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Kurbelstrangpresse Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung
der Kurbelstrangpresse nach Anspruch 3 des Patents 599 432, bei der Preßstempel
und Lochdorn durch vom Hauptkurbeltrieb abgeleitete und gesteuerte Hilfsantriebsmittel
bewegt werden.
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Das Neue besteht darin, daß das Hilfsantriebsmittel aus einem zweiten
Kurbeltrieb besteht, der, mit der Hauptkurbelwelle fest verbunden, den Kolben eines
am Pressengestell angeordneten hydraulischen Treibapparates geradlinig hin und her
bewegt und im Annäherungs- und Lochhub oder nur im Lochhub Druckflüssigkeit in den
Zylinderraum eines hydraulischen Systems, das aus dem Lochdornträger und einem kolbenartigen,
mit der Werkzeugachse gleichachsigen Fortsatz des Querhaupts besteht, preßt, wobei
der Lochdornträger unter gleichzeitigem Lochen des Blocks in die Auspreßstellung
bewegt wird. Die Zwischenschaltung eines hydraulischen Treibapparats zwischen Hilfskurbeltrieb
und Lochdornträger bedingt, daß Einrichtungen vorgesehen werden müssen, um den Lochdorn-
und Preßstempelträger nach Beendigung -der Preßarbeit wieder in die Ausgangsstellung
zurückzuführen. Diese kann man auch verwenden, um den Annäherungshub des Lochdorn-
und Preßstempelträgers auszuführen. Man gelangt so zu einer Pressenbauart, bei der
die drei Abschnitte des Arbeitshubs, nämlich der Annäherungs-, der Loch- und der
Preßhub, durch besondere Antriebsmittel-- bewerkstelligt werden. Eine solche Pressenbauart
weist den Vorteil auf, daß die Hubhöhen bzw. Hubvolumina der einzelnen Antriebsmittel
sehr klein gehalten werden können, wodurch eine sehr gedrängte und leichte Bauart
einer Rohrstrangpresse erzielt wird.
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Ein weiterer Vorteil der Pressenkonstruktion nach der Erfindung besteht
darin, daß im Preßhub der Hilfskurbeltrieb vollkommen abgeschaltet und unbeansprucht
ist. Ferner kann infolge der Zwischenschaltung eines hydraulischen Treibapparats
der Hilfskurbeltrieb auch im Lochhub ohne weiteres hydraulisch abgesichert werden.
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In der Zeichnung ist in den Abb. i bis .4-ein Ausführungsbeispiel
einer Kurbelrohrstrangpresse nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht der Presse, teilweise im Schnitt, und
zeigt Pressenteile und Werkzeuge in der Ausgangsstellung.
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Abb. 2 ist eine seitliche Ansicht der Presse, ebenfalls in der Ausgangsstellung,
und
veranschaulicht hauptsächlich die Anordnung des Hauptkurbeltriebs, des Hilfskurbeltriebs'
und des hydraulischen Treibapparats.
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Abb.3 ist eine Vorderansicht der Presse u-ie Abb. i in der Stellung
der Pressenteile und Werkzeuge nach vollzogener Annäherung des Preßstempels und
Lochdorns an den Aufnehmer.
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Abb.4 ist eine Vorderansicht der Presse wie Abh. i und 3 und zeigt
die Stellung der Pressenteile und Werkzeuge nach beendigtem Lochvorgang.
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Die doppelkurbelige, dreifach gelagerte Kurbelwelle 2, 3, 4, 5, 6
(Abb. i) besteht aus den Kurbeln 2, 3, den Kurbelwellenenden 4, 5 und dem Mittelstück
6 und ist mit den Kurbelwellenenden 4, 5 in den Lagern 7, 8 des Pressengestells
i und mit dem Mittelstück 6 in dem Lager 9 gelagert. Auf den Verlängerungen 4',
5' der Kurbelwellenenden 4, 5 sind die Zahnräder i o, ii befestigt. Die Enden der
Kurbelstangen 12, 13 sind mittels der Lagerzapfen 14, 15 im Pressentisch 16, der
in Führungsleisten 17, i8 im Pressengestell i geführt ist, gelenkig gelagert.
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Auf dem Pressentisch 16 ist der Aufnehmer 19 und die Matrize 2o befestigt.
Der Pressentisch 16 ist mit einer Bohrung 21 versehen, die in ihrem unteren Teil
erweitert ist und in diesem das trichterförmige Ende der Auslaufrinne 22 aufnimmt,
die im unteren Teil des Pressengestells befestigt ist.
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Den Kopfteil des Pressengestells i bildet das Querhaupt 23, welches
den mit der Werkzeugachse gleichachsigen Kolben 24 trägt, der mit einer zentralen
Bohrung 25 versehen ist. Der Lochdornträger 26 ist als oben offenes zylindrisches
Gefäß ausgebildet, welches den Kolben 24 flüssigkeitsdicht umschließt.
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An dem Arm 27 des Lochdornträgers 26 ist das untere Ende der Kolbenstange
28 befestigt, die, durch eine senkrechte Bohrung des Querhaupts 23 geführt, an ihrem
anderen Ende den Kolben 29 trägt, der mit dem auf dem Querhaupt 23 angeordneten
Druckwasserzylinder 30 ein hydraulisches System bildet, das zum Heben und
Senken des Lochdornträgers 26 dient. Der untere Zylinderraum des Druckwasserzylinders
30 ist durch die Leitung 31 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten
Druckflüssigkeitsbehälter von konstantem Druck verbunden. Der obere Zylinderraum
des Druckwasserzylinders 30 kann durch die Leitung 32 über den Zweiweghahn 33 sowohl
mit dem genannten Druckflüssigkeitsbehälter als auch mit der Abwasserleitung verbunden
werden.
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Der wie der Lochdornträger als oben offenes zylindrisches Gefäß ausgebildete
Preßstempelträger 34 umschließt und führt den Lochdornträger 26 und ist selbst in
den Führungsleisten 17, 18 des Pressengestells i geführt. An einem Auge 35 des Arms
27 des Lochdornträgers 26 ist mittels des Bolzens 36 der doppelarmige Hebel 37,
dessen der Werkzeugachse zugekehrter Arm als den Lochdornträger umfassende Gabel
ausgebildet ist, drehbar gelagert. Die Enden des gabelförmigen Arms des Hebels 37
sind mittels der Bolzen 38 mit den Enden einarmiger Hebel 39 gelenkig verbunden,
während die anderen Enden der Hebel 39 mittels der Bolzen 4o an den Augen 41 des
Preßstempelträgers 34 gelenkig befestigt sind. Der andere, einfache Arm des Hebels
37 trägt an seinem freien Ende die Rolle 42, welcher die horizontale Stirnfläche
des am Querhaupt angebrachten Fortsatzes 43 als Lauffläche und Anschlag dient, sowie
die mittels der Mutter 44 einstellbare Anschlagschraube 45, die mit einer schrägen,
an dein Arm 27 angeordneten Anschlagfläche 46 zusammenwirkt.
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An dem Lochdornträger 26 ist der Lochdorn 47, an dem Preßstempelträger
34 der hohle, den Lochdorn führende Preßstempel 48 befestigt.
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An einer seitlichen Verlängerung des Querhaupts 23 ist der Zylinder
49 eines ,hydraulischen Treibapparats angeordnet. Die Kolbenstange 51 des zu dem
Zylinder 49 gehörigen Kolbens 5o ist an ihrem freien Ende mit dem Kreuzkopf 52 verbunden,
an dem mittels des Lagerbolzens 53 das eine Ende der Kurbelstange 54 gelenkig gelagert
ist. Das andere verstärkte Ende der Kurbelstange ist als Kulisse 55 ausgebildet,
in der der Kulissenstein 56 geführt ist, der auf dem an dem Zahnrad io angeordneten
Kurbelzapfen 57 drehbar gelagert ist (Abb. 2). Der Kurbelzapfen 57 ist gegenüber
den Hauptkurbeln 2, 3. um 8o° versetzt.
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Der obere Zylinderraum des Treibzylinders 49 ist durch die Leitung
58 mit dem gesteuerten und in üblicher Weise druckentlastet ausgeführten Ventil
59 verbunden, das am Querhaupt 23 angeordnet und mit der Bohrung 25 des Kolbens
24 in Verbindung steht. An den oberen Zylinderraum des Treibzylinders 49 ist ferner
das gesteuerte und druckentlastete Ventil 6o angeschlossen, welches durch die Leitung
61 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Niederdruckwasserbehälter verbunden
ist. Die Leitung 61 ist durch die Leitung 62 und das gesteuerte Rückschlagventil
63 mit der Leitung 58 verbunden.
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Zur Steuerung der Ventile 59, 6o, 63 dienen nachfolgend beschriebene
Steuerungseinrichtungen: Die Ventile 59, 6o werden durch eine gemeinsame Kulissenhebelsteuerung
betätigt. Zu diesem Zweck ist an dem Kreuzkopf 52 ein mittels der Einstellschraube
64. in der Höhe verstellbarer Kulissenrahmen 65 angeordnet,
der
parallel versetzte, miteinander verbundene Führungsausschnitte 66, 67 enthält.
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In die Führungsausschnitte 66, 67 des Kulissenrahmens 65 greift die
Rolle 68 ein, die auf dem freien Ende des einen Arms des Winkelhebels 69 drehbar
befestigt ist, der in seinem Drehpunkt 70 an einem seitlichen Fortsatz 71
des Pressengestells i drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Winkelhebels 69
ist mittels des Bolzens 72 mit dem unteren Ende der Übertragungsstange 73 drehbar
verbunden, die in der senkrechten Bohrung 74 des Querhaupts 23 geführt und mit ihrem
anderen Ende mit dem horizontalen Arm des Winkelhebels 75 gelenkig verbunden ist.
Der Winkelhebel 75 ist mit seinem Drehpunkt in dem auf dem Querhaupt 23 angeordneten
Lager 76 drehbar gelagert. Das Ende des anderen Arms des Winkelhebels 75 ist mittels
des Bolzens 77 mit den einen Enden zweier Übertragungsstangen 78,
79 verbunden. Die anderen Enden der Übertragungsstangen 78, 79 stehen im
Eingriff mit den Winkelhebeln 8o, 81, die in ihren Drehpunkten mittels der Bolzen
82, 83 auf Fortsätzen 84, 85 der Ventile 60, 59 gelagert sind und mit ihren
entsprechenden Schenkeln an die Ventilschaftenden der Ventilkörper 86, 87 angelenkt
sind.
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Der Ventiltellerraum des Ventils 59 ist durch die Leitung 88 mit einem
in der Zeichnung nicht dargestellten Sicherheitsventil verbunden.
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Zur Steuerung des Rückschlagventils 63 dient nachstehend beschriebenes
Kurvenhebelgetriebe. Auf der der Pressenachse zugekehrten Seite des Zahnrads io
ist an diesem das Kurvenstück 89 befestigt, mit dem die Rolle go in Eingriff steht,
die an dem als Zapfen ausgebildeten Ende des nach abwärts gerichteten Schenkels
9i' eines Winkelhebels gi drehbar befestigt ist. Der Winkelhebel gi ist mit seinem
Drehpunkt 92, an einem seitlichen- Fortsatz 93 des Pressengestells i befestigt.
Der andere, horizontale Schenkel 9i" des Winkelhebels 9i ist drehbar mit dem einen
Ende der Übertragungsstange 94 verbunden, die in der senkrechten Bohrung 95 im Querhaupt
23 geführt ist und mit ihrem oberen Ende an den einen Arm des doppelarmigen Hebels
96 angelenkt ist, der an einem Fortsatz 97 des Ventils 63 drehbar gelagert
ist und mit dem kugelig ausgebildeten Ende seines anderen. Arms mit dem Schaftende
des Ventilkörpers 98 in Eingriff steht. An dem Ventilschaft des Ventilkörpers
98 ist eine Scheibe 99 angeordnet, die- zusammen mit der Gehäusewand des
Ventils 63 das Widerlager für die Druckfeder ioo bildet, welche das Ventil
63 dauernd geschlossen zu halten bestrebt ist. Die Arbeitsweise der Presse
ist wie folgt: In der Stellung der Pressenteile und Werkzeuge in Abb. i und 2 befinden
sich die Kurbeln 2, 3 im unteren Totpunkt, der - infolge der Lagerung der Kurbelwelle
außerhalb _ der Aufnehmerachse - bereits bei der in Abb.2 dargestellten Schrägstellung
der Kurbelstangen 12, 13 erreicht wird. Der Kurbelzapfen 57 ist gegenüber
den Kurbeln a, 3 um etwa 8o° in der Drehrichtung der Kurbeln versetzt. Die Leitung
32 ist über den Zweiweghahn 33 an die Abwasserleitung angeschlossen. Der Lochdornträger
26 und der Preßstempelträger 34 befinden sich in ihrer obersten Stellung. Das Ventil
59 ist geöffnet, die Ventile 6o und 63 sind geschlossen. Der Kolben So befindet
sich in seiner untersten Stellung.
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Es wird der erhitzte Block a in den Aufnehmer ig eingesetzt. Darauf
wird der Zweiweghahn 33 in die Stellung der Abb. z b gedreht. Dadurch wird ein Druckausgleich.
über und unter dem Kolben 29 herbeigeführt. Der Lochdornträger senkt sich unter
der Wirkung seines Gewichts. Durch Einbau einer Drosselscheibe in Leitung
3 1 kann die Senkgeschwindigkeit des Lochdornträgers eingestellt werden.
Infolge des im Zylinderraum des Lochdornträgers 26 entstehenden Unterdrucks öffnet
sich das Ventil 63. Füllwasser strömt durch die Leitung 62, das Ventil 63, die Leitung
58, das Ventil 59, die Bohrung 25 ein. Da der Preßstempelträger 34 mittels des doppelarmigen
Hebels 37 an dem Lochdornträger aufgehängt ist, so beginnt der Preßstempelträger
34 seine Bewegung gleichzeitig mit dem Lochdornträger 26 und eilt diesem voraus.
Sobald der Lochdornträger 26 die aus Abb. 3 ersichtliche Stellung erreicht hat,
wird derZweiweghahnin die5te11ung derAbb. 3a gedreht. Dabei kommt der Lochdornträger
zum Stillstand. Die Relativbewegung des Preßstempelträgers 34 gegenüber dem Lochdornträger
26 wird durch die Anschlagschraube 45 begrenzt, die so eingestellt ist, daß nach
Beendigung des Annäherungshubs des Lochdorns 47 die Unterkante des Lochdorns 47
ungefähr mit der des Preßstempels 48 in einer Ebene liegt.
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Nun wird die Presse in Gang gesetzt (Abb. 3). Der Matrizenträger 16
und der Kolben So beginnen gleichzeitig ihre Aufwärtsbewegung. Die im Zylinder 49
eingeschlossene Flüssigkeit wird durch die Leitung 58, das geöffnete Ventil 59 und
durch die Bohrung 25 in den Hohlraum des Lochdornträgers 26 gepreßt, wobei sie den
Lochdornträger nach abwärts bewegt: Der Preßstempelträger 34 folgt zunächst der
Bewegung des Lochdornträgers, bis er auf dem Block a aufsitzt, und wird, während
der Lochdornträger
seine Bewegung fortsetzt, durch das beim Lochen
verdrängte Blockmaterial angehoben. Mit fortschreitendem Lochen verringert sich
der Abstand zwischen Lochdorn und Preßstempelträger, so daß am Ende des Lochhubs
der Lochdornträger auf dem Preßstempelträger aufsitzt. Da die Kurbeln 2 und 3 ihre
Bewegung aus der unteren Totpunktstellung beginnen, so wird der Aufnehmer mit der
Matrize und dem Block zunächst nur langsam angehoben. Da der den Kolben 5o des Treibzylinders
49 antreibende Kurbelzapfen 57 dagegen die Bewegung gegen Ende des ersten Kurbelkreisquadranten,
also nahezu mit der größten Hubgeschwindigkeit, beginnt und der Ouerschnitt des
Kolbens 5o und der Kurbelhub des Kurbelzapfens 57 so bemessen sind, daß der Lochvorgang
nach etwa 451 der Kurbelkreisbewegung beendigt ist, so wird das Lochen des Werkblocks
in der Hauptsache durch die Abwärtsbewegung des Lochdornträgers 26 und nur zu einem
Bruchteil durch den Hub des Matrizenträgers 16 bewerkstelligt.
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Da der Kulissenrahmen 65 am Kreuzkopf 52 befestigt ist, nimmt er an
den Hubbewegungen des Kolbens 5o teil. Dabei gleitet zunächst der Führungsabschnitt
66 über die Rolle 68 des Winkelhebels 69. Kurz vor oder nach Beendigung des Lochens
passiert die Rolle 68 die Schrägung zwischen den Führungsausschnitten 66 und 67.
Dies hat zur Folge, daß der Winkelhebel 69 entgegen der Uhrzeigerrichtung
gedreht wird. Durch die Zugstange 73 erfährt der Winkelhebel 75 eine Drehung im
Uhrzeigersinne, die sich auf die Winkelhebel 8o, 81 so überträgt, daß das Ventil
6o geöffnet und das Ventil 59 geschlossen wird (Abb. 4). In diesem Zeitpunkt hat
der Lochdornträger 26 sowie der Preßstempelträger 34 den Arbeitshub beendet.
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Im folgenden Hubabschnitt wird der Block a lediglich durch die aufwärts
gerichtete Bewegung des Matrizenträgers 16 ausgepreßt, wobei das Druckwasserkissen
zwischen Lochdornträger 26 und dem Kolben 24 als Pressensicherung dient. Der Kolben
5o setzt zunächst die Aufwärtsbewegung fort. Die nach dem Schließen des Ventils
59 vom Kolben 50 verdrängte Flüssigkeit strömt durch das offene Ventil 6o
und die Leitung 61 zum Flüssigkeitsbehälter.
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Nach der für das Ausführungsbeispiel gewählten Anordnung der Kurbeln
2, 3 und 1o, 57 überschreitet der Kurbelzapfen 57 nach 115° der Kurbelkreisbewegung
den oberen Totpunkt. Die Kurbeln 2, 3 sind dann noch 65° von ihrer oberen Totpunktlage
entfernt. Während also die Kurbeln 2, 3 noch einen erheblichen Teil ihres Arbeitshubs
auszuführen haben, hat der Kurbelzapfen 57 bereits den Rückhub angetreten, wobei
der Kblben 5ö nach abwärts bewegt wird und Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter
durch die Leitung 61 über das offene Ventil 6o in den Zylinder 49 zurückströmt.
Da mit dem Kolben 5o auch der Kreuzkopf 52 nach abwärts bewegt wird, gleitet der
Führungsausschnitt 6; über die Rolle 68 nach unten. Nachdem der Kurbelzapfen 57
sich etwa 7o° von der oberen Totpunktlage entfernt hat, passiert die Rolle 68 die
Schrägung zwischen den Führungsausschnitten 66 und 67. Zu diesem Zeitpunkt haben
die Kurbeln 2, 3 ihre obere Totpunktlage nicht nur erreicht, sondern schon um etwa
5° überschritten und den Rückhub angetreten. Die Rolle 68 wird in den Führungsausschnitt
66 abgelenkt, d. h. der Winkelhebel 69 wird im Uhrzeigersinne gedreht. Dies hat
zur Folge, daß das Ventil 59 geöffnet und das Ventil 6o geschlossen wird.
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Das Kurvenstück 89 ist so geformt und an dem Zahnrad 1o so angeordnet,
daß es etwa zu dem gleichen Zeitpunkt, wenn das Ventil 59 geöffnet und das Ventil
6o geschlossen wird; auf die Rolle go trifft und diese anhebt. Dies hat zur Folge,
daß der Winkelhebel g1 eine der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzte Drehung erfährt,
die durch die Zugstange 9:1 so auf den doppelarmigen Hebel 96 übertragen
wird, daß das Ventil 63 geöffnet wird. Gleichzeitig wird der Hahn 33 in die in Abb.
i gezeigte Stellung gebracht. Druckflüssigkeit strömt durch Leitung 31 aus dem Druckfiüssigkeitsakkumulator
in den unteren Raum des Zylinders 30 und hebt den Kolben 29 und den Lochdornträger
26 an. In dem Maße, wie der Lochdornträger 26 gehoben wird, strömt die Flüssigkeit
aus dem Lochdornträger durch die Bohrung 25 im Kolben 24, durch das Ventil
59, die Leitung 58, das Ventil 63, die Leitungen 62, 61 in den Flüssigkeitsbehälter
ab. Der Preßstempelträger 34 nimmt zunächst nicht an der Aufwärtsbewegung des Lochdornträgers
26 teil, sondern geht mit dem Matrizenträger 16 nach abwärts. Sobald jedoch die
Anschlagschraube 45 am Hebel 37 auf die Anschlagfläche 46 des Arms 27 auftrifft,
wird der Preßstempelträger 34 von dem Lochdornträger 26 in die Ausgangsstellung
zurückbewegt.
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Sobald im Rückhub der Kolben 5o den Boden des Zylinders 49 berührt,
kann die Kurbelstange 54, der Abwärtsbewegung des Kurbelzapfens 57 nicht mehr folgen.
Im Restteil des Rückhubs des Kurbelzapfens 57 gleitet dieser mit dem Kulissenstein
56 in der Kulisse 55 der Kurbelstange 54 zuerst nach abwärts, dann nach aufwärts
in die Ausgangsstellung zurück. Gegen Ende des Rückhubs verläßt die Rolle 9o das
Kurvenstück 89. Es kommt die Druckfeder zoo zur Wirkung,
welche
den Ventilkörper 98 anhebt und das Ventil 63 schließt. Gleichzeitig wird
der linke Hebelarm des doppelarmigen Hebels 96 angehoben, die Zugstange 94 nach
abwärts gedrückt und der Winkelhebel 9i im Uhrzeigersinn gedreht, bis die Rolle
9o an die kurvenstückfreie Lauffläche am Zahnrad io andrückt.
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Nunmehr befinden sich Pressenteile und Werkzeuge wieder in der Ausgangsstellung
(Abb. i).
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Statt, wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, mittels des hydraulischen
Treibapparats 49, 5o den Lochdornträger 26 nur während des Lochhubs anzutreiben,
kann man mittels der gleichen Vorrichtung auch den Annäherungs- und Lochhub ausführen.
Zu diesem Zweck ist es nur erforderlich, das Hubvolumen des Treibapparats 49, 5o
beispielsweise durch eine Vergrößerung des Kolbenquerschnitts so zu erhöhen, daß
er die für die Ausführung des Annäherungshubs -erforderliche Druckflüssigkeit zusätzlich
zu liefern imstande ist. Bei dieser Ausführungsart ist der Hahn 33 und die Leitung
32 entbehrlich. Da der Zylinder 30 mittels der Leitung 31 an einen Flüssigkeitsakkumulator
konstanten Drucks angeschlossen ist, der ausreichend ist, den Lochdorn- und Preßstempelträger
gegen die Wirkung ihres Gewichts in die Ausgangsstellung anzuheben und in dieser
zu halten, so hat der Treibapparat 49, 5o nur den überdruck zu überwinden, der erforderlich
ist, um das sichere Anheben des Lochdorn- und Preßstempelträgers zu bewirken. Sobald
nach Beendigung des Auspressens die Ventile 59 und 63 geöffnet sind und im Zylinderraum
des Lochdornträgers 26 nur noch der geringe Flüssigkeitsdruck des an die Leitüng
6-i angeschlossenen Flüssigkeitsbehälters besteht, führt der Kolben 29 den Lochdorn
26 und Preßstempelträger 34 selbsttätig in die Ausgangsstellung zurück.