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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mechanische Pressen, die zum Umformen eines Materials (üblicherweise in der Form von Blöcken) eingesetzt werden.
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STAND DER TECHNIK
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Mechanische Pressen weisen ein Untergesenk, auf dem das umzuformende Material angeordnet ist, ein Obergesenk, das mit dem Untergesenk zusammenwirkt, um das Material umzuformen, und einen Antrieb, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Verschiebung des Obergesenks in einer Vorwärtsbewegungsrichtung zum Untergesenk hin zu verursachen, um das Umformen auszuführen, auf. Normalerweise ist der Antrieb auch dazu konfiguriert, die umgekehrte lineare Verschiebung des Obergesenks zu bewirken.
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Der Antrieb weist eine Betätigungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Drehbewegung zum Verschieben des Obergesenks in der Vorwärtsbewegungsrichtung zu verursachen, und eine mechanische Einrichtung, die zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Obergesenk gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Drehbewegung in die lineare Bewegung des Obergesenks in der Vorwärtsbewegungsrichtung umzuwandeln, auf. Die mechanische Einrichtung ist dazu konfiguriert, einem Pfad zwischen einem Anfangspunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner hintersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, und einem Endpunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner vordersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, zu folgen, wobei der Endpunkt als unterer Totpunkt bekannt ist. Der Antrieb kehrt von dem Endpunkt zum Anfangspunkt zurück, was die umgekehrte lineare Verschiebung des Obergesenks verursacht.
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Die mechanische Presse ist derart konfiguriert, dass in ihrer Vorwärtsbewegung in der Vorwärtsbewegungsrichtung das Obergesenk das auf dem Untergesenk angeordnete Material berührt, wenn sich die mechanische Einrichtung an einem Zwischenpunkt auf ihrem Pfad zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt befindet, und das Obergesenk eine Umformkraft auf das Material aufbringt, wenn es das Material berührt. Der Wert der Umformkraft erhöht sich, wenn sich das Obergesenk in der Vorwärtsbewegungsrichtung nach vorne bewegt.
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Im Allgemeinen werden mechanische Pressen, die für Umformvorgänge geeignet sind, wie etwa Stanzen oder Schmieden, kontinuierlich betrieben, ohne am unteren Totpunkt anzuhalten. Jedoch ist es manchmal notwendig, das Obergesenk einen bestimmten Zeitraum lang eine gewünschte Umformkraft (mit dem gewünschten Wert) ausüben zu lassen.
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Zu diesem Zweck wird in manchen Fällen eine hydraulische Presse statt einer mechanischen Presse für den Einsatz ausgewählt, da die Umformkraft in den hydraulischen Pressen geregelt wird. Jedoch beinhaltet der Einsatz von Pressen dieser Art einen Rückgang der Anzahl an Schlägen pro Minute, die ausgeführt werden können, was einen Rückgang der Produktivität mit sich bringt.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, besteht eine Option darin, eine mechanische Presse zu verwenden und zu bewirken, dass die Presse ein bestimmtes Zeitintervall lang an ihrem unteren Totpunkt stoppt. In einigen Fällen wird diese Lösung trotz dieses Stopps dem Einsatz einer hydraulischen Presse vorgezogen. Zusätzlich zum Rückgang der Produktivität beinhaltet der Stopp jedoch die Notwendigkeit, dass die mechanische Einrichtung beim erneuten Hochfahren der Presse einer enormen Belastung standhält, und sie kann letzten Endes möglicherweise brechen oder sich übermäßig verschlechtern (was ihre Betriebsdauer verringert).
EP2727714A2 versucht, dieses Problem zu lösen, und die Presse weist Mittel auf, die zum Verringern der Kraft, der die mechanische Einrichtung beim erneuten Hochfahren der Presse nach einem Stopp am unteren Totpunkt standhalten muss, geeignet sind.
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US1473388 offenbart eine mechanische Presse zum Umformen eines Materials. Die mechanische Presse weist ein Untergesenk, auf dem das umzuformende Material angeordnet ist, ein Obergesenk, das mit dem Untergesenk zusammenwirkt, um das Material umzuformen, und einen Antrieb, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Verschiebung des Obergesenks in einer Vorwärtsbewegungsrichtung zum Untergesenk hin zu verursachen, auf. Der Antrieb weist eine Betätigungsvorrichtung zum Verursachen einer Drehbewegung und eine mechanische Einrichtung auf, die zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Obergesenk gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die durch die Betätigungsvorrichtung erzeugte Drehbewegung in die lineare Bewegung des Obergesenks in der Vorwärtsbewegungsrichtung umzuwandeln. Die mechanische Einrichtung ist dazu konfiguriert, einem Pfad zwischen einem Anfangspunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner hintersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, und einem Endpunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner vordersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, zu folgen. Das Verschieben der mechanischen Einrichtung beinhaltet das Verschieben des Untergesenks, bis eine vorgegebene Umformkraft erreicht wird, wonach die überschüssige Kraft nicht auf das Untergesenk übertragen wird. In dieser Situation wird bewirkt, dass Fluid von einer Kammer freigesetzt wird und diese Freisetzung ermöglicht es der mechanischen Einrichtung, ihr Verschieben fortzusetzen, ohne dass das Verschieben das Untergesenk beeinflusst (welches feststehend bleibt).
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mechanische Presse zum Umformen eines Materials wie in den Ansprüchen definiert bereitzustellen.
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Die mechanische Presse weist ein Untergesenk, auf dem das umzuformende Material angeordnet ist, ein Obergesenk, das mit dem Untergesenk zusammenwirkt, um das Material umzuformen, und einen Antrieb, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Verschiebung des Obergesenks in einer Vorwärtsbewegungsrichtung zum Untergesenk hin zu verursachen, auf.
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Der Antrieb weist eine Betätigungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Drehbewegung zum Verschieben des Obergesenks in der Vorwärtsbewegungsrichtung zu verursachen, und eine mechanische Einrichtung, die zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Obergesenk gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Drehbewegung in die lineare Bewegung des Obergesenks in der Vorwärtsbewegungsrichtung umzuwandeln, auf. Die mechanische Einrichtung ist dazu konfiguriert, einem Pfad zwischen einem Anfangspunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner hintersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, und einem Endpunkt, in dem sich das Obergesenk in seiner vordersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung befindet, zu folgen.
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Die mechanische Presse ist derart konfiguriert, dass in ihrer Vorwärtsbewegung in der Vorwärtsbewegungsrichtung das Obergesenk das auf dem Untergesenk angeordnete Material berührt, wenn sich die mechanische Einrichtung an einem Zwischenpunkt auf ihrem Pfad zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt befindet, und das Obergesenk eine Umformkraft auf das Material aufbringt, wenn es das Material berührt. Der Wert der Umformkraft erhöht sich, wenn sich das Obergesenk in der Vorwärtsbewegungsrichtung nach vorne bewegt.
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Die mechanische Presse weist ferner eine Kopplung zwischen der mechanischen Einrichtung des Antriebs und dem Obergesenk auf. Die Kopplung weist einen Hauptkörper und ein Sendeelement auf. Der Hauptkörper grenzt eine erste Kopplungskammer mit einem flüssigen Fluid darin, vorzugsweise Öl, eine zweite Kopplungskammer, die unter der ersten Kopplungskammer angeordnet ist und mit einem gasförmigen Fluid darin, vorzugsweise Luft, und eine Kopplungsleitung, die beide Kopplungskammern miteinander verbindet, ab. Das Sendeelement ist wenigstens teilweise in der Kopplungsleitung untergebracht, sodass es Fluidverbindung zwischen den zwei Kopplungskammern behindert und dazu konfiguriert ist, abhängig von dem Druck des gasförmigen Fluids in der zweiten Kopplungskammer vertikal verschoben zu werden.
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Die erste Kopplungskammer weist eine erste Unterkammer, die das flüssige Fluid fasst, und eine zweite Unterkammer über der ersten Unterkammer auf, wobei die Unterkammern durch ein erstes Segment der mechanischen Einrichtung voneinander getrennt sind.
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Die mechanische Einrichtung des Antriebs ist dazu konfiguriert, in der ersten Kopplungskammer vertikal verschoben zu werden, und das gasförmige Fluid der zweiten Kopplungskammer weist einen Einstelldruck auf, sodass es eine vorgegebene Kraft gegen das Sendeelement und wiederum gegen die mechanische Einrichtung durch das flüssige Fluid der ersten Kopplungskammer ermöglicht. Daher, wenn die Umformkraft die vorgegebene Kraft erreicht oder dieser entspricht, falls sich die Umformkraft erhöht, überwindet die mechanische Einrichtung die von dem flüssigen Fluid ausgeübte entgegenwirkende Kraft und wird in der ersten Kopplungskammer vertikal und nach unten verschoben. Diese Verschiebung drückt das flüssige Fluid nach unten, was das Sendeelement infolgedessen nach unten drückt, wodurch es verschoben wird.
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Die Umformkraft wird dadurch auf dem Untergesenk konstant gehalten, auf einem vorgegebenen Maximalwert, da infolge der Verschiebung der mechanischen Einrichtung in der ersten Kammer verhindert wird, dass das Untergesenk weiterhin verschoben wird und seine Kraft auf das Material erhöht wird. Diese Umformkraft wird über ein bestimmtes Zeitintervall aufrechterhalten (wenigstens für die Zeit, während der die mechanische Einrichtung in der ersten Kopplungskammer nach unten verschoben wird), ohne die Presse stoppen zu müssen (ohne den Antrieb zu stoppen), wodurch die Notwendigkeit, den Antrieb erneut hochzufahren, vermieden wird und die Produktivität erhöht wird. Es ist daher möglich, die gewünschte Umformkraft zu regeln, die in der mechanischen Presse auf dem umzuformenden Material ausgeführt wird, und die vorgestellte mechanische Presse kann in diesen Anwendungen verwendet werden, bei denen es notwendig ist, die gewünschte Umformkraft zu regeln, und die bisher den Einsatz von hydraulischen Pressen oder mechanischen Pressen erforderten, die das Stoppen des Antriebs erforderten. Dadurch kann der Vorteil von hydraulischen Pressen (Kraftregelung) erzielt werden, während gleichzeitig die Vorteile von mechanischen Pressen erhalten bleiben können (im Hinblick auf Produktivität, da sie eine höhere Anzahl an Schlägen pro Minute ermöglichen als hydraulische Pressen, und die mechanische Presse nicht gestoppt werden muss). Dies beinhaltet außerdem, dass ein Benutzer die erzeugte maximale Umformkraft nach Bedarf einstellen oder definieren kann, ohne den Aufbau oder die Konfiguration der mechanischen Presse modifizieren zu müssen, sodass auch eine flexible mechanische Presse erhalten wird.
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Des Weiteren ermöglicht das Platzieren der zweiten Kammer unter der ersten Kopplungskammer und der Einsatz eines Sendeelements dazwischen ein einfaches Verschieben der mechanischen Einrichtung des Antriebs, was die Verschiebung des Antriebs nach Bedarf aufnimmt, ohne dass das Obergesenk verschoben wird und ohne dass ein Fluid von seiner Kopplungskammer des Ursprungs durch bestimmte Leitungen an ein anderes Ziel übertragen werden muss, was zu einer einfacheren Presse führt, deren Wartung weniger kostspielig ist. Das Übertragen eines Fluids könnte in einigen Fällen das Erwärmen der Elemente, durch die das Fluid strömt, beinhalten und in diesen Fällen kann es notwendig sein, Kühlmittel einzuschließen, um Überhitzung zu vermeiden; jedoch erfordert das Fehlen dieses Stroms bei der vorgeschlagenen mechanischen Presse 100 in keinem Fall den Einsatz von Kühlmitteln, was die Größe und die Kosten der Presse verringert.
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Darüber hinaus ermöglicht das Aufweisen von zwei Kopplungskammern, die in einer zwischen dem Untergesenk und der mechanischen Einrichtung des Antriebs angeordneten Kopplung integriert sind, eine kompaktere Presse im Vergleich zu jenen nach dem Stand der Technik und es verhindert des Weiteren den Einsatz von Leitungen zum Verbinden verschiedener Kopplungskammern miteinander. Der Einsatz von Leitungen für Fluids dieser Art kann einen Effizienzverlust mit sich bringen und es könnten insbesondere Leitungen mit einer großen Größe und/oder einem großen Durchmesser zum Unterstützen des Strömens der verschiedenen Fluids erforderlich sein, die dahindurch strömen würden, und es könnten ferner Kühlmittel erforderlich sein, um Überhitzung der Leitungen aufgrund des Strömens zu verhindern, was eine größere, komplexere und kostspieligere Presse ergeben würde.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in Anbetracht der Figuren und der ausführlichen Beschreibung der Erfindung deutlich.
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Figurenliste
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- 1 stellt eine Ausführungsform einer mechanischen Presse gemäß der Erfindung schematisch dar.
- 2 stellt das Koppeln der mechanischen Presse aus 1 dar, wenn die Umformkraft geringer als die vorgegebene Kraft als ein Maximum ist.
- 3 stellt das Koppeln der mechanischen Presse aus 1 dar, wobei die mechanische Einrichtung bezogen auf die Kopplung verschoben ist.
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AUSFÜHRLICHE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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1 stellt eine Ausführungsform einer mechanischen Presse 100 der Erfindung dar, die zum Umformen eines Materials M geeignet ist, das vorzugsweise in der Form von Blöcken vorliegt (vorzugsweise für Schmiedevorgänge).
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Die mechanische Presse 100 weist ein Untergesenk 5, auf dem das umzuformende Material M angeordnet ist, und ein Obergesenk 3, das mit dem Untergesenk 5 zusammenwirkt, um das Material M umzuformen, auf. Das Material M befindet sich zwischen beiden Gesenken 3 und 5, wodurch es je nach der Form der Gesenke 3 und 5 geformt wird.
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Die mechanische Presse 100 weist ferner einen Antrieb 2 auf, der dazu konfiguriert ist, eine lineare Verschiebung des Obergesenks 3 in einer Vorwärtsbewegungsrichtung A zum Untergesenk 5 hin zu bewirken, um das Umformen des Materials M auszuführen (und in der entgegengesetzten Richtung, sobald das Material M umgeformt worden ist).
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Bei einer mechanischen Presse 100 weist der Antrieb 2 eine Betätigungsvorrichtung 2.0 zum Verursachen einer Drehbewegung und eine mechanische Einrichtung 2.1 auf, die zwischen der Betätigungsvorrichtung 2.0 und dem Obergesenk 3 gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die durch die Betätigungsvorrichtung 2.0 erzeugte Drehbewegung in die lineare Bewegung des Obergesenks 3 in der Vorwärtsbewegungsrichtung A (und in der entgegengesetzten Richtung) umzuwandeln. Die Betätigungsvorrichtung 2.0 einer mechanischen Presse 100 weist im Allgemeinen einen Motor 2.02 und ein Schwungrad 2.01 (siehe 1) auf, könnte alternativ dazu jedoch einen Servomotor aufweisen. Mechanische Pressen von dieser letzteren Art sind auf dem Gebiet als Servopressen bekannt. Im Zusammenhang der Erfindung ist unter einer mechanischen Presse eine beliebige Presse zu verstehen, die eine Aktuatorvorrichtung zum Erzeugen einer Drehbewegung und eine mechanische Einrichtung zum Umwandeln der Drehbewegung in die lineare Bewegung des Obergesenks 3 aufweist.
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Eine mechanische Einrichtung 2.1 kann beispielsweise eine Kurbelwelle, die mit der Betätigungsvorrichtung 2.0 verbunden ist, und eine Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem Obergesenk 3, beispielsweise von der Kurbelstangenart oder der Gelenksantriebsart („Gelenksantrieb“), aufweisen, obwohl jede bekannte mechanische Einrichtung, die für die beschriebene Funktion als geeignet betrachtet wird, verwendet werden könnte. Die Kurbelwelle beschreibt eine Drehbewegung, die eine Reflexion der Drehbewegung der Betätigungsvorrichtung ist, und die Verbindung überträgt die Drehbewegung in die lineare Verschiebung des Obergesenks 3.
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Um die Verschiebung des Obergesenks 3 in der Vorwärtsbewegungsrichtung A zu erzeugen, ist die mechanische Einrichtung 2.1 dazu konfiguriert, einem Pfad zwischen einem Anfangspunkt, in dem sich das Obergesenk 3 in seiner hintersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung A befindet, und einem Endpunkt, in dem sich das Obergesenk 3 in seiner vordersten Position in der Vorwärtsbewegungsrichtung A befindet, zu folgen. Der Endpunkt entspricht der Position, die allgemein als unterer Totpunkt bekannt ist. Beispielsweise im Fall der Verwendung einer Kurbelwelle beschreibt die Kurbelwelle eine Drehung von 360° in jedem Zyklus der mechanischen Presse 100 und dieser Zyklus bezieht einen Pfad der mechanischen Einrichtung von dem Anfangspunkt bis zum Endpunkt und die Rückkehr zu dem Anfangspunkt mit ein.
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Die mechanische Presse 100 ist derart konfiguriert, dass in ihrer Vorwärtsbewegung in der Vorwärtsbewegungsrichtung A das Obergesenk 3 das auf dem Untergesenk 5 angeordnete Material M berührt, wenn sich die mechanische Einrichtung 2.1 an einem Zwischenpunkt auf ihrem Pfad zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt befindet. In diesem Moment beginnt das Obergesenk 3 damit, eine Umformkraft auf das Material M aufzubringen oder auszuüben, die sich erhöht, wenn sich das Obergesenk 3 weiterhin in der Vorwärtsbewegungsrichtung A nach vorne bewegt.
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Die mechanische Presse 100 weist ferner eine Kopplung 9 zwischen der mechanischen Einrichtung 2.1 des Antriebs 2 und dem Obergesenk 3 auf. Die Kopplung 9 weist einen Hauptkörper 9.9 auf, der eine erste Kopplungskammer 9.1 mit einem flüssigen Fluid darin, vorzugsweise Öl, eine zweite Kopplungskammer 9.2, die unter der ersten Kopplungskammer 9.1 angeordnet ist und mit einem gasförmigen Fluid darin, vorzugsweise Luft, und eine Kopplungsleitung 9.3, die beide Kopplungskammern 9.1 und 9.2 miteinander verbindet, abgrenzt. Die Kopplung 9 weist ferner ein Sendeelement 9.4 auf, das wenigstens teilweise in der Kopplungsleitung 9.3 untergebracht ist, sodass es Fluidverbindung zwischen den zwei Kopplungskammern 9.1 und 9.2 behindert und dazu konfiguriert ist, abhängig von dem Druck des gasförmigen Fluids in der zweiten Kopplungskammer 9.2 vertikal verschoben zu werden. Das Sendeelement 9.4 weist ein erstes Segment 9.40 mit einer ersten Breite, die vorzugsweise der Breite der zweiten Kopplungskammer 9.2 entspricht, und ein zweites Segment mit einer Breite, die vorzugsweise der Breite der Kopplungsleitung 9.3 entspricht und geringer als die erste Breite ist, auf.
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Indem eine Kopplungskammer 9.2 unter einer anderen Kopplungskammer 9.1 angeordnet ist, sind zwei Kammern 9.1 und 9.2 auf der gleichen Achse bereitgestellt, was bewirkt, dass der Betriebszustand, unter dem die Fluids wirken, geeigneter ist, da Drosselung und dadurch unerwünschte Druckabnahmen, die die von der mechanischen Presse 100 ausgeübte Kraft beeinflussen würden, verhindert werden.
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Die mechanische Einrichtung 2.1 ist wenigstens teilweise in der ersten Kopplungskammer 9.1 untergebracht und dazu konfiguriert, in der ersten Kopplungskammer 9.1 vertikal verschoben zu werden, wobei das gasförmige Fluid der zweiten Kopplungskammer 9.2 auf einen Einstelldruck eingestellt ist, sodass es zu einer vorgegebenen Kraft gegen die mechanische Einrichtung 2.1, wie oben beschrieben, führt. Daher, wenn die Umformkraft die vorgegebene Kraft erreicht, setzt die mechanische Einrichtung 2.1 ihre vertikale Verschiebung fort und, da sie beginnt, die vorgegebene Kraft zu überwinden, wird sie in der ersten Kopplungskammer 9.1 vertikal nach unten verschoben, wobei verhindert wird, dass die Verschiebung auf das Obergesenk 3 übertragen wird. Die Verschiebung beinhaltet ferner ein Drücken auf das Sendeelement 9.4, das nach unten verschoben wird, wodurch das in der zweiten Kopplungskammer 9.2 vorhandene gasförmige Fluid gedrückt wird.
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Die Verwendung von zwei Kopplungskammern 9.1 und 9.2 auf diese Weise und mit den entsprechenden Fluids (flüssiges beziehungsweise gasförmiges Fluid) ermöglicht es, die resultierende Kraft eines hohen hydraulischen Drucks (Druck des flüssigen Fluids) auf einer kleinen Welle (Oberfläche des Sendeelements 9.4 in Berührung mit dem flüssigen Fluid) mit einem niedrigen Druck des gasförmigen Fluids, der auf eine große Oberfläche (Oberfläche des ersten Segments 9.40 des Sendeelements 9.4 in Berührung mit dem gasförmigen Fluid) aufgebracht wird, auszugleichen.
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Wie beschrieben, weist das Gehäuse 9 eine Kopplungsleitung 9.3 auf, die die erste Kopplungskammer 9.1 mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 verbindet, wobei wenigstens ein Teil des Sendeelements 9.4 in der Kopplungsleitung 9.3 untergebracht ist, sodass es die Fluidverbindung zwischen beiden Kopplungskammern 9.1 und 9.2 behindert. Dies ermöglicht, dass die Fluids der zwei Kopplungskammern 9.1 und 9.2 nicht gemischt werden, selbst wenn das Sendeelement 9.4 verschoben wird, was wiederum ermöglicht, dass die mechanische Presse 100 (unter normalen Bedingungen) immer funktionsfähig bleibt.
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Vorzugsweise weist das Sendeelement 9.4 einen ersten Teil, der in dem Anschluss, der die erste Kopplungskammer 9.1 mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 verbindet, untergebracht ist, und einen zweiten Teil, der in der zweiten Kopplungskammer 9.2 untergebracht ist, auf, wobei der zweite Teil einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser der zweiten Kopplungskammer 9.2 entspricht. Daher, wenn sich das Sendeelement 9.4 nach unten bewegt, drückt der zweite Teil des Sendeelements 9.4 das in der zweiten Kopplungskammer 9.2 vorhandene gasförmige Fluid, das komprimiert wird. Darüber hinaus kann die mechanische Presse 100 einen Behälter 8 für gasförmiges Fluid aufweisen, der mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 der Kopplung 9 verbunden ist, sodass das gasförmige Fluid von der zweiten Kopplungskammer 9.2 zum Behälter 8 übertragen wird, wenn sich das Sendeelement 9.4 nach unten bewegt, wobei der von der zweiten Kopplungskammer 9.2 ausgeübte Druck entlang der gesamten Abwärtsbewegung der mechanischen Einrichtung 2.1 durch die erste Kopplungskammer 9.1 keinen relevanten Veränderungen unterliegt, wodurch die durch die mechanische Presse 100 ausgeübte Kraft dadurch konstant gehalten wird. Um beispielsweise Probleme mit dem Austreten des gasförmigen Fluids zu vermeiden, kann der Behälter 8 mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 gekoppelt werden, wodurch das Abführen mit einer Leitung, die den Behälter 8 mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 verbindet, erfolgt. Das Vorhandensein des Behälters 8 stellt ferner sicher, dass die Druckentlastung der zweiten Kopplungskammer 9.2 allmählich erfolgt (ohne Ruckeln), wenn sich die mechanische Einrichtung 2.1 nach hinten bewegt.
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Statt eines Behälters 8 kann es eine zweite Kopplungskammer 9.2 mit großen Abmessungen geben, die verursachen würde, dass das gasförmige Fluid kaum zusammengedrückt wird, wenn sich das Sendeelement 9.4 nach unten bewegt. Da sich die in der zweiten Kopplungskammer 9.2 enthaltene Kopplung 9 zwischen dem Obergesenk 3 und dem Antrieb 2 befindet, würde dies jedoch eine sehr große mechanische Presse 100 erforderlich machen, was nicht immer realisierbar ist. Der Behälter 8 könnte auf einer Seite der Kopplung 9 angeordnet sein.
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Die mechanische Presse 100 kann einen Auslassanschluss 9.10 in der ersten Kopplungskammer 9.1, der die Kammer mit der Außenseite (oder mit einem zusätzlichen Behälter) verbindet, und ein regelbares Auslassventil 9.11 aufweisen, das in dem Auslassanschluss 9.10 angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, in einer ersten Position zu ermöglichen, dass das flüssige Fluid durch den Auslassanschluss 9.10 aus der ersten Kopplungskammer 9.1 austritt, und den Auslassanschluss 9.10 in einer zweiten Position geschlossen zu halten. Dadurch kann geregelt werden, wann das flüssige Fluid aus der ersten Kopplungskammer 9.1 abgeleitet werden soll, eine Situation, die auftreten kann, wenn beispielsweise ein Überdruck in der ersten Kopplungskammer 9.1 erfasst wird.
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Zu diesem Zweck kann das Auslassventil 9.11 dazu konfiguriert sein, in die erste Position überzugehen, wenn der Druck des flüssigen Fluids der ersten Kopplungskammer 9.1 einen vorgegebenen Sicherheitswert erreicht, der größer ist als der Wert des Drucks des flüssigen Fluids in der ersten Kopplungskammer 9.1 in normalem Betrieb, oder die mechanische Presse 100 weist einen Druckdetektor 103, der dazu konfiguriert ist, den Druck des flüssigen Fluids in der ersten Kopplungskammer 9.1 zu erfassen, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Druckdetektor 103 und mit dem Auslassventil 9.11 verbunden ist, auf, wobei die Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, zu bewirken, dass das Auslassventil 9.11 in die erste Position wechselt, wenn der Druckdetektor 103 einen hohen Druck in der ersten Kopplungskammer 9.1 erfasst. Das flüssige Fluid wird dadurch aus der ersten Kammer 9.1 abgeleitet, wenn die mechanische Einrichtung 2.1 und/oder das Sendeelement 9.4 einen zulässigen Pfad in ihrer Abwärtsbewegung durch die erste Kopplungskammer 9.1 überschreitet (diese Abwärtsbewegung beinhaltet eine Schwankung des flüssigen Fluids, wie klein diese auch sein mag), und die mechanische Einrichtung 2.1 beendet die Bewegung nach unten bezogen auf die erste Kopplungskammer 9.1. Vorzugsweise kann sich der Druck des flüssigen Fluids auf den unerwünschten Wert erhöhen, wenn das Sendeelement 9.4 auf eine Wand des Hauptkörpers 9.9 trifft, die unter der zweiten Kopplungskammer 9.2 abgrenzt, wonach die mechanische Einrichtung 2.1 ihre Vorwärtsbewegung fortsetzen will, was den Druck des flüssigen Fluids erhöht.
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Sobald das flüssige Fluid abgeleitet wurde, kann die mechanische Einrichtung 2.1 ihre Verschiebung fortsetzen, jedoch sinkt die ausgeübte Kraft, wobei die mechanische Presse 100 keinen Schaden erleidet, oder kann die mechanische Presse 100 sogar gleichzeitig zum Stopp gebracht werden.
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Vorzugsweise weist die mechanische Presse 100 einen Druckregler 101 auf, der mit der zweiten Kopplungskammer 9.2 verbunden ist, um in der Lage zu sein, den Einstelldruck des in der zweiten Kopplungskammer 9.2 vorhandenen gasförmigen Fluids anzupassen. Dies ermöglicht, dass das Arbeitsvermögen in jedem Fall auf den gewünschten Wert angepasst werden kann.
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Die erste Kopplungskammer 9.1 weist eine erste Unterkammer, die das flüssige Fluid fasst, und eine zweite Unterkammer auf. Die mechanische Einrichtung 2.1 weist ein erstes Segment 2.10 mit einer Breite auf, die vorzugsweise der Breite der ersten Kopplungskammer 9.1 entspricht, sodass es als ein Teiler zwischen den zwei Unterkammern fungiert. Wenn die mechanische Einrichtung 2.1 nicht in die erste Kopplungskammer 9.1 eingedrungen ist, d. h., wenn die durch die mechanische Einrichtung 2.1 ausgeübte Kraft geringer ist als die durch das gasförmige Fluid der zweiten Kopplungskammer 9.2 ausgeübte Kraft, liegt das erste Segment 2.10 der mechanischen Einrichtung 2.1 vorzugsweise an einer oberen Wand 9.19 der ersten Kopplungskammer 9.1, wobei das Volumen der zweiten Unterkammer in diesem Fall null entspricht, obwohl dies nicht der Fall sein muss.
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Der Hauptkörper 9.9 der Kopplung 9 kann ferner wenigstens ein Durchgangsloch 9.90 aufweisen, das die erste Kopplungskammer 9.1 mit der Außenseite verbindet, insbesondere die zweite Unterkammer der ersten Kopplungskammer 9.1 mit der Außenseite verbindet. Das Vorhandensein und die Stelle des Durchgangslochs 9.90 ermöglicht es der zweiten Unterkammer, Luft zu enthalten, wodurch verhindert wird, dass darin ein Unterdruck erzeugt wird, der die Verschiebung der mechanischen Einrichtung 2.1 durch die erste Kopplungskammer 9.1 behindern würde. Das Durchgangsloch 9.90 ist vorzugsweise dazu konfiguriert, den Eintritt von Verunreinigungen oder unerwünschten Körpern von der Außenseite in die zweite Unterkammer der ersten Kopplungskammer 9.1 zu verhindern, und kann beispielsweise wie ein Schornstein gestaltet sein.
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Die zweite Kopplungskammer 9.2 weist eine erste Unterkammer, die das gasförmige Fluid fasst, und eine zweite Unterkammer auf, wobei beide Unterkammern durch das erste Segment 9.40 des Sendeelements 9.4 voneinander getrennt sind. Die mechanische Presse 100 kann ferner wenigstens ein Durchgangsloch 9.99 aufweisen, das die zweite Unterkammer der zweiten Kopplungskammer 9.2 mit der Außenseite verbindet, sodass das Vorhandensein von Luft in der zweiten Kopplungskammer 9.2 über dem ersten Segment 9.40 des Sendeelements 9.4 sichergestellt ist (wobei ein Unterdruck in der zweiten Unterkammer verhindert wird). Das Durchgangsloch 9.99 ist vorzugsweise dazu konfiguriert, den Eintritt von Verunreinigungen oder unerwünschten Körpern von der Außenseite in die zweite Unterkammer der zweiten Kopplungskammer 9.2 zu verhindern, und kann beispielsweise wie ein Schornstein gestaltet sein.
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Der Hauptkörper 9.9 der Kopplung 9 kann ferner ein Nachladedurchgangsloch 9.91, das die erste Unterkammer der ersten Kopplungskammer 9.1 mit der Außenseite verbindet, und eine Nachladeschaltung 102, die sich außerhalb des Hauptkörpers 9.9 befindet und mit dem Nachladeloch 9.91 verbunden ist, aufweisen. Die Nachladeschaltung 102 weist wenigstens eine Motorpumpe 102.1 und einen ersten Behälter 102.2, der mit der Motorpumpe 102.1 verknüpft ist, auf, sodass infolge der Motorpumpe 102.1 flüssiges Fluid, das in dem ersten Behälter 102.2 gespeichert ist, an die erste Unterkammer der ersten Kopplungskammer 9.1 geleitet werden kann, wo es durch das Nachladeloch 9.91 eintritt. Wenn das flüssige Fluid der ersten Kopplungskammer 9.1 ersetzt werden soll, muss lediglich die Motorpumpe 102.1 eingeschaltet werden. Dies verursacht einen Anstieg des Drucks des flüssigen Fluids in der ersten Kopplungskammer 9.1, was letztendlich dazu führt, dass das Auslassventil 9.11 das flüssige Fluid aus der Kopplungskammer 9.1 austreten lässt. Sobald das gesamte flüssige Fluid abgeleitet ist, wird die mechanische Presse 100 erneut aufgerüstet (was das Schließen des Auslassventils 9.11 beinhaltet), und die Motorpumpe 102.1 wird erneut eingeschaltet, um die Kopplungskammer 9.1 mit frischem flüssigem Fluid zu füllen.
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Alternativ dazu, wie in 2 und 3 dargestellt, weist die Nachladeschaltung 102 ferner ein regelbares Ventil 102.3 (beispielsweise ein Magnetventil) auf. Das regelbare Ventil 102.3 ist zwischen einem zusätzlichen Behälter 102.0 oder einem anderen gewünschten Ziel angeordnet und dazu konfiguriert, die Verbindung zwischen dem Ziel oder einem zusätzlichen Behälter 102.0 und der ersten Unterkammer der ersten Kopplungskammer 9.1 in einer ersten Position zu verhindern und die Verbindung in einer zweiten Position zu ermöglichen. Mit dem Einsatz der mechanischen Presse 100 kann eine Zeit kommen, zu der es interessant sein kann, das in der ersten Kopplungskammer 9.1 vorhandene flüssige Fluid durch ein frisches flüssiges Fluid zu ersetzen, und die Nachladeschaltung 102 ist dazu geeignet, diese Funktion auszuführen. Mit dem regelbaren Ventil 102.3 in der zweiten Position wird zuerst das flüssige Fluid von der ersten Kopplungskammer 9.1 in den ersten Behälter 102.0 (oder das gewünschte Ziel) geleert und wird dann die Position des regelbaren Ventils 102.3 modifiziert, um die Verbindung zu sperren. Dann wird das frische flüssige Fluid mit der Motorpumpe 102.1 von dem zweiten Behälter 102.2 in die erste Kopplungskammer 101 geleitet.
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Als Folge des Druckdetektors 103 und der Nachladeschaltung 102 kann des Weiteren, falls erfasst wird, dass der Druck des Fluids in der ersten Kopplungskammer 9.1 abnimmt, die Motorpumpe 102.1 eingeschaltet werden, um mehr Fluid in die erste Kopplungskammer 9.1 einzuspritzen und dadurch den Druck auf den gewünschten Wert zu erhöhen.
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Die mechanische Presse 100 kann ferner einen linearen Wandler aufweisen, der nicht in den Figuren abgebildet ist und der mit der mechanischen Einrichtung 2.1 verknüpft ist und dazu konfiguriert ist, die Verschiebung der mechanischen Einrichtung 2.1 in der ersten Kopplungskammer 9.1 zu erfassen. Mit diesen Informationen kann die mechanische Presse 100 gestoppt werden oder kann eine andere erforderliche Aktion durchgeführt werden oder die Informationen können sogar verwendet werden, um den Betrieb der mechanischen Presse 100 deutlich zu identifizieren und dadurch in der Lage zu sein, mögliche Probleme vorherzusehen (beispielsweise, falls eine anomale Verschiebung erfasst wird).
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Die mechanische Presse 100 kann ferner einen Temperatursensor aufweisen, der in den Figuren nicht abgebildet ist, der zum Messen der Temperatur in der Kopplungsleitung 9.3 der Kopplung 9 geeignet ist. Das Sendeelement 9.4 wird entlang der Kopplungsleitung 9.3 nach oben und nach unten verschoben, was eine hohe Temperatur darin erzeugen kann. Dies ermöglicht, dass die mechanische Presse 100 angehalten werden kann, falls beispielsweise eine damit verbundene Anomalie erfasst wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2727714 A2 [0007]
- US 1473388 [0008]
