EP1385652B1 - Hydraulisch-mechanische schliessvorrichtung, insbesondere zum rfliesspressen - Google Patents

Hydraulisch-mechanische schliessvorrichtung, insbesondere zum rfliesspressen Download PDF

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EP1385652B1
EP1385652B1 EP02719598A EP02719598A EP1385652B1 EP 1385652 B1 EP1385652 B1 EP 1385652B1 EP 02719598 A EP02719598 A EP 02719598A EP 02719598 A EP02719598 A EP 02719598A EP 1385652 B1 EP1385652 B1 EP 1385652B1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
piston
hydraulic piston
hydraulic cylinder
individual
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02719598A
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English (en)
French (fr)
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EP1385652A1 (de
Inventor
Klaus Siegert
Aribert Schwager
Manfred Kammerer
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Hatebur Umformmaschinen AG
Original Assignee
Hatebur Umformmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP1385652B1 publication Critical patent/EP1385652B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/21—Presses specially adapted for extruding metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic-mechanical Closing device, in particular for Querfliesspressen of Workpieces, according to the preamble of claim 1.
  • a hydraulic-mechanical Closing device in particular for Querfliesspressen of Workpieces, according to the preamble of claim 1.
  • DE 199 22 659 A1 is a hydraulic closing device known for Querfliesspressen workpieces that two relatively movable and lockable with each other Matrizenhbion owns and two with the same Velocities relative to the closed die halves movable press dies, wherein a first hydraulic piston, where the first die half is located, in an axially movable first hydraulic cylinder, and a second hydraulic piston in a spatially fixed second hydraulic cylinder slidably store.
  • the first punch is attached to a support plate via a punch carrier, the connected to the plunger.
  • the second half of the mold is spatially fixed and the second ram on attached second hydraulic piston, which in Querfliesspressen by a displaceable by the first hydraulic piston Pressure medium can be acted upon.
  • Both hydraulic pistons point same piston surfaces.
  • the first hydraulic cylinder is on a press ram, the second die on the second Hydraulic cylinder arranged. Both hydraulic cylinders are via an external pressure line to one with pressure medium connected pressureable printing system.
  • the disadvantage is the external high-pressure hose connection between the two Hydraulic cylinders, as this moving high-pressure hose currently only permitted for pressures up to 1000 bar.
  • the invention is based on the object, a generic Closing device, in particular for Querfliesspressen of workpieces, to create a simple and has compact structure and without external pressure medium connection between the first hydraulic cylinder and the second Hydraulic cylinder is designed.
  • the third hydraulic piston and the fourth hydraulic piston may be e.g. be designed as an annular piston and are preferably arranged in alignment with each other.
  • the third hydraulic piston and the fourth Hydraulic piston each designed as a plurality of individual pistons and be arranged on a common pitch circle.
  • the third hydraulic piston and the fourth hydraulic piston each be designed as a single piston, the side the first and second hydraulic cylinder and preferably are aligned with each other.
  • the third hydraulic piston and the fourth hydraulic piston are preferably via push rods with each other.
  • the piston area of the fourth hydraulic piston becomes corresponding the piston surface of the second hydraulic piston and the covered by the third and fourth hydraulic piston Paths determined during the feed movement.
  • the piston area of the fourth hydraulic piston is halved relative to the piston area of the third hydraulic piston when the fourth hydraulic piston travels twice the distance as the third hydraulic piston.
  • the third hydraulic piston is formed from a total of six individual pistons with a total area A G
  • the fourth hydraulic piston can consist of only three individual pistons with a total area A G / 2, if the individual pistons all have the same single piston area.
  • the first and third hydraulic cylinders are on the press ram attached, e.g. over an intermediate plate. Of the first punch is at one connected to the plunger Pressure piece arranged. As a result, both perform the first and third hydraulic cylinder and the first ram the same amount of feed movement.
  • the second die half, the second hydraulic cylinder and the fourth hydraulic cylinder are fixed to the frame opposite arranged on a base plate.
  • the hydraulic cylinders are via a pressure line with Pressure medium fillable.
  • FIGS. 1 and 2 respectively show the closed closing device with inlaid Blank 1a and the right side the closing device after completion of the Querfliesspressens.
  • the locking device shown in FIG. 1 has a vertically movable upper mold half and a frame-fixed Lower mold half on.
  • the upper tool half comprises an intermediate plate 6, which is not shown on Ram is attached.
  • On the intermediate plate 6 is arranged substantially centrally a pressure piece 8, at the first ram S1 is seated.
  • At the intermediate plate 6 continue to be the first hydraulic cylinder Z1 and the third hydraulic cylinder Z3 attached.
  • the first hydraulic cylinder Z1 and the third hydraulic cylinder Z3 are as constructed structural unit, wherein between the hydraulic cylinders Z1 and Z3 a connection in the form of a channel. 7 is available.
  • first hydraulic piston K1 In the first hydraulic cylinder Z1, the first hydraulic piston K1 out, through which the pressure piece 8 protrudes. Between the first hydraulic piston K1 and the intermediate plate 6 are Compression springs 10 arranged. In the third hydraulic cylinder Z3, a third hydraulic piston K3 is guided on the radial circumferentially another compression spring 3 is arranged. At the first hydraulic piston K1 is at the intermediate plate. 6 facing away from the first die half M1 over a first die holder 12 attached. The first die half M1 is enclosed by a clamping ring 14. At the third hydraulic piston K3 closes a first Pressure element 16 on.
  • the lower mold half 4 consists of a frame-fixed Base plate 26, on which also frame-fixed the second Hydraulic cylinder Z2 (inside) and the fourth hydraulic cylinder Z4 (outboard) are arranged.
  • the hydraulic cylinders Z2 and Z4 are also a structural unit formed, between the hydraulic cylinders Z2 and Z4 a connection in the form of a channel 27 is present.
  • In the hydraulic cylinder Z2 is an axially movable second Hydraulic piston K2 out, where the second plunger S2 is arranged in the direction of the first plunger S1.
  • the second die half M2 is replaced by a second clamping ring 34 is enclosed and has a second Matrizenage 32, which acts as a pressure plate 35, fixed to the frame with the Construction unit of second and fourth hydraulic cylinder Z2, Z4 connected. Between the second hydraulic piston K2 and the die receiver 32 are compression springs 30 arranged. In the fourth hydraulic cylinder Z4, the fourth hydraulic piston K4 leading in the direction of the first pressure element 16 has a second pressure element 36.
  • the first hydraulic piston K1 and the second hydraulic piston K2 are arranged inside and opposite each other and have the same piston surfaces.
  • the third hydraulic piston K3 and the fourth hydraulic piston K4 are outside and also arranged in alignment opposite each other and designed as an annular piston.
  • the piston surface of the fourth Hydraulic piston K4 is proportional to the effective Piston area of the third hydraulic piston K3 reduced by 50%, to ensure that the first punch S1 and the second ram S2 a lifting movement about the to carry out the same amount.
  • the first pressure element arranged on the third hydraulic piston K3 16 and arranged on the fourth hydraulic piston K4 second pressure elements 36 are also circumferential, i. cylindrically shaped and enclose the forming space sleeve-shaped during transverse extrusion.
  • the press ram moves the upper mold half back up again, passing through the restoring force of the compression springs 10 of the first hydraulic piston K1 and by the compression springs 30 of the second hydraulic piston K2 be transferred to their original positions.
  • the workpiece can now be removed in the same plane in which it has been inserted. This advantage comes especially for automatic workpiece handling.
  • a closing device is shown in the illustration according to FIG. 2, in which the third hydraulic piston is divided into a total of 6 third individual pistons K3 E. Accordingly, the third hydraulic cylinder 23 is also subdivided into 6 third individual cylinders Z3 E , in which the third individual pistons K3 E are guided. The third individual pistons K3 E and the third individual cylinders Z3 E are located on a common pitch circle. Instead of the cylindrical first pressure element, a push rod 16 E with a compression spring 3 E is arranged on every third individual piston.
  • the fourth hydraulic piston is subdivided into three fourth individual pistons K4 E , which are guided into three fourth individual cylinders Z4 E.
  • To the fourth individual piston K4 E includes in place of the cylindrical second pressure element in each case a second push rod 36 E at. At the ends of the second.
  • Push rods 36 E is arranged in the direction of the first push rods 16 E a circumferential pressure ring 40.
  • FIG. 2a The sectional view of the structural unit comprising a first hydraulic cylinder Z1 and a total of six third individual cylinders Z3 E according to FIG. 2 is shown in FIG. 2a and the plan view in FIG. 2b. It is clear that in the closing device in the upper mold half of the third cylinder is divided into a plurality of individual cylinders, each of which a third individual piston is assigned.
  • a closing device is shown in the illustration according to FIG. 3, in which the third hydraulic piston is formed as a third individual piston K3 S. Accordingly, the third hydraulic cylinder is also formed as a third single cylinder Z3 S , in which the third single piston K3 S is performed.
  • the third individual piston K3 S and the third individual cylinder Z3 S are located laterally of the first hydraulic cylinder Z1. Instead of the cylindrical first pressure element, a pressure rod 16 S with a compression spring 3 S is arranged on the third individual piston.
  • the fourth hydraulic piston is designed as a fourth individual piston K4 S , which is guided in the fourth individual cylinder Z4 S.
  • the second individual piston K4 S is adjoined by a second pressure rod 36 S instead of the cylindrical second pressure element.
  • the third individual piston K3 S and the fourth individual piston K4 S are also arranged in alignment with each other.
  • the effective piston area of the fourth individual piston K4 S is also reduced by 50% in relation to the effective piston area of the third individual piston K3 S.
  • a connection in the form of a rigid pressure line 7 S is present.
  • a connection in the form of a rigid pressure line 27 S is present.
  • a hydraulic Closing device created a simple and has compact structure and in which external to moving and elastic pressure lines are dispensed with can.

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Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch-mechanische Schliessvorrichtung, insbesondere zum Querfliesspressen von Werkstücken, gemäss dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Beim Querfliesspressen wird ein Werkstück zwischen zwei Stempeln derart mit Druck beaufschlagt, dass ein Teil des Werkstoffes - quer zur Pressrichtung - in von Matrizenhälften gebildete Hohlräume fliesst (siehe z.B. US-A-5 195 349).
Nach DE 199 22 659 A1 ist eine hydraulische Schliessvorrichtung zum Querfliesspressen von Werkstücken bekannt, die zwei relativ zueinander bewegbare und miteinander verschliessbare Matrizenhälften besitzt sowie zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbare Pressstempel, wobei ein erster Hydraulikkolben, an dem die erste Matrizenhälfte angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder, und ein zweiter Hydraulikkolben in einem raumfesten zweiten Hydraulikzylinder verschiebbar lagern. Der erste Pressstempel ist über einen Stempelträger an einer Tragplatte befestigt, die mit dem Stössel verbunden ist. Die zweite Matrizenhälfte ist raumfest angeordnet und der zweite Pressstempel am zweiten Hydraulikkolben befestigt, welcher beim Querfliesspressen durch ein vom ersten Hydraulikkolben verdrängbares Druckmittel beaufschlagbar ist. Beide Hydraulikkolben weisen gleiche Kolbenflächen auf. Der erste Hydraulikzylinder ist an einem Pressenstössel, die zweite Matrize am zweiten Hydraulikzylinder angeordnet. Beide Hydraulikzylinder sind über eine externe Druckleitung zu einem mit Druckmittel speisbaren Drucksystem verbunden. Nachteilig ist dabei die externe Hochdruckschlauchverbindung zwischen den beiden Hydraulikzylindern, da dieser bewegte Hochdruckschlauch derzeitig nur für Drücke bis 1000 bar zulässig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Schliessvorrichtung, insbesondere zum Querfliesspressen von Werkstücken, zu schaffen, die einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und ohne externe Druckmittelverbindung zwischen dem ersten Hydraulikzylinder und dem zweiten Hydraulikzylinder ausgestaltet ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.
Die hydraulisch-mechanische Schliessvorrichtung weist dabei zwei relativ zueinander bewegbare und miteinander verschliessbare Matrizenhälften sowie zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften bewegbare Pressstempel auf. An einem ersten Hydraulikkolben ist die erste Matrizenhälfte angeordnet, dabei wird der erste Hydraulikkolben in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder geführt. Weiterhin ist ein zweiter Hydraulikkolben in einem gestellfesten zweiten Hydraulikzylinder verschiebbar gelagert. Die zweite Matrizenhälfte ist gestellfest und der zweite Pressstempel am zweiten Hydraulikkolben angeordnet. Erfindungsgemäss
  • ist der erste Hydraulikzylinder mit wenigstens einem dritten Hydraulikzylinder verbunden, in welchem ein dritter Hydraulikkolben geführt ist,
  • greift der dritte Hydraulikkolben im geschlossenen Zustand der Schliessvorrichtung an einem vierten Hydraulikkolben an, der in einem gestellfesten vierten Hydraulikzylinder geführt ist und eine Verbindung zum zweiten Hydraulikzylinder aufweist,
  • wobei über die Verbindung zwischen erstem und drittem Hydraulikzylinder das aus dem ersten Hydraulikzylinder bei einer Vorschubbewegung verdrängte Druckmittel in den dritten Hydraulikzylinder fliesst, so dass der dritte Hydraulikkolben den vierten Hydraulikkolben in Vorschubrichtung bewegt,
  • derart, dass über den vierten Hydraulikkolben Druckmittel aus dem vierten Hydraulikzylinder in den zweiten Hydraulikzylinder verdrängbar und somit der zweite Hydraulikkolben mit dem erforderlichen Umformdruck beaufschlagbar ist, so dass sich die Pressstempel aufeinander zu bewegen.
Der dritte Hydraulikkolben und der vierte Hydraulikkolben können dabei z.B. als Ringkolben ausgebildet sein und werden bevorzugt zueinander fluchtend angeordnet.
Weiterhin können der dritte Hydraulikkolben und der vierte Hydraulikkolben je als mehrere Einzelkolben ausgebildet und auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sein. Ebenso können der dritte Hydraulikkolben und der vierte Hydraulikkolben je als Einzelkolben ausgebildet sein, die seitlich des ersten bzw. zweiten Hydraulikzylinders und bevorzugt zueinander fluchtend angeordnet sind. Der dritte Hydraulikkolben und der vierte Hydraulikkolben stehen dabei vorzugsweise über Druckstangen miteinander in Verbindung.
Um den gleichen Betrag der Vorschubbewegung der beiden Pressstempel zu gewährleisten, muss das in den ersten und dritten Hydraulikzylindern verdrängte Volumen des Druckmittels gleich sein mit dem Volumen, welches in den zweiten und vierten Hydraulikzylindern verdrängt wird und der erste Hydraulikkolben und der zweite Hydraulikkolben müssen gleiche Kolbenflächen aufweisen.
Die Kolbenfläche des vierten Hydraulikkolbens wird entsprechend der Kolbenfläche des zweiten Hydraulikkolbens und der durch den dritten und vierten Hydraulikkolben zurückgelegten Wege bei der Vorschubbewegung festgelegt.
Z.B. ist die Kolbenfläche des vierten Hydraulikkolbens im Verhältnis zur Kolbenfläche des dritten Hydraulikkolbens halbiert, wenn der vierte Hydraulikkolben den doppelten Weg zurücklegt wie der dritte Hydraulikkolben. Wird der dritte Hydraulikkolben aus insgesamt 6 Einzelkolben mit einer Gesamtfläche AG gebildet, kann der vierte Hydraulikkolben aus nur drei Einzelkolben mit einer Gesamtfläche AG/2 bestehen, wenn die Einzelkolben alle die gleiche Einzelkolbenfläche aufweisen. Bei einer gleichen Anzahl von Einzelkolben für den dritten und vierten Hydraulikkolben (z.B. jeweils 6 Stück) muss die Einzelfläche A4E der Einzelkolben des vierten Hydraulikzylinders halbiert sein im Verhältnis zur Einzelfläche A3E der Einzelkolben des dritten Hydraulikzylinders, um die halbe Gesamtfläche zu ergeben, d.h. A4E = A3E/2.
Der erste und der dritte Hydraulikzylinder werden am Pressenstössel befestigt, z.B. über eine Zwischenplatte. Der erste Pressstempel ist an einem mit dem Stössel verbundenen Druckstück angeordnet. Dadurch vollführen sowohl der erste und dritte Hydraulikzylinder als auch der erste Pressstempel den gleichen Betrag der Vorschubbewegung.
Die zweite Matrizenhälfte, der zweite Hydraulikzylinder und der vierte Hydraulikzylinder werden gegenüberliegend gestellfest an einer Grundplatte angeordnet.
Erst wenn das eingelegte Werkstück durch den Pressdruck zu fliessen beginnt, d.h. die erforderliche Fliessspannung erreicht ist, kann Druckmittel mit dem vierten Hydraulikkolben aus dem vierten Hydraulikzylinder in den zweiten Hydraulikzylinder gepresst werden, so dass der zweite Hydraulikkolben und somit der zweite Pressstempel eine entsprechdende Bewegung um den gleichen Betrag vollführen.
Die Hydraulikzylinder sind über eine Druckleitung mit Druckmittel befüllbar.
Mit der Erfindung wird eine kompakte und zuverlässig arbeitende Schliessvorrichtung geschaffen, die auch für sehr hohe Drücke einsetzbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 -
eine Schliessvorrichtung mit als Ringkolben ausgebildeten dritten und vierten Hydraulikkolben eines ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 1a -
eine Schnittdarstellung der baulichen Einheit aus erstem Hydraulikzylinder und drittem Hydraulikzylinder des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 1b -
eine Draufsicht auf die bauliche Einheit gemäss Fig. 1a;
Fig. 2 -
eine Schliessvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei welcher die dritten und vierten Hydraulikkolben in mehrere Einzelkolben unterteilt sind;
Fig. 2a -
eine Schnittdarstellung der baulichen Einheit bestehend aus dem ersten Hydraulikzylinder und mehreren dritten Hydraulikzylindern des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 2b -
eine Draufsicht auf die bauliche Einheit gemäss Fig. 2a; und
Fig. 3 -
eine Schliessvorrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels, bei welcher ein dritter und ein vierter Hydraulikkolben seitlich des ersten bzw. zweiten Hydraulikzylinders angeordnet sind.
Die linke Seite der Darstellungen in Fig. 1 und 2 zeigt jeweils die geschlossene Schliessvorrichtung mit eingelegtem Rohteil 1a und die rechte Seite die Schliessvorrichtung nach Beendigung des Querfliesspressens.
Die in der Fig. 1 dargestellte Schliessvorrichtung weist eine vertikal bewegbare obere Werkzeughälfte und eine gestellfeste untere Werkzeughälfte auf. Die obere Werkzeughälfte umfasst eine Zwischenplatte 6, die am nicht dargestellten Stössel befestigt wird. An der Zwischenplatte 6 ist im Wesentlichen mittig ein Druckstück 8 angeordnet, an dem der erste Pressstempel S1 sitzt. An der Zwischenplatte 6 sind weiterhin der erste Hydraulikzylinder Z1 und der dritte Hydraulikzylinder Z3 befestigt. Der erste Hydraulikzylinder Z1 und der dritte Hydraulikzylinder Z3 sind als bauliche Einheit ausgebildet, wobei zwischen den Hydraulikzylindern Z1 und Z3 eine Verbindung in Form eines Kanals 7 vorhanden ist.
Im ersten Hydraulikzylinder Z1 wird der erste Hydraulikkolben K1 geführt, durch den das Druckstück 8 ragt. Zwischen dem ersten Hydraulikkolben K1 und der Zwischenplatte 6 sind Druckfedern 10 angeordnet. In dem dritten Hydraulikzylinder Z3 wird ein dritter Hydraulikkolben K3 geführt, an dem radial umlaufend eine weitere Druckfeder 3 angeordnet ist. Am ersten Hydraulikkolben K1 ist an der der Zwischenplatte 6 abgewandten Stirnseite die erste Matrizenhälfte M1 über eine erste Matrizenaufnahme 12 befestigt. Die erste Matrizenhälfte M1 wird von einem Spannring 14 umschlossen. An den dritten Hydraulikkolben K3 schliesst sich ein erstes Druckelement 16 an.
Die untere Werkzeughälfte 4 besteht aus einer gestellfesten Grundplatte 26, an der ebenfalls gestellfest der zweite Hydraulikzylinder Z2 (innenliegend) und der vierte Hydraulikzylinder Z4 (aussenliegend) angeordnet sind. Die Hydraulikzylinder Z2 und Z4 sind ebenfalls als bauliche Einheit ausgebildet, wobei zwischen den Hydraulikzylindern Z2 und Z4 eine Verbindung in Form eines Kanals 27 vorhanden ist. Im Hydraulikzylinder Z2 wird ein axialbeweglicher zweiter Hydraulikkolben K2 geführt, an dem der zweite Druckstempel S2 in Richtung zum ersten Druckstempel S1 angeordnet ist. Die zweite Matrizenhälfte M2 wird von einem zweiten Spannring 34 umschlossen und ist über eine zweite Matrizenaufnahme 32, die als Druckplatte 35 wirkt, gestellfest mit der baulichen Einheit aus zweitem und viertem Hydraulikzylinder Z2, Z4 verbunden. Zwischen dem zweiten Hydraulikkolben K2 und der Matrizenaufnahme 32 sind Druckfedern 30 angeordnet. Im vierten Hydraulikzylinder Z4 wird der vierte Hydraulikkolben K4 geführt, der in Richtung zum ersten Druckelement 16 ein zweites Druckelement 36 aufweist.
Der erste Hydraulikkolben K1 und der zweite Hydraulikkolben K2 sind innen und einander gegenüberliegend angeordnet und weisen gleiche Kolbenflächen auf. Der dritte Hydraulikkolben K3 und der vierte Hydraulikkolben K4 sind aussen und ebenfalls einander fluchtend gegenüberliegend angeordnet und als Ringkolben ausgebildet. Die Kolbenfläche des vierten Hydraulikkolbens K4 ist im Verhältnis zur wirksamen Kolbenfläche des dritten Hydraulikkolbens K3 um 50% verringert, um zu gewährleisten, dass der erste Pressstempel S1 und der zweite Pressstempel S2 eine Hubbewegung um den gleichen Betrag vollführen.
Das am dritten Hydraulikkolben K3 angeordnete erste Druckelement 16 und das am vierten Hydraulikkolben K4 angeordnete zweite Druckelement 36 sind ebenfalls umlaufend, d.h. zylinderförmig ausgebildet und umschliessen den Umformraum während des Querfliesspressens hülsenförmig.
Die Schnittdarstellung der baulichen Einheit aus erstem Hydraulikzylinder Z1 und drittem Hydraulikzylinder Z3 ist in Fig. 1a und die Draufsicht in Fig. 1b dargestellt. Hieraus wird deutlich, dass die Schliessvorrichtung in der oberen Werkzeughälfte einen als Ringzylinder ausgebildeten dritten Zylinder aufweist, in dem der dritte Ringkolben geführt wird. Ähnlich ist die bauliche Einheit aus zweitem Hydraulikzylinder Z2 und viertem Hydraulikzylinder Z4 ausgebildet.
Die Wirkungsweise der Schliessvorrichtung gemäss Fig. 1 ist folgende:
  • Nach dem Einlegen des Rohlings 1a wird die obere Werkzeughälfte mit der Zwischenplatte 6 und den daran befestigten Vorrichtungselementen nach unten gefahren, so dass die erste Matrizenhälfte M1 und die zweite Matrizenhälfte M2 aneinander anliegen und sich das erste Druckelement 16 und das zweite Druckelement 36 berühren (linke Darstellung gemäss Fig. 1). Der erste Hydraulikkolben K1 und der zweite Hydraulikkolben K2 befinden sich in der untersten Position, d.h. der erste Hydraulikkolben K1 ist von der Zwischenplatte 6 beabstandet und der zweite Hydraulikkolben K2 liegt mit seiner Unterseite an der Grundplatte 26 an. Der Raum über dem ersten Hydraulikkolben K1 ist mit Druckmedium D gefüllt und unter dem zweiten Hydraulikkolben K2 befindet sich im Wesentlichen kein Druckmedium. Der dritte Hydraulikkolben K3 und der darunter befindliche vierte Hydraulikkolben K4 befinden sich in der obersten Position, d.h. der dritte Hydraulikkolben K3 liegt an der Zwischenplatte 6 an und der vierte Hydraulikkolben K4 ist von der Grundplatte 26 beabstandet. Der Raum über dem dritten Hydraulikkolben K3 ist im Wesentlichen von Druckmittel gelehrt und der Raum unter dem vierten Hydraulikkolben K4 ist mit Druckmittel D gefüllt.
    • Vollführt der Stössel mit der Zwischenplatte 6 eine weitere Vorschubbewegung, drückt der erste Pressstempel S1 den Rohling 1a gegen den zweiten Pressstempel S2, und die Zwischenplatte 6 den dritten Hydraulikkolben K3 nach unten, wodurch Druckmedium durch den Hydraulikkolben K4 aus dem Hydraulikzylinder Z4 über den Kanal 27 in den Raum unter dem zweiten Kolben K2 gedrückt wird. Wird die erforderliche Fliessspannung bzw. Pressdruck erreicht, bewegt sich dadurch der zweite Hydraulikkolben K2 mit dem zweiten Pressstempel S2 nach oben und gleichzeitig bewegt sich der erste Pressstempel S1 um den gleichen Betrag nach unten. Dadurch, dass der Hydraulikkolben K1 nach unten abstützt und sich dazu der erste Hydraulikzylinder mit der Zwischenplatte 6 nach unten bewegt, wird der Raum über dem ersten Hydraulikkolben K1 in der Höhe verringert, und das darin befindliche Druckmittel D über den Kanal 7 in den Raum über dem dritten Hydraulikkolben K3 verdrängt, so dass sich dieser gemeinsam mit dem ersten Druckelement 16, dem zweiten Druckelement 36 und den vierten Hydraulikkolben K4 nach unten bewegt und weiteres Druckmittel D aus dem vierten Hydraulikzylinder Z4 in den zweiten Hydraulikzylinder Z2 gedrückt wird. Dadurch fliesst der Werkstoff in die Gravur der Matrize. Durch den Gleichlauf des ersten und zweiten Pressstempels S1, S2 in Bezug auf die in ihrer räumlichen Lage unveränderten Matrizenhälften erfährt das Werkstück eine symmetrische Umformung, die sich aus axialer Verdichtung und radialer Verdrängung in den von den Matrizenhälften gebildeten Hohlraum zusammensetzt. Bei diesem Umformvorgang werden die Druckfedern 10 und 30 zusammengedrückt. Den abgeschlossenen Umformvorgang zeigt die rechte Darstellung in Fig. 1.
    Nach Beendigung des Umformvorganges fährt der Pressenstössel die obere Werkzeughälfte wieder nach oben, wobei durch die Rückstellkraft der Druckfedern 10 der erste Hydraulikkolben K1 und durch die Druckfedern 30 der zweite Hydraulikkolben K2 in ihre Ausgangspositionen überführt werden.
    Das Werkstück kann nun in der gleichen Ebene entnommen werden, in der es eingelegt worden ist. Dieser Vorteil kommt vor allem bei automatischer Werkstückhandhabung zum Tragen.
    Im Unterschied zu der Ausführung in Fig. 1 wird in der Darstellung gemäss Fig. 2 eine Schliessvorrichtung dargestellt, bei welcher der dritte Hydraulikkolben in insgesamt 6 dritte Einzelkolben K3E unterteilt ist. Dementsprechend ist der dritte Hydraulikzylinder 23 ebenfalls in 6 dritte Einzelzylinder Z3E unterteilt, in denen die dritten Einzelkolben K3E geführt werden. Die dritten Einzelkolben K3E und die dritten Einzelzylinder Z3E befinden sich dabei auf einem gemeinsamen Teilkreis. Anstelle des zylinderförmigen ersten Druckelementes ist an jedem dritten Einzelkolben eine Druckstange 16E mit einer Druckfeder 3E angeordnet.
    Der vierte Hydraulikkolben ist in drei vierte Einzelkolben K4E unterteilt, die in drei vierten Einzelzylindern Z4E geführt werden. An die vierten Einzelkolben K4E schliesst anstelle des zylinderförmigen zweiten Druckelements jeweils eine zweite Druckstange 36E an. An den Enden der zweiten. Druckstangen 36E ist in Richtung zu den ersten Druckstangen 16E ein umlaufender Druckring 40 angeordnet.
    Die Schnittdarstellung der baulichen Einheit aus einem ersten Hydraulikzylinder Z1 und insgesamt 6 dritten Einzelzylindern Z3E gemäss Fig. 2 ist in Fig. 2a und die Draufsicht in Fig. 2b dargestellt. Hieraus wird deutlich, dass bei der Schliessvorrichtung in der oberen Werkzeughälfte der dritte Zylinder in mehrere Einzelzylinder unterteilt ist, denen jeweils ein dritter Einzelkolben zugeordnet wird.
    Ähnlich wie die bauliche Einheit aus erstem Hydraulikzylinder Z1 und mehreren dritten Einzelzylindern Z3E ist die bauliche Einheit aus zweitem Hydraulikzylinder Z2 und mehreren vierten Einzelzylindern Z4E ausgebildet, im Unterschied dazu werden hier jedoch nur drei vierte Einzelzylinder Z4E (und somit nur drei vierte Einzelkolben K4E) vorgesehen. -
    Die Schliessvorrichtung gemäss Fig. 2 arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die Schliessvorrichtung gemäss Fig. 1. Es wurden folgende Änderungen vorgenommen:
    • der als Ringkolben ausgebildete dritte Hydraulikkolben K3 wurde durch 6 dritte Einzelkolben K3E ersetzt, wobei unter jedem dritten Einzelkolben K3E sich eine Druckfeder 3E befindet;
    • der radial umlaufende dritte Hydraulikzylinder Z3 wurde durch 6 dritte Einzelzylinder Z3E ersetzt;
    • der als Ringkolben ausgebildete vierte Hydraulikkolben K4 wurde durch 3 vierte Einzelkolben K4E ersetzt, wobei unter jedem vierten Einzelkolben K4E eine Druckfeder 3E als Rückstellfeder angeordnet ist;
    • der radial umlaufende vierte Hydraulikzylinder Z4 wurde durch 3 vierte Einzelzylinder Z4E ersetzt;
    • an den dritten Einzelkolben K3E sind als Druckelemente erste Druckstangen 16E angeordnet;
    • an den vierten Einzelkolben K4E sind als Druckelemente zweite Druckstangen 36E angeordnet;
    • zwischen den ersten und den zweiten Druckstangen befindet sich ein radial umlaufender Druckring 40.
    Im Unterschied zu der Ausführung in Fig. 1 wird in der Darstellung gemäss Fig. 3 eine Schliessvorrichtung dargestellt, bei welcher der dritte Hydraulikkolben als ein dritter Einzelkolben K3S ausgebildet ist. Dementsprechend ist der dritte Hydraulikzylinder ebenfalls als ein dritter Einzelzylinder Z3S ausgebildet, in dem der dritte Einzelkolben K3S geführt wird. Der dritte Einzelkolben K3S und der dritte Einzelzylinder Z3S befinden sich seitlich des ersten Hydraulikzylinders Z1. Anstelle des zylinderförmigen ersten Druckelementes ist an dem dritten Einzelkolben eine Druckstange 16S mit einer Druckfeder 3S angeordnet.
    Der vierte Hydraulikkolben ist als ein vierter Einzelkolben K4S ausgebildet, der in dem vierten Einzelzylinder Z4S geführt wird. An den vierten Einzelkolben K4S schliesst anstelle des zylinderförmigen zweiten Druckelements eine zweite Druckstange 36S an.
    Der dritte Einzelkolben K3S und der vierte Einzelkolben K4S sind ebenfalls einander fluchtend gegenüberliegend angeordnet. Die wirksame Kolbenfläche des vierten Einzelkolbens K4S ist ebenfalls im Verhältnis zur wirksamen Kolbenfläche des dritten Einzelkolbens K3S um 50% verringert.
    Zwischen dem ersten Einzelzylinder Z1 und dem dritten Einzelzylinder Z3S ist eine Verbindung in Form einer starren Druckleitung 7S vorhanden. Zwischen dem zweiten Einzelzylinder Z2 und dem vierten Einzelzylinder Z4S ist eine Verbindung in Form einer starren Druckleitung 27S vorhanden.
    Die Schliessvorrichtung gemäss Fig. 3 arbeitet nach dem gleichen Prinzip wie die Schliessvorrichtung gemäss Fig. 1. Es wurden folgende Änderungen vorgenommen:
    • der als Ringkolben ausgebildete dritte Hydraulikkolben K3 wurde durch einen dritten Einzelkolben K3S ersetzt, wobei unter dem dritten Einzelkolben K3E sich eine Druckfeder 3S befindet;
    • der radial umlaufende dritte Hydraulikzylinder Z3 wurde durch einen dritten Einzelzylinder Z3S ersetzt;
    • der als Ringkolben ausgebildete vierte Hydraulikkolben K4 wurde durch einen vierten Einzelkolben K4S ersetzt, wobei unter dem vierten Einzelkolben K4S eine Druckfeder 30S als Rückstellfeder angeordnet ist;
    • der radial umlaufende vierte Hydraulikzylinder Z4 wurde durch einen vierten Einzelzylinder Z4S ersetzt;
    • an dem dritten Einzelkolben K3S ist als Druckelement eine erste Druckstange 16S angeordnet;
    • an dem vierten Einzelkolben K4S ist als Druckelement eine zweite Druckstange 36E angeordnet;
    • der Kanal 7 zwischen dem ersten Einzelzylinder Z1 und dem dritten Einzelzylinder Z3S wurde durch eine starre Druckleitung 7S ersetzt;
    • der Kanal 27 zwischen dem zweiten Einzelzylinder Z2 und dem vierten Einzelzylinder Z4S wurde durch eine starre Druckleitung 27S ersetzt.
    Insgesamt wurde mit der Erfindung eine hydraulische Schliessvorrichtung geschaffen, die einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist und bei welcher auf externe zu bewegende und elastische Druckleitungen verzichtet werden kann.

    Claims (17)

    1. Hydraulisch-mechanische Schliessvorrichtung, insbesondere zum Querfliesspressen, mit zwei relativ zueinander bewegbaren und miteinander verschliessbaren Matrizenhälften (M1, M2) und zwei mit gleichen Geschwindigkeiten relativ zu den geschlossenen Matrizenhälften (M1, M2) bewegbaren Pressstempeln (S1, S2), wobei ein erster Hydraulikkolben (K1), an dem die erste Matrizenhälfte (M1) angeordnet ist, in einem axial bewegbaren ersten Hydraulikzylinder (Z1) und ein zweiter Hydraulikkolben (K2) in einem gestellfesten zweiten Hydraulikzylinder (Z2) verschiebbar lagern, wobei die zweite Matrizenhälfte (M2) gestellfest und der zweite Pressstempel (S2) am zweiten Hydraulikkolben (K2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
      der erste Hydraulikzylinder (Z1) mit wenigstens einem dritten Hydraulikzylinder (Z3; Z3E; Z3S) verbunden ist, in welchem ein dritter Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S) geführt ist,
      der dritte Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S) im geschlossenen Zustand der Schliessvorrichtung an einem vierten Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) angreift, der in einem gestellfesten vierten Hydraulikzylinder (Z4; Z4E; Z4S) geführt ist,
      der erste Hydraulikzylinder (Z1) mit dem dritten Hydraulikzylinder (Z3; Z3E; Z3S) in Verbindung steht derart, dass das aus dem ersten Hydraulikzylinder (Z1) bei einer Vorschubbewegung verdrängte Druckmittel (D) in den dritten Hydraulikzylinder (Z3; Z3E; Z3S) fliesst, so dass der dritte Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S) den vierten Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) in Vorschubrichtung bewegt,
      derart, dass über den vierten Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) Druckmittel (D) aus dem vierten Hydraulikzylinder (Z4; Z4E; Z4S) in den zweiten Hydraulikzylinder (Z2) verdrängbar und somit der zweite Hydraulikkolben (K2) mit dem erforderlichen Umformdruck beaufschlagbar ist, so dass sich die Pressstempel (S1, S2) aufeinander zu bewegen.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikkolben (K3) und der vierte Hydraulikkolben (K4) als Ringkolben ausgebildet sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S) und der vierte Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) zueinander fluchtend angeordnet sind.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Vorschubbewegung in den ersten und dritten Hydraulikzylindern (Z1, Z3; Z3E; Z3S) verdrängte Volumen des Druckmittels (D) gleich gross ist wie das in den zweiten und vierten Hydraulikzylindern (Z2, Z4; Z4E; Z4S) verdrängte Volumen des Druckmittels (D).
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hydraulikkolben (K1) und der zweite Hydraulikkolben (K2) gleiche Kolbenflächen aufweisen.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenfläche des vierten Hydraulikkolbens (K4; K4E; K4S) entsprechend der Kolbenfläche des zweiten Hydraulikkolbens (K2) und der durch die dritten und vierten Hydraulikkolben (K3, K4; K3E, K4E; K3S, K4S) zurückgelegten Wege bei der Vorschubbewegung festgelegt sind.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenfläche des vierten Hydraulikkolbens (K4; K4E; K4S) im Verhältnis zur Kolbenfläche des dritten Hydraulikkolbens (K3; K3E; K3S) halbiert ist, wenn der vierte Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) den doppelten Weg zurücklegt wie der dritte Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S).
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikkolben in mehrere dritte Einzelkolben (K3E) und/oder der vierte Hydraulikkolben in mehrere vierte Einzelkolben (K4E) unterteilt ist, wobei die Einzelkolben (K3E, K4E) jeweils auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sind.
    9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikzylinder in mehrere dritte Einzelzylinder (Z3E) und/oder der vierte Hydraulikzylinder in mehrere vierte Einzelzylinder (Z4E) unterteilt ist.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikkolben als ein dritter Einzelkolben (K3S) und der vierte Hydraulikkolben als ein vierter Einzelkolben (K4S) ausgebildet ist, wobei die Einzelkolben (K3S, K4S) seitlich des ersten und zweiten Hydraulikzylinders (Z1, Z2) einander fluchtend gegenüber angeordnet sind.
    11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikzylinder als ein dritter Einzelzylinder (Z3S) und der vierte Hydraulikzylinder als ein vierter Einzelzylinder (Z4S) ausgebildet ist.
    12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikkolben (K3; K3E; K3S) und der vierte Hydraulikkolben (K4; K4E; K4S) über Druckelemente (16, 36; 16E, 36E; 16S, 36S) in Verbindung stehen.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemente (16, 36) als Druckstangen (16E, 36E; 16S, 36S) ausgebildet sind.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Hydraulikzylinder (Z3; Z3E; Z3S) über eine Zwischenplatte (6) an einem Pressenstössel angeordnet ist.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pressstempel (S1) an einem mit dem Stössel verbundenen Druckstück (8) befestigt ist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Matrizenhälfte (M2) am zweiten Hydraulikzylinder (Z2) gestellfest angeordnet ist.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder über eine Druckleitung mit Druckmittel befüllbar sind.
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