WO2017140499A1

WO2017140499A1 - Gleichgangzylinder für strangpressanlagen

Info

Publication number: WO2017140499A1
Application number: PCT/EP2017/052135
Authority: WO
Inventors: Hermann-Josef Klingen; Uwe Muschalik; Ekhard Siemer; Karl Herrmann CLAASEN; Valentin Gala Losada; Andreas WERSHOFEN-CROMBACH
Original assignee: Sms Group Gmbh
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2017-02-01
Publication date: 2017-08-24
Also published as: JP6851388B2; TW201738010A; US10670052B2; CN108603521B; KR102166035B1; EP3417178A1; EP3417178B1; KR20180098346A; JP2019511681A; DE102016214767A1; CN108603521A; US20190017522A1; ES2880351T3

Abstract

Gleichgangzylinder (1), vorzugsweise für eine Strangpressanlage, mit einem Außenzylinder (10), einem darin eingebrachten und konzentrisch dazu angeordneten Innenzylinder (20), einem im Innenzylinder verschiebbar vorgesehenen, doppelt wirkenden Arbeitskolben (41) und einer Umgehungsrichtung (50) mit einem Umgehungsventil (52), wobei der Arbeitskolben (41) den Innenzylinder (20) in zwei Druckkammern (412) unterteilt und von beiden Druckkammern (42) mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbar ist, wobei die Umgehungseinrichtung (50) so eingerichtet ist, dass in einer Umgehungsstellung des Umgehungsventils (52) eine Fluidverbindung zwischen den beiden Druckkammern (42) über eine Direktverbindung, vorzugsweise wenigstens eine Bypass-Leitung, hergestellt ist und in einer Arbeitsstellung des Umgehungsventils (52) keine solche Fluidverbindung besteht.

Description

Gleichgangzylinder für Strangpressanlagen

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Gleichgangzylinder, vorzugsweise zur Verwendung in einer Umformeinrichtung, insbesondere Pressanlage, Strangpressanlage oder Ringwalzanlage.

Hintergrund der Erfindung

Strangpress- und Ringwalzanlagen sind Vorrichtungen zur plastischen Umformung von Werkstoffen, etwa vorgewärmten Schwer- oder Leichtmetallblöcken, mittels einer gezielten Kraftanwendung. So wird im Fall einer Strangpressanlage etwa ein solcher Schwer- oder Leichtmetallblock, auch als Bolzen bezeichnet, mittels eines hydraulisch betriebenen Pressstempels durch eine sogenannte Matrize getrieben, wodurch ein Halbzeug mit einem bestimmten, definierten Profil hergestellt wird. Solche

Strangpressanlagen gehen beispielsweise aus der DE 38 36 702 C1 und der DE 10 2012 009 182 A1 hervor.

Neben der eigentlichen Kraftanwendung zur Umformung des Werkstücks, weisen derartige Anlagen typischerweise Antriebe zum Verfahren bzw. Positionieren des

Aufnehmers mit der Matrize oder anderer Anlagenkomponenten auf. Herkömmlich wird der Blockaufnehmer mittels Hydraulikzylinderüber große Hübe konfiguriert und in Position gebracht. So wird beispielsweise der Aufnehmer auf diese Weise zwischen einer Position zum Blockwechsel und einer vorderen Endposition, der Arbeitsposition, an der das Abdichten oder Anpressen, Lüften und Strippen erfolgt, bewegt. Alternativ kommen Elektromotoren zum Einsatz, welche den Aufnehmer zwischen der Blockwechselposition und der Arbeitsposition bewegen. Im Falle der Verwendung von Elektromotoren sind innere Kräfte der Hydraulikzylinder zu überwinden. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Gleichgangzylindern, bei denen aufgrund ihrer Bauweise - zwei geführte Kolbenstangen plus Kolben,

gegebenenfalls Hohlzylinderkolben - neben Strömungsverlusten relativ mechanische Reibkräfte zu überwinden sind. Andererseits sind Gleichgangzylinder in den

besprochenen Umformeinrichtungen nützlich, da sie über ihren gesamten Hub vom Schlepp- in den Arbeitsbetrieb umgestellt werden können.

Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gleichgangzylinder bereitzustellen, der bei einer kompakten, langlebigen Bauart von einem Fremdantrieb vorzugsweise im Elektro- oder Pneumatikmotor oder aber ein Hydraulikzylinder oder dergleichen verlustarm, effizient und schnell verfahrbar ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Umformeinrichtung, vorzugsweise eine Pressanlage, Strangpressanlage oder eine Ringwalzanlage, anzugeben, die bei kompakter, langlebiger Bauart ein effizientes und schnelles Verfahren der Anlage zwischen einer Arbeitskonfiguration und einer oder mehreren anderen Konfigurationen realisiert.

Gelöst werden die Aufgaben mit einem Gleichgangzylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , sowie einer Umformeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Der erfindungsgemäße Gleichgangzylinder ist ein Hydraulikzylinder, er weist einen Außenzylinder und einen darin eingebrachten und konzentrisch dazu angeordneten Innenzylinder auf. In den Innenzylinder ist ein verschiebbarer, doppeltwirkender

Arbeitskolben eingebracht. Bei doppeltwirkenden Hydraulikzylindern bzw. Arbeitskolben gibt es zwei gegenüberliegende Kolbenflächen, die mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt werden. Der Hydraulikzylinder hat dadurch zwei aktive Bewegungsrichtungen. Dazu unterteilt der Arbeitskolben den Innenzylinder in zwei Druckkammern und ist von beiden Druckkammern mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbar. Herrscht eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkammern, wirkt eine Arbeitskraft auf den Arbeitskolben. Der Arbeitskolben ist ferner mit einer Kolbenstange verbunden oder mit einer solchen integral bzw. einstückig ausgebildet, wobei die Kolbenstange vorzugsweise aus beiden Enden des Außenzylinders herausragt und dort geführt wird, etwa mittels endseitig angebrachten Zylinderverschlüssen. Ein Ringspalt zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder und/oder eine andere Direktverbindung, beispielsweise in Form einer oder mehrerer Bypass-Leitungen, sind vorhanden.

Ferner weist der Gleichgangzylinder eine Umgehungseinrichtung mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei, Umgehungsventilen auf. Der oben genannte Ringspalt und/oder die wenigstens eine Bypass-Leitung sind. Bestandteil der Umgehungseinrichtung. Die Umgehungseinrichtung ist so eingerichtet, dass bei einer bestimmten Stellung oder Position des Umgehungsventils, die hier als Umgehungsstellung bezeichnet wird, eine Fluidverbindung zwischen den beiden Druckkammern über den Ringspalt und/oder die wenigstens eine Bypass-Leitung hergestellt ist und in einer anderen Stellung oder Position des Umgehungsventils, die hier als Arbeitsstellung bezeichnet wird, keine solche Fluidverbindung (innerhalb des Gleichgangzylinders) hergestellt ist. In anderen Worten: die Umgehungsstellung erlaubt einen Fluidaustausch zwischen den Druckkammern, indem Hydraulikfluid von einer Druckkammer über den Ringspalt und/oder die wenigstens eine Bypass-Leitung in die andere Druckkammer strömt, während ein solcher

Fluidaustausch in der Arbeitsstellung unterbunden wird.

Der beschriebene Gleichgangzylinder weist eine kompakte Bauart auf, bei der eine Umgehungsfunktion, auch als Bypass-Funktion bezeichnet, auf technisch einfache Weise realisiert ist. Die Ringleitung, die durch die konzentrischen Zylinder - Innenzylinder und Außenzylinder - hergestellt ist, erlaubt eine verlustarme Umgehungsströmung. Gleiches gilt, zusätzlich zu der Ringleitung oder alternativ hierzu auch für die wenigstens eine Bypass-Leitung außerhalb des Zylinder-Gehäuses. Der Arbeitskolben lässt sich somit energiesparend, verlustarm und schnell von einem Fremdantrieb bewegen. Durch die Gleichgangbauweise kann der Hydraulikzylinder in jeder Hubstellung die volle

Auslegungskraft entwickeln.

Aufgrund der oben beschrieben technischen Wirkungen und Vorteile ist der

Gleichgangzylinder besonders vorteilhaft im Bereich der Umformeinrichtungen, insbesondere Pressanlagen, Strangpressanalgen oder Ringwalzanlagen anwendbar. Die Strangpressanlagen nehmen hierbei eine herausgehobene Stellung ein, da dort ein rasches Verfahren des Aufnehmers oder gegebenenfalls anderer Anlagenteile über einen großen Hub wünschenswert ist. Der erfindungsgemäße Gleichgangzylinder kombiniert hierbei auf synergetische Weise einen Arbeitsbetrieb und einen Schleppbetrieb über den gesamten Hub. Insbesondere lässt sich der Gleichgangzylinder über den gesamten Hub zwischen dem Arbeitsbetrieb und dem Schleppbetrieb umschalten, also jenem Betrieb, in dem das Umgehungsventil in die Umgehungsstellung gebracht ist und der

Gleichgangzylinder von einem Fremdantrieb, etwa einem oder mehreren Elektromotoren, bewegt wird. Dabei sind die Strömungsverluste und die innere Reibung des

Gleichgangzylinders gemindert, sodass der Schleppbetrieb kraftsparend, energieeffizient und schnell durchgeführt werden kann.

Vorzugsweise ist die Kolbenstange so ausgestaltet, dass sie sich auf beiden Seiten vom Arbeitskolben erstreckt und auf beiden Seiten den gleichen Durchmesser aufweist. Auf diese Weise lässt sich der Gleichgangzylinder auf technisch besonders einfache Weise realisieren, da bei einem zylindrischen Arbeitskolben die Kontaktflächen zur

Beaufschlagung mit dem Hydraulikfluid auf beiden Seiten gleichgroß sind. Auf einen strömungstechnisch nachteiligen hohlzylindrischen Kolben kann verzichtet werden.

Vorzugsweise wird hierbei das Umgehungsventil auf der Kolbenstange geführt, dieses umgibt die Kolbenstange vorzugsweise ringförmig, und zum Umschalten zwischen der Umgehungsstellung und der Arbeitsstellung wird das Umgehungsventil in diesem Fall axial verschoben. So wird die Kolbenstange synergetisch als Führung und damit gewissermaßen als Bestandteil des Umgehungsventils genutzt. Dadurch vereinfacht sich der technische Aufbau des Gleichgangzylinders, die Fehleranfälligkeit ist vermindert. Vorzugsweise ist bzw. wird das Umgehungsventil mittels einer Feder in die Umgehungsstellung oder die Arbeitsstellung, besonders bevorzugt in die

Umgehungsstellung, vorgespannt. Grundsätzlich kann die Betätigung des

Umgehungsventils auf verschiedene Weise erfolgen, so etwa elektrisch, magnetisch, hydraulisch und/oder mechanisch. Das Umgehungsventil sollte allerdings von außen ansteuerbar sein. Indem das Umgehungsventil zu einer Seite hin vorgespannt ist, vereinfacht sich der Aufbau, denn eine aktive Betätigung muss technisch nur entlang der anderen Richtung realisiert werden. Besonders bevorzug ist das Umgehungsventil in der Arbeitsstellung fest fixierbar, damit es nicht unbeabsichtigt, etwa durch den Druck in der Druckkammer in die Umgehungsstellung gebracht wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Feder zur Rückstellung oder Vorspannung des Umgehungsventils innenliegend, d. h. zumindest teilweise innerhalb des Außenzylinders, bevorzugt vollständig innerhalb des Gehäuses bzw. vollständig innerhalb des durch Kopfabschnitte kopfseitig abgeschlossenen Gleichgangzylinders vorgesehen.

Vorzugsweise ist das Umgehungsventil hydraulisch betätigbar, um eine fehlerunanfällige, dauerhafte technische Lösung zu schaffen. Besonders bevorzugt werden die

Vorspannung durch eine Feder und die hydraulische Lösung kombiniert. Zum Zweck der hydraulischen Betätigung steht das Umgehungsventil mit einem Betätigungsfluid in

Kontakt, das über eine Betätigungsleitung, gegebenenfalls mit einer Betätigungskammer, und einen dafür geeigneten Anschluss am Gleichgangzylinder zugeführt wird.

Die Umgehungseinrichtung weist vorzugsweise zwei Umgehungsventile auf, die an den entgegengesetzten Seiten des Arbeitskolbens vorgesehen sind. Dadurch lässt sich der Umgehungsweg über den Ringspalt und/oder die wenigstens eine Bypass-Leitung technisch einfach realisieren. Besonders bevorzugt kommt hierbei ein im Wesentlichen spiegelsymmetrischer Aufbau der Umgehungseinrichtung, gegebenenfalls des gesamten Gleichgangzylinders zur Anwendung, um die Krafteigenschaften zu homogenisieren. Das bzw. die Umgehungsventile sind vorzugsweise an den Endbereichen bzw. den Kopfseiten des Gleichgangzylinders vorgesehen, wodurch der Hub maximiert wird. Die Umgehungsventile können zusammen mit den Kolbenflächen und dem Innenzylinder einen Teil jener Wände bereitstellen, welche die Druckkammern ausbilden.

Der Außenzylinder ist an seinen Endabschnitten jeweils vorzugsweise mit einem

Zylinderverschluss verschlossen. Der Innenzylinder ist an seinen Endabschnitten jeweils vorzugsweise mittels eines Zylinderkopfträgers relativ zum Außenzylinder fixiert. Dazu ist der Innenzylinder in axialer Richtung vorzugsweise kürzer ausgebildet als der

Außenzylinder. Die Bezeichnungen "Endseite", "Kopfseite" und "Stirnseite" werden synonym verwendet und meinen die äußeren Abschnitte des Gleichgangzylinders, in axialer Richtung gesehen.

Vorzugsweise ist ein Hydraulikfluid-Anschluss mit einer Hydraulikfluid-Leitung, welche den Zylinderverschluss und/oder den Zylinderkopfträger der entsprechenden Endseite durchstößt, vorgesehen. Die Hydraulikfluid-Leitung mit dem Hydraulikfluid-Anschluss steht mit der entsprechenden Druckkammer in Fluidverbindung und versorgt diese mit

Hydraulikfluid.

Die Zylinderkopfträger können Komponenten sein, welche sowohl zur Herstellung und Definition der Umgehungseinrichtung, vorzugsweise des Ringspalts beitragen, als auch die Hydraulikfluid-Leitungen tragen bzw. beinhalten können. Als weitere Funktion können sie den technischen Aufbau der Umgehungsventile unterstützen, denn bevorzugt stehen die Umgehungsventile sowohl mit der Kolbenstange als auch mit dem entsprechenden Zylinderkopfträger in Kontakt. So vereinfacht sich der Aufbau des Gleichgangzylinders erheblich, seine Fehleranfälligkeit ist vermindert.

Vorzugsweise weisen die beiden Zylinderkopfträger jeweils eine oder mehrere

Umgehungsleitungen auf, welche eine Fluidverbindung zwischen den Druckkammern und dem Ringspalt und/oder der wenigstens einen Bypass-Leitung herstellen. In diesem Fall verschließen die Umgehungsventile in der Arbeitsstellung vorzugsweise die Fluidverbindung zwischen der entsprechenden Druckkammer und der entsprechenden Umgehungsleitung und öffnen diese Fluidverbindung in der Umgehungsstellung.

Wenngleich die Erfindung besonders bevorzugt im technischen Umfeld von

Strangpressanlagen zum Einsatz kommt, kann die Erfindung auch in anderen Bereichen umgesetzt werden, etwa im Bereich der Walzwerke oder von allgemein Einrichtungen zum plastischen Umformen harter Werkstücke, wie etwa Metallblöcken oder Blechen. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht

widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Figuren

Die Figur 1 zeigt den Längsschnitt eines Gleichgangzylinders in einer ersten

Ausführungsform der Erfindung.

Die Figur 2 zeigt einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch einen Gleichgangzylinder mit einem abgewandelten Aufbau.

Die Figur 3 zeigt die Einbaulage eines Gleichgangzylinders in der Strangpressanlage.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer äußeren Bypass- Leitung. Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer Vielzahl in den Gleichgangzylinder integrierter Bypass-Leitungen.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur 1 beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen

Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.

Die Figur 1 zeigt einen Gleichgangzylinder 1. Genauer gesagt sind die beiden

Endabschnitte des Zylinders 1 im Längsschnitt gezeigt, die im vorliegenden

Ausführungsbeispiel im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut sind.

Der Hydraulikzylinder 1 weist einen hohlen Außenzylinder 10, einen hohlen Innenzylinder 20, links und rechts jeweils einen Kopfabschnitt 30 und eine Kolbenstange 40 mit einem integrierten oder damit verbundenen Arbeitskolben 41 auf. Der Kopfabschnitt 30 hat einen Zylinderkopfträger 31 und einen Zylinderverschluss 33, wodurch der Hydraulikzylinder 1 an beiden Enden verschlossen ist und der Innenzylinder 20 relativ zum Außenzylinder 10 fixiert ist. Der Innenzylinder 20 ist in den Außenzylinder 10 eingebracht, beide liegen konzentrisch zueinander, sodass ein Ringspalt 51 , der Bestandteil einer später im Detail beschriebenen Umgehungs- oder Bypasseinrichtung 50 ist, zwischen dem Innenzylinder 20 und dem Außenzylinder 10 ausgebildet ist. Der Arbeitskolben 41 ist verschiebbar im Innenzylinder 20 gelagert. Die Kolbenstange 40 erstreckt sich auf beiden Seiten des Arbeitskolbens 41 , durchstößt die jeweiligen Kopfabschnitte 30 und wird durch diese geführt. Nicht näher beschriebene, doch in der Figur 1 teilweise dargestellte Dichtungen und Teile zur Lagerung der Kolbenstange 40 und des Arbeitskolbens 41 , die einen problemlosen Betrieb des Hydraulikzylinders 1 gewährleisten, können an geeigneten Stellen vorgesehen sein.

Links und rechts des Arbeitskolbens 41 befinden sich Druckkammern 42, die von dem Arbeitskolben 41 , dem Innenzylinder 20 und kopfseitigen Komponenten, wie etwa einem Zylinderkopfträger 31 und einem später beschriebenen Umgehungsventil 52, umgeben sind und dadurch definiert werden. Der Arbeitskolben 41 wird von einem Druckmittel bzw. Hydraulikfluid - etwa einem Hydrauliköl - von beiden Seiten beaufschlagt, das sich in den Druckkammern 42 befindet. Das Hydraulikfluid wird über Bohrungen oder Leitungen, hier als Hydraulikfluid-Leitungen 32 bezeichnet, in die Druckkammern 42 zugeführt. Die Hydraulikfluid-Leitungen 32 erstrecken sich durch die beiden Kopfabschnitte 30. Die Hydraulikfluid-Leitungen 32 können einen Hydraulikfluid-Anschluss 32', eine

Hydraulikfluid-Ringleitung 32" und andere Komponenten, die geeignet sind, das unter

Druck stehende Hydraulikfluid den Druckkammern 42 sicher zuzuführen, zu verteilen und abzuleiten, aufweisen oder damit fluidtechnisch verbunden sein.

Eine Druckdifferenz des Hydraulikfluids zwischen den beiden Druckkammern 42 bewirkt eine Kraft auf den Arbeitskolben 41 , die zu einer Verschiebung des Arbeitskolbens 41 in axialer Richtung und damit der Kolbenstange 40 führen kann. Dazu findet ein Zustrom von Hydraulikfluid in eine der beiden Druckkammern 42, über die betreffende

Hydraulikfluid-Leitung 32, und eine Verdrängung des Hydraulikfluids in der anderen Druckkammer 42 statt, wobei Hydraulikfluid über die andere Hydraulikfluid-Leitung 32 abgegeben wird. Indem die Beaufschlagungsfläche des Arbeitskolbens 41 auf beiden Seiten gleichgroß ist, wirkt der Hydraulikzylinder 1 als Gleichgangzylinder, der auch als Gleichlaufzylinder bezeichnet wird. Diese Betriebsart wird als Arbeitsmodus bezeichnet, zur Unterscheidung von einer im Folgenden beschriebenen Schlepp-Betriebsart, die eine drucklose oder druckarme Verschiebung des Arbeitskolbens 41 ermöglicht. Zur schnellen, drucklosen Bewegung des Arbeitskolbens 41 - etwa zum Einstellen oder Justieren eines Aufnehmers in einer Strangpressanlage - weist der Hydraulikzylinder 1 eine Umgehungseinrichtung 50 auf. Diese umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Ringspalt 51 , die zwei Umgehungsventile 52, Umgehungsleitungen 53, die mit dem Ringspalt 51 in Fluidverbindung stehen, und Betätigungseinrichtungen 54. Die beiden Umgehungsventile 52 sind auf der Kolbenstange 40, im Bereich der beiden

Kopfabschnitte 30 geführt und öffnen und verschließen die Umgehungsleitungen 53, indem sie von der Betätigungseinrichtung 54 in axialer Richtung betätigt, d.h. verschoben werden. Bei geöffnetem Umgehungsventil 52 kann das Hydraulikfluid von der

betreffenden Hydraulikkammer 42 in die nahegelegene Umgehungsleitung 53 treten, von dort aus gelangt das Hydraulikfluid in den Ringspalt 51. Wenn beide Umgehungsventile 52 geöffnet sind, lässt sich der Arbeitskolben 41 auf diese Weis kraftlos oder kraftarm verschieben, da eine Fluidverbindung zwischen beiden Druckkammern 42, über die Umgehungsleitungen 53 und den Ringspalt 51 besteht. Dabei ermöglicht der Ringspalt 51 durch seine äußere Anordnung und ringförmige Gestalt ein strömungstechnisch besonders optimales Verhalten.

Die Betätigung der Umgehungsventile 52 erfolgt über die Betätigungseinrichtungen 54. Diese weisen im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine mittels einer Feder vorgespannte Betätigungsstange 54', die sich durch den betreffenden Kopfabschnitte 30 erstreckt und mit dem Umgehungsventil 52 verbunden ist, und einen Betätigungshydraulikabschnitt 54" mit einem Betätigungsanschluss 54"', einer Bohrung und einer Kammer (ohne

Bezugszeichen) auf. Indem das Umgehungsventil 52 vorgespannt wird, hier

beispielsweise mittels der Feder, wird das Umgehungsventil 52 automatisch in eine Vorzugsstellung gebracht. Indem über den Betätigungsanschluss 54"' ein Fluid in den Betätigungshydraulikabschnitt 54" eingebracht oder abgelassen wird, wird das

Betätigungsventil 52 betätigt.

Die Umgehungeinrichtung 50 zum drucklosen oder druckarmen Verfahren des

Arbeitskolbens 41 ist mittels des oben beschriebenen Ringspalts 51 realisiert, der durch die konzentrischen Hohlzylinder 10 und 20 außen um den Arbeitskolben 41 herumführt. Diese technische Lösung ist platzsparend und im Hinblick auf die Strömungsverhältnisse ausgezeichnet, denn der Ringspalt 51 weist die geringsten Strömungsverluste im

Vergleich zu anderen Lösungen auf. Die hier beispielhaft dargestellten, auf der

Kolbenstange 40 geführten, dazu konzentrischen, ringförmigen Umgehungsventile 52 erlauben ein schnelles und sicheres Umschalten der Betriebsarten des Hydraulikzylinders 1 . Ein gezieltes Steuern der Überströmung des Hydraulikfluids zwischen den beiden Druckkammern 42, bzw. vom Ringspalt 51 in die Druckkammern 42 wird so auf technische einfache, fehlerunanfällige und langlebige Weise realisiert. Ferner weist die hier dargestellte technische Lösung eine geringe Anzahl hydraulischer Anschlüsse auf, wodurch sich der Betrieb des Hydraulikzylinders 1 weiter vereinfacht.

Die Figur 2 zeigt einen bezüglich der Betätigungseinrichtung 54 abgewandelten Aufbau. Zum Zweck der Darstellung ist lediglich ein Ausschnitt des Längsschnittes durch den Gleichgangzylinder 1 gezeigt, dieser kann aber - wie in der Figur 1 - im Wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut sein.

Im Unterschied zum Gleichgangzylinder der Figur 1 weist die Betätigungseinrichtung 54 zur Betätigung der Umgehungsventile 52 keine Betätigungsstange 54' mit außenliegender Rückstellfeder auf, sondern die Rückstellung oder Vorspannung des Umgehungsventils 52 erfolgt über eine innenliegende Feder 55. Der Betätigungshydraulikabschnitt 54" mit dem Betätigungsanschluss 54"' sind im Wesentlichen unverändert. Am Ende des

Betätigungshydraulikabschnitt 54", das dem Betätigungsanschluss 54"' gegenüberliegt, ist eine Ringkammer (ohne Bezugszeichen aber in der Figur 2 gut erkennbar)

vorgesehen, die an eine Seite des Umgehungsventils 52 angrenzt. Die Betätigung des Umgehungsventils 52 erfolgt wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ; d,. h. indem das Umgehungsventil 52 vorgespannt wird, hier gemäß der Figur 2 mittels der innenliegenden Feder 55, wird das Umgehungsventil 52 automatisch in eine Verzugsstellung gebracht. Indem über den Betätigungsanschluss 54"' ein Fluid in den Betätigungshydraulikabschnitt 54" eingebracht oder abgelassen wird, wird das Betätigungsventil 52 betätigt.

Durch die schlanke Ausführung kann der Gleichgangzylinder 1 durch einen Zylinderholm einer Strangpressanlage geführt werden. Aus diesem Grund ist der Hydraulikzylinder 1 besonders bevorzugt im Bereich der Strangpressanlagen einsetzbar, insbesondere zur Realisierung der Aufnehmer-Kinematik, einschließlich der Kraftfunktion. Er weist den großen Vorteil auf, dass er durch die drucklose Verstellung über den gesamten Hub vom Schlepp- in den Arbeitsbetrieb umgestellt werden kann. Somit ist der Gleichgangzylinder 1 in der Lage, in allen Positionen etwaige Elektromotoren zur Schnellverfahrung über den kompletten Hub mit der vollen Zylinderkraft zu unterstützen.

Die Einbaulage des Gleichgangzylinders 1 in einer Strangpressanlage 100 ist in der Figur 3 gezeigt. Der Gleichgangzylinder 1 , dessen Aufbau in der Figur 3 weniger detailliert als in den vorangegangenen Figuren gezeigt ist, wird von einem Zylinderholm 101 geführt. Eine Seite der Kolbenstange 40 ist mit einem Aufnehmer 102 verbunden, der über den Gleichgangzylinder 1 , etwa zwischen einer Position zum Blockwechsel und einer vorderen Endposition, der Arbeitsposition, an der das Anpressen, Lüften und Strippen erfolgt, verfahrbar ist. Alternativ lässt sich der Aufnehmer 102 über einen oder mehrere nicht dargestellte Elektromotoren verfahren, die den Aufnehmer 102 zwischen der

Blockwechselposition und der Arbeitsposition bewegen. Der Gleichgangzylinder 1 wird dabei fremdbewegt,. Für eine solche Fremdbewegung, d. h. zur schnellen, drucklosen Betätigung des Gleichgangzylinders 1 ,wird dieser auf die oben beschriebene Weise in de Schleppbetriebsart umgeschaltet.

Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Gleichgangzylinders 1 , bei dem anders als in der ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 eine Umgehungseinrichtung 50 in Form einer Bypass-Leitung 103 außerhalb des Gehäuses angeordnet ist und die Druckkammern 42 über jeweilige Umgehungsventile 52 miteinander verbindet. Die Bypass-Leitung 103 ersetzt den

Ringspalt zwischen Außenzylinder 10 und Innenzylinder 20 gemäß den

Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3. Die Bypass-Leitung 103 bewirkt jedoch die gleichen technischen Effekte wie der Ringspalt 51 gemäß den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3. Die Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Gleichgangzylinders 1 in einer Seitenansicht sowie einer entlang der Linie AA aus Figur 5 geschnittenen stirnseitigen Ansicht. Aus der stirnseitigen Ansicht gemäß Figur 5b ist zu erkennen, dass innerhalb des Gehäuses des Gleichgangzylinders 1 außerhalb des Außenzylinders 10 vier Bypass-Leitungen 103a-d angeordnet sind. Diese Bypass-

Leitungen 103a-d ersetzen ebenso wie die Bypass-Leitung 103 gemäß Figur 4 in Gänze den Ringspalt 51 gemäß den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3. Die Bypass- Leitungen 103a-d verbinden ebenso wie die Bypass-Leitung 103 gemäß Figur 4 die Druckkammern 42 des Gleichgangzylinders 1 .

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Nicht alle der im Rahmen der beispielhaften

Ausführungsformen dargestellten technischen Merkmale müssen für die Erfindung wesentlich sein. So lässt sich beispielsweise der Zustrom und Abstrom zwischen dem Ringspalt 51 und den Druckkammern 42 anders als mittels der hier dargestellten

Umgehungsleitungen 53 realisieren. Auch die Umgehungsventile 52 können anders aufgebaut und/oder positioniert sein, wenngleich die dargelegte technische Lösung bevorzugt ist.

Bezugszeichenliste

1 Gleichgangzylinder

10 Außenzylinder

20 Innenzylinder

30 Kopfabschnitt

31 Zylinderkopfträger

32 Hydraulikfluid-Leitung

32' Hydraulikfluid-Anschluss 32" Hydraulikfluid-Ringleitung

33 Zylinderverschluss

40 Kolbenstange

41 Arbeitskolben

42 Druckkammern

50 Umgehungseinrichtung

51 Ringspalt

52 Umgehungsventil

53 Umgehungsleitung

54 Betätigungseinrichtung 54' Betätigungsstange

54" Betätigungshydraulikabschnitt

54"' Betätigungsanschluss Feder zur Vorspannung des Umgehungsventils Strangpressanlage

Zylinderholm

Aufnehmer

Bypass-Leitung

Claims

Patentansprüche

1 . Gleichgangzylinder (1 ), vorzugsweise für eine Strangpressanlage, mit einem

Außenzylinder (10), einem darin eingebrachten und konzentrisch dazu

angeordneten Innenzylinder (20), einem im Innenzylinder verschiebbar vorgesehenen, doppelt wirkenden Arbeitskolben (41 ) und einer

Umgehungseinrichtung (50) mit wenigstens einem Umgehungsventil (52), wobei der Arbeitskolben (41 ) den Innenzylinder (20) in zwei Druckkammern (412) unterteilt und von beiden Druckkammern (42) mit einem Hydraulikfluid

beaufschlagbar ist, wobei die Umgehungseinrichtung (50) so eingerichtet ist, dass in einer Umgehungsstellung des Umgehungsventils (52) eine Fluidverbindung zwischen den beiden Druckkammern (42) über eine Direktverbindung,

vorzugsweise wenigstens eine Bypass-Leitung, hergestellt ist und in einer Arbeitsstellung des Umgehungsventils (52) keine solche Fluidverbindung besteht.

2. Gleichgangzylinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Direktverbindung, vorzugsweise die Bypass-Leitung, zwischen dem Außenzylinder und dem Innenzylinder des Gleichgangzylinders (1 ) angeordnet ist.

3. Gleichgangzylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bypass-Leitung außerhalb des Gleichgangzylinders- Gehäuses angeordnet ist.

4. Gleichgangzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Umgehungsventil (52) mittels einer Feder (55) in die Umgehungsstellung oder die Arbeitsstellung, vorzugsweise die

Umgehungsstellung, vorgespannt ist.

5. Gleichgangzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (55) zur Rückstellung oder Vorspannung des Umgehungsventils (52) teilweise oder vollständig in dem Außenzylinder, vorzugsweise vollständig innerhalb des durch Kopfabschnitte (30) kopfseitig abgeschlossenen Gleichgangzylinders (1 ), vorgesehen ist.

Gleichgangzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsventil (52) hydraulisch betätigbar ist.

Gleichgangzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgehungseinrichtung (50) zwei Umgehungsventile

(52) aufweist, die auf den entgegengesetzten Seiten des Arbeitskolbens (41 ) vorgesehen sind.

Gleichgangzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenzylinder (10) an seinen Endabschnitten jeweils mit einem Zylinderverschluss (33) verschlossen ist, der Innenzylinder (20) an seinen Endabschnitten jeweils mittels eines Zylinderkopfträgers (31 ) relativ zum Außenzylinder (10) fixiert ist und an beiden Enden jeweils ein Hydraulikfluid- Anschluss (32') und eine Hydraulikfluid-Leitung (32), welche in den

Zylinderverschluss (33) und/oder Zylinderkopfträger (31 ) der entsprechenden Seite eingebracht ist, vorgesehen ist.

Gleichgangzylinder (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zylinderkopfträger (31 ) jeweils eine oder mehrere Umgehungsleitungen

(53) aufweisen, welche eine Fluidverbindung zwischen den Druckkammern (42) und dem Ringspalt (51 ) herstellen.

0. Gleichgangzylinder (1 ) nach Anspruch 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgehungsventile (52) sowohl mit der Kolbenstange (40) als auch mit dem entsprechenden Zylinderkopfträger (31 ) in Kontakt stehen, in der Arbeitsstellung die Fluidverbindung zwischen der entsprechenden Druckkammer (42) und der entsprechenden Umgehungsleitung (53) verschließen und in der

Umgehungsstellung öffnen.

Umformeinrichtung, vorzugsweise Pressanlage, Strangpressanlage oder Ringwalzanlage, mit einem oder mehreren Gleichgangzylindern (1 ) nach der vorhergehenden Ansprüche.

Umformeinrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Elektromotoren zur Verstellung des Gleichgangzylinders (1 ) vorgesehen sind.