DE4345340C2 - Hydraulisches System für eine Umformpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches System für eine Umform­ presse, mit der ein Werkstück unter unmittelbarer Beaufschlagung durch eine hydraulische Flüssigkeit umgeformt wird. Dabei wird von einem hydraulischen System ausgegangen, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.

Ein solches hydraulisches System ist aus dem DE-GM 18 85 909 be­ kannt. Es sind dabei ein Druckübersetzer und ein Andockzylinder axial hintereinander angeordnet. Der Andockzylinder besitzt ei­ nen Andockkolben und eine mit dem Andockkolben verbundene in dieselbe Richtung wie der Sekundärkolben des Druckübersetzers weisende, aus dem Gehäuse des Andockzylinders herausgeführte An­ dockkolbenstange, die wie der Andockkolben mit einer durchgehen­ den, zentralen Axialbohrung versehen ist, in die der Sekundär­ kolben des Druckübersetzers eintaucht. Bei dem aus dem Ge­ brauchsmuster bekannten hydraulischen System besitzt der Andock­ kolben noch eine zweite Kolbenstange, die entgegengesetzt zur Andockkolbenstange zum Druckübersetzer hin gerichtet ist und in der auch die Axialbohrung fortgesetzt ist. Als hydraulische Flüssigkeit, die das Werkstück beaufschlagt, wird bevorzugt Was­ ser verwendet, während das Druckmittel ein Hydrauliköl ist. Da­ bei soll verhindert werden, daß Wasser in das Hydrauliköl und Hydrauliköl in das Wasser gelangen.

Bei dem hydraulischen System nach dem DE-GM 18 85 909 besitzen der Druckübersetzer und der Andockzylinder voneinander getrennte Gehäuse, die auf einem Maschinengestell befestigt sind. Zwischen den beiden getrennten Gehäusen ist der Sekundärkolben des Druck­ übersetzers frei von außen zugänglich. Frei von außen zugänglich ist auch eine zweite Kolbenstange des Andockkolbens, die entge­ gengesetzt zur Andockkolbenstange in Richtung auf das Gehäuse des Druckübersetzers zu aus dem Gehäuse des Andockzylinders her­ ausragt. Bei einem solchen Aufbau wird zwar mit großer Sicher­ heit verhindert, daß das Druckmittel, mit dem der Andockkolben und der Primärkolben des Druckübersetzers beaufschlagbar sind und das vornehmlich ein Hydrauliköl ist, mit der hydraulischen Flüssigkeit, mit der das Werkstück beaufschlagt wird und die vornehmlich Wasser ist, vermischt wird. Es droht jedoch eine Verschmutzung des Sekundärkolbens des Druckübersetzers sowie der zweiten Kolbenstange des Andockkolbens, so daß besondere Maßnah­ men zum Abstreifen dieses Schmutzes ergriffen werden müssen oder ein erhöhter Verschleiß an Dichtungen und eine Verschmutzung des Hydrauliköls auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Sy­ stem mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß die Verschmutzungsgefahr geringer und ein einfacherer Aufbau möglich ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein hydraulisches System mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff zu­ sätzlich mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1 ausgestattet wird. Demnach sitzen bei einem er­ findungsgemäßen hydraulischen System das Gehäuse des Drucküber­ setzers und das Gehäuse des Andockzylinders unmittelbar aneinan­ der. Im Schnittstellenbereich zwischen Druckübersetzer und An­ dockzylinder ist dadurch der Sekundärkolben sowie eine eventuell vorhandene zum Druckübersetzer gerichtete Kolbenstange des An­ dockkolbens nicht mehr äußeren Einflüssen ausgesetzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Systems kann man den Patentansprüchen 2 bis 13 entnehmen.

So enthalten die Patentansprüche 2 bis 4 vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Gehäuse von Druckübersetzer und Andockzylinder, die eine einfache Herstellung der Gehäuse ermöglichen und den Auf­ wand an Material für sie gering halten.

Bei einer Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 besitzen das Ge­ häuse des Druckübersetzers und das Gehäuse des Andockzylinders einen gemeinsamen Boden. Die beiden Gehäuse sind also mehr oder weniger ineinander integriert. Eine besonders geringe Anzahl von separaten Bauteilen ist dann notwendig, wenn die beiden Gehäuse von Druckübersetzer und Andockzylinder gemäß Patentanspruch 3 ein gemeinsames Mittelteil haben, an das nach entgegengesetzten Richtungen einstückig Zylindermäntel angeformt sind. Von der Montage her kann es jedoch günstiger sein, wenn sich gemäß Pa­ tentanspruch 4 von einem gemeinsamen Boden der Gehäuse nur zur einen Seite hin einstückig ein Zylindermantel erstreckt, während auf die andere Seite des gemeinsamen Bodens ein separater Zylin­ dermantel aufgesetzt ist. Dichtringe und Lagerringe, die sich in dem Boden befinden, lassen sich dann leichter montieren.

Vorzugsweise besitzt gemäß Patentanspruch 5 der Andockkolben ei­ ne entgegengesetzt zur Andockkolbenstange gerichtete, zweite hohlgebohrte Kolbenstange, in die der Sekundärkolben des Druck­ übersetzers eintaucht. Diese zweite Kolbenstange des Andockkol­ bens endet innerhalb eines Bodens des Gehäuses des Andockzylin­ ders, so daß die Außenseite des Sekundärkolbens des Drucküber­ setzers nicht im druckübersetzerseitigen Druckraum des Andockzy­ linders erscheint. Dies ist im Hinblick darauf günstig, daß in das Hydrauliköl, mit dem der Andockkolben beaufschlagbar ist, kein Wasser gelangen soll und umgekehrt. Der Boden kann der ge­ meinsame Boden gemäß Patentanspruch 2 sein.

Die Abdichtung der benachbarten Druckräume auf der einen Seite des Andockkolbens des Andockzylinders und des Primärkolbens des Druckübersetzers gegeneinander sowie gegen die sich vor der Stirnseite des Sekundärkolbens des Druckübersetzers befindliche Hochdruckkammer geschieht vorteilhafterweise gemäß den Patentan­ sprüchen 6 bis 9. Insbesondere wird durch die Ausbildung gemäß Patentanspruch 7 erreicht, daß Leckage von Druckmittel, mit dem der Andockkolben und der Primärkolben beaufschlagbar sind, und Leckage von Wasser, das als Arbeitsmedium zum Aufweiten des Werkstücks genutzt wird, getrennt voneinander gesammelt werden können. Es werden dazu erste Dichtringe, die radial zwischen dem Boden und der zweiten Kolbenstange des Andockkolbens angeordnet sind, und zweite Dichtringe, die vor dem Ende der Kolbenstange radial zwischen dem Boden und dem Sekundärkolben angeordnet sind, verwendet. Um die Hochdruckkammer über die Wirkung einer bloßen Spaltdichtung zwischen dem Sekundärkolben und der Axial­ bohrung hinaus axial abzudichten, ist gemäß Patentanspruch 9 ra­ dial zwischen dem Sekundärkolben und der Wand der Axialbohrung ein dritter Dichtring vorgesehen.

Bei einem erfindungsgemäßen hydraulischen System wird die hy­ draulische Flüssigkeit zum Aufweiten des Werkstücks der Hoch­ druckkammer vor der Stirnseite des Sekundärkolbens vorteilhaf­ terweise nicht mehr zwischen Druckübersetzer und Andockzylinder, sondern über einen Axialkanal zugeführt, der im Sekundärkolben, im Primärkolben und in einer Kolbenstange des Primärkolbens ver­ läuft, die entgegengesetzt zur Richtung, in die sich der Sekun­ därkolben erstreckt, in einen Boden eintritt, der den Zylinder­ raum, in dem sich der Primärkolben des Druckübersetzers befin­ det, verschließt. Vorteilhafterweise wird gemäß Patentanspruch 11 die hydraulische Flüssigkeit innerhalb des Bodens oder inner­ halb eines Aufsatzes auf dem Boden dem Axialkanal in der Kolben­ stange des Primärkolbens zugeführt. Innerhalb des Bodens oder des Aufsatzes kann ein Ringraum vorgesehen sein, in den eine den Axialkanal schneidende Querbohrung in der Kolbenstange mündet. Der Boden kann ein separater Boden gemäß Patentanspruch 3 sein.

Vier Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Systems sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeich­ nungen wird die Erfindung nun näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die Kolbenstange eines Eilgangzylinders gelenkig mit einer Kolbenstange des Druckübersetzers und das Gehäuse des Eilgangzylin­ ders gelenkig mit dem Gehäuse des Druckübersetzers verbunden sind und wobei auch die zur Steuerung ver­ wendeten Ventile und Pumpen eingezeichnet sind,

Fig. 2 vergrößert und schematisch ein Zwei-Wege-Einbauventil aus Fig. 1 mit dem dazugehörigen Pilotventil und den dazugehörigen Arbeits- und Steueranschlüssen,

Fig. 3 schematisch die zweite Ausführung, bei der die Kolben­ stange des Druckübersetzers das Zylindergehäuse des Eilgangzylinders ist,

Fig. 4a schematisch einen ersten Teil und

Fig. 4b eine zweiten Teil einer dritten Ausführung, bei der Lecköl und Leckwasser getrennt voneinander abgeleitet werden und

Fig. 5 das vierte Ausführungsbeispiel im Bereich der Hoch­ druckkammer.

Zu dem hydraulischen System nach Fig. 1 gehört ein Drucküberset­ zer 10 mit einem Gehäuse 11 und ein Andockzylinder 80 mit einem Gehäuse 86. Die beiden Gehäuse sind ineinander integriert und haben ein gemeinsames, einstückiges Mittelteil 87, das einen Zy­ linderraum 20 und einen Zylinderraum 79 aufweist. Die beiden Zy­ linderräume 20 und 79 sind nach entgegengesetzten Seiten hin of­ fen und durch einen Boden 88 des Mittelteils 87 voneinander ge­ trennt, von dem aus sich die Zylindermäntel 97 und 98 der Zylin­ derräume 20 und 79 erstrecken. An den offenen Seiten sind sie jeweils mit einem separaten Boden 100 bzw. 101 verschlossen. In dem gegenüber dem Zylinderraum 79 axial größeren Zylinderraum 20 befindet sich ein doppeltwirkender Primärkolben 12 des Druck­ übersetzers 10, der auf der einen Seite eine Kolbenstange 19 be­ sitzt, die durch den Deckel 100 nach außen tritt. Auf der ande­ ren Seite ragt vom Primärkolben 12 als Sekundärkolben des Druck­ übersetzers 10 ein Tauchkolben 25 weg, der in eine Bohrung des Bodens 88 eintritt, der denselben Durchmesser wie die Kolben­ stange 19 hat und der einstückig mit dieser hergestellt sein kann. Bevorzugt sind der Sekundärkolben 25 und die Kolbenstange 19 jedoch zwei Bauteile, die in gegenüberliegende Sackbohrungen des Primärkolbens 12 eingesetzt sind. Der Primärkolben 12 mit der Kolbenstange 19 und dem Tauchkolben 25 kann als Kolben eines Gleichgangzylinders betrachtet werden. Die Wirkflächen 17 und 18 des Primärkolbens 12, die den Druckräumen 13 und 14, in die der Primärkolben 12 den Zylinderraum 20 aufteilt, zugekehrt sind, sind also gleich groß.

Der Zylinderraum 79 des Andockzylinders 80, der denselben Durch­ messer wie der Zylinderraum 20 hat, wird durch einen Andockkol­ ben 81 in die zwei Druckräume 82 und 83 geteilt. Auch der An­ dockzylinder ist als Gleichgangzylinder zu betrachten. Sein An­ dockkolben 81 besitzt zu beiden Seiten jeweils eine Kolbenstange 84a, 84b, von denen die Kolbenstange 84a auf der einen Seite in den Boden 88 des Mittelteils 87 eintaucht und die als Andockkol­ benstange bezeichnete Kolbenstange 84b auf der anderen Seite durch den Boden 101 nach außen hindurchtritt und sich von dem Boden 101 wegerstreckt. Die Kolbenstange 84a ist von ihrem dem Zylinderraum 20 zugekehrten Ende her mit einer Axialbohrung 89 versehen, deren Durchmesser dem Durchmesser des Sekundärkolbens 25 entspricht und die durch den Andockkolben 81 hindurch bis in die Andockkolbenstange 84b reicht. Man sieht in Fig. 1, daß in der gezeigten Stellung des Andockkolbens 81 die Bohrung 89 bis etwa zum Boden 101 reicht. Von dort geht von ihr eine engere Bohrung aus, die an der Stirnseite der Andockkolbenstange 84b ins Freie mündet. Die Bohrung 89 und die engere Bohrung sind Teil einer Zuleitung 85, durch die Wasser in einen Arbeitsraum 27 innerhalb eines Werkstücks, im vorliegenden Fall innerhalb eines Rohrs 110 geleitet werden kann.

Innerhalb des Sekundärkolbens 25 und der Kolbenstange 19 wird die Zuleitung durch einen Axialkanal 67 gebildet, der an der Stirnseite des Sekundärkolbens 25 in die Axialbohrung 89 mündet und der im Bereich des Bodens 100 endet und über eine Querboh­ rung mit einem innerhalb des Bodens 100 ausgebildeten Ringraum 68 verbunden ist. Auch wenn dies in Fig. 1 maßstäblich nicht ex­ akt dargestellt ist, ist der Ringraum 68 axial so lang, daß die Querbohrung in jeder Position des Primärkolbens 12 axial inner­ halb des Ringraums 68 liegt.

Ein Absperrventil 28 ist an den Boden 101 angebaut oder in die­ sen integriert. Dieses Absperrventil befindet sich zwischen dem Ringraum 68 und einer Vorförderpumpe 29, die an einen Wasserbe­ hälter 30 angeschlossen ist. Das Absperrventil 28 wird von einem Elektromagneten gegen die Kraft einer Druckfeder betätigt. In der Ruhestellung ist es durch die Druckfeder gesperrt. In der anderen Stellung kann von der Pumpe 29 aus Wasser in den Ring­ raum 68 und von dort durch die Axialkanäle in der Kolbenstange 19, im Sekundärkolben 25 und in den Kolbenstangen 84a, 84b in den Arbeitsraum 27 strömen. In dem Kanal 67 ist ein Rückschlag­ ventil 31 angeordnet, das den Arbeitsraum 27 beim Druckaufbau absperrt.

Damit nicht Hydrauliköl in das Wasser und Wasser nicht in das Hydrauliköl gelangt sind verschiedene Dichtungen und Leckagean­ schlüsse vorgesehen. Zwischen dem Ringraum 68 und dem Druckraum 13 sind radial zwischen der Kolbenstange 19 und dem Boden 100 zwei Dichtringe 92 und 94 angeordnet, zwischen denen sich ein Leckageanschluß 91 befindet. Zwischen dem Sekundärkolben 25 und dem Boden 88 liegt vor der Stirnseite der Kolbenstange 84a ein Radialdichtring 93. Ein weiterer Radialdichtring 95 befindet sich zwischen der Kolbenstange 84a und dem Boden 88. Schließlich ist ein weiterer Radialdichtring 96 zwischen dem Sekundärkolben 25 und der Bohrung 89 vorhanden. Zur Aufnahme des Sekundärkol­ bens 25 und der Kolbenstange 84a ist der Boden 88 mit einer sich zwischen den beiden Druckräumen 14 und 82 erstreckenden Stufen­ bohrung versehen. Unmittelbar an der Stufe ist im größeren Ab­ schnitt dieser Bohrung eine Ringnut vorhanden, die als Leckage­ anschluß 90 dient. Dieser befindet sich somit sowohl zwischen den beiden Dichtringen 93 und 95 als auch den beiden Dichtringen 93 und 96. In den Leckageanschlüssen 90 und 91 sammelt sich ein Wasser/Ölgemisch, das über einen Anschluß am Boden 101 gesammelt wird, wie durch den Pfeil E angedeutet ist.

Zu dem gezeigten hydraulischen System gehört ein Eilgangzylinder 50 mit einem Zylindergehäuse 56 und mit einem Eilgangkolben 51, der einseitig mit einer Kolbenstange 57 versehen ist und der in­ nerhalb des Gehäuses 56 zwei voneinander getrennte Räume 53 und 54 schafft. Der Innenraum 54 ist ein Ringraum und an Tank ange­ schlossen. Dem anderen Raum 53 ist die Wirkfläche 52 des Kolbens 51 zugekehrt, die genauso groß wie die Wirkfläche des Sekundär­ kolbens 25 ist. Der Eilgangzylinder 50 ist gleichachsig mit dem Druckübersetzer 10 und dem Andockzylinder 80 angeordnet. Die Kolbenstange 57 ist mit der Kolbenstange 19 verbunden, und zwar über ein Gelenk verbunden, um leichte Fluchtungsfehler ausglei­ chen zu können. Das Gehäuse 56 ist an einen Träger 58 angelenkt und über diesen mit dem Boden 100 verbunden. Druckübersetzer, Andockzylinder und Eilgangzylinder bilden also eine einzige zu­ sammenhängende Einheit.

Der Raum 53 des Eilgangzylinders ist je nach Schaltstellung ei­ nes Vier/Zwei-Wege-Ventils 55 entweder mit dem Vorratsbehälter 16 oder mit dem Druckanschluß einer Hydropumpe 15 verbunden, auf die später näher eingegangen werden wird.

Zur Versorgung des Andockzylinders 80 mit Druckmittel ist eine Pumpe 120 vorhanden, die saugseitig an den Ölbehälter 16 ange­ schlossen ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Ölbehälter 16 erhöht gegenüber den anderen Teilen des hydraulischen Systems angeordnet ist. Die Hydropumpe 120 ist eine Verstellpumpe, deren Verdrängungsvolumen proportional zu einem einstellbaren Steuerdruck ist. Dies ist durch die beiden Buchstaben HD angedeutet. Die Druckmittelwege zwischen der Hy­ dropumpe 120 und dem Ölbehälter 16 einerseits und dem Andockzy­ linder 80 andererseits sind mit einem Servoventil 70 beeinfluß­ bar, das einen Eingang P, der mit dem Druckanschluß der Pumpe 120, und einem Eingang T, der mit dem Ölbehälter 16 verbunden ist, aufweist. An einen Ausgang A des Servoventils 70 ist der erste Druckraum 82 und an einen Ausgang B der zweite Druckraum 83 des Andockzylinders 80 angeschlossen. Der Druck im Druckraum 82 ist von einem Drucksensor 71 erfaßbar. Der Weg, den der An­ dockkolben 81 und mit ihm die Kolbenstangen 84a und 84b zurück­ legen, wird von einem Weggeber 72 erfaßt. Damit kann der Andock­ kolben 81 positionsgeregelt verfahren werden, wobei die Positi­ onsregelung vorzugsweise beim Anfahren des Druckübersetzers be­ ginnt. Es ist somit möglich, die während des Umformens an einem auf die Kolbenstange 84 aufgesetzten Flansch 111 anliegende Stirnseite des Werkstücks 110 gemäß einer bestimmten Geschwin­ digkeitssollkurve zu verschieben. Der Andockzylinder 80 wird da­ bei aktiv mit zur Verformung des Werkstücks 110 eingesetzt, in­ dem er axial Material nachschiebt, das zum Beispiel zum Ausbau­ chen des Werkstücks benötigt wird, wenn man keine Material­ schwächung haben will.

Die Hydropumpe 15 ißt ebenfalls eine Verstellpumpe, die jedoch druckgeregelt ist, wie durch die beiden Buchstaben DR angedeutet ist. Es wird also der Druck am Druckanschluß der Verstellpumpe 15 konstantgehalten. Die Hydropumpe 15 versorgt den Drucküber­ setzer 10 mit Hydrauliköl. Zwischen der Hydropumpe 15 und dem Ölbehälter 16 einerseits und dem Druckübersetzer 10 andererseits ist ein Servoventil 75 angeordnet, dessen Eingang P mit dem Druckanschluß der Hydropumpe 15 und dessen Eingang T mit dem Öl­ behälter 16 verbunden ist. Ein Ausgang A des Servoventils 75 ist mit dem Druckraum 13 und ein Ausgang B mit dem Druckraum 14 ver­ bunden.

Zwischen den beiden Druckräumen 13 und 14 liegt außerdem ein Zwei-Wege-Einbauventil 35, das einen axialen Anschluß 36 und einen radialen Anschluß 37 besitzt und hinter dessen Steuerkol­ ben 39 ein Steuerraum 38 vorhanden ist, der mit einem Steuer­ druck beaufschlagt werden kann. Eine im Steuerraum 38 unterge­ brachte Schraubendruckfeder 40 drückt den Steuerkolben 39 in Schließrichtung des Ventils. Der axiale Anschluß 36 des Einbau­ ventils 35 ist mit dem Druckraum 14 und der radiale Anschluß 37 ist mit dem Druckraum 13 verbunden. Ist das Einbauventil 35 of­ fen, so kann also vom Druckraum 14 Öl direkt über das Einbauven­ til in den Druckraum 13 strömen. Ein zu dem Einbauventil 35 ge­ hörender Steuerdeckel 41 trägt ein Pilotventil 42, mit dem das Einbauventil 35 gesteuert werden kann.

Die einzelnen Arbeits- und Steueranschlüsse der aus Einbauventil 35 und Pilotventil 42 bestehenden Einheit gehen näher aus Fig. 2 hervor. Man erkennt dort das Einbauventil 35 mit dem axialen An­ schluß 36 und dem radialen Anschluß 37, mit dem Steuerkolben 39 und mit der Druckfeder 40 im Steuerraum 38. Der Anschluß 36 ist mit dem Druckraum 14 und der Anschluß 37 mit dem Druckraum 13 des nur schematisch dargestellten Druckübersetzers 10 verbunden. In den Steuerdeckel 41 ist ein Wechselventil 43 eingebaut, des­ sen mittlerer Ausgang mit dem Steuerraum 38 verbunden ist. Der eine Eingang des Wechselventils 43 liegt über einer Düse am ra­ dialen Anschluß 37 und der andere Eingang liegt ebenfalls über einer Düse an einem Ausgang A des von dem Steuerdeckel 41 getra­ genen Pilotventils 42. Das Pilotventil ist ein Vier/Zwei-Wege­ ventil, dessen Ausgang B allerdings abgesperrt ist. Ein Eingang P des Pilotventils 42 ist über eine Düse mit dem Druckanschluß einer Steuerölpumpe 44 verbunden. Ein Eingang T ist mit einem Ölbehälter 16 verbunden.

Das Pilotventil 42 kann aus einer Ruhestellung, in der es von einer Druckfeder gehalten wird und in der der Eingang P mit dem Ausgang A verbunden ist, elektromagnetisch in eine zweite Schaltstellung gebracht werden, in der der Ausgang A zum Eingang T entlastet ist. In der Ruhestellung des Pilotventils 42 herrscht also, sofern man von einem niedrigen Druck im Druckraum 13 ausgeht, im Steuerraum 38 Steueröldruck, der das Einbauventil 35 geschlossen hält. Nach einer Betätigung durch den Elektroma­ gneten ist der Steuerraum 38 entlastet und das Einbauventil 35 öffnet die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen 13 und 14. Die Steuerleitung zwischen dem radialen Anschluß 37 und dem Steuerraum 38 über das Wechselventil 43 hat im wesentlichen Be­ deutung für die Sicherheit des Systems. Sollte die Elektrik und mit ihr auch die Pumpe 44 ausfallen, so wird durch einen gerin­ gen Druck im Druckraum 13 das Einbauventil geschlossen. Der Pri­ märkolben 12 des Druckübersetzers 10 ist deshalb eingespannt und kann nicht vom Wasserdruck schlagartig zurückgeschoben werden.

Die Ausführung nach Fig. 3 ist ohne die verschiedenen Ventile und Pumpen gezeigt. Sie unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 nur im Bereich des Eilgangzylinders 50 und im Bereich des Bodens 100 des zum Druckübersetzer 10 gehörenden Drucküber­ setzerzylinders 21. Die einzelnen Teile, wie Druckübersetzer 10, Primärkolben 12, Sekundärkolben 25, gemeinsames Gehäuseteil 87, Andockzylinder 80 mit Andockkolben 81 und Kolbenstange 84 sind deshalb auch mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Im Unterschied zu der Ausführung nach Fig. 1 besitzt der Boden 100 einen Bund 102, mit dem er in den Zylinderraum 20 im Mittel­ teil 87 der ineinander integrierten Gehäuse 11 und 86 einge­ steckt ist. Man erkennt in Fig. 3 besser als in der Ausführung nach Fig. 1, daß der Ringraum 68 eine solche axiale Erstreckung hat, daß die den Axialkanal 67 mit dem Ringraum 68 verbindende Querbohrung sich in jeder Position des Primärkolbens 12 inner­ halb des Ringraums befindet.

Die Kolbenstange 19 weist von ihrem dem Primärkolben 12 entfern­ ten und sich außerhalb des Bodens 100 befindlichen Ende her eine Sackbohrung 103 auf, die mit einem Deckel 104 verschlossen ist. Dadurch wird für den Eilgangzylinder 50 ein Zylinderraum gebil­ det, den der Eilgangkolben 51 in einen Druckraum 53 und einen mit Tank verbundenen Ringraum 54 trennt. Eine Kolbenstange 57 ragt durch den Deckel 104 hindurch und ist an das Maschinenge­ stell 60 angelenkt. Wird der Druckraum 53 mit Druck beauf­ schlagt, so wird die Kolbenstange 19 nach rechts verschoben, wenn man die Ansicht nach Fig. 3 zugrundelegt.

Wie bei der Ausführung nach Fig. 1 ist auch bei derjenigen nach Fig. 3 der von der Kolbenstange 19 zurückgelegte Weg von einem Weggeber 105 erfaßbar. Auch der Primärkolben 12 und mit ihm der Sekundärkolben 25 können also positionsgeregelt verfahren wer­ den.

Zur Verformung eines Werkstücks, zum Beispiel eines Rohrstücks, wird dieses in eine Formhälfte eines Werkzeugs gelegt und dann das Werkzeug geschlossen. Der Andockzylinder fährt gesteuert vor und legt den Flansch 111 an das Werkstück 110 an. Wenn im Druck­ raum 82 ein bestimmter Druck erreicht ist, wird auf Druckhalten umgeschaltet, wobei der Druck von dem Drucksensor 71 erfaßt wird. Dann fährt der Eilgangzylinder 50 den Primärkolben 12 vor, wobei Hydrauliköl vom Druckraum 14 über das Einbauventil 35 in den Druckraum 13 verdrängt wird. Wenn im Wasser ein bestimmter Druck erreicht ist, fährt der Primärkolben 12 gesteuert vor, bis der Wasserdruck einen Höchstdruck erreicht hat, der von der Pumpe 15 aufrechterhalten wird. Beim Anfahren des Drucküberset­ zers schaltet der Andockzylinder auf Positionsregelung. Beim Entlasten fährt der Primärkolben 12 gesteuert zurück und entla­ stet die Wassersäule. Das Wasserventil 28 wird nun geschlossen. Dann fährt der Andockzylinder 80 zurück, wobei das Wasser aus dem Werkstück 110 und eventuell aus der Zuleitung 85 wegspritzt.

Auch bei der Ausführung nach den Fig. 4a und 4b sind die Ge­ häuse 11 und 86 des Druckübersetzers und des Andockzylinders in­ einander integriert. Allerdings ist nun der Zylindermantel 98 des Andockzylinders 80 ein separates Teil, das auf den gemeinsa­ men Boden 88 aufgesetzt ist. Vom Deckel 101 her sind durch den Zylindermantel 98 hindurch Maschinenschrauben in den Boden 88 eingeschraubt, die Boden 88, Zylindermantel 98 und Deckel 101 zusammenhalten. Die separate Herstellung des Zylindermantels 98 erleichtert bei der Montage das Einsetzen von Dichtringen und Lagerringen in den Boden 88, da nicht durch den Zylindermantel 98 hindurchgegriffen werden muß. Auch läßt sich eine axiale Boh­ rung 126 im Boden 88, über die der Druckraum 82 mit Öl beauf­ schlagt werden kann, leichter bohren.

Im Gegensatz zu den Ausführungen nach den Fig. 1 und 3 hat bei der Ausführung nach den Fig. 4a und 4b die Andockkolben­ stange 84b einen größeren Durchmesser als die Kolbenstange 84a. Damit wird der Druckraum 83 im Querschnitt kleiner als der Druckraum 82 und der Andockzylinder ist ein Differentialzylin­ der. Der größere Durchmesser der Andockkolbenstange 84b erleich­ tert die Befestigung von weiteren Bauteilen an ihrem über den Deckel 101 vorstehenden Abschnitt. Die Kolbenstangen 84a und 84b sind einstückig mit dem Kolben 81 ausgebildet.

Der Eilgangzylinder 50 der Ausführung nach den Fig. 4a und 4b ist im Prinzip gleich wie der Eilgangzylinder der Ausführung nach Fig. 3 aufgebaut. Sein Eilgangkolben 51 unterteilt die Sackbohrung 103 in der Kolbenstange 19 in den Druckraum 53 und den weiteren Raum 54, der nun nicht mit einem Ölvorratsbehälter, sondern über einen Luftfilter 127 mit Atmosphäre verbunden ist. In den Druckraum 53 gelangt Öl über eine Axialbohrung 128 und eine Querbohrung 129 im Eilgangkolben 51 bzw. in der Kolben­ stange 57 des Eilgangzylinders 50.

Der Ringraum 68, über den Wasser in die Axialbohrung 67 gelangt, befindet sich nicht im Boden 100 des Druckübersetzers 10, son­ dern in einem Aufsatz 130, der auf dem Boden 100 befestigt ist. Der Aufsatz 130 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 131, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Kol­ benstange 19 und aus einem Flansch 132, mit dem der Zylinder an der einen Stirnseite verschlossen ist. An der anderen Stirnseite sitzt der Zylinder 131 auf dem Boden 100 auf. Ein fester Halt wird durch Maschinenschrauben erhalten, die vom Flansch 132 aus durch den im Querschnitt außen quadratischen Zylinder 131 hin­ durch in den Boden 100 eingeschraubt sind.

In Ringkanäle der Bohrung, in der die Kolbenstange 19 den Boden 100 durchsetzt, sind wiederum Dichtringe 92 und 94 eingesetzt, wobei der Dichtring 92 benachbart dem Druckraum 13 des Druck­ übersetzers 10 und der Dichtring 94 benachbart dem Ringraum 68 ist. Ein weiterer Dichtring 133 ist zwischen den beiden Dicht­ ringen 92 und 94 angeordnet. Zwischen den beiden Dichtringen 92 und 133 geht von der Bohrung im Boden 100 eine Leckleitung 125 für Hydrauliköl ab. Zwischen den Dichtringen 94 und 133 geht eine Leckleitung 137 für Wasser ab. Im Gegensatz zu den Ausfüh­ rungen nach den Fig. 1 und 3 werden also bei der Ausführung nach den Fig. 4a und 4b Lecköl und Leckwasser getrennt abge­ leitet.

Im Bereich des Bodens 88 folgt auf die Dichtung 95 eine weitere Dichtung 134 zwischen der Kolbenstange 84a und dem Boden 88. Zwischen den beiden Dichtungen geht wieder eine Leckleitung 125 für Hydrauliköl ab. Ebenso folgt auf die Dichtung 93 eine wei­ tere Dichtung 135 zwischen dem Sekundärkolben 25 und dem Boden 88. Zwischen den beiden Dichtungen geht wiederum eine Lecköllei­ tung 125 ab. Eine vor der Kolbenstange 84a in deren Aufnahmeboh­ rung 136 im Boden 88 mündende Querbohrung dient als Leckleitung 137 für Wasser. Somit sind auch im Bereich des Bodens 88 Lecköl und Leckwasser vollkommen voneinander getrennt.

Die Fig. 5 zeigt das vierte Ausführungsbeispiel im Bereich des Endes der Andockkolbenstange 84b des Andockzylinders 80. Dieses Ende ist außen mit einem Gewindeversehen. Ein Flansch 140 ist auf die Andockkolbenstange 84b aufgeschraubt, wobei die eine Stirnseite 141 des Flansches 140 leicht gegenüber der Stirnseite der Andockkolbenstange 84b zurücksteht. Der Sekundärkolben 25 gleitet in einem Lagerring 142, der in eine stufige Erweiterung der Axialbohrung 89 am Ende der Andockkolbenstange 84b einge­ setzt ist, und ragt über die Andockkolbenstange 84b hinaus in eine Hochdruckkammer 143, die sich innerhalb eines Hochdruckzy­ linders 144 befindet.

Dieser Hochdruckzylinder ist in einem Schrumpfverband aus zwei radial übereinanderliegenden Buchsen hergestellt und besitzt einen Innendurchmesser, der geringfügig größer als der Innen­ durchmesser der Andockkolbenstange 84b ist, und einen Außen­ durchmesser, der größer als der Außendurchmesser der Andockkol­ benstange 84b ist. Das Lager 142 greift mit einem Bund in den Spalt zwischen dem Sekundärkolben 25 und dem Hochdruckzylinder 144 hinein.

An der der Andockkolbenstange 84b abgewandten Stirnseite des Hochdruckzylinders 144 sitzt ein weiterer Flansch 145, der ebenso wie der Flansch 140 den Hochdruckzylinder 144 radial überragt und der mit einem Bund 146 in den Hochdruckzylinder 144 eingreift. Der Bund 146 ist zur Hochdruckkammer 143 hin stufig abgesetzt. Durch den Bund am Lagerring 142 ist der Hochdruckzy­ linder 144 gegenüber der Andockkolbenstange 84b und durch den Bund 146 ist der Flansch 145 gegenüber dem Hochdruckzylinder 144 zentriert. Durch Dehnschrauben 147, die sich radial außerhalb des Hochdruckzylinders 144 zwischen dem Flansch 140 und dem Flansch 145 erstrecken, sind der Hochdruckzylinder 144 und der Flansch 145 an der Andockkolbenstange 84b gehalten, mit der sie sich bei einer Bewegung des Andockkolbens 81 des Andockzylinders 80 mitbewegen.

Vor dem Lagerring 142 liegen in dem Spalt zwischen dem Sekundär­ kolben 25 und dem Hochdruckzylinder 155 ein Stützring 148 und ein Dichtring 96. Ebenso befinden sich zwischen dem Bund 146 und dem Hochdruckzylinder 144 ein Stützring 148 und ein Dichtring 149. Die Dichtringe 96 und 149 werden durch einen Distanzbuchse 150, die sich radial zwischen dem Sekundärkolben 25 und dem Hochdruckzylinder 144 befindet und die mit radialen Durchbrüchen 151 versehen ist, in ihren Positionen gesichert.

Die axialen Abmessungen der Hochdruckkammer 143 und des Sekun­ därkolbens 25 sind so getroffen, daß sich das dem Flansch 145 zugewandte Ende des Sekundärkolbens 25 immer zwischen den beiden Dichtringen 96 und 149 befindet. Dabei ist sichergestellt, daß der Primärkolben 12 und der Andockkolben 81 völlig unabhängig voneinandner bewegt werden können. Dies bedeutet, daß zwischen dem Sekundärkolben 25 bzw. dem an ihm montierten Rückschlagven­ til 31 und dem Flansch 145 noch ein Abstand besteht, wenn sich die beiden Kolben 12 und 81 in ihren dem Boden 88 nahen Endlagen befinden. Ebenso hat das Ende des Sekundärkolbens 25 die Dich­ tung 96 am Lagerring 142 noch nicht überfahren, wenn die beiden Kolben 12 und 81 in ihre dem Boden 88 ferne Endlagen bewegt wor­ den sind.

Claims (13)

1. Hydraulisches System für eine Umformpresse, mit der ein Werkstück (110) unter unmittelbarer Beaufschlagung durch eine hydraulische Flüssigkeit umgeformt wird, mit einem Drucküberset­ zer (10), der ein Gehäuse (11), einen Primärkolben (12), der ei­ nen Zylinderraum (20) des Gehäuses (11) in einen ersten und ei­ nen zweiten Druckraum (13, 14) trennt, die mit einer Druckquelle (15) bzw. mit einem Vorratsbehälter (16) verbindbar sind, und als Sekundärkolben einen Tauchkolben (25) umfaßt, dessen Wirkfläche (26) wesentlich kleiner als eine Wirkfläche (17) des Primärkolbens (12) ist, von dessen Wirkfläche (26) ein Arbeits­ raum (27) für die hydraulische Flüssigkeit begrenzt ist und der zum Druckaufbau in der hydraulischen Flüssigkeit zusammen mit dem Primärkolben (12) verschiebbar ist und mit einem achsgleich mit dem Druckübersetzer (10) angeordneten Andockzylinder (80), der ein zum Gehäuse (11) des Druckübersetzers ortsfestes Gehäuse (86), einen Andockkolben (81) und eine mit dem Andockkolben (81) verbundene, in dieselbe Richtung wie der Sekundärkolben (25) des Druckübersetzers weisende und aus dem Gehäuse (86) des Andockzy­ linders (80) herausgeführte Andockkolbenstange (84b) aufweist, die wie der Andockkolben (81) mit einer durchgehenden, zentralen Axialbohrung (89) versehen ist, in die der Sekundärkolben (25) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) des Druckübersetzers (10) und das Gehäuse (86) des Andockzylinders (80) unmittelbar aneinander sitzen.

2. Hydraulisches System nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zylinderraum (20), in dem sich der Primärkol­ ben (12) des Druckübersetzers (10) befindet, und der Zylinder­ raum (79) des Andockzylinders (80) durch einen dem Gehäuse (11) des Druckübersetzers (10) und dem Gehäuse (86) des Andockzylin­ ders (80) gemeinsamen Boden (88) voneinander getrennt sind.

3. Hydraulisches System nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Gehäuse (11, 86) ein gemeinsames Mit­ telteil (87) umfassen, das zwei nach entgegengerichteten Seiten offene Zylinderräume (20, 79) besitzt, in denen sich der Primär­ kolben (12) des Druckübersetzers (10) und der Andockkolben (81) des Andockzylinders (80) befinden, und daß die Zylinderräume (20, 79) an den offenen Seiten jeweils durch einen separaten Bo­ den (100, 101) verschlossen sind.

4. Hydraulisches System nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich vom gemeinsamen Boden (88) zur einen Seite hin ein einstückig mit dem Boden (88) ausgebildeter Zylinderman­ tel (97) erstreckt und daß auf die andere Seite des gemeinsamen Bodens (88) ein separater Zylindermantel (98) aufgesetzt ist.

5. Hydraulisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Andockkolben (81) eine entgegen­ gesetzt zur Andockkolbenstange (84b) gerichtete, zweite hohlge­ bohrte Kolbenstange (84a) aufweist, in die der Sekundärkolben (25) des Druckübersetzers (10) eintaucht, und daß die zweite Kolbenstange (84a) innerhalb eines Bodens des Gehäuses (86) des Andockzylinders (80) endet.

6. Hydraulisches System nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß innerhalb des Bodens (88) radial zwischen diesem und der zweiten Kolbenstange (84a) ein erster Dichtring (95, 134) angeordnet ist, daß vor dem Ende der Kolbenstange (84a) ra­ dial zwischen dem Boden (88) und dem Sekundärkolben (25) ein zweiter Dichtring (93, 135) angeordnet ist und daß zwischen dem ersten und zweiten Dichtring (95, 134, 93, 135) ein Leckagean­ schluß (90, 125, 137) vorhanden ist.

7. Hydraulisches System nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß radial zwischen dem Boden (88) und der zweiten Kolbenstange (84a) zwei erste Dichtringe (95, 134) angeordnet sind, zwischen denen ein erster Leckageanschluß (125) abgeht, daß vor dem Ende der zweiten Kolbenstange (84a) radial zwischen dem Boden (88) und dem Sekundärkolben (25) zwei zweite Dicht­ ringe (93, 135) angeordnet sind, zwischen denen ein zweiter Leckageanschluß (125) abgeht, und daß zwischen den ersten Dicht­ ringen (95, 134) einerseits und den zweiten Dichtringen (93, 135) andererseits ein dritter Leckageanschluß (137) abgeht.

8. Hydraulisches System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Leckageanschluß (90, 125, 137) in­ nerhalb des Aufnahmeraumes (136) für die zweite Kolbenstange (84a) des Andockkolbens (81) befindet.

9. Hydraulisches System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum von der Stirnseite des Se­ kundärkolbens (25) durch einen dritten Dichtring (96) gegen den Leckageanschluß (90, 125, 137) abgedichtet ist.

10. Hydraulisches System nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderraum (20), in dem sich der Primärkolben (12) des Druckübersetzers (10) befindet, durch einen Boden verschlossen ist, daß durch den Boden eine Kolben­ stange (19) des Primärkolbens (12) hindurchtritt, die mit einem Axialkanal (67) versehen ist, dem die hydraulische Flüssigkeit zuführbar ist und der sich durch den Primärkolben (12) und den Sekundärkolben (25) des Druckübersetzers (10) hindurch fort­ setzt.

11. Hydraulisches System nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hydraulische Flüssigkeit innerhalb des Bodens und/oder innerhalb eines Aufsatzes (130) auf dem Boden dem Axialkanal (67) in der Kolbenstange (19) des Primärkolbens (12) zuführbar ist.

12. Hydraulisches System nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hydraulische Flüssigkeit dem Axialkanal (67) über eine Querbohrung der Kolbenstange (19) des Primärkolbens (12) und über eine Kammer (68) im Boden und/oder in dem Aufsatz (130), die sich axial über den Bewegungsbereich der Querbohrung erstreckt, zuführbar ist.

13. Hydraulisches System nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer (68) als Ringraum ausgebildet ist.