DE4034518C2 - Verfahren zum Umformen eines Werkstücks und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Umformen eines Werkstücks und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Werk
stücks und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 12.
Es ist eine Vielzahl von Pressenanordnungen bekannt, die zum
Umformen eines Werkstücks verwendet werden. Diese bekannten
Pressenanordnungen können ein Obergesenk aufweisen, das mit
einem Untergesenk zusammenwirkt, um das Werkstück umzuformen.
Werkstückhalter können den Ober- und/oder Untergesenken zuge
ordnet sein.
Pressenanordnungen mit bekannter Konstruktion
sind in den US-Patentschriften 1 884 700, 2 217 172,
3 296 850, 3 456 478, 3 636 748 und 3 636 749 offenbart.
Beim Betrieb einiger dieser bekannten Pressen werden Streck
ziehoperationen durchgeführt. Während des Streckziehens sind
die Kanten eines Blechwerkstücks fest zwischen einem Nieder
halter und einem Ziehring eingespannt. Nachdem das Werkstück
eingespannt worden ist, wird ein Obergesenk gegen ein Unter
gesenk geschlossen, um das Werkstück umzuformen. Unter gewis
sen Umständen wird eine Streckziehoperation bevorzugt, da da
durch die Gesamtmetallmenge, die zum Formen eines Artikels
verwendet wird, vermindert wird, die Qualität des Artikels
tendenziell verbessert wird und das Aufrechterhalten einer
gleichmäßigen Qualität bei der Herstellung einer Reihe von
Artikeln ermöglicht wird.
Während einer Streckziehoperation können Probleme auftauchen,
wenn auch Streckziehoperationen beim Formen von bestimmten
Artikeln bevorzugt sind. Diese Probleme betreffen den äußerst
hohen Lärmpegel und die Beschädigungen, die aufgrund von
Stoßbelastungen auftreten können. In der Vergangenheit waren
die Stoßbelastungen so nachteilhaft, daß beispielsweise die
Kurbelwelle bei einer großen Pressenanordnung unter dem Ein
fluß der Stoßbelastungen gebrochen ist. Außerdem neigen Dämp
fungseinrichtungen und andere Bauteile der Pressenanordnung
dazu, sich aufgrund der starken Vibrationen zu lockern, denen
die Pressenanordnung unterworfen ist. Man nimmt an, daß die
starken Stoßbelastungen und Vibrationen während einer Streck
ziehoperation die Gesamtbetriebslebensdauer einer Pressenan
ordnung wesentlich vermindern.
Wird eine Pressenanordnung während einer Streckziehoperation
von einem offenen in einen geschlossenen Zustand überführt,
dann prallen ein Obergesenk und ein Werkstück gegen ein Un
tergesenk. Dabei können extrem hohe Stoßbelastungskräfte be
teiligt sein. So kann der Ziehring ein Gewicht von zwischen 1
400 und 70000 Pfund (ca. 635 kg und 31 t) haben.
Prallt ein Niederhalter mit einer Geschwindigkeit von etwa
100 ft/min (ca. 30 m/min.) gegen einen stationären Ziehring,
dann widersetzt sich die Trägheit des Ziehrings der Beschleu
nigung. Auch nach oben gerichtete Vorspannkräfte, die durch
Dämpfungseinrichtungen gegen den Ziehring aufgebracht werden,
widersetzen sich der Beschleunigung des Ziehrings.
Wird die Pressenanordnung von einem geschlossenen Zustand in
einen offenen überführt, dann bewegen sich der Niederhalter
24 und der Ziehring gemeinsam nach oben. Erreicht der Zieh
ring das Ende seines nach oben gerichteten Arbeitshubes, dann
bewegt er sich mit einer beträchtlichen Geschwindigkeit, näm
lich z. B. mit einer Geschwindigkeit von 100 ft/min (ca. 30
m/min.) nach oben. Aufgrund der Trägheit des Ziehrings kann
dieser sich von seinen Dämpfungseinrichtungen um einen Ab
stand von ca. 1 Inch (ca. 25 mm) trennen. Der Ziehring fällt
dann auf die Dämpfungseinrichtungen zurück, die den Ziehring
daraufhin zurückprallen lassen. Das Nach-unten-Fallen und Zu
rückprallen des Ziehrings wiederholt sich bei abnehmenden Hü
ben, wenn sich die Presse weiter öffnet. Das Zurückprallen
des Ziehrings auf den Dämpfungseinrichtungen läßt diese der
art vibrieren, daß sie tendenziell locker werden und lecken.
Die Vibrationslasten, denen der Ziehring die Dämpfungsein
richtungen unterwirft, kann zu einer beträchtlichen Abnutzung
der Bauteile der Dämpfungseinrichtungen führen.
Die US 44 99 750 schlägt vor, daß ein unterer Ziehring oder
ein Blechhalter nach unten beschleunigt wird, bevor ein Nie
derhalter oder ein Ziehgesenk mit dem Werkstück in Kontakt
kommt, um deutlich die Stoßbelastung zu vermeiden, die auf
Bauteile einer Pressenanordnung einwirkt, wenn sie von einem
offenen in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Die
nach unten gerichtete Beschleunigung des Ziehrings wird da
durch bewirkt, daß ein Steuerventil in zeitgesteuerter Bezie
hung zum Öffnen der Presse betätigt wird. Die Betätigung des
Steuerventils setzt einen Kolben einem Fluiddruck aus, um den
Ziehring nach unten gegen den Einfluß eines Gesenkkolbens zu
bewegen.
Eine Pressenanordnung und ein Verfahren zum Betreiben einer
Pressenanordnung sind aus der EP 0 074 421 B1 bekannt. Auch
bei dieser Pressenanordnung wird ein Kolben über ein Steuer
ventil einem Fluiddruck ausgesetzt, um einen Ziehring entge
gen dem Einfluß eines Kolbens nach unten zu bewegen. Das Ven
til ist über eine Wirkverbindung an eine Steuerung ange
schlossen, die aus einem Nockenfolger und einem Nocken be
steht, der synchron mit einem mechanischen Antrieb für einen
Ziehstößel umläuft.
Ziel der Erfindung ist es, eine Pressenanordnung sowie ein
Verfahren zum Betreiben einer Pressenanordnung der eingangs
genannten Art anzugeben, die auf einfache Weise eine Erhöhung
der Betriebssicherheit und Lebensdauer der Pressenanordnung
gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der An
sprüche 1 bzw. 15 gelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste beweg
liche Element ein Niederhalter und das zweite bewegliche Ele
ment ein Ziehring, wobei beide in anstoßendem Eingriff mit
gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks angeordnet sind, um
das Werkstück während der Überführung der Pressenanordnung in
den geschlossenen Zustand und während der Umformung des Werk
stücks einzuspannen. Beim Überführen der Pressenanordnung vom
offenen in den geschlossenen Zustand wird der Niederhalter
nach unten auf den Ziehring zubewegt. Bevor der Niederhalter
gegen den Ziehring prallt, wird der Ziehring durch Kraftüber
tragung von dem Niederhalter auf die Dämpfungseinrichtung
nach unten beschleunigt. Die von dem Niederhalter auf die
Dämpfungseinrichtung übertragene Kraft bewirkt, daß die Dämp
fungseinrichtung in einen eingefahrenen Zustand überführt
wird, so daß sich der Ziehring nach unten bewegt, wenn der
Niederhalter auf diesen aufprallt. Da sich der Ziehring beim
Aufprall nach unten bewegt, ist die Stoßbelastung herabge
setzt.
Wird die Pressenanordnung dagegen von einem geschlossenen in
einen offenen Zustand überführt, so wird die Dämpfungsein
richtung wieder ausgefahren, wodurch die Bewegung des Zieh
rings verzögert wird, bevor dieser seine Ausgangsstellung er
reicht. Damit wird die Geschwindigkeit des Ziehrings vermin
dert, bevor er gestoppt wird. Dies minimiert den Rückprall
des Ziehrings sowie Vibrationen der Pressenanordnung.
Somit wird nicht nur der Ziehring beschleunigt, bevor der
Niederhalter und das Werkstück während des Schließens der
Pressenanordnung gegen den Ziehring prallen. Die Belastung
von Bauteilen der Pressenanordnung wird auch dadurch mini
miert, daß der Ziehring verzögert wird, bevor er während des
Öffnens der Pressenanordnung gestoppt wird. Während beim
Schließen der Pressenanordnung Kräfte vom Niederhalter auf
die Dämpfungseinrichtung übertragen werden, um die Dämpfungs
einrichtung in den eingefahrenen Zustand zu überführen und
die Beschleunigung des Ziehrings einzuleiten, wird die Über
führung der Dämpfungseinrichtung in den ausgefahrenen Zustand
verlangsamt, um die Geschwindigkeit des Ziehrings während des
Öffnens der Pressenanordnung zu verringern.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungs
formen der Erfindung angegeben.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden
Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter
Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigen die
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Pressenanordnung,
die nach der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben
wird; dabei ist die Pressenanordnung in einem geöffneten Zu
stand gezeigt;
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung ähnlich der
Fig. 1, die zeigt, wie eine Steuereinrichtung das Einfahren
einer Dämpfungseinrichtung und die nach unten gerichtete Be
wegung eines Ziehrings bewirkt, während sich ein Niederhalter
zu dem Ziehring hin bewegt, während sich die Pressenanordnung
schließt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung, die der Fig. 2 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung aufzeigt, wenn der Niederhalter und das
Werkstück gegen den sich nach unten bewegenden Ziehring ge
prallt sind, während sich die Pressenanordnung schließt;
Fig. 4 eine schematische Darstellung, die der Fig. 3 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung illustriert, wenn sich diese in einem ge
schlossenen Zustand befindet;
Fig. 5 eine schematische Darstellung, die der Fig. 4 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung illustriert, nachdem sich der Niederhalter
24 und der Ziehring von der geschlossenen Position aus Fig.
4 nach oben bewegt haben, während sich die Pressenanordnung
öffnet;
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die der Fig. 5 allge
mein ähnlich ist und die Beziehung zwischen den Bauteilen der
Pressenanordnung während der nach oben gerichteten Bewegung
des Ziehrings illustriert, der sich mit niedrigerer Geschwin
digkeit als der Niederhalter bewegt; dies kurz bevor die nach
oben gerichtete Bewegung des Ziehrings angehalten wird, wäh
rend sich die Pressenanordnung öffnet;
Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht, die den Aufbau einer
Dämpfungseinrichtung zeigt, die in der Pressenanordnung von
den Fig. 1 bis 6 verwendet ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer zweistufigen Kolben-
Zylinder-Anordnung, die ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Teils der Steuereinrichtung bildet, die in der Pressenanord
nung von Fig. 1 bis 6 verwendet ist, wobei die Kolben-
Zylinder-Anordnung mit einem inneren Kolben und einem äußeren
Kolben an ihren oberen Arbeitshubendstellungen gezeigt ist;
Fig. 9 eine Schnittansicht der Kolben-Zylinder-Anordnung von
Fig. 8, wobei der innere Kolben teilweise eingefahren ist und
sich der äußere Kolben an der oberen Arbeitshubendstellung
befindet, und
Fig. 10 eine Schnittansicht der Kolben-Zylinder-Anordnung von
Fig. 8 und 9, wobei sowohl der innere als auch der äußere
Kolben teilweise eingefahren sind.
Eine Pressenanordnung 20 ist in Fig. 1 schematisch darge
stellt. Die Pressenanordnung 20 umfaßt eine stationäre Basis
22, die insbesondere auch als Mittel zur Begrenzung der Zy
linderkammer dient, wie dies weiter unten näher beschrieben
wird. Ein Niederhalter 24 wirkt bei Betrieb der Pressenanord
nung als erstes bewegliches Element mit einem beweglichen
Ziehring 26 als ein zweites bewegliches Element zusammen, um
ein Blechwerkstück 28 umzuformen. Während des Betriebs der
Pressenanordnung 20 sind der Niederhalter 24 und der Ziehring
26 so zu betreiben, daß Druck auf gegenüberliegenden Seiten
des Werkstücks 28 aufgebracht wird, um dieses fest zwischen
den Niederhalter und Ziehring 26 einzuspannen. Ist das Werk
stück 28 zwischen dem Niederhalter und dem Ziehring einge
spannt, so werden beide gesenkt, um das Werkstück in einer
Streckziehoperation um ein (nicht dargestelltes) Gesenk herum
umzuformen.
Der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 weisen eine allgemein
rechteckige Gestalt mit einem offenen Zentralbereich auf. Die
Öffnungen in den Zentralbereichen des oberen und Ziehrings 26
weisen eine Gestalt auf, die derjenigen des Gesenks ent
spricht, um welches das Werkstück 28 gezogen werden soll. Es
versteht sich, daß der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 in
den Zeichnungen nur sehr schematisch gezeigt sind und jede
beliebige Gestalt haben können.
Wenn die Pressenanordnung 20 zum Streckziehen des Werkstücks
28 betrieben wird, dann bewegt eine Antriebsanordnung 32 den
Niederhalter 24 nach unten auf das Werkstück 28 zu. Während
die nach unten gerichtete Bewegung des Niederhalters 24 fort
fährt, prallen der Niederhalter 24 und das Werkstück 28 gegen
den Ziehring 26, um die Kanten des Werkstücks fest einzuspan
nen. Der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 werden dann zu
sammen gesenkt, um das Werkstück 28 über das untere Gesenk zu
strecken und dadurch das Werkstück umzuformen.
Eine Dämpfungseinrichtung 34 ist an der Basis 22 montiert.
Die Dämpfungseinrichtung 34 bringt eine nachgebende Kraft auf
den Ziehring 26 auf. Diese nachgebende Kraft widersetzt sich
der nach unten gerichteten Bewegung des Ziehrings 26 während
der Überführung der Pressenanordnung in einen geschlossenen
Zustand. Die Dämpfungseinrichtung 34 dämpft also die Bewegung
der Bauteile der Pressenanordnung 20, während sich diese
schließt. Obwohl in den Zeichnungen nur eine Dämpfungsein
richtung 34 schematisch gezeigt ist, versteht sich, daß die
Pressenanordnung 20 eine Vielzahl von Dämpfungseinrichtungen
34 umfaßt.
Eine Steuereinrichtung 36 ist zweckmäßigerweise so zu betrei
ben, daß sie eine Beschleunigung des Ziehrings 26 bewirkt,
bevor sich der Niederhalter 24 auf dem Ziehring schließt.
Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung 36 so zu betreiben,
daß sie eine Verzögerung des Ziehrings 26 bewirkt, bevor er
während der Überführung der Pressenanordnung 20 von einem ge
schlossenen in einen offenen Zustand an der in Fig. 1 gezeig
ten Ausgangsposition gestoppt wird. Durch die Beschleunigung
des Ziehrings 26 während des Schließens der Pressenanordnung
20 wird die Stoßbelastung vermindert, wenn der Niederhalter
24 und das Werkstück 28 gegen den Ziehring 26 prallen. Durch
die Verzögerung des Ziehrings 26 während des Öffnens der
Pressenanordnung 20 werden ein Zurückprallen des Ziehrings 26
sowie Vibrationen in der Presse verringert, während der Zieh
ring an seiner Ausgangsposition gestoppt wird. Obwohl nur ei
ne einzige Steuereinrichtung 36 schematisch in den Zeichnun
gen dargestellt ist, versteht sich, daß die Pressenanordnung
20 eine Vielzahl von Steuereinrichtungen 36 umfaßt.
Die Dämpfungseinrichtung 34 umfaßt eine Kolben-Zylinder-
Anordnung 40. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 40 weist einen
Zylinder 42 auf, der mit der Basis 22 verbunden ist. Ein Kol
ben 44 teilt den Zylinder 42 in eine obere und ei
ne untere Kammer 46 und 48 mit veränderbaren Volumina. Diese
Kammern 46, 48 bilden zusammen eine durch die Basis 22 be
grenzte Zylinderkammer. Die obere Kammer 46 enthält ein hy
draulisches Fluid und ist in Fluidverbindung mit einem Druck
speicher 52 durch eine Leitung 54 verbunden.
Eine verstellbare Flußsteuerungsöffnung 56 ist in der Leitung
54 vorgesehen, um den Fluß des hydraulischen Fluids durch die
Leitung 54 auf eine relativ niedrige Geschwindigkeit zu be
grenzen. Ein Rückschlagventil 58 sperrt den Fluß des hydrau
lischen Fluids von der Kammer zu dem Druckspeicher 52 durch
die als Hauptleitung dienende Leitung 54. Jedoch ermöglicht
es ein verjüngter Ablaßdurchgang 60, daß eine geringe Menge
hydraulischen Fluids von dem Druckspeicher 52 zu der oberen
Kammer 46 in der Dämpfungseinrichtung 34 fließen kann, um
jegliche Leckage an hydraulischem Fluid von der Kammer 46
auszugleichen.
Die untere Kammer 48 in der Dämpfungseinrichtung 34 ist mit
einem Gas, insbesondere Stickstoff, gefüllt. Die unter Kammer
48 ist mit dem Druckspeicher 52 durch eine Leitung 64 verbun
den. Der Druckspeicher 52 steht unter Überdruck, um einen
vorbestimmten minimalen Fluiddruck in der unteren Kammer 48
aufrechtzuerhalten.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 von einem of
fenen (Fig. 1) in einen geschlossenen Zustand (Fig. 4) wird
der Ziehring 26 durch eine sich nach oben erstreckende Kol
benstange 68 gestützt, die mit dem Kolben 44 verbunden ist.
Während sich die Pressenanordnung 20 schließt, bewegt der
Ziehring 26 den Kolben 44 nach unten und vermindert die Größe
der unteren Kammer 48 (Fig. 1). Während das Gas in der unte
ren Kammer 48 komprimiert wird, bringt die Dämpfungseinrich
tung 34 eine nachgebende Kraft gegen den Ziehring 26 auf.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 von dem ge
schlossenen (Fig. 4) zurück zu dem offenen Zustand (Fig. 1)
bringt die Dämpfungseinrichtung 34 eine Kraft gegen den Zieh
ring 26 auf, um den Ziehring zu stützen und ihn in die in
Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition zurückzubewegen. Dabei er
höht sich die Größe der unteren Kammer 48. Obwohl sich dieser
Größe der unteren Kammer 48 erhöht und der Fluiddruck in der
Kammer 48 tendenziell abnehmen kann, ist der Fluiddruck mehr
als ausreichend, um den Kolben 44 in der in Fig. 1 gezeigten
ausgefahrenen Position zu halten und den Ziehring 26 zu stüt
zen.
Zwar ist in Fig. 1 nur eine einzige Dämpfungseinrichtung 34
gezeigt; es versteht sich aber, daß eine Vielzahl von identi
schen Dämpfungseinrichtungen vorhanden ist, um den Ziehring
26 zu stützen und während des Schließens der Pressenanordnung
20 eine nachgebende Kraft gegen den Ziehring aufzubringen.
Genauer sind also mehrere Dämpfungseinrichtungen 34 im Recht
eck angeordnet, um den Ziehring 26 zu stützen.
Die Steuereinrichtung 36 ist so zu betreiben, daß sie eine
Beschleunigung des Ziehrings 26 in Richtung nach unten be
wirkt, bevor das Werkstück 28 und der Niederhalter 24 während
der Überführung der Pressenanordnung 20 in den geschlossenen
Zustand gegen den Ziehring prallen. Darüber hinaus ist die
Steuereinrichtung 30 so zu betreiben, daß sie eine Verzöge
rung des Ziehrings 26 bewirkt, bevor der Ziehring während der
Überführung der Pressenanordnung 20 in den offenen Zustand
angehalten wird. Um dies zu erreichen, überträgt die Steuer
einrichtung 36 eine Kraft zwischen der Dämpfungseinrichtung
34 und dem Niederhalter 24.
Die Steuereinrichtung 36 umfaßt eine Kolben-Zylinder-
Anordnung 70. Die Kolben-Zylinder-Anordnung 70 umfaßt einen
Zylinder 72, der in der Basis 22 angeordnet ist und eine zen
trale Achse aufweist, die sich parallel zu einer zentralen
Achse des zur Dämpfung vorgesehenen Zylinders 42 erstreckt.
Ein als Kolben dienender Kolben 74 ist in dem Zylinder 72 an
geordnet und teilt den Zylinder 72 in eine obere und eine un
tere Kammer 76 und 78 mit veränderbaren Volumina. Die untere
Kammer 78 enthält ein hydraulisches Fluid und mit der oberen
Kammer 46 der Dämpfungseinrichtung 34 über eine Leitung 80 in
Fluidverbindung. Die obere Kammer 76 der Steuereinrichtung 36
ist an die Atmosphäre entlüftet.
Ein Kraftübertragungselement 84 steht in Eingriff mit einer
Kolbenstange 86, die mit dem Kolben 74 verbunden ist. Das
Kraftübertragungselement 84 überträgt eine Kraft zwischen dem
Niederhalter 24 und der Steuereinrichtung 36. Das zylindri
sche Kraftübertragungselement 84 erstreckt sich durch eine
zylindrische Öffnung 90, die in dem Ziehring 26 ausgebildet
ist, und greift an einem oberen Ende der Kolbenstange 86 an.
Zwar ist das Kraftübertragungselement 84 bevorzugt getrennt
von der Kolbenstange 86 ausgebildet. Es ist jedoch denkbar,
daß die Kolbenstange 86 durch die Öffnung 90 verlängert ist,
so daß die Kolbenstange selbst als Kraftübertragungselement
dient. In diesem Fall könnten das Kraftübertragungselement 84
und die Kolbenstange 86 an einer Seite des Ziehrings 26 ange
ordnet sein, so daß die sich durch den Ziehring 26 erstrec
kende Öffnung 90 nicht erforderlich ist.
In Fig. 1 ist zwar nur eine einzige Steuereinrichtung 36 ge
zeigt, es können jedoch auch eine Vielzahl von identischen
Steuereinrichtungen 36 rechtwinklig um den Umfang des Zieh
rings 26 angeordnet sein. Die Vielzahl von Steuereinrichtun
gen steht in Fluidverbindung mit einer Vielzahl von Dämp
fungseinrichtungen 34, die ebenfalls rechtwinklig um den Um
fang des Ziehrings 26 angeordnet sind. Diese sind so zu be
treiben, daß hydraulische Fluiddruckkräfte auf sie übertragen
werden.
Befindet sich die Pressenanordnung 20 in dem offenen Zustand
von Fig. 1, dann befindet sich der Niederhalter 24 in be
trächtlichem Abstand über dem Ziehring 26. Der Ziehring 26
wird durch die ausgefahrene Dämpfungseinrichtung 34 gestützt.
Zu diesem Zeitpunkt ragt das Kraftübertragungselement 84 nach
oben von der Oberseite des Ziehrings 26 zu dem Niederhalter
24 hervor. Das Kraftübertragungselement 84 wird an dem oberen
Ende der Kolbenstange 86 der ausgefahrenen Kolben-Zylinder-
Anordnung 70 gestützt.
Das Werkstück 28 ist zwischen dem oberen und dem Ziehring 26
angeordnet. Das Werkstück 28 wird durch den Ziehring 26 ge
stützt und ist vom Kraftübertragungselement 84 aus innen an
geordnet. Das Kraftübertragungselement 84 erstreckt sich also
zwar in die Öffnung 90 in dem Ziehring 26, aber nicht durch
das Werkstück 28.
Die Dämpfungseinrichtung 34 wird durch den Fluiddruck, d. h.
den Stickstoffgasdruck in der unteren Kammer 48 mit veränder
barem Volumen in dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen Zu
stand gehalten. Der Gasdruck in der unteren Kammer 48 und dem
Druckspeicher 52 ist mehr als ausreichend, um den Ziehring 26
und den zur Dämpfung dienenden Kolben 44 zu stützen. Die
Steuereinrichtung 36 wird durch den Druck des hydraulischen
Fluids in der unteren Kammer 78 mit veränderbarem Volumen in
dem in Fig. 1 gezeigten ausgefahrenen Zustand gehalten. Der
Fluiddruck in der Kammer 78 ist mehr als ausreichend, um den
als Kolben dienenden Kolben 74 und das Kraftübertragungsele
ment 84 zu stützen.
Der Fluiddruck in der unteren Kammer 78 der Steuereinrichtung
36 ist gleich dem Fluiddruck in der unteren Kammer 48 der
Dämpfungseinrichtung 34. Dem ist so, weil der Fluiddruck von
dem Druckspeicher 52 durch die Leitung 64 zu der unteren Kam
mer 48 der Dämpfungseinrichtung 34 übertragen wird. Der
Fluiddruck wird von dem Druckspeicher 52 zu der unteren Kam
mer 78 der Steuerung 36 durch die Leitung 54, die obere Kam
mer 46 der Dämpfungseinrichtung 34 und eine Leitung 80 über
tragen. Der relativ hohe Stickstoffgasdruck, der an der obe
ren Seite eines Körpers aus hydraulischem Fluid in dem Druck
speicher 52 aufrechterhalten wird, ermöglicht es dem Druck
speicher, jede Leckage von Fluid entweder von der Dämpfungs
einrichtung 34 oder der Steuereinrichtung 36 auszugleichen.
Zu Beginn der Überführung der Pressenanordnung 20 von dem of
fenen Zustand von Fig. 1 zu dem geschlossenen Zustand von
Fig. 4 bewegt die Antriebsanordnung 32 den Niederhalter 24 in
bekannter Weise nach unten auf den Ziehring 26 zu. Zu diesem
Zeitpunkt befindet sich der Ziehring 26 stationär in der in
Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition. Die Dämpfungseinrichtung
34 und die Steuereinrichtung 36 sind jeweils in ausgefahrenem
Zustand.
Während sich der Niederhalter 24 auf den Ziehring 26 zu be
wegt, greift die untere Seite des Niederhalters 24 an dem
Kraftübertragungselement 84 (Fig. 2) ein. Während sich der
Niederhalter 24 so bewegt, daß er in Eingriff mit dem
Kraftübertragungselement 84 gelangt, wird eine Kraft von dem
Niederhalter 24 zu der Dämpfungseinrichtung 34 übertragen, um
die Überführung der Dämpfungseinrichtung in einen eingefahre
nen Zustand einzuleiten. Während die Dämpfungseinrichtung 34
eingefahren wird, wird der Ziehring 26 nach unten beschleu
nigt.
Wenn der Niederhalter 24 an dem Kraftübertragungselement 84
(Fig. 2) eingreift, wird das Kraftübertragungselement 84 nach
unten gegen die Kolbenstange 86 in der Steuereinrichtung 36
gedrückt. Die gegen die Kolbenstange 86 aufgebrachte Kraft
wird zu dem Kolben 74 übertragen. Der Kolben 74 bringt eine
Kraft gegen das hydraulische Fluid in der unteren Kammer 78
auf. Der durch den Kolben 74 in der unteren Kammer 78 erzeug
te Fluiddruck veranlaßt hydraulisches Fluid, von der Steuer
einrichtung 36 durch die Leitung 80 zu der Dämpfungseinrich
tung 34 zu fließen.
Der Fluidfluß von der Steuereinrichtung 36 zu der Dämpfungs
einrichtung 34 veranlaßt das Einfahren der Dämpfungseinrich
tung (Fig. 2). Hydraulisches Fluid fließt also von der Lei
tung 80 in die obere Kammer 46 mit veränderbarem Volumen der
Dämpfungseinrichtung 34. Der Fluiddruck in der oberen Kammer
46 veranlaßt den Kolben 44, sich nach unten zu bewegen und
das Gas in der unteren Kammer 48 zu komprimieren. Während
sich der Kolben 44 nach unten bewegt, bewegen sich auch die
Kolbenstange 68 und der Ziehring 26 nach unten, da der Zieh
ring 26 an der Kolbenstange 68 gestützt wird und mit der Kol
benstange 68 bewegbar ist.
Obwohl der Ziehring 26 durch das Einfahren der Dämpfungsein
richtung 34 nach unten beschleunigt wird, ist die Geschwin
digkeit des Ziehrings 26 bei der Bewegung nach unten (Fig. 2)
geringer als die Geschwindigkeit des Niederhalters 24 bei der
Bewegung nach unten. Dem ist so, weil die Kopfendfläche des
Kolbens 74 der Steuereinrichtung kleiner ist als die Stange
nendfläche des Kolbens 44 der Dämpfungseinrichtung 34. Die
Steuereinrichtung 36 fährt also mit einer höheren Geschwin
digkeit als die Dämpfungseinrichtung 34 ein.
Zur Abgabe eines zusätzlichen Fluidvolumens von der Steuer
einrichtung 36 bewegt sich der Kolben 74 nach unten über eine
vorbestimmte Entfernung. Dies führt dazu, daß ein entspre
chendes zusätzliches Fluidvolumen von der Leitung 80 in die
obere Kammer 46 der Dämpfungseinrichtung 34 fließt. Das in
die obere Kammer 46 fließende hydraulische Fluid veranlaßt
den zur Dämpfung dienenden Kolben 44, sich nach unten über
eine geringere Entfernung als der zur Steuerung dienende Kol
ben 74 zu bewegen.
Das Verhältnis zwischen der Größe der Kopfendfläche an dem
Kolben 74 und der Stangenendfläche an dem Kolben 44 kann be
liebig gewählt sein. Bei dem hier dargestellten Ausführungs
beispiel war allerdings die Stangenendfläche an dem Kolben 44
zweimal so groß wie die Kopfendfläche an dem Kolben 74. Des
halb bewegt sich bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Kolben 44 mit der halben Geschwindigkeit
nach unten, mit der sich der Niederhalter 24 nach unten be
wegt. Deshalb bewegt sich der Ziehring 26 mit der halben Ge
schwindigkeit des Niederhalters 24 nach unten. Natürlich läßt
sich das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit bei der Be
wegung nach unten bei dem Niederhalter 24 und dem Ziehring 26
dadurch ändern, daß man das Verhältnis zwischen den Stange
nend- und Kopfendflächen der beiden Kolben 44 und 77 ändert.
Da die Geschwindigkeit bei der Bewegung des Ziehrings 26 nach
unten geringer ist als die Geschwindigkeit des Niederhalters
24 bei der Bewegung nach unten ist, prallen der Niederhalter
und das Werkstück 28 gegen den sich langsamer bewegenden
Ziehring 26 (Fig. 3). Prallt der Niederhalter 24 gegen den
Ziehring 26, dann wird das Werkstück 28 zwischen Niederhalter
24 und Ziehring 26 eingespannt und beide bewegen sich zusam
men nach unten. Da sich der Niederhalter 24 nach unten be
wegt, wenn der Niederhalter 24 und das Werkstück 28 gegen den
Ziehring 26 prallen, sind die Stoßbelastungskräfte auf der
Pressenanordnung 20 wesentlich geringer als dies der Fall wä
re, wenn der Ziehring 26 stationär wäre, wenn der Niederhal
ter 24 auf den Ziehring 26 prallen würde. Außer einer Verrin
gerung der Stoßbelastungskräfte wird auch eine Verminderung
des mit dem Betrieb der Pressenanordnung 20 verbundenen Ge
räuschpegels dadurch erreicht, daß man den Ziehring 26 sich
nach unten bewegen läßt, wenn sich der Niederhalter 24 gegen
ihn schließt.
Während sich der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 mit dem
zwischen ihnen eingespannten Werkstück 28 zusammen nach unten
bewegen (Fig. 3), werden die Dämpfungseinrichtung 34 und die
Steuereinrichtung 36 mit der gleichen Geschwindigkeit einge
fahren. Dies verhält sich so, weil der Kolben 44 der Dämp
fungseinrichtung und der Kolben 74 der Steuereinrichtung sich
mit dem Niederhalter 24 und dem Ziehring 26 nach unten bewe
gen, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit nach unten be
wegen. Während sich der Kolben 44 in der Dämpfungseinrichtung
34 unter dem Einfluß der von dem Ziehring 26 zu der Kolben
stange 63 übertragenen Kraft nach unten bewegt, wird das Gas
in der unteren Kammer 48 komprimiert. Da die Stangenendfläche
des Kolbens 44 zweimal so groß wie die Kopfendfläche des Kol
bens 74 ist, dehnt sich die obere Kammer 46 in der Dämpfungs
einrichtung 34 mit einer höheren Geschwindigkeit aus als der,
mit welcher sich die untere Kammer 78 in der Steuereinrich
tung 36 zusammenzieht. Dies führt zum Auftreten von Kavita
tionen in der oberen Kammer 46 der Dämpfungseinrichtung 34.
Wenn es in der oberen Kammer 46 zu Kavitationen kommt, kann
hydraulisches Fluid von dem Druckspeicher 52 (Fig. 1) durch
die Leitung 54 und das Rückschlagventil 58 zu der oberen Kam
mer 46 fließen. Allerdings enthält die Flußsteuerungsöffnung
56 ein Flußbegrenzerventil (Fig. 1), das so eingestellt ist,
daß es die Durchflußrate des hydraulischen Fluids auf eine
sehr geringe Menge begrenzt, die praktisch vernachlässigt
werden kann. Diese Durchflußrate des hydraulischen Fluids ist
jedoch ausreichend, um jegliche Leckage, die in dem System
auftreten kann, auszugleichen.
Da Kavitationen in der oberen Kammer 46 der Dämpfungseinrich
tung 34 auftreten, besteht über dem Kolben 44 eine relativ
hohe Druckdifferenz. Dies ermöglicht es der Dämpfungseinrich
tung 34, eine beträchtliche nach oben gerichtete und nachge
bende Kraft bereitzustellen, die sich der nach unten gerich
teten Bewegung des Kolbens 44 widersetzt, während das Gas in
der unteren Kammer 48 komprimiert wird. Aufgrund der be
trächtlichen Druckdifferenz über den Kolben 44 ist die Dämp
fungseinrichtung 34 so zu betreiben, daß sie eine Stoßbela
stung auf den Bauteilen der Pressenanordnung 20 dämpft, wäh
rend sich die Pressenanordnung 20 auf den vollständig ge
schlossenen Zustand von Fig. 4 zu bewegt.
Wenn die Pressenanordnung 20 geschlossen ist (Fig. 4), dann
ist die Dämpfungseinrichtung 34 eingefahren. Die Steuerein
richtung 36 ist ebenfalls eingefahren. Der Niederhalter 24
und der Ziehring 26 befinden sich an ihren untersten Positio
nen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Werkstück 28 durch ein Ge
senk während einer Streckziehoperation bereits vollständig
umgeformt worden.
Unmittelbar nachdem die Pressenanordnung 20 den geschlossenen
Zustand von Fig. 4 erreicht, beginnt die Pressenanordnung 20,
zurück zu dem offenen Zustand von Fig. 1 zu fahren. Während
die Pressenanordnung 20 sich zu öffnen beginnt, bewegt die
Antriebsanordnung 32 (Fig. 1) den Niederhalter 24 nach oben
von der Basis 22 weg. Während sich der Niederhalter 24 nach
oben von der Basis weg bewegt, dehnt sich die Dämpfungsein
richtung 34 aus, um den Ziehring 26 mit dem Niederhalter 24
nach oben zu bewegen. Der Gasdruck in der unteren Kammer 48
der Dämpfungseinrichtung 34 drückt also den Kolben 44 nach
oben, so daß der Ziehring 26 in anstoßendem Eingriff mit dem
Niederhalter 24 und dem Werkstück 28 gehalten wird.
Während sich der Niederhalter 24 und der untere Ziehring 26
zusammen nach oben bewegen (Fig. 5), dehnt sich die untere
Kammer 48 der Dämpfungseinrichtung 34 aus, und deren obere
Kammer 46 zieht sich zusammen. Dies führt dazu, daß die Kavi
tationen, die vorher in der oberen Kammer 46 aufgetreten
sind, beseitigt werden. Während dieser anfänglichen Bewegung
des Kolbens 44 nach oben wird kein Fluid von der Dämpfungs
einrichtung 34 zu der Steuereinrichtung 36 gepumpt, und die
Steuereinrichtung 36 bleibt zusammengezogen.
Sobald die Kavitationen in der oberen Kammer 46 beseitigt
sind, wird hydraulisches Fluid von dieser durch die Leitung
80 gepumpt, um den Kolben 74 nach oben zu bewegen. Die gegen
den Kolben 74 aufgebrachte Druckkraft des hydraulischen
Fluids wird über die Kolbenstange 86 und das Kraftübertra
gungselement 84 zu dem Niederhalter 24 übertragen, um diesen
nach oben zu drücken (Fig. 5). Dies führt zu einer Rücküber
tragung von Energie zu der Antriebsanordnung 32 (Fig. 1).
Während der weiteren Überführung der Pressenanordnung 20 in
den offenen Zustand wird die Geschwindigkeit der nach oben
gerichteten Bewegung des Ziehrings 26 bezüglich der Bewe
gungsgeschwindigkeit des Niederhalters 24 vermindert. Der
Ziehring 26 wird also bezüglich des Niederhalters 24 verzö
gert. Dies führt dazu, daß sich der Niederhalter 24 und der
Ziehring 26 so trennen, wie dies in Fig. 6 schematisch ge
zeigt ist.
Die Verzögerung des Ziehrings 26 und die Trennung des Nieder
halters 24 und des Ziehrings 26 ergibt sich daraus, daß das
Stangenende des Kolbens 44 eine größere Fläche als das Kopf
ende des Kolbens 74 aufweist. Sind nun also die Kavitationen
in der oberen Kammer 46 beseitigt, dann wird hydraulisches
Fluid von der oberen Kammer 46 in der Dämpfungseinrichtung 34
zu der unteren Kammer 78 in der Steuereinrichtung 36 gepumpt.
Die untere Kammer 78 in der Steuereinrichtung 36 dehnt sich
mit einer Geschwindigkeit aus, die von der Geschwindigkeit
der Bewegung des Niederhalters 24 nach oben bestimmt ist. Der
Kolben 74 bewegt sich also für jedes Inkrement in der nach
oben gerichteten Bewegung des Ziehrings 24 um ein Inkrement
weiter.
Da die Kopfendfläche des der Steuerung dienenden Kolbens 74
nur halb so groß wie die Stangenendfläche des Kolbens 44 ist,
kann sich der Kolben 44 nach oben bewegen und die obere Kammer
46 mit einer Geschwindigkeit verkleinern, die nur halb so
groß wie die Geschwindigkeit der Vergrößerung der unteren Kam
mer 78 ist. Deshalb bewegt sich der Kolben 44 mit der halben
Geschwindigkeit wie der Kolben 74 nach oben. Dies führt dazu,
daß die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung
des Ziehrings 26 auf die Hälfte der Geschwindigkeit der nach
oben gerichteten Bewegung des Niederhalters 24 vermindert
wird.
Das Gas in der unteren Kammer 48 drückt ständig den Kolben 44
nach oben, um das hydraulische Fluid in der oberen Kammer 46
der Dämpfungseinrichtung unter Überdruck zu setzen. Dies
führt dazu, daß Fluiddruck durch die Leitung 80 zu der unte
ren Kammer 78 übertragen wird. Der Druck des hydraulischen
Fluids in der unteren Kammer 78 drückt den Kolben 74 und die
Kolbenstange 86 nach oben, um eine nach oben gerichtete Kraft
gegen das Kraftübertragungselement 84 aufzubringen.
Das Kraftübertragungselement 84 stößt an dem Niederhalter 24
an und bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die
ser nach oben. Die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten
Bewegung des Niederhalters 24 ist jedoch durch die An
triebsanordnung 32 bestimmt. Dies führt dazu, daß der Druck
des hydraulischen Fluids in der unteren Kammer 78 der Steuer
einrichtung 36 so wirksam wird, daß eine Kraft gegen den Nie
derhalter 24 aufgebracht wird, die diesen nach oben drückt.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausdehnungsgeschwindigkeit der
Dämpfungseinrichtung 34 auf die halbe Ausdehnungsgeschwindig
keit der Steuereinrichtung 36 verlangsamt.
Während der Niederhalter 24 sich weiter nach oben bewegt, nä
hert sich die Dämpfungseinrichtung 34 einem voll ausgefahre
nen Zustand, und der Ziehring 26 nähert sich der in Fig. 1
gezeigten Ausgangsposition, bzw. der Position bei offener
Presse. Ist die Dämpfungseinrichtung 34 voll ausgefahren,
dann hat der Niederhalter 24 seine Ausgangsposition, bzw. die
Position bei offener Presse erreicht. Die Bewegung des Zieh
rings 26 nach oben ist dann gestoppt, und der Ziehring bleibt
stationär in seiner Ausgangsposition.
Da der Ziehring 26 auf die halbe Geschwindigkeit des Nieder
halters 24 verzögert wurde, ist die Trägheit des Ziehrings 26
geringer als sie es wäre, wenn sich der Ziehring 26 mit der
gleichen Geschwindigkeit wie der Niederhalter 24 bewegen wür
de. Deshalb ist die Neigung des Ziehrings 26 zum Zurücksprin
gen beim Anhalten in seiner Ausgangsposition bei offener
Presse wesentlich verringert. Dies führt zu einer wesentli
chen Verringerung der Rückprallasten und der Vibrationen, de
nen die Pressenanordnung 20 unterworfen ist.
Nachdem der Ziehring 26 den Ausgangszustand bzw. den Zustand
bei offener Presse erreicht hat, bewegt sich der Niederhalter
24 unter dem Einfluß der Pressenantriebsanordnung 32 weiter
nach oben von dem unterem Ziehring 26 weg. Dies führt dazu,
daß sich der Niederhalter 24 von dem Kraftübertragungselement
84 weg bewegt. Wenn der Niederhalter 24 die Position bei of
fener Presse oder die Ausgangsposition von Fig. 1 erreicht,
ist die nach oben gerichtete Bewegung des Niederhalters 24
gestoppt. Ist die Pressenanordnung 20 einmal in den offenen
Zustand von Fig. 1 überführt, dann läßt sich das umgeformte
Werkstück 28 schnell aus der Pressenanordnung 20 entfernen.
Obwohl die Dämpfungseinrichtung 34 viele verschieden Kon
struktionen aufweisen kann, ist eine spezielle Konstruktion
der Dämpfungseinrichtung 34 in Fig. 7 dargestellt. Die Dämp
fungseinrichtung 34 umfaßt eine äußere Dichtungseinrichtung
92 (Fig. 7), die das Eindringen von Schmutz und anderen
Fremdkörpern zwischen die Kolbenstange 68 und die Basis 22
verhindert. Eine innere Dichtungsanordnung 94 verhindert, daß
Fluid von der oberen Kammer 46 ausfließt. Eine Kolbendichtung
96 verhindert, daß Fluid zwischen der oberen und der unteren
Kammer 46 und 48 der Dämpfungseinrichtung 34 fließt.
Die äußere Dichtungseinrichtung 92 umfaßt ein ringförmiges
Lager oder Stützelement 102 mit einer sich nach oben öffnen
den ringförmigen Ausnehmung, in welcher ein Dichtungsring 104
angeordnet ist. Ein radial innerer Teil des Dichtungsrings
104 greift dichtend an der zylindrischen äußeren Seitenfläche
der Kolbenstange 68 ein. Ein radial äußerer Teil des Dich
tungsrings 104 greift dichtend an einer zylindrischen inneren
Seitenfläche der Ausnehmung in dem Lager oder Stützelement
102 ein. Ein ringförmiger Dichtungsring 106 ist zwischen dem
Dichtungsring 104 und einem ringförmigen Halte- oder Schließ
flansch 108 vorgesehen.
Das Lager- oder Stützelement 102 ist in einer ringförmigen
Ausnehmung 112 angeordnet, die in einem Gehäuseabschnitt 114
ausgebildet ist. Das Lager- oder Stützelement 102 und der
Dichtungsring 104 sind radial bezüglich der ringförmigen Aus
nehmung 112 in dem Gehäuseabschnitt 114 verschiebbar, um eine
kippende Bewegung der Kolbenstange 68 aufzunehmen. Die äußere
Dichtungsanordnung 92 hält also bei einer Bewegung der Kol
benstange 68 von der (in Fig. 7 gezeigten) Ausgangsposition
in eine entweder nach links oder nach rechts gekippte Positi
on eine dichte Packung zwischen der Kolbenstange 68 und dem
Flansch 108 an dem Gehäuseabschnitt 114 aufrecht. Die Kon
struktion der äußeren Dichtungsanordnung 92 und die Art und
Weise, in der sie mit der Kolbenstange 68 zusammenwirkt, ist
gleich der in der US 47 65 227 offenbarten.
Die innere Dichtungsanordnung 94 umfaßt ein starres zylindri
sches Stützelement 120 aus Metall, das sich um die Kolben
stange 68 erstreckt und koaxial mit der Kolbenstange 68
liegt. Eine ringförmige Enddichtung 122 ist in einer nach
oben gewandten Ausnehmung 124 angeordnet, die in dem allge
mein zylindrischen Stützelement 120 ausgebildet ist, und
greift dichtend an einem ringförmigen nach innen sich er
streckenden Flansch 126 an dem Gehäuseabschnitt 114 ein. Die
Enddichtung 122 sperrt den Fluß von Fluid zwischen der Außen
seite des Stützelements 120 und dem Gehäuseabschnitt 114.
Ein ringförmiger Lagerring 128 ist zwischen der zylindrischen
äußeren Seitenfläche der Kolbenstange 68 und einer zylindri
schen inneren Seitenfläche des Stützelements 120 vorgesehen.
Der Lagerring 128 stößt an die Kolbenstange 68 und das Stüt
zelement 120 an und überträgt wirksam Kraft zwischen ihnen.
Diese Kraft verschiebt den Stützring 120 radial bezüglich des
Gehäuseabschnitts 114 bei einer Kippbewegung der Kolbenstange
68 bezüglich der Basis 22.
Eine ringförmige Stangendichtung 132 ist zwischen der zylin
drischen äußeren Seitenfläche der Kolbenstange 68 und der zy
lindrischen inneren Seitenfläche des Stützelements 120 vorge
sehen. Die Stangendichtung 132 greift dichtend an der äußeren
Seitenfläche der Kolbenstange 68 und einer zylindrischen in
neren Seitenfläche des Stützelements 120 an. Die Stangendich
tung 132 sperrt den Fluß von Fluid zwischen der Kolbenstange
68 und dem Stützelement 120.
Ein ringförmiger metallischer Anschlagring 138 ist fest zwi
schen den Gehäuseabschnitt 114 und einer zylindrischen Zylin
derhülse 140 geklemmt. Der starre Anschlagring 138 aus Metall
verhindert eine nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 44.
Außerdem leitet der Anschlagring 138 hydraulisches Fluid zu
der oberen Kammer 46 in der Dämpfungseinrichtung 34 und von
ihr weg.
Der Anschlagring 138 weist eine ringförmige Bodenfläche 144
auf, die anstoßend durch eine ringförmige Schulter 146 an dem
Kolben 44 in Eingriff gebracht ist, um eine nach oben gerich
tete Bewegung des Kolbens 44 zu verhindern. Eine Vielzahl von
sich radial erstreckenden Durchgängen 148 ist in dem Anschlag
138 vorgesehen. Die sich radial erstreckenden Durchgänge 148
leiten Fluid zu und von einer ringförmigen sich nach außen
öffnenden Ausnehmung 150 in dem Anschlagring 138. Fluid kann
also durch die Durchgänge 148 in dem Anschlagring 138 entwe
der in die obere Kammer 46 oder aus ihr heraus fließen. Die
ringförmige Ausnehmung 150 steht mit einer zylindrischen Ver
teilerkammer 152 in Verbindung, die sich um die Außenseite
der Zylinderhülse 140 an einer Vielzahl von sich radial er
streckenden Durchgängen 154 vorbei erstreckt. Die Verteiler
kammer 152 steht in Fluidverbindung mit der Leitung 80, die
die Dämpfungseinrichtung 34 mit der Steuereinrichtung 36 ver
bindet.
Die Enddichtung 122 wird durch eine ringförmige Wellenfeder
160 nach oben gegen den nach außen hervorragenden Gehäu
seflansch 126 gedrückt. Die Feder 160 ist zwischen dem
Stützelement 120 und dem Anschlagring 138 angeordnet. Bei ei
ner Kippbewegung der Kolbenstange 68 bewegt sich die ringför
mige Feder 160 radial bezüglich des Anschlagrings 138. Außer
dem kann eine merkliche Bewegung zwischen dem Stützelement
120 und der Wellenfeder 160 auftreten.
Eine ringförmige Kolbendichtung 164 erstreckt sich zwischen
dem Kolben 44 und der Zylindereinlage oder -hülse 140. Die
Kolbendichtung 164 sperrt den Fluß von Fluid zwischen dem
Kolben 44 und der Zylinderhülse 140. Ein ringförmiger Ver
stärkungs- oder Stützring 166 ist für die ringförmige Kolben
dichtung 164 vorgesehen.
Es ist vorstellbar, daß während des Betriebs der Pressenan
ordnung 20 eine geringe Menge hydraulischen Fluids an der in
neren Dichtungsanordnung 94 vorbei in einen ringförmigen Raum
172 ausläuft, der zwischen der inneren und der äußeren Dich
tungsanordnung 92 und 94 angeordnet ist. Der ringförmige Raum
172 ist mit einem Abflußdurchgang 174 verbunden, der sich
durch ein Rückschlagventil 176 zu einem ringförmigen Raum 178
erstreckt. Der ringförmige Raum 178 ist mit einem in der Ba
sis 22 ausgebildeten Abflußdurchgang 180 verbunden.
Bei dem in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel be
wirkt die Steuereinrichtung 36 eine Beschleunigung des Zieh
rings 26, nachdem der Niederhalter 24 an dem Kraftübertra
gungselement 84 eingegriffen hat. Zur Verringerung von Stoß
belastungskräften prallen der Niederhalter 24 und das Werk
stück 28 gegen den Ziehring 26, während sich der Ziehring mit
einer Geschwindigkeit bewegt, auf die er durch die Steuerein
heit 36 beschleunigt wurde. Es ist vorstellbar, daß die Stoß
belastungskräfte auf den Bauteilen der Pressenanordnung 20
dadurch weiter verringert werden könnten, daß man eine weite
re Beschleunigung des Ziehrings 26 bewirkt, bevor der Nieder
halter 24 und das Werkstück 28 auf den Ziehring 26 prallen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung, das teil
weise in Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, ist die Steuerein
richtung während des Schließens und Öffnens der Pressenanord
nung 20 so zu betreiben, daß sie den Ziehring 26 in zwei ge
trennten Schritten beschleunigt und verzögert. Die in Fig. 8
bis 10 dargestellte Steuereinrichtung beschleunigt also wäh
rend des Schließens der Pressenanordnung den Ziehring 26 auf
eine erste Geschwindigkeit und dann auf eine zweite Geschwin
digkeit, bevor sich der Niederhalter 24 und der Ziehring zu
sammen bewegen. Auf ähnliche Weise verzögert die Steuerein
richtung von Fig. 8 bis 10 während des Öffnens der Pressenan
ordnung 20 den Ziehring 26 auf eine erste Geschwindigkeit und
verzögert ihn dann auf eine zweite Geschwindigkeit, bevor der
Ziehring an seiner Ausgangsposition gestoppt wird. Da das
Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung 36a, die teilweise
in Fig. 8 bis 10 dargestellt ist, allgemein dem in Fig. 1 bis
6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung 36
ähnlich ist, werden die gleichen Bezugsziffern für die Be
zeichnung ähnlicher Bauteile verwendet, wobei der Buchstabe
"a" an die Bezugsziffern von Fig. 8 bis 10 angefügt ist, um
eine Verwechslung zu vermeiden.
Die Steuereinrichtung 36a (Fig. 8) umfaßt eine zweistufige
Kolben-Zylinder-Anordnung 70a. Die Kolben-Zylinder-Anordnung
70a umfaßt einen inneren Kolben 186, der fest mit der Kolben
stange 86a und dem hohlen äußeren Kolbenelement 188 verbunden
ist, der das innere Kolbenelement 186 umschließt. Das zylin
drische innere Kolbenelement 186 und das zylindrische äußere
Kolbenelement 188 können sich in einem begrenzten Bereich re
lativ zueinander bewegen.
Das äußere Kolbenelement 188 hat eine größere Kopfend-
Querschnittsfläche als das innere Kolbenelement 186. Genauer
ist die Querschnittsfläche des äußeren Kolbenelements 188, in
einer Ebene gemessen, die sich rechtwinklig zu der zentralen
Längsachse 190 der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a erstreckt,
zweimal so groß wie die Querschnittsfläche des inneren Kol
benelements 186, wenn sie in einer Ebene gemessen ist, die
sich in einer Ebene rechtwinklig zu der Achse 190 erstreckt.
Bei dem speziellen Ausführungsbeispiel der in Fig. 8 darge
stellten Steuereinrichtung 36a beträgt die Querschnittsfläche
des inneren Kolbenelements 186 ein Drittel der Stangenendflä
che des Kolbens 44 (Fig. 1). Die Querschnittsfläche des äuße
ren Kolbenelements 188 beträgt zwei Drittel der Stangenend
fläche des Kolbens 44. Selbstverständlich könnten die Flächen
der Kolbenelemente 186 und 188 ein anderes Verhältnis zuein
ander und zu der Stangenendfläche des Kolbens 44 haben.
Während der Überführung der Presseanordnung 20 (Fig. 1) von
dem offenen in den geschlossenen Zustand wird das innere Kol
benelement 186 anfänglich nach unten bezüglich des äußeren
Kolbens 188 (Fig. 9) mit dem Niederhalter 24 bewegt. Dies be
wirkt eine Beschleunigung des Kolbens 44 und des Ziehrings 26
auf eine Geschwindigkeit, die ein Drittel der Geschwindigkeit
des Niederhalters 24 beträgt. Während sich die Pressenanord
nung 20 weiter schließt, bewegen sich das innere Kolbenele
ment 186 und das äußere Kolbenelement 188 zusammen nach unten
(Fig. 10). Dadurch, daß sich die Kolbenelemente 186 und 188
zusammen nach unten bewegen, wird Fluid aus der Steuerein
richtung 36a in die Dämpfungseinrichtung 34 gedrückt, um eine
Beschleunigung des Kolbens 44 und des Ziehrings 26 auf eine
Geschwindigkeit zu bewirken, die gleich zwei Dritteln der Ge
schwindigkeit des Niederhalters 24 ist.
Nachdem der Ziehring 26 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt
worden ist, die gleich zwei Dritteln der Geschwindigkeit des
Niederhalters 24 ist, prallen der Niederhalter und das Werk
stück 28 gegen den Ziehring. Da sich der Ziehring 26 mit ei
ner Geschwindigkeit nach unten bewegt, die gleich zwei Drit
teln der nach unten gerichteten Geschwindigkeit des Nieder
halters 24 ist, wenn sich der Niederhalter 24 gegen den un
tern Ziehring 26 schließt, ist die Stoßbelastung, der die
Bauteile der Pressenanordnung unterworfen sind, geringer als
bei dem in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Wenn die Pressenanordnung von dem geschlossenen Zustand von
Fig. 4 wieder in den offenen Zustand von Fig. 1 überführt
wird, wirken das innere und das äußere Kolbenelement 186 und
188 zusammen, um eine Verzögerung des Ziehrings 26 und des
Kolbens 44 auf eine Geschwindigkeit zu bewirken, die zwei
Drittel der Geschwindigkeit des Niederhalters 24 beträgt.
Während sich die Pressenanordnung 20 weiter schließt, bewirkt
das innere Kolbenelement 186 der Steuereinrichtung 36a eine
Verzögerung des Kolbens 44 und des Ziehrings 26 auf eine Ge
schwindigkeit, die nur ein Drittel der Geschwindigkeit des
Niederhalters 24 beträgt.
Während der Überführung der Pressenanordnung 20 (Fig. 1) von
dem geschlossenen in den offenen Zustand bewegen sich das äu
ßere und das innere Kolbenelement 186 und 188 zusammen von
ihrer unteren Arbeitshubendstellung nach oben. Dies bewirkt
eine Verzögerung des Kolbens 44 und des Ziehrings 26 von ei
ner Geschwindigkeit, die gleich der des Niederhalters 24 ist,
auf eine Geschwindigkeit, die zwei Drittel der Geschwindig
keit des Niederhalters 24 beträgt. Während sich die Pressen
anordnung weiter öffnet, erreicht das Kolbenelement 188 seine
obere Arbeitshubendstellung (Fig. 9), und das innere Kol
benelement 186 bewegt sich bezüglich des äußeren Kolbenele
ments 188 nach oben. Dies bewirkt eine Verzögerung des Kol
bens 44 und des Ziehrings 26 von einer Geschwindigkeit, die
zwei Drittel der Geschwindigkeit des Niederhalters 24 be
trägt, auf eine Geschwindigkeit, die ein Drittel der Ge
schwindigkeit des Niederhalters 24 beträgt.
Nachdem der Ziehring 26 auf eine Geschwindigkeit verzögert
worden ist, die gleich einem Drittel der Geschwindigkeit des
Niederhalters 24 ist, bewegt sich der Ziehring zu seiner Aus
gangsposition, bzw. der Position bei offener Presse. Da sich
der Ziehring 26 mit einer Geschwindigkeit nach oben bewegt,
die ein Drittel der Geschwindigkeit des Niederhalters 24 be
trägt, ist die Trägheit des Ziehrings während der Annäherung
an die Ausgangsposition relativ gering. Deshalb werden das
Zurückprallen des Ziehrings 26, wenn er seine Ausgangspositi
on erreicht, sowie die Vibrationen der Bauteile der Pressen
anordnung 20 minimiert.
Wenn sich die Pressenanordnung 20 in dem offenen Zustand von
Fig. 1 befindet, dann befindet sich die Kolben-Zylinder-
Anordnung 70a in dem voll ausgefahrenen Zustand von Fig. 8.
Zu diesem Zeitpunkt befinden sich das innere und das äußere
Kolbenelement 186 und 188 an ihren oberen Arbeitshubendstel
lungen. Die untere Kammer 78a mit veränderbarem Volumen ist
mit einem hydraulischen Fluid gefüllt. Das obere Ende der
Kolbenstange 86a ist in anstoßendem Eingriff mit dem unteren
Ende des Kraftübertragungselements 84 (Fig. 1) angeordnet,
das sich von dem Ziehring 26 nach oben erstreckt.
Während sich der Niederhalter 24 nach unten auf den Ziehring
26 (Fig. 1) zu bewegt, bewegt sich der Niederhalter 24 in an
stoßenden Eingriff mit dem Kraftübertragungselement 84. Das
Kraftübertragungselement 84 überträgt Kraft von dem Nieder
halter 24 auf die Kolbenstange 86a der Kolben-Zylinder-
Anordnung 70a (Fig. 8). Während sich der Niederhalter 24 und
das Kraftübertragungselement 84 weiter nach unten bewegen,
bewegt das Kraftübertragungselement 84 den inneren Kolben 186
bezüglich des stationären äußeren Kolbenelements 188 (Fig. 9)
nach unten.
Während sich das innere Kolbenelement 186 unter dem Einfluß
einer von dem Niederhalter 24 übertragenen Kraft nach unten
bewegt, zieht sich die untere Kammer 78a zusammen, und unter
Druck stehendes Fluid wird von der Steuereinrichtung 36a
(Fig. 9) durch die Leitung 80a zu der Dämpfungseinrichtung 34
(Fig. 1) gepumpt. Das in die obere Kammer 46 in der Dämp
fungseinrichtung 34 gepumpte hydraulische Fluid veranlaßt den
Kolben 44, sich nach unten zu bewegen und den Stickstoff in
der unteren Kammer 48 zu komprimieren. Da die Kopfendfläche
des inneren Kolbens 186 ein Drittel der Stangenendfläche des
Kolbens 44 beträgt, wird der Kolben 44 auf eine Geschwindig
keit beschleunigt, die ein Drittel der nach unten gerichteten
Geschwindigkeit des Niederhalters 24 und des inneren Kol
benelements 186 beträgt. Dies führt dazu, daß sich der Zieh
ring 26 mit einer Geschwindigkeit nach unten bewegt, die ein
Drittel der nach unten gerichteten Geschwindigkeit des Nie
derhalters 24 beträgt.
Während sich der Niederhalter 24 weiter nach unten bewegt,
greift das Kopfende des inneren Kolbenelements 186 an einem
ringförmigen, nach innen hervorragenden Kopfendflansch 194
(Fig. 9 und 10) an dem hohlen äußeren Kolbenelement 188 ein.
Dann wird eine Kraft von dem Niederhalter 24 durch das
Kraftübertragungselement 84 und das innere Kolbenelement 186
zu dem äußeren Kolbenelement 188 (Fig. 1 und 10) übertragen.
Dies veranlaßt das äußere Kolbenelement 188, sich mit dem in
neren Kolbenelement 186 und dem Niederhalter 24 nach unten zu
bewegen.
Während das innere und das äußere Kolbenelement 186 und 188
beginnen, sich miteinander nach unten zu bewegen, vergrößert
sich die Kopfendfläche der Kolbenanordnung 36a von der rela
tiv kleinen Kopfendfläche des inneren Kolbenelements 186 auf
die relativ große Kopfendfläche des äußeren Kolbenelements
188 (Fig. 10). Dies führt dazu, daß Fluid aus der sich zusam
menziehenden unteren Kammer 78a mit einer höheren Geschwin
digkeit durch den Durchgang 80a zu der Dämpfungseinrichtung
34 gedrückt wird.
Da sich die Geschwindigkeit, mit der hydraulisches Fluid von
der Steuereinrichtung 36a an die Dämpfungseinrichtung 34 ab
gegeben wird, erhöht hat, erhöht sich die Geschwindigkeit der
nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 44 (Fig. 1) und
des Ziehrings 26. Bei dem hier beschriebenen speziellen Aus
führungsbeispiel werden der Kolben 44 und der Ziehring 26 auf
eine nach unten gerichtete Geschwindigkeit beschleunigt, die
gleich zwei Dritteln der nach unten gerichteten Geschwindig
keit des Niederhalters 24 ist.
Der Ziehring 26 bewegt sich weiter mit einer Geschwindigkeit
nach unten, die gleich zwei Dritteln der Geschwindigkeit des
Niederhalters 24 ist, bis der Niederhalter 24 und das Werk
stück 28 gegen den Ziehring 26 prallen. Danach bewegen sich
der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 zusammen nach unten,
bis die Presseanordnung 20 den geschlossenen Zustand von Fig.
4 erreicht. Oben wurde schon erklärt, daß, während sich der
Niederhalter 24 und der Ziehring 26 zusammen nach unten bewe
gen, die Geschwindigkeit des Fluidflusses von der Steuerein
richtung 36a nicht ausreicht, um die obere Kammer 46 zu fül
len, so daß Kavitationen in der oberen Kammer 46 auftreten,
während das Gas in der unteren Kammer 48 komprimiert wird.
Wenn sich die Pressenanordnung 20 zu öffnen beginnt, bewegen
sich der Niederhalter 24 und der Ziehring 26 zusammen nach
oben, bis die Kavitationen in der oberen Kammer 46 beseitigt
sind. Danach wird hydraulisches Fluid von der oberen Kammer
46 abgegeben, wodurch sich das innere und das äußeren Kol
benelement 186 und 188 zusammen nach oben bewegen (Fig. 10).
Da die Kopfendfläche des äußeren Kolbenelements 188 nur zwei
Drittel der Stangenendfläche des Kolbens 44 beträgt, drücken
das innere und das äußere Kolbenelement 186 und 188 die Kol
benstange 86a gegen den Niederhalter 24, um Kraft zu dem Nie
derhalter 24 zu übertragen.
Aufgrund der Tatsache, daß die Stangenendfläche des Kolbens
44 ein Drittel größer als die Kopfendflächen der Kolbenele
mente 186 und 188 ist, verzögert sich die Geschwindigkeit des
Kolbens 44 von der Geschwindigkeit der der nach oben gerich
teten Bewegung des Niederhalters 24 auf eine Geschwindigkeit,
die nur zwei Drittel der Bewegungsgeschwindigkeit des Nieder
halters 24 beträgt. Hierbei trennen sich der Niederhalter 24
und der Ziehring 26.
Wenn das äußere Kolbenelement 188 seine obere Arbeitshubend
stellung (Fig. 9) erreicht, bewegt sich das innere Kolbenele
ment 186 bezüglich des stationären äußeren Kolbenelements 188
nach oben. Da die Kopfendfläche des inneren Kolbenelements
186 nur ein Drittel der Stangenendfläche des Kolbens 44 be
trägt, wird die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Be
wegung des Kolbens 44 verlangsamt. Dies verzögert den Zieh
ring 26 und den Kolben 44 auf eine Geschwindigkeit, die nur
ein Drittel der Geschwindigkeit des Niederhalters 24 beträgt.
Während das innere Kolbenelement 186 sich weiter mit dem Nie
derhalter 24 nach oben bewegt, bewegt sich das innere Kol
benelement 186 zu seiner Arbeitshubendstellung. Gleichzeitig
bewegt sich der Kolben 44 zu seiner Arbeitshubendstellung.
Danach hält die Aufwärtsbewegung des Kolbens 44 an. Dies
führt dazu, daß der Ziehring 26 an seiner Ausgangsposition,
bzw. der Position bei offener Presse (Fig. 1) anhält.
Die Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des
Ziehrings 26 wird in zwei Schritten vermindert, bevor der
Ziehring an seiner Ausgangsposition angehalten wird. Die Ge
schwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des Zieh
rings 26 wird also von einer Geschwindigkeit, die gleich der
Geschwindigkeit der nach oben gerichteten Bewegung des Nie
derhalters 24 ist, auf eine Geschwindigkeit vermindert, die
zwei Drittel der Geschwindigkeit der nach oben gerichteten
Bewegung des Niederhalters 24 beträgt. Nachdem die Geschwin
digkeit des Ziehrings 26 eine kurze Zeit lang konstant gehal
ten wurde, wird die Geschwindigkeit des Ziehrings auf eine
Geschwindigkeit vermindert, die nur ein Drittel der Geschwin
digkeit des Niederhalters 24 beträgt. Deshalb weist der Zieh
ring 26 eine relativ geringe Trägheit auf, während er sich zu
seiner Ausgangsposition bewegt. Dies minimiert tendenziell
das Zurückprallen des Ziehrings 26 und die Vibrationen der
Pressenanordnung 20.
Die obere Kammer 76a (Fig. 10) mit veränderbarem Volumen in
der Kolben-Zylinder-Anordnung 70a steht durch die Kolbenstan
ge 86 mit der Atmosphäre in Fluidverbindung. Ein zentraler
Durchgang 202 in der Kolbenstange 86a ist nämlich mit der
oberen Kammer 76a durch in der Kolbenstange 86a ausgebildete
radiale Durchgänge verbunden. Das obere Ende des zentralen
Durchgangs 202 ist durch ein kombiniertes Rückschlag- und
Druckentlastungsventil 206 mit der Atmosphäre verbunden.
Die kombinierte Rückschlag- und Druckentlastungsventil 206
ist genauso konstruiert, wie dies in der US 47 65 227 offen
bart ist. Falls dies gewünscht wird, könnte die Kammer 76a
auf andere bekannte Weise an die Atmosphäre entlüftet werden.
Bei dem in Fig. 8 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiel
liegt ein spezielles Flächenverhältnis zwischen den Kopfenden
des inneren und des äußeren Kolbenelements 186 und 188 in der
Steuereinrichtung 36a und dem Stangenende des Kolbens 44 in
der Dämpfungseinrichtung 34 vor. Es versteht sich, daß die
wiedergegebenen, speziellen Flächenverhältnisse der einfache
ren Darstellung dienen und nicht im Sinne einer Einschränkung
zu verstehen sind. Die Kopfendbereiche des inneren und des
äußeren Kolbenelements 186 und 188 könnten also, falls dies
gewünscht wird, ein anderes Verhältnis zu der Stangenendflä
che des Kolbens 44 oder eine Funktion davon aufweisen.
Zwar wurden hier die Steuereinrichtungen 36 und 36a in Ver
bindung mit dem Niederhalter 24 und dem Ziehring 26 einer
Presse beschrieben; diese Steuereinrichtungen können jedoch
auch in Verbindung mit anderen Bauteilen einer Presse verwen
det werden. So können bei einer Pressenanordnung, die nicht
für die Verwendung bei Streckziehoperationen gedacht ist, die
Steuereinrichtungen 36 und 36a mit anderen Bauteilen der
Pressenanordnung als mit Niederhalter oder Ziehringen verbun
den werden. Die Pressenanordnung 20 kann auch so ausgeführt
sein, daß Niederhalter und Ziehring während der Überführung
der Pressenanordnung in den geschlossenen Zustand sich nach
oben bewegen, obwohl Niederhalter 24 und Ziehring 26 so ge
zeigt sind, daß sie sich zur Überführung der Pressenanordung
20 von dem offenen Zustand von Fig. 1 in den geschlossenen
Zustand von Fig. 4 nach unten bewegen. In diesem Fall würde
der Niederhalter 24 nach oben bewegt werden, bis er an dem
Kraftübertragungselement 84 eingreifen und die Steuereinrich
tung 36 veranlassen würde, sich zusammenzuziehen, um das Ein
fahren der Dämpfungseinrichtung 34 und eine nach oben gerich
tete Bewegung des Ziehrings 26 zu bewirken. Obwohl die Dämp
fungseinrichtung 34 hier mit einer speziellen Konstruktion
beschrieben worden ist, könnte eine andere Dämpfungseinrich
tung verwendet werden, falls dies gewünscht ist.
Es wurde eine Pressenanordnung 20 mit einem Niederhalter 24
und einem Ziehring 26 beschrieben, zum Aufbringen von Druck
auf gegenüberliegende Seiten eines Werkstücks 28, während des
Betriebs der Pressenanordnung. Wird die Pressenanordnung 20
von einem offenen Zustand (Fig. 1) in einen geschlossenen Zu
stand (Fig. 4) überführt, dann wird der Niederhalter 24 nach
unten auf den Ziehring 26 bewegt. Bevor der Niederhalter 24
gegen den Ziehring 26 prallt, wird der Ziehring 26 dadurch in
Richtung nach unten (Fig. 2) beschleunigt, daß Kraft von dem
Ziehring 26 auf die Dämpfungseinrichtung 34 übertragen wird.
Die von dem Niederhalter 24 auf die Dämpfungseinrichtung 34
übertragene Kraft bewirkt die Überführung der Dämpfungsein
richtung in einen eingefahrenen Zustand, so daß sich der
Ziehring 26 nach unten bewegt, wenn der Niederhalter auf den
Ziehring prallt. Da sich der Ziehring 26 nach unten bewegt,
wenn der Niederhalter 24 (Fig. 3) auf ihn prallt, ist die
Stoßbelastung der Bauteilen der Pressenanordnung 20 mini
miert.
Wenn die Pressenanordnung 20 von einem geschlossenen Zustand
(Fig. 4) in einen offenen (Fig. 1) überführt wird, erfolgt
der Betrieb der Dämpfungseinrichtung 34 von einem eingefahre
nen Zustand aus auf entgegengesetzte Weise, um eine Verzöge
rung des Ziehrings 26 zu bewirken, bevor er seine Ausgangspo
sition erreicht. Die Geschwindigkeit des Ziehrings 26 wird
also verringert, bevor er gestoppt wird. Dies minimiert das
Zurückprallen des Ziehrings 26 sowie die Vibrationen der
Pressenanordnung 20.
Claims (23)
1. Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, bei dem wenig
stens ein Teil des Werkstücks zwischen einem ersten und
einem zweiten beweglichen Werkzeugteil angeordnet und durch
Überführen der beiden beweglichen Werkzeugteile in einen
geschlossenen Zustand zusammengedrückt wird, die beiden be
weglichen Werkzeugteile anschließend von dem geschlossenen
in einen offenen Zustand überführt werden, um die Entfernung
des umgeformten Werkstücks zu erleichtern, und bei der Über
führung der beweglichen Werkzeugteile von dem offenen in den
geschlossenen Zustand das erste bewegliche Werkzeugteil von
einer ersten Position zu dem zweiten beweglichen Werkzeug
teil bewegt wird, das an einer zweiten Position angeordnet
ist, während das wenigstens eine Teil des Werkstücks zwi
schen den beiden beweglichen Werkzeugteilen angeordnet ist,
wobei das Werkstück und das erste bewegliche Werkzeugteil
gegen das zweite bewegliche Werkzeugteil prallen, während
sich dieses aus der zweiten Position fortbewegt, und wobei
das zweite bewegliche Werkzeugteil durch eine Zylinder-
Dämpfungseinrichtung abgestützt wird, um zumindest zeitweise
eine nachgebende Kraft gegen das zweite bewegliche Werkzeug
teil aufzubringen, dadurch gekennzeichnet, daß während der
Bewegung des zweiten Werkzeugteils aus der zweiten Position
Fluid aus einer Zylinder-Steuereinrichtung zu der Zylinder-
Dämpfungseinrichtung gepumpt wird, um die Zylinder-Dämp
fungseinrichtung unter dem Einfluß des gepumpten Fluids ein
zufahren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine nachgebende Kraft gegen das zweite bewegliche Werkzeug
teil mit der Zylinder-Dämpfungseinrichtung während der ge
meinsamen Bewegung des ersten und des zweiten beweglichen
Werkzeugteils aufgebracht wird, nachdem das Werkstück und
das erste bewegliche Werkzeugteil gegen das zweite beweg
liche Werkzeugteil geprallt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu
der Zylinder-Dämpfungseinrichtung, um die Zylinder-Dämp
fungseinrichtung einzufahren, umfaßt, die Zylinder-Dämp
fungseinrichtung mit einer ersten Geschwindigkeit einzu
fahren, um Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu der
Zylinder-Dämpfungseinrichtung zu pumpen, sowie die Zylinder-
Dämpfungseinrichtung unter dem Einfluß des von der Zylinder-
Steuereinrichtung her gepumpten Fluids mit einer zweiten
Geschwindigkeit einzufahren, die niedriger als die erste
Geschwindigkeit ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das
Überführen der beiden beweglichen Werkzeugteile von dem ge
schlossenen in den offenen Zustand umfaßt, das erste beweg
liche Werkzeugteil zu der ersten Position und das zweite
bewegliche Werkzeugteil zu der zweiten Position zu bewegen,
nachdem das Werkstück und das erste bewegliche Werkzeugteil
gegen das zweite bewegliche Werkzeugteil geprallt sind, wo
bei das Bewegen des zweiten beweglichen Werkzeugteils in die
zweite Position das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Dämp
fungseinrichtung zu der Zylinder-Steuereinrichtung umfaßt,
um die Zylinder-Steuereinrichtung unter dem Einfluß des ge
pumpten Fluids auszudehnen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu
der Zylinder-Dämpfungseinrichtung umfaßt, die Zylinder-
Steuereinrichtung einzufahren, um die Größe einer Kammer in
der Zylinder-Steuereinrichtung zu vermindern, und die
Zylinder-Dämpfungseinrichtung dadurch einzufahren, daß die
Größe einer Kammer in der Zylinder-Dämpfungseinrichtung
unter dem Einfluß des von der Zylinder-Steuereinrichtung her
gepumpten Fluids erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Überführen der beiden beweglichen Werkzeugteile von dem
geschlossenen in den offenen Zustand umfaßt, das erste be
wegliche Werkzeugteil zu der ersten Position zu bewegen und
die Zylinder-Steuereinrichtung mit einer ersten Geschwindig
keit auszufahren, sowie das zweite bewegliche Element zu der
zweiten Position zu bewegen und die Zylinder-Dämpfungsein
richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit auszufahren, die
niedriger als die erste Geschwindigkeit ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung um
faßt, eine Kraft von dem ersten beweglichen Werkzeugteil zu
der Zylinder-Steuereinrichtung zu übertragen und einen
Kolben in der Zylinder-Steuereinrichtung unter dem Einfluß
der Kraft zu bewegen, die von dem ersten beweglichen Werk
zeugteil übertragen worden ist, um Fluid dazu zu bringen,
von der Zylinder-Steuereinrichtung zu der Zylinder-Dämp
fungseinrichtung zu fließen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kraft während der Überführung der Pressenanordnung (20)
von dem geschlossenen in den offenen Zustand von der Dämp
fungseinrichtung (34) zu dem ersten beweglichen Element (24)
übertragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu
der Zylinder-Dämpfungseinrichtung umfaßt, einen Kolben in
der Zylinder-Steuereinrichtung mit einer ersten Geschwindig
keit zu bewegen, um das Volumen einer Zylinderkammer zu ver
ringern und Fluid von der Zylinderkammer zu der Zylinder-
Dämpfungseinrichtung zu drücken, um eine Fluiddruckkraft
gegen einen Kolben in der Zylinder-Dämpfungseinrichtung auf
zubringen, so daß der Kolben in der Zylinder-Dämpfungsein
richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit bewegt wird, die
niedriger als die erste Geschwindigkeit ist, um das Volumen
einer Zylinderkammer in der Zylinder-Dämpfungseinrichtung zu
vergrößern.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu
der Zylinder-Dämpfungseinrichtung das Übertragen von Kraft
durch eine Öffnung in dem zweiten beweglichen Werkzeugteil
umfaßt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und das zweite bewegliche Werkzeugteil ein Nieder
halter und ein Ziehring sind, wobei durch das Aufprallen des
Werkstücks und des ersten beweglichen Werkzeugteils gegen
das zweite bewegliche Werkzeugteil Kantenbereiche des Werk
stücks zwischen dem Niederhalter und dem Ziehring einge
spannt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das Pumpen von Fluid von der Zylinder-Steuereinrichtung zu
der Zylinder-Dämpfungseinrichtung das Übertragen einer Kraft
von dem Niederhalter durch eine Öffnung in dem Ziehring
umfaßt.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, die zum Umformen eines Werk
stücks nach Art einer Presse von einem offenen in einen ge
schlossenen Zustand überführbar ist, mit:
einem ersten beweglichen Werkzeugteil (24) für den Eingriff an einer ersten Seite des Werkstücks (28);
einem zweiten beweglichen Werkzeugteil (26) für den Eingriff an einer zweiten Seite des Werkstücks (28);
wobei das erste Werkzeugteil (24) während der Bewegung von einem offenen in einen geschlossenen Zustand in einer ersten Richtung zu dem zweiten Werkzeugteil (26) hin bewegt werden kann und beide Werkzeugteile (24, 26) während der Überfüh rung von dem offenen in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegt werden können, während wenig stens ein Teil des Werkstücks (28) zwischen den Werkzeug teilen angeordnet ist;
einer Dämpfungseinrichtung (34), die in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, um eine nachgebende Kraft be reitzustellen, die sich einer Bewegung des zweiten Werkzeug teils (26) in der ersten Richtung während der Überführung von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand wider setzt; und
einer Steuereinrichtung (36) zum Einleiten der Bewegung des zweiten Werkzeugteils (26) in der ersten Richtung vor der gemeinsamen Bewegung beider Werkzeugteile (24, 26) in der ersten Richtung während der Überführung von dem offenen in den geschlossenen Zustand;
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (36) Mittel (22, 70, 80, 84) zum Pumpen eines Fluids von der Steuereinrichtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung (34) auf weist, um die Überführung der Dämpfungseinrichtung (34) in den eingefahrenen Zustand vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und des zweiten Elements (24, 26) in der ersten Rich tung während der Überführung der Pressenanordnung (20) von dem offenen in den geschlossenen Zustand einzuleiten.
einem ersten beweglichen Werkzeugteil (24) für den Eingriff an einer ersten Seite des Werkstücks (28);
einem zweiten beweglichen Werkzeugteil (26) für den Eingriff an einer zweiten Seite des Werkstücks (28);
wobei das erste Werkzeugteil (24) während der Bewegung von einem offenen in einen geschlossenen Zustand in einer ersten Richtung zu dem zweiten Werkzeugteil (26) hin bewegt werden kann und beide Werkzeugteile (24, 26) während der Überfüh rung von dem offenen in den geschlossenen Zustand zusammen in der ersten Richtung bewegt werden können, während wenig stens ein Teil des Werkstücks (28) zwischen den Werkzeug teilen angeordnet ist;
einer Dämpfungseinrichtung (34), die in einen eingefahrenen Zustand überführt werden kann, um eine nachgebende Kraft be reitzustellen, die sich einer Bewegung des zweiten Werkzeug teils (26) in der ersten Richtung während der Überführung von dem offenen Zustand in den geschlossenen Zustand wider setzt; und
einer Steuereinrichtung (36) zum Einleiten der Bewegung des zweiten Werkzeugteils (26) in der ersten Richtung vor der gemeinsamen Bewegung beider Werkzeugteile (24, 26) in der ersten Richtung während der Überführung von dem offenen in den geschlossenen Zustand;
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (36) Mittel (22, 70, 80, 84) zum Pumpen eines Fluids von der Steuereinrichtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung (34) auf weist, um die Überführung der Dämpfungseinrichtung (34) in den eingefahrenen Zustand vor der gemeinsamen Bewegung des ersten und des zweiten Elements (24, 26) in der ersten Rich tung während der Überführung der Pressenanordnung (20) von dem offenen in den geschlossenen Zustand einzuleiten.
14. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel (22, 70, 80, 84) zum Pumpen von Fluid
von der Steuereinrichtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung
(34) während der Überführung der Pressenanordnung (20) von
dem offenen in den geschlossenen Zustand Mittel umfassen, um
das Überführen der Dämpfungseinrichtung (34) aus dem einge
fahrenen Zustand während der Überführung der Pressenanord
nung (20) vom dem geschlossenen zu dem offenen Zustand da
durch zu verlangsamen, daß der Fluidfluß von der Dämpfungs
einrichtung (34) gehemmt wird.
15. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das erste und das zweite bewegliche Werkzeugteil
(24, 26) während der Überführung der Pressenanordnung (20)
von dem geschlossenen in den offenen Zustand gemeinsam in
einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Rich
tung bewegbar sind, wobei die Dämpfungseinrichtung (34)
Mittel (22, 40, 80) zum Pumpen von Fluid von der Dämpfungs
einrichtung (34) zu der Steuereinrichtung (36) während der
Überführung der Pressenanordnung (20) von dem geschlossenen
in den offenen Zustand umfaßt, und
wobei die Steuereinrichtung (36) Mittel zum Verlangsamen des
Fluidflusses von der Dämpfungseinrichtung (34) während der
gemeinsamen Bewegung des ersten und des zweiten beweglichen
Werkzeugteils (24, 26) in der zweiten Richtung sowie Mittel
umfaßt, um eine Bewegung des zweiten beweglichen Werkzeug
teils (26) in der zweiten Richtung mit einer Geschwindigkeit
zu bewirken, die geringer als die Bewegungsgeschwindigkeit
des ersten beweglichen Werkzeugteils (24) in der zweiten
Richtung während der Überführung der Pressenanordnung (20)
von dem geschlossenen in den offenen Zustand ist.
16. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel (22, 70a, 80a, 86a, 186, 188) der
Steuereinrichtung zum Pumpen von Fluid von der Steuerein
richtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung (34) während der
Überführung der Pressenanordnung (20) von dem offenen in den
geschlossenen Zustand als mehrstufige Pumpeinrichtung derart
ausgebildet ist, daß sie Fluid mit einer ersten Durchfluß
menge fördert, um eine Bewegung des zweiten beweglichen
Werkzeugteils (26) in der ersten Richtung mit einer ersten
Geschwindigkeit während einer ersten Teilbewegung des zwei
ten beweglichen Werkzeugteils (26) vor der gemeinsamen Bewe
gung des ersten und des zweiten beweglichen Werkzeugteils
(24, 26) zu bewirken, sowie Fluid mit einer zweiten Durch
flußmenge fördert, die größer als die erste Durchflußmenge
ist, um eine Bewegung des zweiten beweglichen Werkzeugteils
(26) in der ersten Richtung mit einer zweiten Geschwindig
keit zu bewirken, die höher als die erste Geschwindigkeit
während einer zweiten Teilbewegung des zweiten beweglichen
Werkzeugteils (26) vor der gemeinsamen Bewegung des ersten
und des zweiten beweglichen Werkzeugteils (24, 26) ist.
17. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das erste und das zweite bewegliche Werkzeugteil
(24, 26) während der Überführung der Pressenanordnung (20)
von dem geschlossenen in den offenen Zustand in einer zwei
ten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewegbar
sind, wobei die Dämpfungseinrichtung (34) Mittel zum Pumpen
von Fluid zu der Steuereinrichtung (36) umfaßt, um eine Be
wegung des zweiten beweglichen Werkzeugteils (26) in der
zweiten Richtung mit einer ersten Geschwindigkeit während
einer ersten Teilbewegung des zweiten beweglichen Werkzeug
teils (26) in der zweiten Richtung, und während das erste
bewegliche Werkzeugteil (24) sich in der zweiten Richtung
mit einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als die erste
Geschwindigkeit ist, zu bewirken,
sowie zum Pumpen von Fluid zu der Steuereinrichtung (36), um
eine Bewegung des zweiten beweglichen Werkzeugteils (26) in
der zweiten Richtung mit einer zweiten Geschwindigkeit, die
niedriger ist als die erste Geschwindigkeit während einer
zweiten Teilbewegung des zweiten beweglichen Werkzeugteils
(26) in der zweiten Richtung, und während sich das erste
bewegliche Werkzeugteil (24) in der zweiten Richtung mit
einer Geschwindigkeit bewegt, die höher als die zweite Ge
schwindigkeit ist, zu bewirken.
18. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Dämpfungseinrichtung (34) eine Zylinderkammer
(46, 48) umfaßt, sowie einen Kolben (44), der in der Zylin
derkammer (46, 48) angeordnet ist und die Zylinderkammer
(46, 48) in eine erste und eine zweite Kammer (48, 46) mit
veränderbarem Volumen teilt, wobei die erste Kammer (48) mit
veränderbarem Volumen ein Gas enthält, die zweite Kammer
(46) ein hydraulisches Fluid enthält und die Mittel (22, 70,
80, 84) zum Pumpen von Fluid von der Steuereinrichtung (36)
zu der Dämpfungseinrichtung (34) Mittel zur Erhöhung des
Drucks des hydraulischen Fluids in der zweiten Kammer (46)
umfaßt, um den Kolben (44) so zu bewegen, daß das Volumen in
der zweiten Kammer (46) mit veränderbarem Volumen erhöht und
das Volumen in der ersten Kammer (48) vermindert wird.
19. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel (22, 70, 80, 84) zum Pumpen von Fluid
von der Steuereinrichtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung
(34) während der Überführung der Pressenanordnung (20) von
dem offenen in den geschlossenen Zustand eine durch eine
Zylinderwandung (72) begrenzte Zylinderkammer (76, 78) um
faßt, einen Kolben (74), der in der Zylinderkammer (76, 78)
angeordnet ist, Kraftübertragungsmittel (84) zum Übertragen
von Kraft von dem ersten beweglichen Werkzeugteil (24) zu
dem Kolben (74), um ein Fluid in der Zylinderkammer (76, 78)
unter Überdruck zu setzen, sowie Fluidleitungen (80) von der
Zylinderkammer (76, 78) zu der Dämpfungseinrichtung (34),
wobei die Dämpfungseinrichtung (34) Mittel umfaßt, um die
Überführung der Dämpfungseinrichtung (34) in den eingefah
renen Zustand unter dem Einfluß des von der Zylinderkammer
(76, 78) her geleiteten Drucks zu bewirken.
20. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die Dämpfungseinrichtung (34) eine erste Kolben-
Zylinder-Anordnung (40) umfaßt, sowie Mittel zum Übertragen
von Kraft von dem zweiten beweglichen Werkzeugteil (26) zu
der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung (40), um die Überfüh
rung der Dämpfungseinrichtung (34) in den eingefahrenen
Zustand während der Überführung der Pressenanordnung (20)
von dem offenen in den geschlossenen Zustand zu bewirken,
wobei die Mittel (22, 70, 80, 84) zum Pumpen von Fluid von
der Steuereinrichtung (36) zu der Dämpfungseinrichtung (34)
während des Überführens der Pressenanordnung (20) von dem
offenen in den geschlossenen Zustand eine zweite Kolben-
Zylinder-Anordnung (70) aufweist, ein Kraftübertragungsele
ment (84) zum Übertragen von Kraft von dem ersten Werkzeug
teil (24) zu der zweiten Kolben-Zylinder-Anordnung (70),
sowie Fluidleitungen (80) von der zweiten Kolben-Zylinder-
Anordnung (70) zu der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung (40),
um den Betrieb der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung (40)
unter dem Einfluß des von der zweiten Kolben-Zylinder-An
ordnung (70) übertragenen Fluiddrucks zu bewirken.
21. Pressenanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich
net, daß die zweite Kolben-Zylinder-Anordnung (70a) einen
Zylinder (72a) umfaßt, ein erstes in dem Zylinder (72a) an
geordnetes Kolbenelement (186), sowie ein zweites in dem
Zylinder (72a) angeordnetes Kolbenelement (188), wobei das
erste Kolbenelement (186) bezüglich des zweiten Kolbenele
ments (188) und des Zylinders (72a) bewegbar ist, um den
Betrieb der ersten Kolben-Zylinder-Anordnung (40) mit einer
ersten Geschwindigkeit zu bewirken, und wobei das erste und
das zweite Kolbenelement (186, 188) gemeinsam bezüglich des
Zylinders (72a) bewegbar sind, um den Betrieb der ersten
Kolben-Zylinder-Anordnung (40) mit einer zweiten Geschwin
digkeit zu bewirken, die höher als die erste Geschwindigkeit
ist.
22. Pressenanordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß das zweite bewegliche Werkzeugteil (26)
einen Durchbruch (90) umfaßt, der sich durch das zweite be
wegliche Werkzeugteil (26) erstreckt, wobei sich die Kolben
stange (86) und/oder das Kraftübertragungselement (84) durch
den Durchbruch (90) in dem zweiten beweglichen Werkzeugteil
(26) erstreckt, um eine Kraft von dem ersten beweglichen
Werkzeugteil (24) durch das zweite bewegliche Werkzeugteil
(26) zu übertragen.
23. Pressenanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß das erste bewegliche Werkzeugteil ein Niederhalter
(24) und das zweite bewegliche Werkzeugteil ein Ziehring
(26) ist, wobei der Niederhalter und der Ziehring (24, 26)
an gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks (28) angreifen,
um das Werkstück (28) während der Überführung der Pressenan
ordnung (20) in den geschlossenen Zustand und der Umformung
des Werkstücks (28) einzuspannen.
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