DE4426393C1 - Gasfederelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasfederelement, insbesondere für Pressen zur spanlosen Formgebung, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Gasfederelemente werden insbesondere für Pressen der spanlosen Formgebung eingesetzt und substituieren in zunehmendem Maße Schrauben- oder Gummifedern. Gegenüber diesen herkömmlichen Federelementen besitzen sie eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. eine längere Lebensdauer, ein gerin­ geres Bauvolumen oder eine günstigere Federrate.

Bisher bekannte Gasfederelemente weisen eine Tankplatte auf, in der Ausnehmungen oder Bohrungen als Druckgasreservoir vorhanden sind. Darin befindet sich beispielsweise Stick­ stoff unter einem Druck von ca. 110 bar. In die Tankplatte sind zumindest ein, meist jedoch mehrere Zylinder hochdruck­ abgedichtet eingesetzt, wobei der Zylinderraum mit dem Druckgasreservoir Verbindung hat. Innerhalb des Zylinders ist ein Kolben hochdruckabgedichtet eingesetzt, der ausge­ hend von einer Nullage (obere Totpunktlage) gegen die Feder­ wirkung des unter Druck stehenden Gases axial verschiebbar gelagert ist. Der Kolben weist an der dem Kolbenboden gegen­ überliegenden Seite eine Kolbenstange auf, die den Zylinder am Zylinderkopf durchdringt und als Krafteinleitungselement dient.

Durch Krafteinleitung, d. h. durch Beaufschlagung der Kolben­ stange, wird der Kolben gegen den Druck des Gases verscho­ ben, so daß das Gas weiter komprimiert wird. Hierbei werden Drücke im Druckgasreservoir von ca. 120 bar erreicht. Nach Rücknahme der Belastung kehrt der Kolben in seine Ausgangs­ lage zurück und der Druck im Druckgasreservoir nimmt seinen Ausgangswert an.

Zur Erhöhung der Lebensdauer ist bereits in der EP 0 522 373 A1 vorgeschlagen worden, einen Ringraum zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf zu bilden, dessen Höhe und damit dessen Volumen in Abhangig­ keit der Position des Kolbens im Zylinder veränderlich ist, und in den Ringraum Öl einzufüllen. Hierdurch ist eine Art Schmiermittelreservoir geschaffen, das die Lauffläche an der Innenwandung des Zylinders auch im Dauerbetrieb optimal schmiert und durch verringerte Reibung eine prinzipiell unerwünschte Temperaturerhöhung im Druckgasreservoir weit­ gehend ausschließt.

Von einem derartigen Gasfederelement geht die Erfindung aus.

Obwohl sich das vorstehend beschriebene Gasfederelement im Einsatz bestens bewährt hat, stellt sich nach wie vor das Problem, daß die Presse nicht nur durch den eigentlichen Arbeitsvorgang, sondern auch durch die Rückhubbewegung des Kolbens mechanisch stark beansprucht wird. So wirkt das krafteinleitende Element mit voller Kraft auch während der Rückhubbewegung beispielsweise auf den Pressenstößel ein und drückt diesen mit voller Wucht in die Totpunktlage zurück.

Weiterhin besteht die Gefahr, daß das Gasfederelement bei der Rückkehr in die Nullage selbst Schaden nimmt. Diese Problematik macht es erforderlich, das Gasfederelement exakt auf den Hub des Pressenstößels abzustimmen.

Der Erfindung lag deshalb das Problem zugrunde, ein Gasfe­ derelement der eingangs genannten Art derart weiterzuent­ wickeln, daß es die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbesondere sollte durch geeignete Maßnahmen der Rücklauf des Kolbens bzw. des Krafteinleitungselements so erfolgen, daß der Pressenstößel bei dem Rückhub entlastet wird und/oder mit verringerter Geschwindigkeit in seine obere Totpunktlage zurückkehrt.

Gelöst wird dieses Problem mit einem Gasfederelement, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Die Erfindung basiert auf der Idee, den zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf vorhandenen Ringraum vollständig mit Öl zu füllen und dessen zyklische Volumenänderung, die durch die Hubbewegung des Kolbens bedingt ist, zu nutzen, um Öl in einem geschlossenen Kreislauf umzupumpen, wobei durch die Anordnung von Ventilen die Volumenvergrößerung während des abwärts gerichteten Vorhubs weitgehend ungehindert erfolgen kann, andererseits die Volumenverringerung während des Rückhubs durch ein Drosselventil gebremst abläuft. Je nach Drosselstellung bzw. Auslegung der Drossel kann die Rückhubbewegung soweit ver­ zögert werden, daß auf den Pressenstößel nur eine äußerst geringe Kraft ausgeübt wird, im Extremfall die Rückkehrbe­ wegung der Kolbenstange von der Rückkehrbewegung des Stößels vollständig entkoppelt verläuft. Auf diese Weise werden die Belastungen der Presse erheblich reduziert. Die Schmierung der Zylinderlauffläche wird hierbei ohne besondere Maßnahmen weiterhin sichergestellt.

In der Konkretisierung dieser Idee wird der Ölkreislauf dadurch geschaffen, daß in die Tankplatte bzw. in das Druck­ gasreservoir Öl eingebracht ist und eine Art Ölsumpf bildet. Weiterhin ist eine mit einem Drosselventil versehene erste Leitung vorgesehen, die den Ölsumpf mit dem Ringraum verbin­ det und weiterhin eine zweite Leitung als Versorgungsleitung vorgesehen ist, die mit einem Rückschlagventil versehen ist und ebenfalls vom Ölsumpf ausgehend in den Ringkanal geführt ist. Die Ventile sind derart angeordnet, daß während der Abwärtsbewegung des Kolbens (Vorhub) das Rückschlagventil durch den sich im Ringraum einstellenden Unterdruck geöffnet und Öl aus dem Ölsumpf in den Ringraum gesogen wird. Während der Rückkehrbewegung (Rückhub) entsteht infolge der Volumen­ verminderung des Ringraums dort ein Überdruck, so daß das Rückschlagventil verschlossen wird und das Öl aus dem Ring­ raum über das Drosselventil in den Ölsumpf zurückgedrückt wird. Je nach Auslegung bzw. Einstellung des Drosselquer­ schnitts ist ein mehr oder weniger stark ausgeprägter Ver­ zögerungseffekt erzielbar.

Bevorzugt ist das Drosselventil, und damit die Drosselwir­ kung, einstellbar, so daß die Rücklaufgeschwindigkeit bzw. die auf den Pressenstößel ausgeübte Kraft in weiten Grenzen frei wählbar ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind auf eine konstruk­ tiv einfache Ausgestaltung des Gasfederelements gerichtet. Beispielsweise können die beiden Leitungen, nämlich die Drossel- und die Versorgungsleitung als im wesentlichen im Zylinder integrierte Kanäle ausgeführt sein, die in Form von Durchgangsbohrungen einfach herstellbar sind.

Das Drosselventil kann auf einfache Art und Weise durch einen Axialabschnitt der Drosselleitung selbst gebildet sein, in dem ein Zapfen konzentrisch und axial verschiebbar eingesetzt ist, so daß zwischen dem Zapfen und dem ent­ sprechenden Abschnitt der Innenwandung der Drosselleitung ein Ringraum entsteht, dessen Querschnittsfläche kleiner ist als die Querschnittsfläche der Drosselleitung im übrigen. Die Einstellbarkeit der Drosselwirkung kann vorteilhafter­ weise durch eine Axialverschiebung des Zapfens ereicht werden, so daß der Grad der axialen Überdeckung die Länge der Drosselstrecke vorgibt. Die Axialverschiebung kann mit großer Präzision dadurch erreicht werden, daß der Zapfen an einem Gewindestift angeformt ist, welcher abgedichtet in eine in die Drosselleitung übergehende Gewindebohrung ein­ gesetzt ist.

Das Rückschlagventil kann als einfaches Kugelsitzventil ausgeführt sein, das bevorzugt in einer im Zylinder einge­ brachten und in die Versorgungsleitung konisch übergehenden Bohrung integriert ist. Die Bohrung ist nach oben hin mit einem Stopfen dicht verschlossen.

Ein optimaler Ölumlauf läßt sich dann erzielen, wenn am oberen Ende des Ringraums und dem Zylinderkopf unmittelbar benachbart eine umlaufende Nut angebracht ist, die sowohl den Drosselkanal als auch den Versorgungskanal erfaßt und ein ungehindertes Überströmen vom Versorgungskanal zum Drosselkanal auch in der Nähe der oberen Totpunktlage des Kolbens erlaubt.

Je nach Einbauposition unterscheidet man zwischen dem Nor­ malbetrieb, bei dem der Vorhub im wesentlichen abwärts gerichtet ist, und dem Überkopfbetrieb, bei dem der Vorhub aufwärts gerichtet ist. Diese Unterscheidung ist erforder­ lich und muß ihren Niederschlag in der Konzeption des Gas­ federelements finden, um den geschlossenen Ölkreislauf zu ermöglichen.

Im Normalbetrieb endet die in die Tankplatte hineinweisende Stirnfläche des Zylinders oberhalb des Ölsumpfs. Zur Her­ stellung der Fluidverbindung zwischen den Kanälen und dem Ölsumpf sind deshalb vorteilhafterweise Rohre vorzusehen, die in dem Zylinder im Mündungsbereich der Kanäle eingesetzt sind.

Unter Beibehaltung der Grundkonstruktion werden für den Überkopfbetrieb die Kanäle endseitig dicht verschlossen, wobei die Fluidverbindung durch jeweils direkt in die Zylin­ derwandung eingebrachte Radialbohrungen hergestellt wird.

Das Gasfederelement kann aufgrund seines einfachen und platzsparenden Aufbaus auch durch Umrüsten vorhandener Gasfederelemente mit Ringraum kostengünstig hergestellt werden. Dabei kann in der Regel das vorhandene Druckgasre­ servoir unverändert beibehalten werden, wenngleich das zur Verfügung stehende und für die Federwirkung maßgebliche Gasvolumen durch das Volumen des einzubringenden Öls (Öl­ sumpf) reduziert wird. Es hat sich gezeigt, daß bei den eingangs beschriebenen Bedingungen eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Volumens ergibt, wenn 20% des Volumens mit Öl und die verbleibenden 80% mit Stickstoffgas gefüllt sind.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Gasfederelement im Schnitt, Auslegung für den Nor­ malbetrieb und

Fig. 2 Gasfederelement im Schnitt, Auslegung für den Über­ kopfbetrieb.

Das in Fig. 1 dargestellte Gasfederelement ist auf einer Tankplatte 10 aufgebaut. Die Tankplatte 10 besitzt eine Ausnehmung 12, die als Druckgasreservoir dient. In eine ein Gewinde 16 tragende Ausnehmung 14 ist ein Zylinder 40 einge­ setzt, der zu diesem Zweck ein korrespondierendes Außenge­ winde 42 trägt. Zwischen dem Zylinder 40 und der Tankplatte 10 ist ein Dichtungsring 18 eingelegt, so daß eine Hoch­ druckabdichtung zwischen dem Druckgasreservoir 12 und der Umgebung realisiert ist. Zwischen dem Druckgasreservoir 12 und der Ausnehmung 14 besteht eine Verbindung, so daß unter­ halb des Zylinders und in dessen Innenraum übergehend ein zusätzliches Teilvolumen des Druckgasreservoirs 12 reali­ siert ist.

Je nach Ausführung und Verwendungszweck kann die Tankplatte 10 mehrere Zylinder 40 aufnehmen, falls dies erforderlich ist.

Der Zylinder 40 weist eine Zylinderbohrung 44 auf, deren Wandung als Zylinderlauffläche für einen darin geführten Kolben 20 dient. Der Kolben 20 trägt an seinem Außenumfang zwei Dichtungsringe 22, 24 mit einem dazwischen angeordneten Führungsband 26. Nach oben hin geht der Kolben 20 in eine Kolbenstange 30 über, die den Zylinder 40 nach oben hin im Bereich des Zylinderkopfs 48 durchdringt. Zur Abdichtung trägt der Zylinderkopf 48 einen Dichtungsring 32, der gegen die Kolbenstange 30 gerichtet ist. Die Kolbenstange 30 dient insbesondere als Krafteinleitungselement und wird beispiels­ weise direkt oder indirekt von einem hier nicht dargestell­ ten Pressenstößel beaufschlagt.

Unterhalb des Kolbens 20 ist somit innerhalb der Zylinder­ bohrung 44 und übergehend in die Ausnehmung 14 der Tank­ platte 10 ein Arbeitsraum gebildet, der hochdruckabgedichtet gegenüber der Umgebung mit dem Druckgasreservoir 12 in kommunizierender Verbindung steht. In dem hierdurch defi­ nierten Volumen ist Gas, insbesondere Stickstoffgas, unter einem hohen Druck, beispielsweise von 110 bar eingebracht. Bei einer Verschiebung des Kolbens 20 aus seiner oberen Totpunktlage (rechte Teilabbildung der Fig. 1) heraus in die untere Totpunktlage (linke Teilabbildung der Fig. 1), d. h. bei Durchlaufen des maximal möglichen Hubs, erhöht sich der Druck, wobei der Betrag der Druckerhöhung über die Relation Hubvolumen zu gesamtem Gasvolumen bestimmt ist. Im vorliegenden Fall beträgt das Hubvolumen etwa 10% des gesam­ ten Gasvolumens, so daß sich der Druck im Gas auf etwa 120 bar erhöht. Nach Rücknahme der Belastung an der Kolbenstange 30 kehrt der Kolben 20 in seine obere Totpunktlage zurück und der Druck im Gas sinkt auf den Ausgangswert von 110 bar.

Weiterhin ist im Druckgasreservoir 12 (und damit auch in der Ausnehmung 14) Öl eingebracht, das aufgrund der Menge eine Art Ölsumpf bildet. Im dargestellten Ausführungsfall sind etwa 20% des Volumens des Druckgasreservoir 12 mit Öl ge­ füllt. Weiterhin befindet sich Öl in einem Ringraum 45, der gebildet ist zwischen dem Kolben 20, der Kolbenstange 30, dem Zylinderkopf 48 und dem Zylinder 40. Der Ringraum 45 ist damit an sich Bestandteil der Zylinderbohrung 44, wobei dessen Höhe bzw. dessen Volumen von der augenblicklichen Position des Kolbens 40 bestimmt ist. Sein Volumen ist minimal, sofern sich der Kolben 20 am oberen Totpunkt befin­ det und ist maximal, sofern der Kolben 20 seine untere Totpunktlage einnimmt. Der Ringraum 45 ist vollständig mit Öl gefüllt, wobei das Öl nicht nur der Schmierung der Zylin­ derlauffläche und der Kolbenstange 30 dient, sondern in der nachstehend näher beschriebenen Art und Weise die Rückhub­ bewegung (Aufwärtsbewegung) des Kolbens 20 verzögert. Das Öl übernimmt damit eine weitere Funktion als eine Art Bremsöl, wobei diese Funktion den Kern der Erfindung bildet. So wird zwischen dem Ringraum 45 und dem in der Ausnehmung 14 be­ findlichen Ölsumpf ein Kreislauf realisiert, in dem Öl gezielt umgepumpt wird. Hierdurch wird die Abwärtsbewegung des Kolbens 20 im wesentlichen nicht behindert, andererseits jedoch die Aufwärtsbewegung beim Rückhub einstellbar verzö­ gert.

Zu diesem Zweck ist im Zylinder 40 ein Versorgungskanal 50 in Form einer den Zylinder 40 axial vollständig durchsetzen­ den Durchgangsbohrung eingebracht. Der Versorgungskanal 50 geht im oberen Bereich des Zylinders in eine Bohrung 52 größeren Durchmessers über, wobei der Übergangsbereich konisch und als Ventilsitz 54 für eine Ventilkugel 56 aus­ gestaltet ist. Die Ventilkugel 56 wird durch eine Druckfeder 58 in den Ventilsitz 54 gedrückt, wobei sich die Druckfeder 58 gegenüberliegend an einen in der Bohrung 52 eingesetzten Stopfen 60 abstützt. Oberhalb der Ventilkugel 56 und in die Bohrung 52 eingreifend ist im Zylinder 40 eine umlaufende Nut 46 eingeschnitten, die unmittelbar benachbart zum Zylin­ derkopf 48 verläuft und als Hinterstich ausgeführt ist. Damit ist eine Fluidverbindung zwischen dem Ringraum 45 und dem Versorgungskanal 50 bzw. der Bohrung 52 realisiert.

Am unteren Ende des Zylinders ist dem Versorgungskanal 50 zugeordnet ein Rohr 62 angebracht, das bis in die Nähe des Bodens der Ausnehmung 14 hinabgeführt ist und damit in den Ölsumpf eintaucht. Hierdurch ist eine Fluidverbindung vom Ölsumpf über das Rohr 62, den Versorgungskanal 50, die Bohrung 52 und die Nut 46 zum Ringraum 45 hergestellt, die der Versorgung des Ringraums 45 mit Öl dient.

Ausgehend von der in der rechten Teilabbildung der Fig. 1 dargestellten Ausgangslage (obere Totpunktlage) wird im Belastungsfall die Kolbenstange 30 nach unten gedrückt. Mit Einsetzen der Abwärtsbewegung vergrößert sich der Ringraum 45, wobei ein Unterdruck entsteht. Der Unterdruck bewirkt ein Anheben der Ventilkugel 56, so daß Öl aus dem Ölsumpf abgesogen und in den Ringraum 45 gefördert wird. Der Ventil­ öffnungsdruck ist derart eingestellt, daß das Ventil bereits bei einer relativ geringen Druckdifferenz, beispielsweise 3 bis 4 bar, öffnet, so daß die Abwärtsbewegung der Kolben­ stange 30 bzw. des Kolbens 20 im wesentlichen durch die gewählte Geometrie des Kolbens 20 und dem herrschenden Gasdruck bestimmt ist. Die Abwärtsbewegung wird somit gleichzeitig genutzt, um den Ringraum 45 mit Öl zu füllen.

Bei Erreichen der in Fig. 1 links dargestellten unteren Totpunktlage endet die Volumenvergrößerung des Ringraums 45, und der während der Abwärtsbewegung aufrechterhaltene Unterdruck bricht zusammen. In der Folge kehrt die Ventilku­ gel 56 in ihre Ausgangslage zurück und verschließt den Versorgungskanal 50. Der Ringraum 45 ist in dieser Situation vollständig mit Öl gefüllt.

Bei Rücknahme der Belastung bzw. der Krafteinleitung setzt infolge des hohen Gasdrucks eine Umkehr der Bewegungsrich­ tung ein und der Kolben 20 hat das Bestreben, in seine Ausgangslage (obere Totpunktlage) zurückzukehren. Die Rück­ kehrbewegung wird jedoch durch das im Ringraum 45 befind­ liche Öl behindert, da dieses nicht mehr durch den Versor­ gungskanal 50 zurückfließen kann, sondern über eine Drossel­ stelle gezwungen wird und deshalb verzögert zum Ölsumpf zurückgefördert wird. Hierzu ist im Zylinder 40 eine weitere Bohrung in Form eines Drosselkanals 70 eingebracht. Nach oben hin geht der Drosselkanal 70 konusförmig in eine Boh­ rung 72 größeren Durchmessers über, in die von oben ein Gewindestift 82 eingesetzt ist. Der Gewindestift 82 ist gegenüber der Bohrung 72 durch einen Dichtungsring 84 abge­ dichtet. An seinem unteren Ende trägt er einen Zapfen 80, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 72, so daß im Axialschnitt ein radialer Spalt zwi­ schen dem Zapfen 80 und der Bohrung 72 entsteht. Dieser definiert einen Ringraum 76, in den im oberen Axialabschnitt die Nut 46 mündet, so daß eine Fluidverbindung zwischen dem Ringraum 45 und dem als Drossel wirkenden Ringraum 76 ent­ steht.

Wiederum ist ein Rohr 64 unten am Zylinder 40 angebracht, das bis in die Nähe des Bodens der Ausnehmung 14 hinabge­ führt ist und in den Ölsumpf eintaucht.

Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 wird somit das im Ringraum 45 befindliche Öl über den als Drosselstelle wir­ kenden Ringraum 76 gepreßt und über den Drosselkanal 70 sowie dem Rohr 64 dem Ölsumpf zugeführt. Es versteht sich von selbst, daß der Querschnitt des Ringraums 76 als vereng­ ter Strömungsquerschnitt einerseits und die axiale Er­ streckung (Länge) des Ringraums 76 andererseits die Drossel­ wirkung maßgeblich bestimmen. Der Gewindestift 82 erlaubt es, auf einfache Art und Weise die Drosselwirkung innerhalb weiter Grenzen zu variieren. In der in Fig. 1 dargestellten Position ist der Gewindestift 84 relativ weit in die Bohrung 72 hineingedreht, so daß eine große axiale Überdeckung zwischen dem Zapfen 80 und der Bohrung 72 mit der Folge einer hohen Drosselwirkung eingestellt ist. Durch Heraus­ drehen der Gewindeschraube 82 kann der Zapfen 80 axial nach oben verschoben werden, so daß die Länge der axialen Über­ deckung und damit die Länge der Drosselstelle abnimmt. Das Rücklaufen des Kolbens 20 wird im letztgenannten Fall deshalb weniger stark gebremst.

Der Zapfen 80 besitzt eine konisch verlaufende Spitze, die hinsichtlich ihrer Formgebung auf einen Übergangsbereich 74 zwischen dem Drosselkanal 70 und der Bohrung 72 abgestimmt ist. Damit läßt sich bei Annäherung der Spitze des Zapfens 80 an den Übergangsbereich 74 eine äußerst fein regulierbare Drosselwirkung vorgeben, im Extremfall kann der Strömungs­ querschnitt an dieser Stelle auf nahezu Null reduziert werden.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß im Falle der Abwärts­ bewegung des Kolbens 20 (Vorhub) auch über die Drossellei­ tung 70 Öl aus dem Ölsumpf angesaugt wird, wenngleich infol­ ge der Drosselwirkung diese Teilmenge erheblich geringer ist als diejenige Menge, die über den Versorgungskanal 50 fließt. Aufgrund dieser Tatsache kann auf das Rohr 64 nicht verzichtet werden, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß Gas in dem Ringraum 45 angesaugt wird mit der Folge, daß die Funktion der Drossel verschlechtert oder gar aufgehoben wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Gasfederelement stellt eine Ausführungsvariante dar, wie sie im Falle eines Überkopfbe­ triebs erforderlich ist. Überkopfbetrieb bedeutet, daß das in Fig. 1 dargestellte Gasfederelement um 180° nach oben gedreht ist und der Kolben 20 aus seiner Ruhelage heraus nunmehr nach oben verschoben wird. Die nach oben gekehrte Anordnung hat zur Folge, daß der Ölsumpf sich nunmehr un­ mittelbar über dem Kolben 20 befindet, welcher darin auf- und abbewegt wird. Zur Realisierung des geschlossenen Öl­ kreislaufs ist es deshalb erforderlich, Radialbohrungen 67 an dem in die Ausnehmung 14 hineinragenden Ende des Zylin­ ders 40 vorzusehen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Ölsumpf und dem Versorgungskanal 50 bzw. dem Drosselkanal 70 herzustellen. Die als Durchgangsbohrung gestalteten Kanäle 50, 70 werden deshalb endseitig durch Stopfen 65 dicht verschlossen, auch entfallen die Rohre 62, 64. Im übrigen sind die weiteren Konstruktionsdetails in weitgehender Übereinstimmung, so daß auf eine nähere Erläuterung verzich­ tet werden kann.

Aufbauend auf dem vor stehend beschriebenen Konstruktions­ konzept lassen sich beliebige Varianten aufbauen. Hinsicht­ lich der Dimensionierung der konkreten Abmessungen ergeben sich keine besonderen Schwierigkeiten, auch ist die Umset­ zung der Drosselfunktion durch andere, vergleichbare Kon­ struktionsprinzipien ohne weiteres möglich.

Bezugszeichenliste

10 Tankplatte
12 Druckgasreservoir
14 Ausnehmung
16 Gewinde
18 Dichtungsring
20 Kolben
22 Dichtungsring
24 Dichtungsring
26 Führungsband
30 Kolbenstange
32 Dichtungsring
40 Zylinder
42 Außengewinde
44 Zylinderbohrung
45 Ringraum
46 Nut
48 Zylinderkopf
50 Versorgungskanal
52 Bohrung
54 Ventilsitz
56 Ventilkugel
58 Druckfeder
60 Stopfen
62 Rohr
64 Rohr
65 Stopfen
67 Radialbohrung
70 Drosselkanal
72 Bohrung
74 Übergangsbereich
76 Ringraum
80 Zapfen
82 Gewindestift
84 Dichtungsring
G Gas
O Öl

Claims (12)

1. Gasfederelement, insbesondere für Pressen zur spanlosen Formgebung, mit

• - einem in einer Tankplatte integrierten Druckgasreser­ voir, das mit Gas hohen Drucks gefüllt ist,
• - zumindest einem Zylinder, der in die Tankplatte hoch­ druckabgedichtet eingesetzt ist,
• - einem Kolben, der in dem Zylinder hochdruckabgedichtet und ausgehend von einer Nullage (oberer Totpunkt) gegen die Federwirkung des Gases axial verschiebbar gelagert ist und den Zylinder am Zylinderkopf mit einem als Kolbenstange ausgebildeten Krafteinleitungs­ element durchdringt, sowie
• - einem Ringraum, der zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf gebildet ist, dessen Höhe und damit dessen Volumen in Abhängigkeit der Position des Kolbens im Zylinder veränderlich ist, und der Öl enthält,

gekennzeichnet durch

• - einen in das Druckgasreservoir (12) bzw. in die Tank­ platte (10) eingebrachten Vorrat an Öl nach Art eines Ölsumpfs,
• - eine mit einem Drosselventil (72-82) versehene erste Leitung (70, Drosselleitung), die ausgehend vom Öl­ sumpf in den Ringraum (45) geführt ist, sowie
• - eine mit einem Rückschlagventil (52-60) versehene zweite Leitung (50, Versorgungsleitung), die ausgehend vom Ölsumpf in den Ringraum (45) geführt ist,

derart, daß

• - während der Abwärtsbewegung des Kolbens (20, Vorhub) das Rückschlagventil (52-60) geöffnet ist und Öl aus dem Ölsumpf primär über die Versorgungsleitung (50) in den Ringraum (45) gesogen wird, und
• - während der Aufwärtsbewegung des Kolbens (20, Rückhub) das Rückschlagventil (52-60) geschlossen ist und Öl aus dem Ringraum (45) über das Drosselventil (72-82) in den Ölsumpf zurückgefördert wird, so daß der Rück­ hub verzögert erfolgt.

2. Gasfederelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselleitung (70) und die Versorgungsleitung (50) im wesentlichen als im Zylinder integrierte Kanäle ausgeführt sind.

3. Gasfederelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drosselventil (72-82), und damit dessen Drosselwirkung variabel einstellbar ist.

4. Gasfederelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil durch einen Axialabschnitt (72) der Drosselleitung (70) gebildet ist, in den ein Zapfen (80) konzentrisch und axial verschiebbar eingesetzt ist, derart, daß zwischen dem Zapfen (80) und einem gegen­ überliegenden Axialabschnitt (72) der Innenwandung der Drosselleitung ein Ringraum (76) entsteht, dessen Quer­ schnittsfläche (Strömungsquerschnitt) kleiner ist als die Querschnittsfläche der Drosselleitung (70) im übri­ gen.

5. Gasfederelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (80) an einem Gewindestift (82) angeformt ist, der abgedichtet in eine in die Drosselleitung (70) übergehende Gewindebohrung (72) eingesetzt ist

• 6. Gasfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (52-60) als Kugelsitzventil ausgebildet ist.

7. Gasfederelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil in einer im Zylinder (40) eingebrachten und in die Versorgungsleitung (50) konisch übergehende Bohrung (52) integriert ist, die mit einem Stopfen (60) dicht verschlossen ist.

8. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Ringraums (45) und dem Zylinderkopf (48) unmittelbar benachbart eine umlaufende Nut (46, Hinterstich) angebracht ist, die sowohl den Drosselkanal (70) als auch den Versor­ gungskanal (50) erfaßt.

9. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zylinder (40) oberhalb des Ölsumpfs endet (Normalbetrieb), und daß Rohre (62, 64) in den Zylinder eingesetzt sind, so daß jeweils eine Fluidverbindung zwischen den Kanälen (50, 70) und dem Ölsumpf gebildet ist.

10. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Zylinder (40) in den Ölsumpf hineinragt (Überkopfbetrieb), und daß die Kanäle (50, 70) endseitig dicht verschlossen sind und eine Radialbohrung (67) aufweisen, derart, daß jeweils eine Fluidverbindung zwischen den Kanälen (50, 70) und dem Ölsumpf gebildet ist.

11. Gasfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 20% des Volumens des Druckgasreservoirs (12) mit Öl gefüllt sind.