid während einer ersten Teilbe
wegung des Kolbens mit einer ersten Geschwindigkeit aus dem
Zylinder zu treiben und das Fluid während einer zweiten
Teilbewegung des Kolbens mit einer zweiten Geschwindigkeit
aus dem Zylinder zu treiben.
In der US-Patentschrift Nr. 24 34 296 ist eine zweistufige
Kolben- und Zylinderanordnung offenbart. Dieses Patent
offenbart eine manuell betätigte Pumpe, bei welcher ein
Steuerhebel gegen den Einfluß einer Vorspannfeder nach oben
und danach nach unten bewegt werden kann, um einen relativ
kleinen inneren Kolben bezüglich eines äußeren Kolbens und
eines Zylinders zu bewegen. Während dies geschieht, wird
Fluid mit einer ersten, relativ niedrigen Geschwindigkeit aus
dem Zylinder ausgetrieben. Während der Hebel weiter gesenkt
wird, bewegt sich ein zweiter relativ großer Kolben mit dem
ersten Kolben. Während sich die beiden Kolben zusammen nach
unten bewegen, wird Fluid mit einer zweiten Geschwindigkeit
aus dem Zylinder ausgetrieben, die höher als die erste ist.
Eine Pressenanordnung mit einem oberen und einem unteren
Ziehring, die ein Werkstück einspannen, ist in der am
30.Oktober 1989 von John Terrell, Paul Kadis, Leonard Hiney
und Susan Pfaff eingereichten US-Patentanmeldung mit dem
Aktenzeichen 4 29 200 und der Bezeichnung "Pressenanordnung
und Betriebsverfahren" offenbart. Während des Öffnens der
Pressenanordnung wird der untere Ziehring von einer Steuer
einrichtung beschleunigt, bevor sich der obere und der untere
Ziehring zusammen bewegen. Während des Schließens der
Pressenanordnung bewirkt die Steuereinrichtung eine Verzö
gerung des unteren Ziehrings.
Die vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Kolben- und
Zylinderanordnung vor. Die Kolben- und Zylinderanordnung
umfaßt einen hohlen äußeren Kolben, der in einem Zylinder
angeordnet ist und mit dem Zylinder zusammenwirkt, um
Zylinderkammern mit veränderbarem Volumen zu bilden. Ein
innerer Kolben ist innerhalb des hohlen äußeren Kolbens
angeordnet und wirkt mit einer zylindrischen inneren Seiten
fläche des äußeren Kolbens zusammen, um Kolbenkammern mit
veränderbarem Volumen zu bilden. Eine Kolbenstange ist mit
dem inneren Kolben verbunden und erstreckt sich von einem
Ende des Zylinders.
Der hohle äußere Kolben umfaßt einen ersten Flansch, der sich
von dem ersten Ende des hohlen äußeren Kolbens radial nach
innen erstreckt. Der hohle äußere Kolben umfaßt außerdem
einen zweiten Flansch, der sich von dem zweiten Ende des
hohlen äußeren Kolbens radial nach innen erstreckt. Während
eines Teilarbeitshubs der Kolben- und Zylinderanordnung wird
der innere Kolben bezüglich des äußeren Kolbens bewegt.
Während eines weiteren Teilarbeitshubs der Kolben- und
Zylinderanordnung greift der innere Kolben an einem der zwei
Flansche an dem hohlen äußeren Kolben ein, um den hohlen
äußeren Kolben mit dem inneren Kolben zu bewegen. Wenn sich
der hohle äußere Kolben mit dem inneren Kolben bewegt,
besteht die wirksame Fläche der Kolben- und Zylinderanordnung
aus den kombinierten Flächen der zwei Kolben. Bewegt sich
aber der innere Kolben bezüglich des äußeren Kolbens, dann
bildet nur die Fläche des inneren Kolbens die wirksame Fläche
der Kolben-Zylinder-Anordnung.
Die verbesserte Kolben- und Zylinderanordnung wird vorteil
haft als eine Steuereinrichtung in einer Presse verwendet.
Während des Betriebs der Presse bewegen sich der obere und
untere Ziehring oder die Ziehelemente zusammen und bringen
Druck auf gegenüberliegende Seiten eines Werkstücks auf.
Während des Überführens der Presse von einem geöffneten in
einen geschlossenen Zustand bewirkt die Kolben- und Zylinder
anordnung eine Bewegung eines Ziehrings mit einer ersten
Geschwindigkeit und beschleunigt ihn dann auf eine zweite
Geschwindigkeit, bevor sich die zwei Ziehringe zusammen
bewegen. Während des Überführens der Presse von dem
geschlossenen in den geöffneten Zustand verlangsamt die
Kolben- und Zylinderanordnung den Betrieb einer Dämpfungs
einrichtung, um die Bewegungsgeschwindigkeit eines der
Ziehringe bezüglich des anderen Ziehrings zu verringern.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung darin,
eine neue und verbesserte Kolben- und Zylinderanordnung
bereitzustellen, bei welcher ein innerer Kolben während eines
Teilarbeitshubs der Kolben- und Zylinderanordnung bezüglich
eines hohlen äußeren Kolbens bewegbar ist, und bei welcher
der innere Kolben und der hohle äußere Kolben während eines
anderen Teilarbeitshubs der Kolben- und Zylinderanordnung
zusammen bewegbar sind.
Weiterhin soll diese Erfindung eine neue und verbesserte
Steuereinrichtung bereitstellen, die während des Überführens
der Presse von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand
die Beschleunigung eines Ziehrings oder eines anderen
Elements in der Presse bewirkt.
Darüberhinaus liegt eine Aufgabe der Erfindung in der Bereit
stellung einer neuen und verbesserten Steuereinrichtung zum
Verzögern der Bewegung eines Ziehrings oder eines anderen
Elements in der Presse während des Überführens der Presse von
dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun
folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Pressenanordnung
mit einer Steuereinrichtung, die mit einer Dämpfungsein
richtung zusammenwirkt, um während des Betriebs der Pressen
anordnung einen Ziehring zu beschleunigen und zu verzögern;
Fig. 2 eine fragmentarische Schnittansicht einer Kolben- und
Zylinderanordnung, die nach der vorliegenden Erfindung
konstruiert wurde und ein zweites Ausführungsbeispiel der in
der Pressenanordnung von Fig. 1 verwendeten Steuereinrichtung
bildet, wobei die Kolben- und Zylinderanordnung in einem
vollständig ausgefahrenen Zustand gezeigt ist;
Fig. 3 eine allgemein der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht, die
verdeutlicht, wie sich ein innerer Kolben während eines
Arbeitshubs der Kolben- und Zylinderanordnung bezüglich eines
hohlen äußeren Kolbens bewegt;
Fig. 4 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht eines
Teils der Kolben- und Zylinderanordnung von Fig. 3, die
verdeutlicht, wie sich ein vorderer Endteil des inneren
Kolbens in eine Öffnung in einem Flansch an einem Ende des
hohlen äußeren Kolbens bewegt, um den Fluidfluß von einer
Kammer in dem hohlen äußeren Kolben zu begrenzen;
Fig. 5 eine allgemein der Fig. 3 ähnliche Schnittansicht, die
verdeutlicht, wie sich der innere Kolben und der hohle äußere
Kolben während eines Teilarbeitshubs der Kolben- und Zylin
deranordnung zusammen bezüglich des Zylinders bewegen;
Fig. 6 eine allgemein der Fig. 5 ähnliche Schnittansicht, die
die Kolben- und Zylinderanordnung in einem vollständig
eingefahrenen Zustand verdeutlicht; und
Fig. 7 eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht eines
Teils der Kolbenstange der Kolben- und Zylinderanordnung von
Fig. 2 bis 6, die die Konstruktion einer in der Kolbenstange
montierten Rückschlag- und Druckbegrenzungsventileinrichtung
verdeutlicht.
Eine verbesserte Pressenanordnung 20 ist schematisch in
Fig. 1 dargestellt. Die Pressenanordnung 20 umfaßt eine
stationäre Basis 22. Ein oberer Ziehring oder ein Ziehelement
24 wirkt während des Betriebs der Pressenanordnung mit einem
beweglichen unteren Ziehring oder Ziehelement 26 zusammen, um
ein Blechwerkstück 28 umzuformen. Während des Betriebs der
Pressenanordnung 20 sind der obere und der untere Ziehring 24
und 26 so zu betreiben, daß Druck auf gegenüberliegende
Seiten des Blechwerkstücks 28 aufgebracht wird, um das
Werkstück fest zwischen den Ziehringen einzuspannen. Ist das
Werkstück 28 zwischen dem oberen und dem unteren Ziehring 24
und 26 eingespannt, dann werden die Ziehringe gesenkt, um das
Werkstück in einer Streckformoperation um ein (nicht gezeig
tes) Gesenk umzuformen.
Der obere und der untere Ziehring oder die Ziehelemente 24
und 26 weisen eine allgemein rechteckige Ausgestaltung mit
einem offenen Zentralbereich auf. Die Öffnungen in den
Zentralbereichen des oberen und unteren Ziehrings 24 und 26
weisen eine Ausgestaltung auf, die der des Gesenks ent
spricht, um das das Werkstück 28 gezogen werden soll. Es
versteht sich, daß der obere und der untere Ziehring 24 und
26 in der Zeichnung nur sehr schematisch gezeigt sind und je
nach Wunsch ausgestaltet sein 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 weitergeht, 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 miteinander gesenkt, um das
Werkstück 28 über das untere Gesenk zu strecken und dadurch
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
widersetzt sich der nach unten gerichteten Bewegung des
unteren Ziehrings 26, während die Pressenanordnung in einen
geschlossenen Zustand überführt wird. Somit dämpft die
Dämpfungseinrichtung 34 die Bewegung von Bauteilen der
Pressenanordnung 20, während sich diese schließt. Obwohl in
der Zeichnung nur eine einzige Dämpfungseinrichtung 34
schematisch gezeigt ist, versteht es sich, daß die
Pressenanordnung 20 eine Vielzahl von Dämpfungseinrichtungen
34 umfaßt.
Eine Steuereinrichtung 36 ist so zu betreiben, daß sie eine
Beschleunigung des unteren Ziehrings 26 bewirkt, bevor sich
der obere Ziehring 24 auf dem unteren Ziehring schließt.
Zusätzlich ist die Steuereinrichtung 36 so zu betreiben, daß
sie eine Verzögerung des unteren Ziehrings 26 bewirkt, bevor
er während des Überführens der Pressenanordnung 20 von dem
geschlossenen in den geöffneten Zustand an der in Fig. 1
gezeigten Ausgangsposition gestoppt wird. Durch die
Beschleunigung des unteren Ziehrings 26 während des Schlie
ßens der Pressenanordnung 20 wird die Stoßbelastung ver
ringert, 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 Pressen
anordnung 20 werden ein Zurückprallen des unteren Ziehrings
26 sowie Vibrationen der Presse verringert, während der
untere Ziehring an seiner Ausgangsposition angehalten wird.
Obwohl in der Zeichnung nur eine einzige Steuereinrichtung 36
gezeigt ist, versteht es sich, daß die Pressenanordnung 20
eine Vielzahl von Steuereinrichtungen 36 umfaßt.
Die Dämpfungseinrichtung 34 umfaßt eine Kolben- und Zylinder
anordnung 40. Die Kolben- und Zylinderanordnung 40 umfaßt
einen Zylinder 42, 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 enthält hydraulisches Fluid und ist in Fluidverbindung
durch eine Leitung 54 mit einem Druckspeicher 52 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 blockiert den Fluß des hydrau
lischen Fluids von der Kammer mit veränderbarem Volumen durch
die Haupleitung 54 zu dem Druckspeicher 52. Ein verjüngter
Ablaßdurchgang 60 ermöglicht es jedoch, daß eine geringe
Menge hydraulischen Fluids von dem Druckspeicher 52 zu der
oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen in der Dämpfungs
einrichtung 34 fließen kann, um so jede Leckage von
hydraulischem Fluid aus der Kammer auszugleichen.
Die untere Kammer 48 mit veränderbarem Volumen in der Dämp
fungseinrichtung 34 ist mit einem Gas, speziell mit Stick
stoff, gefüllt. Die untere Kammer 48 ist mit dem Druckspei
cher 52 durch eine Leitung 64 verbunden. Der Druckspeicher 52
steht unter Überdruck, um einen vorbestimmten Mindestfluid
druck in der unteren Kammer 48 aufrechtzuerhalten.
Während des Überführens der Pressenanordnung 20 von dem
geöffneten (Fig. 1) in den geschlossenen Zustand wird der
untere Ziehring 26 durch eine sich nach oben erstreckende
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 vermin
dert die Größe der unteren Kammer 48 mit veränderbarem
Volumen. Während das Gas in der unteren Kammer 48 komprimiert
wird bringt die Dämpfungseinrichtung 34 eine nachgebende
Kraft gegen den unteren Ziehring 26 auf.
Während die Pressenanordnung 20 von dem geschlossenen Zustand
zurück in den geöffneten Zustand überführt wird, 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 gezeigte Ausgangsposition zurückzubewegen. Während
dessen erhöht sich die Größe der unteren Kammer 48 mit verän
derbarem Volumen. Obwohl sich die Größe der unteren Kammer 48
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.
In Fig. 1 ist zwar nur eine einzige Dämpfungseinrichtung 34
gezeigt; es versteht sich aber, daß eine Vielzahl von iden
tischen Dämpfungseinrichtungen vorgesehen sind, um den
unteren Ziehring 26 zu stützen und während des Schließens der
Pressenanordnung eine nachgebende Kraft gegen den unteren
Ziehring aufzubringen. Es ist also eine rechteckige Anordnung
von Dämpfungseinrichtungen 34 vorgesehen, 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 des Überführens der Pressenanordnung 36 in den
geschlossenen Zustand gegen den unteren Ziehring prallen.
Außerdem ist die Steuereinrichtung 36 so zu betreiben, daß
sie eine Verzögerung des Ziehrings 26 bewirkt, bevor der
Ziehring während des Überführens der Pressenanordnung 20 in
den offenen Zustand angehalten wird. Um dies zu bewerk
stelligen, überträgt die Steuereinrichtung 36 eine Kraft
zwischen der Dämpfungseinrichtung 34 und dem oberen Ziehring.
Die Steuereinrichtung 36 umfaßt eine Kolben- und Zylinderan
ordnung 70. Die Kolben- und Zylinderanordnung 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 enthält ein hydraulisches
Fluid und ist in Fluidverbindung mit der oberen Kammer 46 der
Dämpfungseinrichtung 34 durch eine Leitung 80 verbunden. Die
obere Kammer 76 der Steueranordnung 36 ist an Atmosphäre ent
lüftet.
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 Steuereinrich
tung 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 Kraftüber
tragungselement 84 bevorzugt getrennt von der Kolbenstange 86
ausgebildet; man könnte jedoch daran denken, die Kolbenstange
86 durch die Öffnung 90 zu verlängern, so daß die Kolben
stange selbst als 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 eine sich durch den
unteren Ziehring 26 erstreckende Öffnung 90 nicht erforder
lich wäre.
Es versteht sich, daß zwar in Fig. 1 nur eine einzige Steuer
einrichtung 36 gezeigt ist, daß aber eine Vielzahl von
identischen Steuereinrichtungen 36 im Rechteck um den Umfang
des unteren Ziehrings 26 angeordnet sind. Die Vielzahl von
Steuereinrichtungen stehen in Fluidverbindung mit einer
Vielzahl von Dämpfungseinrichtungen 34, die ebenfalls im
Rechteck um den Umfang des unteren Ziehrings 26 angeordnet
sind, und sind so zu betreiben, daß hydraulische Fluiddruck
kräfte auf die Dämpfungseinrichtungen 34 übertragen werden.
Befindet sich die Pressenanordnung 20 in dem geöffneten
Zustand von Fig. 1, dann befindet sich der obere Ziehring 24
in einem beträchtlichen Abstand über dem unteren Ziehring 26.
Der untere Ziehring 26 wird durch die ausgefahrene Dämpfungs
einrichtung 34 gestützt. Zu diesem Zeitpunkt ragt das Kraft
übertragungselement 84 nach oben von der Oberseite des
unteren Ziehrings 26 zu dem oberen Ziehring 24 hervor. Das
Kraftübertragungselement 84 wird an dem oberen Ende der
Kolbenstange 86 der ausgefahrenen Steuerkolben- und 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 von dem Kraftübertra
gungselement 84 aus innen angeordnet. Das Kraftübertragungs
element 84 erstreckt sich also zwar in die Öffnung 90 in dem
unteren Ziehring 26, aber nicht durch das Werkstück 28.
Die Dämpfungseinrichtung 34 wird durch den Fluiddruck, d. h.
den Stickstoffgasdruck in der unteren Kammer 48 mit veränder
barem Volumen, in dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen
Zustand gehalten. Der Gasdruck in der unteren Kammer 48 und
dem Druckspeicher 52 ist mehr als ausreichend, um den unteren
Ziehring 26 und den Dämpfungskolben 44 zu stützen. Die
Steuereinrichtung 36 wird durch den Druck des hydraulischen
Fluids in der unteren Zylinderkammer 78 mit veränderbarem
Volumen in dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen Zustand
gehalten. Der Fluiddruck in der Zylinderkammer 78 ist mehr
als ausreichend, um den Steuerkolben 74 und das Kraftüber
tragungselement 84 zu stützen.
Zu Beginn des Überführens der Pressenanordnung 20 von dem
geöffneten in den geschlossenen Zustand bewegt die Antriebs
anordnung 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 Dämpfungseinrichtung 34 und
die Steuereinrichtung 36 befinden sich in ihrem ausgefahrenen
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 ein. Während sich der
obere Ziehring 24 in Eingriff mit dem Kraftübertragungs
element 84 bewegt, wird eine Kraft von dem oberen Ziehring 24
zu der Dämpfungseinrichtung 34 übertragen, um das Überführen
der Dämpfungseinrichtung 34 in den eingefahrenen Zustand
einzuleiten. Während die Dämpfungseinrichtung 34 eingefahren
wird, wird der untere Ziehring 26 in Richtung nach unten
beschleunigt.
Wenn der obere Ziehring 24 an dem Kraftübertragungselement 84
eingreift, wird das Kraftübertragungselement 84 nach unten
gegen die Kolbenstange 86 in der Steuereinrichtung 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 untere Kammer 78
mit veränderbarem Volumen auf. Der durch den Kolben 74 in der
unteren Kammer 78 erzeugte Fluiddruck bewirkt, daß hydrau
lisches Fluid von der Steuereinrichtung 36 durch die Leitung
80 zu der Dämpfungseinrichtung 34 fließt.
Der Fluidfluß von der Steuereinrichtung 36 zu der Dämpfungs
einrichtung 34 bewirkt, daß die Dämpfungseinrichtung ein
fährt. Hydraulisches Fluid fließt also von der Leitung 80 in
die obere Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungs
einrichtung 34. Der Fluiddruck in der oberen Kammer 46
bewirkt, daß sich der Kolben 44 nach unten bewegt und das Gas
in der unteren Kammer 48 komprimiert. Während sich der Kolben
44 nach unten bewegt, bewegen sich die Kolbenstange 68 und
der untere Ziehring 26 nach unten. Dem ist so, weil der
untere Ziehring 26 auf der Kolbenstange 86 gestützt wird und
mit ihr bewegbar ist.
Die Geschwindigkeit der nach unten gerichteten Bewegung des
unteren Ziehrings 26 ist geringer als die Geschwindigkeit der
nach unten gerichteten Bewegung des oberen Ziehrings 24.
Deshalb prallen der obere Ziehring und das Werkstück 28 gegen
den sich langsamer bewegenden Ziehring 26. Prallt der obere
Ziehring 24 gegen den unteren Ziehring 26, dann ist das Werk
stück 28 zwischen den Ziehringen eingespannt, und die Zieh
ringe bewegen sich miteinander nach unten. Da sich der untere
Ziehring 26 nach unten bewegt, wenn der obere Ziehring 24 und
das Werkstück 28 auf den unteren Ziehring 26 prallen, sind
die Stoßbelastungskräfte auf der Pressenanordnung 20 wesent
lich geringer als dies der Fall wäre, wenn der untere Zieh
ring 26 beim Aufprall des oberen auf den unteren Ziehring
stationär wäre. Außer einer Verringerung der Stoßbelastungs
kräfte wird auch eine Verringerung 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
zusammen mit dem zwischen ihnen eingespannten Werkstück 28
nach unten bewegen, werden die Dämpfungseinrichtung 34 und
die Steuereinrichtung 36 mit der gleichen Geschwindigkeit
eingefahren. Dem ist so, weil sich der Kolben 44 der
Dämpfungseinrichtung und der Kolben 74 der Steuereinrichtung
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 Dämpfungs
einrichtung 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 veränder
barem Volumen komprimiert. Da die Stangenendfläche des
Dämpfungskolbens 44 zweimal so groß wie die Kopfendfläche des
Steuerkolbens 74 ist, dehnt sich die obere Kammer mit verän
derbarem Volumen in der Dämpfungseinrichtung 34 mit einer
höheren Geschwindigkeit aus als der, mit welcher sich die
untere Kammer 78 mit veränderbarem Volumen in der Steuer
einrichtung 36 zusammenzieht. Dies führt zum Auftreten von
Kavitationen in der oberen Kammer 46 mit veränderbarem
Volumen der Dämpfungseinrichtung 34.
Wenn Kavitationen in der oberen Kammer 46 mit veränderbarem
Volumen auftreten, kann hydraulisches Fluid von dem Druck
speicher 52 durch die Leitung 54 und das Rückschlagventil 58
zu der oberen Kammer mit veränderbarem Volumen fließen. Das
Flußbegrenzerventil 56 ist jedoch so eingestellt, daß die
Durchflußrate des hydraulischen Fluids auf eine sehr geringe
Menge begrenzt wird, die praktisch vernachlässigt werden
kann. Diese Durchflußrate des hydraulischen Fluids ist jedoch
ausreichend, um Leckagen, die etwa im System auftreten
können, auszugleichen.
Da in der oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der
Dämpfungseinrichtung 34 Kavitationen auftreten, besteht eine
relativ große Druckdifferenz über den Kolben 44. Dies
ermöglicht es der Dämpfungseinrichtung 34, eine beträchtliche
nach oben gerichtete und nachgebende Kraft bereitzustellen,
die sich der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 44
widersetzt, während das Gas in der unteren Kammer 48 mit
veränderbarem Volumen komprimiert wird. Aufgrund der
beträchtlichen Druckdifferenz über den Dämpfungskolben 44 ist
die Dämpfungseinrichtung 34 so zu betreiben, daß sie Stoß
belastungen auf den Bauteilen der Pressenanordnung dämpft,
während sich die Pressenanordnung in den vollständig
geschlossenen Zustand bewegt.
Wenn die Pressenanordnung 20 geschlossen ist, dann ist die
Dämpfungseinrichtung 34 eingefahren. Die Steuereinrichtung 36
ist ebenfalls eingefahren. Der obere und der untere Zielring
24 und 26 befinden sich in ihren untersten Positionen. Zu
diesem Zeitpunkt ist das Werkstück 28 während einer Streck
ziehoperation durch ein Gesenk vollständig umgeformt worden.
Unmittelbar nachdem die Pressenanordnung 20 den geschlossenen
Zustand erreicht, beginnt sie, in den geöffneten Zustand
zurückzufahren. Während sich die Pressanordnung zu öffnen
beginnt, bewegt die Pressenantriebsanordnung 32 den oberen
Ziehring 24 nach oben von der Basis 22 weg. Während sich der
obere Ziehring 24 nach oben von der Basis 22 wegbewegt, dehnt
sich die Dämpfungseinrichtung 34 aus, um den unteren Ziehring
26 mit dem oberen Ziehring 24 nach oben zu bewegen. Somit
drückt der Gasdruck in der unteren Kammer 48 mit veränder
barem Volumen der Dämpfungseinrichtung 34 den Kolben 44 nach
oben, um den unteren Ziehring 26 in anstoßendem Eingriff mit
dem oberen Ziehring 24 und dem Werkstück 28 zu halten.
Während sich der obere und der untere Ring 24 und 26 zusammen
nach oben bewegen, dehnt sich die untere Dämpfungskammer 48
aus, und die obere Dämpfungskammer 46 zieht sich zusammen.
Dies führt zur Beseitigung der vorher in der oberen Dämp
fungskammer 46 aufgetretenen Kavitationen. Während dieser
anfänglichen Bewegung des Dämpfungskolbens 44 nach oben wird
kein Fluid von der Dämpfungseinrichtung 34 zu der Steuerein
richtung gepumpt, und die Steuereinrichtung 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
drängen. Dies führt zu einer Rückübertragung von Energie zu
der Antriebsanordnung 32.
Während der weiteren Überführung der Pressenanordnung 20 in
den geöffneten 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 untere und
der obere Ziehring 24 und 26 auf die in Fig. 6 schematisch
gezeigte Weise trennen.
Die Verzögerung des unteren Ziehrings 26 und die Trennung des
oberen und des unteren Ziehrings ergeben sich daraus, daß das
Stangenende des Dämpfungskolbens 44 eine größere Fläche als
das Kopfende des Steuerkolbens 74 aufweist. Sind also die
Kavitationen in der oberen Dämpfungskammer 46 erst einmal
beseitigt, dann wird hydraulisches Fluid von der oberen
Kammer in der Dämpfungseinrichtung 34 zu der unteren Kammer
78 in der Steuereinrichtung 36 gepumpt. Die untere Kammer 78
in der Steuereinrichtung 36 dehnt sich mit einer Geschwindig
keit aus, die durch die Geschwindigkeit der nach oben gerich
teten Bewegung des oberen Ziehrings 24 bestimmt ist. Der
Steuerkolben 74 bewegt sich also für jedes Inkrement der nach
oben gerichteten Bewegung des Ziehrings 24 um ein Inkrement
weiter.
Das Gas in der unteren Dämpfungskammer 48 drückt ständig den
Dämpfungskolben 44 nach oben, um das hydraulische Fluid in
der oberen Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der Dämpfungs
anordnung 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 Kolben
stange 86 nach oben, um eine nach oben gerichtete Kraft gegen
das Kraftübertragungselement 84 aufzubringen.
Das Kraftübertragungselement 84 stößt an den oberen Ziehring
24 und bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie
dieser nach oben. Die Geschwindigkeit der nach oben gerich
teten 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
einrichtung so wirksam ist, daß eine Kraft gegen den oberen
Ziehring 24 aufgebracht wird, die diesen nach oben drängt. Zu
diesem Zeitpunkt ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit der
Dämpfungseinrichtung 34 auf die halbe Ausdehnungsgeschwindig
keit der Steuereinrichtung 36 verlangsamt.
Während sich der obere Ziehring 24 weiter nach oben bewegt,
nähert sich die Dämpfungseinrichtung 34 einem vollständig
ausgefahrenen Zustand, und der untere Ziehring 26 nähert sich
der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition bzw. der Position
bei geöffneter Presse. Wenn die Dämpfungseinrichtung 34
vollständig ausgefahren ist, hat sich der obere Ziehring 24
in seine Ausgangsposition oder den Zustand bei geöffneter
Presse bewegt. Die nach oben gerichtete Bewegung des unteren
Ziehrings 26 ist dann angehalten, 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 geöffneter Presse wesentlich
verringert. Dies führt zu einer wesentlichen Verringerung der
Last beim Rückprall und der Vibrationen, denen die Pressen
anordnung 20 unterworfen ist.
Nachdem der untere Ziehring 26 den Ausgangszustand bzw. den
Zustand bei geöffneter Presse erreicht hat, bewegt sich der
obere Ziehring 24 unter dem Einfluß der Pressenantriebsanord
nung 32 weiter von dem unteren Ziehring 26 nach oben weg.
Dies führt dazu, daß sich der obere Ziehring 24 von dem
Kraftübertragungselement 84 wegbewegt. Wenn der obere Zieh
ring 24 die Position bei geöffneter Presse oder die Ausgangs
position von Fig. 1 erreicht, dann ist die nach oben gerich
tete Bewegung des oberen Ziehrings 24 gestoppt. Ist die
Pressenanordnung 20 einmal in den geöffneten Zustand von Fig.
1 überführt, dann kann das umgeformte Werkstück 28 einfach
aus der Pressenanordnung 20 entfernt werden.
Die Pressenanordnung 20 weist die gleiche Konstruktion und
die gleiche Funktionsweise auf, wie sie in der am 30. Oktober
1989 von John Terrell, Paul Kadis, Leonard Hiney und Susan
Pfaff eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 4 29 200 mit der
Bezeichnung "Pressenanordnung und Betriebsverfahren" offen
bart sind. Die verbesserte Dämpfungseinrichtung 34 könnte
jedoch in anderen bekannten Pressen verwendet werden, falls
dies gewünscht wird.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung bewirkt die Steuereinrichtung 36 eine Beschleu
nigung des unteren Ziehrings 26, nachdem der obere Ziehring
24 an dem Kraftübertragungselement 84 eingegriffen hat. Zur
Verringerung der Stoßbelastungskräfte prallen der obere
Ziehring 24 und das Werkstück 28 gegen den unteren Ziehring
26, während sich der untere Ziehring mit der Geschwindigkeit
bewegt, auf die er durch die Steuereinrichtung 36 beschleu
nigt wurde. Es ist daran gedacht, daß die Stoßbelastungs
kräfte auf den Bauteilen der Pressenanordnung 20 dadurch noch
weiter verringert werden könnten, daß der untere Ziehring 26
noch stärker beschleunigt wird, bevor der obere Ziehring 24
und das Werkstück 28 auf den unteren Ziehring 26 prallen.
Bei dem in Fig. 2 bis 7 teilweise veranschaulichten Aus
führungsbeispiel ist eine verbesserte Steuereinrichtung
während des Schließens und Öffnens der Pressenanordnung 20 so
zu betreiben, daß der untere Ziehring 26 in zwei verschie
denen Schritten beschleunigt und verzögert wird. Während des
Schließens der Pressenanordnung beschleunigt also die Steuer
einrichtung von Fig. 2 bis 7 den unteren Ziehring 26 auf eine
erste und danach auf eine zweite Geschwindigkeit, bevor sich
der obere und der untere Ziehring zusammen bewegen. Während
des Öffnens der Pressenanordnung 20 verzögert die Steuerein
richtung von Fig. 2 bis 7 in ähnlicher Weise den unteren
Ziehring 26 auf eine erste und dann auf eine zweite Geschwin
digkeit, bevor der Ziehring an seiner Ausgangsposition
angehalten wird. Da das Ausführungsbeispiel der teilweise in
Fig. 2 bis 7 veranschaulichten Steuereinrichtung allgemein
dem der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung ähnlich
ist, werden die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung der
gleichen Bauteile verwendet, wobei zur Vermeidung von
Verwechslungen den Bezugszeichen von Fig. 2 bis 7 das Suffix
"a" hinzugefügt ist.
Die verbesserte Steuereinrichtung 36a (Fig. 2) umfaßt eine
zweistufige Kolben- und Zylinderanordnung 70a, die nach der
vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Kolben- und
Zylinderanordnung 70a umfaßt einen inneren Kolben 186, der
mit der Kolbenstange 86a fest verbunden ist, sowie einen
hohlen äußeren Kolben 188, der den inneren Kolben 186
umschließt. Der zylindrische innere Kolben 186 und der
zylindrische äußere Kolben 188 können sich nur in einem
begrenzten Bereich relativ zueinander bewegen.
Der äußere Kolben 188 weist ein größere Kopfendquerschnitts
fläche als der innere Kolben 186 auf. Mißt man die kreis
förmige Querschnittsfläche des äußeren Kolbens 188 in einer
Ebene, die sich senkrecht zu der zentralen Längsachse 190 der
Kolben- und Zylinderanordnung 70a erstreckt, dann ist diese
Fläche zweimal so groß wie die kreisförmige Querschnitts
fläche des inneren Kolbens 186, wenn sie in einer Ebene
gemessen wird, die sich senkrecht zu der Achse 190 erstreckt.
Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten speziellen Ausführungs
beispiel der Steuereinrichtung 36a beträgt die Querschnitts
fläche des inneren Kolbens 186 ein Drittel der Stangenend
fläche des Dämpfungskolbens 44 (Fig. 1). Die Querschnitts
fläche des äußeren Kolbens 188 beträgt zwei Drittel der
Stangenendfläche des Dämpfungskolbens 44. Selbstverständlich
könnten die Flächen der Kolben 186 und 188 ein anderes
Verhältnis zueinander und zu der Stangenendfläche des
Dämpfungskolbens 44 aufweisen.
Während des Überführens der Pressenanordnung 20 (Fig. 1) von
dem geöffneten in den geschlossenen Zustand wird der innere
Kolben 186 anfänglich bezüglich des stationären äußeren
Kolbens 188 (Fig. 3) mit dem oberen Ziehring 24 nach unten
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 und der äußere Kolben 186 und 188
zusammen nach unten (Fig. 5). Die gemeinsame nach unten
gerichtete Bewegung der Kolben 186 und 188 zwingt Fluid aus
der Steuereinrichtung 36a in die Dämpfungseinrichtung 34, 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
beschleunigt worden ist, die gleich zwei Dritteln der
Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 ist, prallen der
obere Ziehring und das Werkstück 28 gegen den unteren
Ziehring. Da sich der untere Ziehring 26 mit einer Geschwin
digkeit 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 unteren
Ziehring 26 schließt, ist die Stoßbelastung, der die Bauteile
der Pressenanordnung unterworfen sind, geringer als bei dem
in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Wenn sich die Pressenanordnung 20 in dem geschlossenen
Zustand befindet, dann befindet sich die Kolben- und
Zylinderanordnung 70a in dem vollständig eingefahrenen
Zustand von Fig. 6, wobei der innere Kolben 186 und der
äußere Kolben 188 ihre Arbeitshubendposition erreicht haben.
Wenn die Pressenanordnung 20 von dem geschlossenen Zustand
zurück in den geöffneten Zustand von Fig. 1 überführt wird,
dann arbeiten der innere Kolben 186 und der äußere Kolben 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
ausmacht. Während sich die Pressenanordnung 20 weiter
schließt, bewirkt der innere Kolben 186 der Steuereinrichtung
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 des Überführens der Pressenanordnung 20 (Fig. 1) von
dem geschlossenen in den geöffneten Zustand bewegen sich der
innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188 zusammen (Fig. 5)
aus ihren unteren Arbeitshubendpositionen nach oben. Der
Fluiddruck in der unteren Zylinderkammer 78a mit veränder
barem Volumen zwingt den hohlen äußeren Kolben 188, sich mit
dem inneren Kolben 186 nach oben zu bewegen (Fig. 5). Die
Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des
inneren Kolbens 186 ist gleich der des oberen Ziehrings 24.
Dies bewirkt eine Verzögerung des Dämpfungskolbens 44 und des
unteren Ziehrings 26 von einer Geschwindigkeit, die gleich
der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings 24 ist, auf eine,
die zwei Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings
beträgt.
Während sich die Pressenanordnung weiter öffnet, erreicht der
äußere Kolben 188 seine obere Arbeitshubendposition (Fig. 3),
und der innere Kolben 186 bewegt sich bezüglich des statio
nären äußeren Kolbens 188 nach oben. Dies bewirkt eine Verzö
gerung des Dämpfungskolbens 44 und des unteren Ziehrings 26
von einer Geschwindigkeit, die zwei Drittel der Geschwindig
keit des oberen Ziehrings 24 beträgt, auf eine, die ein
Drittel der Geschwindigkeit des oberen Ziehrings beträgt.
Nachdem der untere Ziehring 26 auf eine Geschwindigkeit ver
zögert worden ist, die gleich einem Drittel der Geschwindig
keit des oberen Ziehrings 24 ist, bewegt sich der untere
Ziehring in seine Ausgangsposition bzw. die Position bei
geöffneter 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 relativ gering, während er
sich seiner Ausgangsposition nähert. Deshalb werden das
Zurückprallen des unteren Ziehrings 26 beim Erreichen seiner
Ausgangsposition und Vibrationen der Bauteile der Pressen
anordnung minimiert.
Die zweistufige Kolben- und Zylinderanordnung 70a (Fig. 2)
ist nach der vorliegenden Erfindung konstruiert und umfaßt
den zylindrischen inneren Kolben 186, der von dem zylin
drischen äußeren Kolben 188 umschlossen ist. Der äußere
Kolben 188 umfaßt eine allgemein zylindrische Wand 200 mit
einer Vielzahl von äußeren Dichtungen 202, 204, 206, 208 und
210, die an einer zylindrischen inneren Seitenfläche 212 des
Zylinders 72a eingreifen.
Die ringförmige untere Dichtung 202 (Fig. 2 und 4) ist eine
Hochdruckdichtung, die den Fluidfluß zwischen der unteren
Zylinderkammer 78a mit veränderbarem Volumen und der oberen
Zylinderkammer 76a blockiert. Ein ringförmiger Tragring 204
ist über der Hochdruckdichtung 202 angeordnet und überträgt
Kraft zwischen der zylindrischen Seitenwand 200 des äußeren
Kolbens 188 und der Zylinderwand 72a. Eine ringförmige
O-Ringdichtung 206 blockiert außerdem den Fluidfluß zwischen
der oberen Zylinderkammer 76a mit veränderbarem Volumen und
der unteren Kammer 78a. Außerdem ist eine ringförmige Ab
streifdichtung 208 vorgesehen. Schließlich überträgt ein
zweiter ringförmiger Tragring 210 Kraft zwischen dem äußeren
Kolben 188 und der Zylinderwand 72a.
Der innere Kolben 186 ist innerhalb des äußeren Kolbens 188
angeordnet. Der innere Kolben 186 weist ein Vielzahl von
ringförmigen Dichtungen 216, 218 und 220 (Fig. 2 und 4) auf,
die den Fluidfluß zwischen der oberen Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen und der unteren Kammer 226 blockieren,
die innerhalb des äußeren Kolbens 188 angeordnet sind. Die
Hochdruckkolbendichtung 216 greift also an der zylindrischen
inneren Seitenwand 228 des äußeren Kolbens 188 ein, um den
Fluidfluß zwischen der oberen Kolbenkammer 224 und der
unteren Kammer 226 zu blockieren. Der ringförmige Tragring
218 überträgt Kraft zwischen dem inneren Kolben 186 und dem
äußeren Kolben 188. Eine ringförmige Abstreifdichtung 220
blockiert außerdem den Fluidfluß zwischen der oberen Kolben
kammer 224 und der unteren Kammer 226.
Zwei ringförmige obere und untere Flansche 230 und 232
erstrecken sich von der zylindrischen inneren Seitenfläche
228 der Kolbenseitenwand 200 radial nach innen. Die Flansche
230 und 232 begrenzen die Relativbewegung zwischen dem
inneren Kolben 186 und dem äußeren Kolben 188. Befinden sich
also der innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188 an ihrer
oberen Arbeitshubendposition (Fig. 2), dann greift eine
ringfömige obere Seitenfläche 236 an dem inneren Kolben 186
an dem radial nach innen hervorragenden oberen Flansch 230
ein, um die nach oben gerichtete Bewegung des inneren Kolbens
186 bezüglich des äußeren Kolbens 188 zu begrenzen. Wird die
Kolben- und Zylinderanordnung 70a für andere Zwecke als für
die Steuereinrichtung 36a verwendet, dann läßt sich die obere
Seitenfläche 236 des inneren Kolbens 186 dazu verwenden, eine
Kraft gegen den Flansch 230 aufzubringen, um den inneren
Kolben 188 in die in Fig. 2 gezeigte obere Arbeitshubendpo
sition zu ziehen.
Wenn der innere Kolben 186 bezüglich des äußeren Kolbens 188
nach unten bewegt wird, d. h. von der in Fig. 2 über die in
Fig. 3 gezeigte Position, dann bewegt sich eine ringförmige
untere Seitenfläche 238 des inneren Kolbens 186 in Eingriff
mit dem unteren Flansch an dem äußeren Kolben 188. Der innere
Kolben 186 bringt dann eine Kraft gegen den unteren Flansch
232 (Fig. 5) auf, um den äußeren Kolben 188 mit dem inneren
Kolben 186 nach unten zu ziehen.
Es versteht sich, daß die ringförmigen Flansche 230 und 232
dazu verwendet werden könnten, eine Kraft zwischen dem
inneren Kolben 186 und dem äußeren Kolben 188 zu übertragen,
um entweder eine nach oben oder eine nach unten gerichtete
Bewegung der Kolben zu bewirken. Der ringförmige untere
Flansch 232 könnte also gegen die ringförmige Endfläche 238
an dem inneren Kolben 186 drücken, um den inneren Kolben nach
oben zu schieben, oder die Endfläche 238 könnte gegen den
Flansch 232 drücken, um den äußeren Kolben 188 nach unten zu
schieben. Genauso könnte der ringförmige obere Flansch 230
gegen die ringförmige Endfläche 236 an dem inneren Kolben 186
drücken, um den inneren Kolben nach unten zu schieben, oder
die Endfläche 236 könnte gegen den Flansch 230 drücken, um
den äußeren Kolben 188 nach oben zu schieben.
Die ringförmigen Flansche 230 und 232 weisen kreisförmige
zentrale Öffnungen 242 und 244 auf, durch die obere Kolben
kammer 224 und die untere Kanmer 226 in Fluidverbindung mit
der oberen Zylinderkammer 76a und der unteren Kammer 78a
verbunden sind. Die zylindrische Kolbenstange 86a erstreckt
sich durch die kreisförmige Öffnung 242 (Fig. 3 und 4) in dem
oberen Flansch 230. Ein ringförmiger Raum, durch welchen
Fluid von der oberen Kolbenkammer 224 mit veränderbarem
Volumen in die obere Zylinderkammer 76a mit veränderbarem
Volumen fließen kann, ist zwischen der Außenseite der
Kolbenstange 86a und dem Flansch 230 ausgebildet. Ebenso kann
Fluid von der unteren Kolbenkammer 226 mit veränderbarem
Volumen durch die kreisförmige Flanschöffnung 244 in die
untere Zylinderkammer 78a mit veränderbarem Volumen fließen.
Während des Betriebs der Steuereinrichtung 36a bewegt sich
der innere Kolben 186 bezüglich des äußeren Kolbens 188 von
einer oberen Arbeitshubendposition (Fig. 2), die an den
oberen Flansch 230 angrenzt, nach unten zu einer unteren
Arbeitshubendposition, die an den unteren Flansch 232 an
grenzt. Während sich der innere Kolben 186 bezüglich des
äußeren Kolbens 188 nach unten bewegt und sich bezüglich des
äußeren Kolbens der unteren Arbeitshubendposition nähert,
bewegt sich ein zylindrischer Vorder- oder Nasenabschnitt 248
(Fig. 4) in die kreisförmige zentrale Öffnung 244 in dem
unteren Flansch 232. Während sich das Vorderende 248 des
inneren Kolbens 186 in die Öffnung 244 bewegt, wird der
Fluidfluß von der unteren Kolbenkammer 226 mit veränderbarem
Volumen in die untere Zylinderkammer 78a mit veränderbarem
Volumen begrenzt.
Durch die Begrenzung des Fluidflusses zwischen der Kolben
kammer 226 mit veränderbarem Volumen und der Zylinderkammer
78a mittels des Vorderendes 248 des inneren Kolbens 186 (Fig. 4)
werden die Aufprallkräfte des inneren Kolbens 186 gegen
den äußeren Kolben 188 gedämpft. Ein begrenzter Fluidfluß von
der unteren Kolbenkammer 226 mit veränderbarem Volumen führt
also zu einer Erhöhung des Fluiddrucks in der unteren Kolben
kammer mit veränderbarem Volumen. Dieser erhöhte Druck veran
laßt den äußeren Kolben 188, eine nach unten gerichtete
Bewegung in der gleichen Richtung wie der innere Kolben 186
zu beginnen, bevor die ringförmige Endfläche 238 an dem
inneren Kolben 186 an dem ringförmigen unteren Flansch 232
eingreift. Dadurch wird während des Überführens der Pressen
anordnung 20 von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand
die Stoßbelastung zwischen dem inneren Kolben 186 und dem
äußeren Kolben 188 gedämpft.
Falls dies gewünscht wird, kann die Kolbenstange 86 abgesetzt
ausgestaltet sein, so daß der Durchmesser der Kolbenstange
angrenzend an die ringförmige Endfläche 236 des inneren
Kolbens zunimmt. Die abgesetzte Ausgestaltung der Kolben
stange 86a würde den Fluidfluß aus der oberen Kolbenkammer
224 mit veränderbarem Volumen in die obere Zylinderkammer 76a
mit veränderbarem Volumen verlangsamen. Es versteht sich, daß
bei einer Verwendung der Kolben- und Zylinderanordnung 70a in
der Steuereinrichtung 36a die ringförmige obere Seitenfläche
236 des inneren Kolbens 186 nur dann gegen den oberen Flansch
230 prallt und die nach oben gerichtete Bewegung des inneren
Kolben bezüglich des äußeren Kolbens 188 begrenzt, wenn der
äußere Kolben seine obere Arbeitshubendposition (Fig. 3)
erreicht hat und sich der innere Kolben 186 in seine obere
Arbeitshubendposition (Fig. 2) bewegt.
Während des Überführens der Pressenanordnung 20 von dem
geschlossenen in den geöffneten Zustand wird hydraulischer
Fluiddruck von der Dämpfungseinrichtung 34 (Fig. 1) durch die
Leitung 80a (Fig. 6) zu der unteren Zylinderkammer 78a mit
veränderbarem Volumen übertragen. Der hydraulische Fluiddruck
in der unteren Zylinderkammer 78a mit veränderbarem Volumen
drängt sowohl den inneren Kolben 186 als auch den äußeren
Kolben 188 nach oben. Die Geschwindigkeit der nach oben
gerichteten Bewegung des inneren Kolbens 186 ist durch den
Eingriff der Kolbenstange 86a mit dem Kraftübertragungs
element 84 und dem oberen Ziehring 24 begrenzt. Deshalb
drückt der hydraulische Fluiddruck in der unteren Zylinder
kammer 78a mit veränderbarem Volumen den äußeren Kolben 188
ständig gegen den inneren Kolben 186, während die Pressenan
ordnung 20 von dem geschlossenen in den geöffneten Zustand
überführt wird.
Während die Pressenanordnung 20 (Fig. 1) von dem geschlos
senen in den geöffneten Zustand überführt wird, wird der
obere Ziehring 24 durch den Pressenantrieb 32 nach oben
bewegt. Der Fluiddruck in der unteren Zylinderkammer 78a mit
veränderbarem Volumen (Fig. 6) drängt die Kolbenstange 86a
nach oben, so daß eine Kraft gegen das Kraftübertragungs
element 84 (Fig. 1) und den oberen Ziehring 24 aufgebracht
wird. Während sich der obere Ziehring 24 und das Kraftüber
tragungselement 84 nach oben bewegen, bewegen sich der innere
Kolben 186 und der äußere Kolben 188 zusammen aus ihrer
unteren Arbeitshubendposition nach oben (Fig. 6). Der innere
Kolben 186 und der äußere Kolben 188 bewegen sich über die in
Fig. 5 gezeigte Zwischenposition zu einer Position, in
welcher der obere Flansch 230 an dem äußeren Kolben 188 in
anstoßendem Eingriff mit einer ringförmigen Endfläche 252 an
einer Endwand 254 des Zylinders 72a angeordnet ist.
Während sich der innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188
unter dem Einfluß des Fluiddrucks in der unteren Zylinder
kammer 78a mit veränderbarem Volumen von der in Fig. 6
gezeigten Arbeitshubendposition in die in Fig. 5 gezeigte
Zwischenposition bewegen, wird in der oberen Zylinderkammer
76a Luft komprimiert und strömt in eine allgemein zylin
drische Kammer 260, die in der hohlen Kolbenstange 86a ausge
bildet ist. Während also die Größe der oberen Zylinderkammer
76a mit veränderbarem Volumen vermindert wird, fließt Fluid
von der oberen Zylinderkammer durch die obere Flanschöffnung
242 in die obere Kolbenkammer 224 mit veränderbarem Volumen.
Während der Fluiddruck in der oberen Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen aufgrund der abnehmenden Größe der
oberen Zylinderkammer 76a mit veränderbarem Volumen zunimmt,
strömt Luft durch in der unteren Kolbenstange 86a ausgebil
dete, sich radial erstreckende Durchgänge 264 in die
Stangenkammer 260.
Der Luftstrom von der oberen Zylinderkammer 76a mit veränder
barem Volumen in die obere Kolbenkammer 224 mit veränderbarem
Volumen dauert an, bis sich der äußere Kolben 188 in seine
obere Arbeitshubendposition (Fig. 3) bewegt. Wenn der äußere
Kolben 188 seine obere Arbeitshubendposition erreicht, dann
ist der obere Kolbenflansch 230 in anstoßendem Eingriff mit
der inneren Seitenfläche 252 an der oberen Endwand 254 des
Zylinders 72a angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt wird das
Volumen der oberen Zylinderkammer 76a mit veränderbarem
Volumen auf ein nahezu zu vernachlässigendes Minium reduziert
sein.
Während sich die Presse 20 weiter öffnet, bewegt sich der
innere Kolben 186 under dem Einfluß des hydraulischen Fluid
drucks in der unteren Zylinderkammer 78a mit veränderbarem
Volumen bezüglich des äußeren Kolbens 188 nach oben. Die nach
oben gerichtete Bewegung des inneren Kolbens 186 führt zu
einer Verringerung der Größe der oberen Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen. Während die Größe der oberen Kolben
kammer 224 mit veränderbarem Volumen abnimmt, strömt Luft von
der oberen Kolbenkammer 224 durch die Öffnungen 264 in die
Stangenkammer 260.
Wenn sich der innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188
beide in ihre obere Arbeitshubendposition (Fig. 2) bewegt
haben, dann hat die Größe der oberen Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen und der oberen Zylinderkammer 76a mit
veränderbarem Volumen ihr Minimum erreicht. Zu diesem Zeit
punkt ist dann der Fluid- (Luft) druck in der Stangenkammer
260 maximal. Während der innere Kolben 186 und der äußere
Kolben 188 an ihrer oberen Arbeitshubendposition (Fig. 2)
bleiben, fließt kein Fluid in die Stangenkammer 260 oder aus
ihr heraus.
Beim Überführen der Presse 20 von dem geöffneten in den
geschlossenen Zustand bewegt das Kraftübertragungselement 84
(Fig. 1) die Kolbenstange 86a (Fig. 2) nach unten, um den
inneren Kolben 186 von seiner oberen Arbeitshubendposition
über die in Fig. 3 gezeigte Zwischenposition nach unten zu
bewegen. Währenddessen nimmt die Größe der oberen Kolben
kammer 224 mit veränderbarem Volumen zu. Während die Größe
der oberen Kolbenkammer 224 zunimmt, strömt Luft von der
Stangenkammer 260 durch die radialen Durchgänge 264 in die
obere Kolbenkammer 224 mit veränderbarem Volumen.
Während des weiteren Überführens der Pressenanordnung in den
geöffneten Zustand greift der innere Kolben 186 an dem
unteren Flansch 232 an dem äußeren Kolben 188 ein. Zu diesem
Zeitpunkt hat dann die Größe der oberen Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen ihr Maximum erreicht. Die Größe der
oberen Zylinderkammer 76a mit veränderbarem Volumen nimmt
jedoch zu, während sich der innere Kolben 186 und der äußere
Kolben 188 zusammen nach unten bewegen (Fig. 5). Während dies
geschieht, strömt Luft von der Stangenkammer 260 durch die
radialen Öffnungen 264 in die obere Kolbenkammer 224 mit
veränderbarem Volumen und in die obere Zylinderkammer 76a mit
veränderbarem Volumen.
Der Luftstrom von der Stangenkammer 260 dauert an, bis die
obere Zylinderkammer 76a mit veränderbarem Volumen ihre
maximale Größe erreicht hat, d. h., bis der innere Kolben 186
und der äußere Kolben 188 ihre untere Arbeitshubendposition
(Fig. 6) erreichen. Wenn der innere Kolben 186 und der äußere
Kolben 188 ihre untere Arbeitshubendposition erreichen, hat
die Größe der oberen Zylinderkammer 76a und der oberen
Kolbenkammer 224 ihr Maximum erreicht. Deshalb wird der
Fluidfluß von der Stangenkammer 260 zu den Durchgängen 264
und in die obere Kolbenkammer 224 sowie von der oberen
Kolbenkammer 224 in die obere Zylinderkammer 76a aufhören. Zu
diesem Zeitpunkt ist der Fluiddruck in der Stangenkammer 260,
der oberen Kolbenkammer 224 und der oberen Zylinderkanmer 76a
minimal, da das Volumen der oberen Kolbenkammer und der
oberen Zylinderkammer sein Maximum erreicht hat. Dieser
Minimaldruck liegt nur geringfügig über dem Atmosphärendruck.
Eine kombinierte Fluiddruck- und Schmutzdichtungseinrichtung
270 ist zwischen der Kolbenstange 86a und der oberen Endwand
254 des Zylinders 72a vorgesehen. Die Dichtungseinrichtung
270 blockiert den Fluidfluß zwischen der oberen Kolbenkammer
76a mit veränderbarem Volumen und der die Kolben-Zylinder-
Anordnung 70a umgebenden Atmosphäre. Die Dichtungseinrichtung
270 greift also dichtend an der zylindrischen äußeren Seiten
fläche 272 der Kolbenstange 86a sowie an der oberen Endwand
254 des Zylinders 72a ein. Die Dichtungseinrichtung 270 weist
die gleiche Konstruktion auf wie diejenige, welche in dem am
23. August 1988 erteilten US-Patent Nr. 47 65 227 mit der
Bezeichnung "Gesenkzylinderanordnung" offenbart ist.
Eine kombinierte Druckbegrenzungs- und Rückschlagventil
einrichtung 276 (Fig. 7) kann in dem oberen Ende der Kolben
stange 86a montiert sein. Die kombinierte Druckbegrenzungs
und Rückschlagventileinrichtung umfaßt ein Druckbegrenzungs
ventilelement 280 und ein Rückschlagventilelement 282. Das
Druckbegrenzungsventilelement 280 wird von dem in Fig. 7
gezeigten geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand
überführt, um übermäßigen Fluiddruck aus der Stangenkammer
260 abzuleiten. Das Rückschlagventilelement 282 blockiert den
Fluidfluß von der Stangenkammer 260, wenn der Fluiddruck in
dieser Kammer den Atmosphären- oder Umgebungsdruck über
steigt. Das Rückschlagventil 282 ermöglicht es, daß Fluid von
der Umgebung der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a in die
Stangenkammer 260 fließt, wenn der Fluiddruck in der Stangen
kammer unter dem Umgebungs- oder Atmosphärendruck liegt.
Das Druckbegrenzungsventilelement 280 weist eine ringförmige
O-Ringdichtung 283 auf, die an einem kegelförmigen Ventilsitz
284 eingreift, wenn sich das Druckbegrenzungsventilelement
280 in der geschlossenen Position von Fig. 7 befindet. Der
Eingriff der O-Ringdichtung 283 mit dem Ventilsitz 284
blockiert den Fluidfluß von der Stangenkammer 260 durch die
kombinierte Druckbegrenzungs- und Rückschlagventilanordnung
276 zu den Durchgängen 288, die zu der anderen Seitenfläche
der Kolbenstange 86a und der Umgebung um die Kolbenstange
führen. Das Druckbegrenzungsventilelement 280 wird durch eine
Vorspannfeder 292 in die geschlossene Position von Fig. 7
gedrängt.
Wenn der Fluiddruck in der Stangenkammer 260 einen vorbe
stimmten Druck übersteigt, wird das Druckbegrenzungsventil
element 280 gegen den Einfluß der Vorspannfeder 292 bewegt,
um die O-Ringdichtung 283 von dem Ventilsitz 284 wegzu
drücken. Dies ermöglicht es, daß Fluid von der Stangenkammer
260 zu den Durchgängen 288 fließt, um den Fluiddruck in der
Stangenkammer zu verringern. Sobald der Fluiddruck in der
Stangenkammer 260 auf einen erwünschten Maximaldruck
verringert worden ist, bewirkt die Vorspannfeder 292, daß das
Druckbegrenzungsventilelement 280 in seine geschlossene
Position zurückbewegt wird.
Der Fluiddruck in der Stangenkammer 260 erreicht dann sein
Minimum, wenn die Größe der oberen Zylinderkammer 76a und der
oberen Kolbenkammer 224 maximal ist, d. h., wenn sich der
innere Kolben 186 und der äußere Kolben 188 sich an ihrer in
Fig. 6 gezeigten unteren Arbeitshubendposition befinden. Ist
der Fluiddruck in der Stangenkammer 260 zu diesem Zeitpunkt
geringer als der Umgebungs- oder Atmosphärendruck, dann fällt
das leichte kugelförmige Rückschlagventilelement 282 nach
unten von einem kegelförmigen Ventilsitz 296 weg auf ein
ringförmiges Stützelement 298. Geschieht dies, dann kann Luft
aus der Umgebung um die Kolben- und Zylinderanordnung 70a
durch die Durchgänge 288 und durch einen in dem Druckbe
grenzungsventilelement 280 ausgebildeten Durchgang 302 zu der
Stangenkammer 260 strömen. Dies verhindert, daß der Fluid
druck in der Stangenkammer 260 auf einen Fluiddruck ver
ringert wird, der niedriger als der Atmosphärendruck ist,
weil während des Betriebs der Kolben- und Zylinderanordnung
70a Luft an der Dichtung 270 vorbeiströmt.
Da ein Rückschlagventil 282 vorgesehen ist, wird der Fluid
druck in der Stangenkammer 260, der oberen Zylinderkammer 76a
und der oberen Kolbenkammer 224 während des Betriebs der
Zylinderanordnung auf oder über Atmosphärendruck gehalten.
Die Konstruktion und die Arbeitsweise der kombinierten
Druckbegrenzungs- und Rückschlagventilanordnung 276 ist die
gleiche wie die in dem am 23. August 1988 erteilten US-Patent
Nr. 47 65 227 mit der Bezeichnung "Gesenkzylinderanordnung"
offenbarte. Falls dies gewünscht wird, könnte die
Druckbegrenzungs- und Rückschlagventilanordnung 276 auch
weggelassen werden.
Nach der obigen Beschreibung ist es klar, daß die vorliegende
Erfindung eine neue und verbesserte Kolben- und Zylinder
anordnung 70a vorsieht. Die Kolben- und Zylinderanordnung 70a
umfaßt einen hohlen äußeren Kolben 188, der in einem Zylinder
72a angeordnet ist und mit dem Zylinder zusammenwirkt, um
Zylinderkammern 76a und 78a mit veränderbarem Volumen zu
bilden. Ein innerer Kolben 186 ist innerhalb des hohlen
äußeren Kolbens 188 angeordnet und wirkt mit einer zylin
drischen inneren Seitenfläche 228 des äußeren Kolbens
zusammen, um Kolbenkammern 224 und 226 mit veränderbarem
Volumen zu bilden. Eine Kolbenstange 86a ist mit dem inneren
Kolben 186 verbunden und erstreckt sich von einem Ende des
Zylinders 72a.
Der hohle äußere Kolben 188 umfaßt einen ersten Flansch 230,
der sich von dem ersten Ende des hohlen äußeren Kolbens
radial nach innen erstreckt. Der hohle äußere Kolben 188
umfaßt auch einen zweiten Flansch 232, der sich von einem
zweiten Ende des hohlen äußeren Kolbens radial nach innen
erstreckt. Während eines Teilarbeitshubs der Kolben-Zylinder-
Anordnung 70a wird der innere Kolben 186 bezüglich des
äußeren Kolbens 188 bewegt. Während eines anderen Teil
arbeitshubs der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a greift der
innere Kolben 186 an einem der beiden Flansche 230 oder 232
an dem hohlen äußeren Kolben 188 ein, um den hohlen äußeren
Kolben mit dem inneren Kolben zu bewegen. Wenn sich der hohle
äußere Kolben 188 mit dem inneren Kolben 186 bewegt, besteht
die wirksame Fläche der Kolben- und Zylinderanordnung 70a aus
den kombinierten Flächen der zwei Kolben. Bewegt sich aber
der innere Kolben 186 bezüglich des äußeren Kolbens 188, dann
besteht die wirksame Fläche der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a
nur aus der Fläche des inneren Kolbens.
Die verbesserte Kolben- und Zylinderanordnung 70a wird vor
teilhaft als Steuereinrichtung in einer Pressenanordnung 20
verwendet. Während des Betriebs der Presse 20 bewegen sich
ein oberer Ziehring oder ein Ziehelement 24 und ein unterer
Ziehring oder ein Ziehelement 26 miteinander und bringen
einen Druck auf gegenüberliegende Seiten eines Werkstücks 28
auf. Während des Überführens der Presse 20 von einem
geöffneten in den geschlossenen Zustand bewirkt die Kolben-
und Zylinderanordnung 70a die Bewegung eines Ziehrings 26 mit
einer ersten Geschwindigkeit und beschleunigt dann den
Ziehring auf eine zweite Geschwindigkeit, bevor sich die zwei
Ziehringe 24 und 26 miteinander bewegen.
Claims (5)
1. Vorrichtung mit einem Zylinder,
einem hohlen äußeren Kolben, der in dem Zylinder angeordnet ist und mit dem Zylinder zusammenwirkt, um wenigstens teil weise eine erste und eine zweite Zylinderkammer mit veränder barem Volumen zu bilden, wobei der hohle äußere Kolben eine zylindrische innere Seitenfläche aufweist, mit äußeren Dichtungsmitteln, die mit dem hohlen äußeren Kolben verbunden und in dichtendem Eingriff mit dem Zylinder angeordnet sind, um den Fluidfluß zwischen der ersten und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu blockieren,
einem inneren Kolben, der in dem hohlen äußeren Kolben angeordnet ist und mit der zylindrischen inneren Seitenfläche zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
inneren Dichtungsmitteln, die mit dem inneren Kolben verbunden und in dichtendem Eingriff mit der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens angeordnet sind, um den Fluidfluß zwischen der ersten und der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu blockieren,
einer Kolbenstange, die mit dem inneren Kolben verbunden ist und sich von dem inneren Kolben durch die erste Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen und die erste Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu einem äußeren Endbereich erstreckt, der angrenzend an ein erstes Ende des Zylinders angeordnet ist,
wobei der hohle äußere Kolben erste Flanschmittel umfaßt, die sich von einem ersten Endbereich der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens radial nach innen erstrecken und die Kolbenstange umschreiben,
wobei die ersten Flanschmittel einen inneren Seitenflächen bereich umfassen, der dem inneren Kolben zugewandt ist und durch einen ersten Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff gebracht werden kann, um die Bewegung des inneren Kolbens in einer ersten Richtung bezüglich des hohlen äußeren Kolbens zu begrenzen, und wobei die ersten Flanschmittel Flächenmittel aufweisen, die mit der Kolbenstange zusammenwirken, um wenigstens teilweise eine erste Kolbenöffnung zum Leiten des Fluidflusses zwischen der ersten Kolbenkammer mit verän derbarem Volumen und der ersten Zylinderkammer mit veränder barem Volumen zu bilden,
wobei der hohle äußere Kolben zweite Flanschmittel umfaßt, die sich von einem zweiten Endbereich der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens an einem Ende des hohlen äußeren Kolbens radial nach innen erstrecken, das den ersten Flanschmitteln gegenüberliegt,
wobei die zweiten Flanschmittel einen inneren Seitenflächen bereich umfassen, der dem inneren Kolben zugewandt ist und durch einen zweiten Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff gebracht werden kann, um die Bewegung des inneren Kolbens bezüglich des hohlen äußeren Kolbens zu begrenzen,
wobei die zweiten Flanschmittel Flächenmittel umfassen, die wenigstens teilweise eine zweite Kolbenöffnung zum Leiten des Fluidflusses zwischen der zweiten Kolbenkammer mit veränder barem Volumen und der zweiten Zylinderkammer mit veränder barem Volumen bilden,
wobei der innere und der äußere Kolben über Arbeitshübe so bewegbar sind, daß die Größe der ersten und der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen und die Größe der ersten und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen verändert werden kann,
wobei der innere Kolben bezüglich des äußeren Kolbens zwischen einem ersten Zustand, in dem der erste Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff mit den ersten Flanschmitteln angeordnet ist und der zweite Endbereich des inneren Kolbens von den zweiten Flanschmitteln im Abstand angeordnet ist, und einem zweiten Zustand bewegbar ist, in dem der zweite Endbe reich des inneren Kolbens in Eingriff mit den zweiten Flanschmitteln angeordnet ist und der erste Endbereich des inneren Kolbens von den ersten Flanschmitteln im Abstand angeordnet ist, und
wobei der innere und der äußere Kolben zusammen zwischen einem dritten Zustand, in dem der äußere Kolben neben dem ersten Ende des Zylinders angeordnet ist, und einem vierten Zustand bewegbar ist, in dem der äußere Kolben neben einem zweiten Ende des Zylinders angeordnet ist, das dem ersten Ende des Zylinders gegenüberliegt.
einem hohlen äußeren Kolben, der in dem Zylinder angeordnet ist und mit dem Zylinder zusammenwirkt, um wenigstens teil weise eine erste und eine zweite Zylinderkammer mit veränder barem Volumen zu bilden, wobei der hohle äußere Kolben eine zylindrische innere Seitenfläche aufweist, mit äußeren Dichtungsmitteln, die mit dem hohlen äußeren Kolben verbunden und in dichtendem Eingriff mit dem Zylinder angeordnet sind, um den Fluidfluß zwischen der ersten und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu blockieren,
einem inneren Kolben, der in dem hohlen äußeren Kolben angeordnet ist und mit der zylindrischen inneren Seitenfläche zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
inneren Dichtungsmitteln, die mit dem inneren Kolben verbunden und in dichtendem Eingriff mit der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens angeordnet sind, um den Fluidfluß zwischen der ersten und der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu blockieren,
einer Kolbenstange, die mit dem inneren Kolben verbunden ist und sich von dem inneren Kolben durch die erste Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen und die erste Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu einem äußeren Endbereich erstreckt, der angrenzend an ein erstes Ende des Zylinders angeordnet ist,
wobei der hohle äußere Kolben erste Flanschmittel umfaßt, die sich von einem ersten Endbereich der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens radial nach innen erstrecken und die Kolbenstange umschreiben,
wobei die ersten Flanschmittel einen inneren Seitenflächen bereich umfassen, der dem inneren Kolben zugewandt ist und durch einen ersten Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff gebracht werden kann, um die Bewegung des inneren Kolbens in einer ersten Richtung bezüglich des hohlen äußeren Kolbens zu begrenzen, und wobei die ersten Flanschmittel Flächenmittel aufweisen, die mit der Kolbenstange zusammenwirken, um wenigstens teilweise eine erste Kolbenöffnung zum Leiten des Fluidflusses zwischen der ersten Kolbenkammer mit verän derbarem Volumen und der ersten Zylinderkammer mit veränder barem Volumen zu bilden,
wobei der hohle äußere Kolben zweite Flanschmittel umfaßt, die sich von einem zweiten Endbereich der zylindrischen inneren Seitenfläche des hohlen äußeren Kolbens an einem Ende des hohlen äußeren Kolbens radial nach innen erstrecken, das den ersten Flanschmitteln gegenüberliegt,
wobei die zweiten Flanschmittel einen inneren Seitenflächen bereich umfassen, der dem inneren Kolben zugewandt ist und durch einen zweiten Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff gebracht werden kann, um die Bewegung des inneren Kolbens bezüglich des hohlen äußeren Kolbens zu begrenzen,
wobei die zweiten Flanschmittel Flächenmittel umfassen, die wenigstens teilweise eine zweite Kolbenöffnung zum Leiten des Fluidflusses zwischen der zweiten Kolbenkammer mit veränder barem Volumen und der zweiten Zylinderkammer mit veränder barem Volumen bilden,
wobei der innere und der äußere Kolben über Arbeitshübe so bewegbar sind, daß die Größe der ersten und der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen und die Größe der ersten und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen verändert werden kann,
wobei der innere Kolben bezüglich des äußeren Kolbens zwischen einem ersten Zustand, in dem der erste Endbereich des inneren Kolbens in Eingriff mit den ersten Flanschmitteln angeordnet ist und der zweite Endbereich des inneren Kolbens von den zweiten Flanschmitteln im Abstand angeordnet ist, und einem zweiten Zustand bewegbar ist, in dem der zweite Endbe reich des inneren Kolbens in Eingriff mit den zweiten Flanschmitteln angeordnet ist und der erste Endbereich des inneren Kolbens von den ersten Flanschmitteln im Abstand angeordnet ist, und
wobei der innere und der äußere Kolben zusammen zwischen einem dritten Zustand, in dem der äußere Kolben neben dem ersten Ende des Zylinders angeordnet ist, und einem vierten Zustand bewegbar ist, in dem der äußere Kolben neben einem zweiten Ende des Zylinders angeordnet ist, das dem ersten Ende des Zylinders gegenüberliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der innere
Kolben einen Endbereich umfaßt, der in die zweite Kolben
öffnung bewegbar ist, um vor dem Eingriff des zweiten
Endbereichs des Kolbens mit den zweiten Flanschmitteln den
Fluidfluß von der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem
Volumen zu der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem
Volumen zu begrenzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Kolbenstange
Flächenmittel umfaßt, um wenigstens teilweise in der Kol
benstange eine Stangenkammer zu bilden und wenigstens teil
weise einen Durchgang zu bilden, der die Stangenkammer in
Fluidverbindung mit der ersten Kolbenkammer mit veränderbarem
Volumen und der ersten Zylinderkammer mit veränderbarem
Volumen verbindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Kolbenstange
Flächenmittel umfaßt, die in der Kolbenstange einen zweiten
Durchgang bilden, der sich zwischen einer äußeren Seiten
fläche der Kolbenstange und der Stangenkammer erstreckt, um
Fluid zu der Stangenkammer zu leiten, wenn der Fluiddruck in
der ersten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen und der
ersten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen geringer als
der umgebende Fluiddruck ist,
sowie Rückschlagventilmittel, die in dem zweiten Durchgang
angeordnet sind, um den Fluß von Fluid von der Stangenkammer
zu der äußeren Seitenfläche der Kolbenstange zu blockieren,
wenn der Fluiddruck in der Stangenkammer den umgebenden
Fluiddruck überschreitet.
5. Pressenanordnung, die zum Umformen eines Werkstücks von
einem geöffneten in einen geschlossenen Zustand überführt
werden kann, mit
einem ersten bewegbaren Element zum Eingriff an einer ersten Seite des Werkstücks, einem zweiten bewegbaren Element zum Eingriff an einer zweiten Seite des Werkstücks, wobei das erste Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand in einer ersten Richtung auf das zweite Element zu bewegbar ist, und wobei das erste und das zweite Element während des Über führens der Pressenanordnung in den geschlossenen Zustand mit wenigstens einem zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordneten Teil des Werkstücks zusammen in der ersten Richtung bewegbar sind,
einer Dämpfungseinrichtung, die während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand so in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, daß sie eine nachgebende Kraft bereitstellt, die sich der Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung widersetzt, sowie
Steuermitteln, um den Betrieb der Dämpfungseinrichtung so durchzuführen, daß die Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung eingeleitet wird, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenan ordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen,
wobei die Steuermittel umfassen:
einen Steuerzylinder, einen hohlen äußeren Kolben, der in dem Steuerzylinder angeordnet ist und mit dem Steuerzylinder zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
einen inneren Kolben, der in dem hohlen äußeren Kolben ange ordnet ist und mit dem hohlen äußeren Kolben zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Kolben kammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
Mittel, um die erste Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen in Fluidverbindung mit der ersten Kolbenkammer mit veränder barem Volumen zu verbinden,
Mittel, um die zweite Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen in Fluidverbindung mit der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu verbinden,
Leitungsmittel, um den Fluiddruck zwischen der Dämpfungsein richtung und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu leiten,
wobei der innere Kolben bezüglich des Steuerzylinders und des äußeren Kolbens bewegbar ist, um den Fluidfluß von dem Steuerzylinder zu den Leitungsmitteln und von den Leitungs mitteln zu der Dämpfungseinrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit aufzubauen, um den Betrieb der Dämpfungs einrichtung und die Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit zu bewirken, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen, und
wobei der innere und der äußere Kolben bezüglich des Steuer zylinders zusammen bewegbar sind, um den Fluidfluß von dem Steuerzylinder zu den Leitungsmitteln und von den Leitungs mitteln zu der Dämpfungseinrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit aufzubauen, die höher als die erste ist, um den Betrieb der Dämpfungseinrichtung und die Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit zu bewirken, die höher als die erste Geschwindigkeit ist, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen.
einem ersten bewegbaren Element zum Eingriff an einer ersten Seite des Werkstücks, einem zweiten bewegbaren Element zum Eingriff an einer zweiten Seite des Werkstücks, wobei das erste Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand in einer ersten Richtung auf das zweite Element zu bewegbar ist, und wobei das erste und das zweite Element während des Über führens der Pressenanordnung in den geschlossenen Zustand mit wenigstens einem zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordneten Teil des Werkstücks zusammen in der ersten Richtung bewegbar sind,
einer Dämpfungseinrichtung, die während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand so in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, daß sie eine nachgebende Kraft bereitstellt, die sich der Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung widersetzt, sowie
Steuermitteln, um den Betrieb der Dämpfungseinrichtung so durchzuführen, daß die Bewegung des zweiten Elements in der zweiten Richtung eingeleitet wird, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenan ordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen,
wobei die Steuermittel umfassen:
einen Steuerzylinder, einen hohlen äußeren Kolben, der in dem Steuerzylinder angeordnet ist und mit dem Steuerzylinder zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
einen inneren Kolben, der in dem hohlen äußeren Kolben ange ordnet ist und mit dem hohlen äußeren Kolben zusammenwirkt, um wenigstens teilweise eine erste und eine zweite Kolben kammer mit veränderbarem Volumen zu bilden,
Mittel, um die erste Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen in Fluidverbindung mit der ersten Kolbenkammer mit veränder barem Volumen zu verbinden,
Mittel, um die zweite Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen in Fluidverbindung mit der zweiten Kolbenkammer mit veränderbarem Volumen zu verbinden,
Leitungsmittel, um den Fluiddruck zwischen der Dämpfungsein richtung und der zweiten Zylinderkammer mit veränderbarem Volumen zu leiten,
wobei der innere Kolben bezüglich des Steuerzylinders und des äußeren Kolbens bewegbar ist, um den Fluidfluß von dem Steuerzylinder zu den Leitungsmitteln und von den Leitungs mitteln zu der Dämpfungseinrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit aufzubauen, um den Betrieb der Dämpfungs einrichtung und die Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit zu bewirken, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen, und
wobei der innere und der äußere Kolben bezüglich des Steuer zylinders zusammen bewegbar sind, um den Fluidfluß von dem Steuerzylinder zu den Leitungsmitteln und von den Leitungs mitteln zu der Dämpfungseinrichtung mit einer zweiten Geschwindigkeit aufzubauen, die höher als die erste ist, um den Betrieb der Dämpfungseinrichtung und die Bewegung des zweiten Elements in der ersten Richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit zu bewirken, die höher als die erste Geschwindigkeit ist, bevor sich das erste und das zweite Element während des Überführens der Pressenanordnung von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegen.
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