DE29608818U1 - Gasfederelement - Google Patents

Description

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katO23

ISKA Wolfgang Kat&zgr;
Verwaltungs GmbH
Daimlerstraße 29
78 0 83 Dauchingen

Gasfederelement

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

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

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

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

Zur Erhöhung der Lebensdauer ist bereits in der EP 0 52 2 3 73 Al vorgeschlagen worden, einen Ringraum zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf zu bilden, dessen Höhe und damit dessen Volumen in Abhängigkeit der Position des Kolbens im Zylinder veränderlich ist, und in den Ringraum Öl einzufüllen. Hierdurch ist eine Art Schmiermittelreservoir geschaffen, das die Lauffläche an der Innenwandung des Zylinders auch im Dauerbetrieb optimal schmiert und durch verringerte Reibung eine prinzipiell unerwünschte Temperaturerhöhung im Druckreservoir weitgehend ausschließt.

Obwohl sich das vorstehend beschriebene Gasfederelement im Einsatz bestens bewährt hat, stellt sich dort nach wie vor das Problem, daß die Presse nicht nur durch den eigentlichen Arbeitsvorgang, sondern auch durch die Rückhubbewegung des Kolbens mechanisch stark beansprucht wird. So wirkt das krafteinleitende Element mit voller Kraft auch während der Rückhubbewegung beispielsweise auf den Pressenstößel ein und drückt diesen mit voller Wucht in die obere Totpunktlage zurück. Weiterhin besteht die Gefahr, daß das Gasfederelement bei der Rückkehr in die Ausgangslage selbst Schaden nimmt. Diese Problematik macht es erforderlich, das Gasfederelement exakt auf den Hub des Pressenstößels abzustimmen.

Es wurde deshalb in der DE 44 26 393, von der die Erfindung ausgeht, vorgeschlagen, den zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf vorhandenen Ringraum vollständig mit Öl zu füllen und dessen zyklische Volumenänderung, die durch die Hubbewegung des Kolbens bedingt

ist, zu nutzen, um Öl in einem geschlossenen Kreislauf umzupumpen, wobei durch die Anordnung von Ventilen die Volumenvergrößerung während des abwärts gerichteten Vorhubs weitgehend ungehindert erfolgen kann, andererseits die Volumenverringerung während des Rückhubs durch ein Drosselventil gebremst abläuft. Je nach Drosselstellung bzw. Auslegung der Drossel kann die Rückhubbewegung soweit verzögert werden, daß auf den Pressenstößel nur eine äußerst geringe Kraft ausgeübt wird, und im Extremfall die Rückkehrbewegung der Kolbenstange von der Rückkehrbewegung des Stößels weitgehend entkoppelt verläuft. Auf diese Weise werden die Belastungen der Presse erheblich reduziert.

Mit dem vorstehend beschriebenen Gasfederelement kann zwar erreicht werden, daß der Pressenstößel ohne mechanischen Kontakt zur Kolbenstange in die Ausgangslage zurückläuft, wobei durch eine geeignete Auslegung des Ölkreislaufs die Rückkehrgeschwindigkeit der Kolbenstange und auch deren zeitliche Abstand zum vorauseilenden Pressestößel varrierbar irt. Dennoch ist eine vollständige Entkopplung beider Rückkehrbewegungen nicht möglich. Die Kolbenstange folgt zwangsweise mit mehr oder weniger großem zeitlichen Abstand dem Pressestößel, wobei die Rückkehrbewegungen mehr oder weniger zum gleichen Zeitpunkt einsetzen und die Rückkehrbewegung der Kolbenstange lediglich gedrosselt abläuft. Für eine Reihe von Anwendungen, insbesondere bei Zieh- und Biegewerkzeugen oder aber bei Progressionswerkzeugen im Karrosseriebau kann es erforderlich werden, die Rückkehrbewegung der Kolbenstange nicht nur zu drosseln, sondern für einen bestimmten Zeitraum auf der unteren Totpunktlage zu halten. Dies kann erforderlich sein, um ein Werkstück nach der Verformung ungehindert entnehmen oder weitere Bearbeitungsschritte vornehmen zu können. Für solche Zwecke ist es nicht ausreichend, den Rücklauf der Kolbenstange lediglich gedrosselt ablaufen zu lassen, vielmehr muß die Kolbenstange gezielt beeinflußt werden, um deren Rücklauf erst dann zu initieren, wenn dies vom Arbeitsablauf her möglich ist. Hierfür ist es erforderlich, den Rücklauf der Kolbenstange vollständig unabhängig vom Rückhub des Pressenstößels

zu gestalten.

Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, ein Gasfederelement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß der Rückhub vollständig unabhängig vom Rückhub des Pressenstößels initiert werden kann.

Gelöst wird dieses Problem mit einem Gasfederelement, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Die Erfindung basiert auf der Idee, ein in sich geschlossenes Fluidsystem zu gestalten, das den Ringraum zwischen Kolben bzw. Kolbenstange und Zylinder bzw. Zylinderkopf einbezieht und durch gezielte Beeinflußung von Fluidströmen, die durch die Verdrängungswirkung des Kolbens entstehen, die Rückhubbewegung der Kolbenstange erst zu einem vorgebbaren Zeitpunkt freizugeben. Damit gelingt eine vollständige zeitliche Entkopplung beider Rückkehrbewegungen und eröffnet .die Möglichkeit zur optimalen Gestaltung von Verformungs- und Arbeitsprozessen an insbesondere Pressen.

Konkret gelingt dies dadurch, daß der Ringraum innerhalb des Gasfederelements über eine Leitung mit einem Ölreservoir zur Bildung eines in sich geschlossenen Fluidsysteme abgedichtet verbunden ist, welches vollständig mit Öl gefüllt ist. In der Leitung zwischen dem Ölreservoir und dem Ringraum ist ein ansteuerbares 2/2-Wege-Ventil angeordnet, welches den Leitungsquerschnitt je nach Ventilstellung freigibt oder blokkiert. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens, welche vom Pressenstößel nach unten getrieben wird, ist die Leitung geöffnet, so daß das Öl aus dem Ölreservoir in den Ringraum strömen kann. Bei Erreichen der unteren Totpunktlage des Kolbens wird das Ventil geschlossen, so daß ein Rückströmen von Öl aus dem Ringraum in das Ölreservoir verhindert wird. Zwar hat der Kolben infolge der Federwirkung des unter Druck stehenden Gases das Bestreben, in seine obere Totpunktlage zu-

rückzukehren. Er wird jedoch durch das im Ringraum befindliche Öl daran gehindert und verharrt in seiner unteren Totpunktlage.

Dieser Zustand bleibt solange erhalten, bis durch Einwirkung auf das Ventil die Leitung erneut freigegeben wird. Nunmehr kann Öl aus dem Ringraum in das Ölreservoir zurückgedrängt werden, bis der Kolben bzw. die Kolbenstange die obere Totpunktlage eingenommen hat.

Die Rückhaltewirkung beruht darauf, daß das Fluidsystem mit einem weitgehend inkompressiblen Medium, wie Öl, vollständig gefüllt ist, damit die Bewegungsvorgänge nicht durch kompressible Vorgänge überlagert werden. Insbesondere muß sichergestellt sein, daß sich im Fluidsystem keinerlei Lufteinschlüsse befinden, da anderenfalls der Kolben bzw. die Kolbenstange nicht in ihrer unteren Totpunktlage verharren, sondern um einen nicht zu vernachlässigenden Hub zurückweichen. Ein gewisser Kompressionseffekt ist jedoch in der Praxis nicht zu verhindern, da auch Öl eine gewisse Kompressibilität besitzt, die jedoch für die eingangs beschriebenen Anwendungsfälle zu keiner Funktionsbeeinträchtigung führt.

Unter diesem Aspekt kann vorteilhafterweise das Fluidsystem unter einem gegenüber der Atmosphäre erhöhten Druck arbeiten. In der Praxis haben sich Systemdrücke im Bereich zwischen 5 und 10 0 bar bewährt, wobei die besten Resultate im Druckbereich zwischen 20 und 50 bar festgestellt wurden.

Als Ölreservoir eignen sich handelsübliche Speichertanks mit einer Druckausgleichsmembran. Die Druckausgleichsmembran dient dazu, den Systemdruck im Fluidsystem auszugleichen oder in bestimmten, vorgegebenen Grenzen zu halten, und zwar unabhängig von der augenblicklichen Stellung des Kolbens und damit vom aus dem Ölreservoir abgezogenem Teilvolumen, welches dem augenblicklichen Volumen des Ringraums entspricht. Hierzu ist in an sich bekannter Weise die Druckausgleichsmembran auf ihrer dem Fluidsystem - und damit dem Öl - abgewandten Seite

mit einem unter Überdruck stehenden Gas beaufschlagt, welches die Druckausgleichsmembran entsprechend den aktuellen Volumenbedarf an Öl verschiebt.

Eine äußerst kompakte Bauweise läßt sich dann realisieren, wenn zumindest ein Teil der Leitung, die den Ringraum mit dem Ölreservoir verbindet, im Gasfederelement integriert ist. Dies gelingt vorteilhafterweise dadurch, daß im Zylinder ein Kanal eingebracht ist, der an seinem einen Ende zum Ringraum Verbindung hat und gegenüberliegend, d. h. an seinem unteren Ende, in eine Bohrung mündet, die in der Tankplatte eingebracht ist, wobei die Bohrung der Tankplatte nach außen zum Anschluß an einen weiteren Leitungsabschnitt geführt ist.

Der Kanal im Zylinder kann nach oben hin den Zylinderkopf vollständig durchsetzen, so daß eine Belüftungsöffnung für das Fluidsystem entsteht, welche mit einer Lüftungsschraube dicht verschließbar ist. Durch diese Öffnung kann einerseits Öl dem Fluidsystem zugeführt werden, andererseits ermöglicht sie auf einfache Art und Weise die Entlüftung des Fluidsystems, welche zur Vermeidung der vorstehend beschriebenen Kompressionseffekte durch eingeschlossene gasförmige Anteile unbedingt erforderlich ist.

Vorteilhafterweise ist am oberen Ende des Ringraumes und unmittelbar benachbart zum Zylinderkopf eine umlaufende Nut angebracht, die so tief eingeschnitten ist, daß sie den Kanal erfaßt. Sie ermöglicht bei einsetzender Abwärtsbewegung des Kolbens eine gleichmäßige Zuführung des Öls in den Ringraum hinein, da das Öl bereits unmittelbar am gesamten Umfang des Kolbens ansteht.

Bevorzugt ist außen am Zylinder eine umlaufende Nut vorhanden, die einerseits den Kanal erfaßt, andererseits Verbindung zur Bohrung in der Tankplatte hat, welche nach außen geführt ist. Diese Nut hat insbesondere fertigungstechnische Vorteile, da sie beim Einsetzen des Zylinders unabhängig von der erreichten Winkelposition des Zylinders in Bezug auf die Tankplatte unter

allen Umständen die Verbindung zwischen dem Kanal und der Bohrung herstellt. Somit kann - wie in der Regel üblich - der Zylinder über ein Gewinde mit der Tankplatte verschraubt werden, ohne daß auf die Relativwinkellage im Endzustand geachtet werden müßte, wie dies bei der Anbringung einer einfachen Radialbohrung nötig ist. Im Sinne einer Funktionsumkehr ist es allerdings auch möglich, die umlaufende Nut in der Tankplatte zu realisieren, so daß am Zylinder eine radiale Bohrung als Übergang zum Kanal möglich ist.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Ventil möglichst nahe zum Ringraum anzuordnen. Am einfachsten gelingt dies, wenn das Ventil unmittelbar an der Tankplatte (und zwar am Austritt der Bohrung) angebracht wird. Dieser Einbauort ist von außen leicht zugänglich und erfordert keine besonderen Anpassungsmaßnahmen. Gegenüber einer weiter vom Ringraum entfernten Anordnung des Ventils ergibt sich der Vorteil, daß wegen des vergleichsweise geringeren Ölvolumens Kompressionseffekte weniger stark ausgeprägt sind und deshalb das Fluidsystem stabiler und schneller reagiert.

Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, den Strömungswiderstand in der Leitung veränderbar einstellbar zu gestalten. Damit kann insbesondere die Rückkehrgeschwindigkeit des Kolbens variiert werden. Der Strömungswiderstand kann beispielsweise durch eine variable Querschnittsveränderung in der Leitung realisiert werden, wobei grundsätzlich auch die Möglichkeit besteht, diese durch das Ventil selbst zu bewerkstelligen. In diesem Fall ist diese Verwendung eines Ventils vorzusehen, welches neben den beiden eingangs genannten Schaltzuständen, nämlich dem vollständigen Verschließen und dem vollständigen Öffnen des Leitungsquerschnitts weitere Zwischenstellungen ermöglicht.

Grundsätzlich kann die Freigabe des Leitungsquerschnitts zum Initieren der Aufwärtsbewegung der Kolbenstange bzw. des Kolbens zeitgetaktet erfolgen, beispielsweise mit einer vorgebbaren Zeitverzögerung im Bereich zwischen 0 und 60 Sekunden. Das

einzustellende Zeitintervall ist abhängig von den aktuellen Gegebenheiten und berücksichtigt beispielsweise den Zeitbedarf für das Entfernen des Werkstücks aus dem Bereich der Presse.

Schließlich ist es auch möglich, das Ventil ereignisgesteuert anzusteuern. Konkret kann dies beispielsweise bei einem Progressionswerkzeug durch die Presse selbst erfolgen, wenn ein bestimmter Bearbeitungsschritt, z. B. das Bohren eines Gewindes, abgeschlossen ist.

Aus dem Vorstehendem ergibt sich, daß sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Konzepts Gasfederelemente realisieren lassen, die das gezielte Einleiten der Rückhubbewegung der Kolbenstange bzw. des Kolbens erlauben.

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

Fig. 1: Gasfederelement in Schnittdarstellung, Kolben in oberer Totpunktlage,

Fig. 2: Gasfederelement gemäß Fig. 1, Ausschnitt, Kolben in oberer Totpunktlage und

Fig. 3: Gasfederelement gemäß Fig. 1 oder 2, Ausschnitt, Kolben in unterer Totpunktlage.

Das Gasfederelement ist auf eine Tankplatte 10 aufgebaut. Die Tankplatte 10 besitzt eine Ausnehmung 14 mit einem Gewinde 16. In diese ist ein Zylinder 40 eingesetzt, der ein korrespondierendes Außengewinde 42 aufweist. Zwischen dem Zylinder 40 und der Tankplatte 10 ist ein Dichtungsring 18 eingelegt, der eine Hochdruckabdichtung am Übergang zwischen dem Zylinder 40 und der Tankplatte 10 sicherstellt.

Der Zylinder 40 weist eine Zylinderbohrung 44 auf, deren Wandung als Zylinderlauffläche für einen darin geführten Kolben 20 dient. Der Kolben 20 trägt an seinem Außenumfang zwei Dich-

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tungsringe 22, 24, mit denen der Kolben gegenüber der Zylinderlauffläche abgedichtet ist. Zwischen den beiden Dichtungsringen 22, 24 ist ein Führungsband 26 vorgesehen, welches den Kolben 20 an der Wandung der Zylinderbohrung 44 führt.

Nach oben hin geht der Kolben 2 0 in einer Kolbenstange 3 0 über, die den Zylinder 4 0 nach oben hin im Bereich eines Zylinderkopfes 48 durchdringt. Zur Abdichtung ist am Zylinderkopf 48 ein Dichtungsring 3 2 vorgesehen, der gegen die Kolbenstange 3 0 gerichtet ist. Zur Führung der Kolbenstange 3 0 ist im Zylinderkopf 48 ein Führungsring 34 vorgesehen, an dem die Kolbenstange 3 0 entlang gleitet. Im oberen Bereich des Zylinderkopfs 48 ist schließlich ein Abstreifring 36 vorhanden.

Unterhalb des Kolbens 20 ist somit innerhalb der Zylinderbohrung 44 und übergehend in die Ausnehmung 14 der Tankplatte 10 ein Arbeitsraum gebildet, der hochdruckabgedichtet gegenüber der Umgebung gestaltet ist. In dem hierdurch definierten Volumen ist Gas, insbesondere Stickstoffgas, unter hohem Druck (beispielsweise 110 bar) eingebracht und stellt ein Druckgasreservoir 12 dar. Bei einer Verschiebung des Kolbens 2 0 aus einer oberen Totpunktlage heraus {vgl. Fig. 1 oder 2) in eine untere Totpunktlage (vgl. Fig. 3), d. h. bei Durchlaufen des maximal möglichen Hubs, erhöht sich der Druck im Druckgasreservoir 12, wobei der Betrag der Druckerhöhung weitgehend über das Verhältnis von Hubvolumen zu Gesamtvolumen des Druckgasreservoirs 12 bestimmt ist. Im vorliegenden Fall beträgt das Hubvolumen etwa 10 % des gesamten Gasvolumens, so daß sich der Druck im Gas auf etwa 120 bar erhöht.

Je nach Anwendungsfall kann das Druckgasreservoir 12 ein vergrößertes Volumen dadurch erhalten, daß die Ausnehmung 14 der Tankplatte 10 in kommunizierender Verbindung mit einem zusätzlichen Behälter, beispielsweise einem handelsüblichen Hochdruckspeichertank, ist, so daß sich das wirksame Gesamtvolumen des Gases erhöhen läßt. Häufig werden auch eine Vielzahl von Gasfederelementen auf einer gemeinsamen Tankplatte 10 angeordnet, die als "manifolds" bezeichnet werden. Andererseits sind

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auch Einzelelemente realisierbar, bei denen der Zylinder 40 mit der Tankplatte 10 integral geformt ist (sog. "self-contained-Zylinder").

Oberhalb des Kolbens 20 ist ein weiterer Wirkungsraum im Bereich der Zylinderbohrung 44 vorgesehen, nämlich der Ringraum

45, der gebildet ist zwischen dem Kolben 20, der Kolbenstange 30, der Zylinderbohrung 44 und dem Zylinderkopf 48. Das Volumen des Ringraums 45 ist ebenfalls variabel, und zwar in Abhängigkeit der augenblicklichen Position des Kolbens 40. Das Volumen ist minimal, sofern sich der Kolben 20 in der in Fig. 1 oder 2 dargestellten Ausgangslage am oberen Totpunkt befindet und ist maximal, wenn der Kolben 20 die in Fig. 3 angedeutete untere Totpunktlage annimmt.

Der Ringraum 4 5 ist durch nachstehend noch näher beschriebene Maßnahmen vollständig mit Öl gefüllt, wobei das Öl nicht nur der Schmierung der Zylinderlauffläche und der Kolbenstange 3 0 dient, sondern zur Regelung der Rückhubbewegung {Aufwärtsbewegung) des Kolbens 20 dient. Erfindungsgemäß ist deshalb ein in sich geschlossenes Fluidsystem gebildet, welches den Ringraum 45 einbezieht, um durch gezielte Steuerung des Ölstroms den Rücklauf des Kolbens 2 0 zu blockieren und erst dann einzuleiten, wenn dies aus Gründen des Arbeitsablaufs erforderlich bzw. möglich ist.

Zu diesem Zweck ist im Zylinder 4 0 ein Kanal 50 vorgesehen, der diesen im wesentlich axial vollständig durchsetzt. Der Kanal 50 durchsetzt auch den Zylinderkopf 48 und ist durch eine einen Dichtring 54 tragende Entlüftungsschraube 52 dicht verschlossen. Der Kanal 50 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Ringraum 45, und zwar durch eine umlaufende Nut

46, die am oberen Ende des Ringraums 45 und unmittelbar benachbart zum Zylinderkopf 48 in der Zylinderbohrung 44 eingeschnitten ist und den Kanal 50 erfaßt.

Nach unten hin endet der Kanal 50 in einer axialen Position, die mit der Position einer in der Tankplatte 10 eingebrachten

Bohrung 56 korrespondiert. Eine außen in den Zylinder 40 eingeschnittene umlaufende Nut 47 erfaßt den Kanal 50, so daß eine Fluidverbindung von dem Kanal 50 über einen Umfangsabschnitt der Nut 47 zur Bohrung 56 entsteht. Weiterhin ist ein Dichtungsring 17 im unteren Bereich des Zylinders 40 vorgesehen, der gegen die Tankplatte 10 im Bereich der Ausnehmung 14 gedrückt ist.

Wie sich weiterhin aus Fig. 1 ergibt, mündet die Bohrung 56 an der Außenseite der Tankplatte 10. An dieser Stelle ist ein 2/2-Wege-Ventil angebracht, welches angesteuert werden kann und dessen Funktion nachstehend näher erklärt wird. Ausgangs seitig ist am Ventil über ein Rohr 62 ein Speichertank 70 angeschlossen. Im Inneren des Speichertanks 70 ist eine Druckausgleichsmembran 72 angebracht. Es ist somit innerhalb des Hochdruckspeichertanks ein Bereich gebildet, der ein Druckausgleichsmedium (Gas) enthält und damit die Druckausgleichsmembran 72 gegen das Fluidsystem gedruckt hält.

Das Fluidsystem, welches gebildet ist durch den Öl enthaltenden Teilbereich des Speichertanks 70, das Rohr 62, das Ventil 60, die Bohrung 56, die Nut 47, den Kanal 50, die Nut 46 und den Ringraum 45, enthält Öl, welches unter Überdruck steht.

In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausgangssituation ist das Ventil 60 durchgeschaltet, so daß das Fluidsystem freigeschaltet ist. Sobald durch Beaufschlagung der Kolbenstange 3 0 der Kolben 20 ausgehend von der dargestellten oberen Totpunktlage nach unten gedrückt wird, vergrößert sich der Ringraum 45 und es wird Öl aus dem Speichertank 70 abgezogen. Die Druckausgleichsmembran 72 sorgt dafür, daß der Systemdruck im Fluidsystem hierbei weitgehend konstant bleibt.

Bei Erreichen der in Fig. 3 dargestellten unteren Totpunktlage wird das Ventil 60 geschaltet und blockiert den Übergang von der Bohrung 56 zum Rohr 52. Zwar hat der Kolben 20 das Bestreben, infolge des im Druckgasreservoir 12 vorhandenen Überdrucks in seine obere__Tg_tpunktlage zurückzukehren, jedoch ist

hieran dadurch gehindert, daß das im Ringraum 45 befindliche Öl nicht verdrängt werden kann. Der Kolben 2 0 verharrt damit in der unteren Totpunktlage.

Durch erneutes Ansteuern des Ventils 60 zu einem an sich beliebig vorgebbaren Zeitpunkt wird der Übergang von der Bohrung 56 zum Rohr 62 erneut freigegeben, so daß nunmehr Öl in den Speichertank 70 zurückgefördert werden kann, und zwar durch die einsetzende Rückkehrbewegung des Kolbens 20. Es wird schließlich die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausgangslage erreicht.

Hierdurch ist es möglich, den Rücklauf des Kolbens 2 0 erst zu dem Zeitpunkt einzuleiten, zu dem dies gewünscht ist.

Hier nicht dargestellt ist die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Rücklaufs dadurch zu beeinflussen, daß durch veränderbare Querschnittsverengung an einer geeigneten Stelle im Fluidsystem, beispielsweise im Bereich des Ventils 60, den Strömungswiderstand für das rückzufördernde Öl einzustellen.

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BEZUGSZEICHENLISTE

10	Tankplatte -	50	Kanal
12	Druckgasreservoir	52	Entlüftungsschraube
14	Ausnehmung	54	Dichtungsring
16	Gewinde	56	Bohrung
17	Dichtungsring	60	Ventil
18	Dichtungsring	62	Rohr
20	Kolben	70	Speichertank
22	Dichtungsring	72	Druckausgleichsmembran
24	Dichtungsring	74	Druckausgleichsmedium
26	Führungsband	O.T.	Obere Totpunktlage
30	KoIbens t ange	U.T.	Untere Totpunktlage
32	Dichtungsring
34	Führungsring
36	Abstreifring
40	Zylinder
42	Außengewinde
44	Zylinderbohrung
45	Ringraum
46	Nut
47	Nut
48	Zylinderkopf

Claims (11)

katO23 SCHUTZANSPRUCHE

1. Gasfederelement, insbesondere für Pressen zur spanlosen Formgebung, bestehend wenigstens aus

- einem in einer Tankplatte integrierten Druckgasreservoir, das mit Gas hohen Drucks gefüllt ist,

- zumindest einem Zylinder, der in die Tankplatte hochdruckabgedichtet eingesetzt ist,

- einem Kolben, der in dem Zylinder hochdruckabgedichtet und ausgehend von einer Nullage (obere Totpunktlage O. T.) gegen die Federwirkung des Gases axial verschiebbar gelagert ist und den Zylinder am Zylinderkopf mit einem als Kolbenstange ausgebildeten Krafteinleitungselement durchdringt,

- einem Ringraum, der zwischen dem Kolben bzw. der Kolbenstange und dem Zylinder bzw. dem Zylinderkopf gebildet ist, dessen Höhe und damit dessen Volumen in Abhängigkeit der Position des Kolbens im Zylinder veränderlich ist, und der Öl enthält,

- einem Ölreservoir, das über eine Leitung mit dem Ringraum in Fluidverbindung steht, sowie

- einem Ventil, das in die Leitung eingeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Ölreservoir (70), die Leitung (50, 56, 62) einschließlich Ventil (60) und der Ringraum (45) ein in sich geschlossenes, abgedichtes und vollständig mit Öl gefülltes Fluidsystem bilden,

daß das Ventil (60) ein ansteuerbares 2/2-Wege-Ventil ist, das derart betätigbar ist, daß es

(a) während der Abwärtsbewegung des Kolbens (20, Vorhub) geöffnet ist, so daß Öl aus dem Ölreservoir

(70) in den Ringraum (45) strömen kann,

(b) bei Erreichen der unteren Totpunktlage (U.T.) des Kolbens (20) geschlossen ist, so daß ein Rückströmen des Öls aus dem Ringraum (45) in das Ölreservoir (70) verhindert wird und damit der Kolben (20) in der unteren Totpunktlage (U.T.) verharrt ,

(c) erneut geöffnet wird, so daß Öl aus dem Ringraum

(45) in das Ölreservoir (70) zurückströmen kann und der Kolben (20) infolge der Federwirkung des Gases in seine obere Totpunktlage (O.T.) zurückkehrt .

2. Gasfederelement nach Anspruch 1, dadurch gekennezeichnet, daß der Druck im Fluidsystem (Systemdruck des Öls) zwischen 5 und 100 bar, vorzugsweise zwischen 2 0 und 50 bar beträgt.

3. Gasfederelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölreservoir ein Speichertank (70) mit einer Druckausgleichsmembran (72) ist.

4. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn-

zeichnet durch wenigstens einen im Zylinder (40) eingebrachten Kanal (50) , der einenends zum Ringraum (45) Verbindung hat und anderenends in eine in der Tankplatte (10) eingebrachte Bohrung (56) mündet, wodurch ein Teilabschnitt der Leitung (50, 56, 62) gebildet ist.

5. Gasfederelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (50) nach oben hin den Zylinderkopf (4 8) durchsetzt und mit einer Entluftungsschraube (52) dicht verschlossen ist.

6. Gasfederelement nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine umlaufende Nut (46), die am oberen Ende des
Ringraums (45) und unmittelbar benachbart zum Zylinder kopf (48) angebracht ist und den Kanal (50) erfaßt.

7. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine umlaufende Nut (47) , die außen am Zylinder (40) angebracht ist und einerseits den Kanal (50), andererseits die Bohrung (56) in der Tankplatte (10) erfaßt.

8. Gasfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (60) möglichst nahe zum Ringraum (45), vorzugsweise unmittelbar an der Tankplatte (10), angeordnet ist.

9. Gasfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand in der Leitung (50, 56, 62) veränderbar einstellbar ist.

10. Gasfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (60) zeitgesteuert ansteuerbar ist.

11. Gasfederelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (60) ereignisgesteuert ansteuerbar ist.