DE69521874T2

DE69521874T2 - Vorrichtung mit untereinander kommunizierenden hydraulischen Zylindern zur gleichmässigen Verteilung der Werkstückhaltekraft in einer Presse

Info

Publication number: DE69521874T2
Application number: DE69521874T
Authority: DE
Inventors: Norihisa Hirao; Kazunari Kirii; Munetaka Toda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 2002-01-03
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: CA2163313C; EP0718055B1; DE69521874D1; EP0718055A1; CA2163313A1; JPH08224700A; US5735201A; JP3060908B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Ausgleichsvorrichtung ist an einer Preßmaschine vorgesehen und hat eine Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylindern, deren Ölkammern miteinander kommunizieren, und deren Kolben in ihrer neutralen Position zur gleichmäßigen Verteilung der Werkstückhaltekraft gehalten werden, und im einzelnen ermöglicht eine derartige Ausgleichsvorrichtung eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft ohne Beeinflussung durch die Temperatur eines Arbeitsfluids oder Öls in den Hydraulikzylindern und mit dem Fluid vermischte Luft.
Aus dem Dokument EP 0626223 A1 ist eine gattungsgemäße Ausgleichsvorrichtung für eine Preßmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Diese Ausgleichsvorrichtung hat eine Krafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Werkstückhaltekraft und Ausgleichshydraulikzylinder, die über eine Verbindungsleitung miteinander kommunizieren. Um die Kolben der Hydraulikzylinder während des Preßvorgangs in den neutralen Positionen zu plazieren ist eine Abflußsteuerungseinrichtung vorgesehen. Das gleiche betrifft im wesentlichen das Dokument JP-A-6190464.
Beispielsweise hat gemäß dem vorstehenden Dokument EP 0626223 A1 die Abflußsteuerungseinrichtung einen hydraulischen Steuerkreis und eine Pumpe, um den Druck Ps der Hydraulikzylinder derart einzustellen, daß die Kolben der Hydraulikzylinder in ihren neutralen Positionen während eines Preßvorgangs plaziert sind.
Die aus dem Dokument US 4056962 bekannte Vorrichtung hat eine hydraulische Krafterzeugungseinrichtung und eine Ventilanordnung. Diese Ventilanordnung muß den Fluiddruck in der hydraulischen Krafterzeugungseinrichtung steuern. Jedoch hat diese Vorrichtung nicht die Kombination einer Krafterzeugungseinrichtung und von Ausgleichshydraulikzylinder zur gleichmäßigen Verteilung der Werkstückhaltekraft, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt wird. Daher ist die US 4056965 nicht in der Lage, eine Abflußsteuerungseinrichtung, die mit derartigen Ausgleichshydraulikzylindern verbunden sind, zu lehren.
Zur gleichmäßigen Verteilung einer Werkstückhaltekraft zum Halten eines Werkstücks in einer Preßmaschine, ist eine Ausgleichsvorrichtung bekannt, die mit einer Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylindern ausgerüstet ist, deren Ölkammern miteinander kommunizieren, und deren Kolben in ihren neutralen Positionen während eines Preßvorgangs am Werkstück gehalten werden, so daß die Werkstückhaltekraft auf das Werkstück über die Ausgleichshydraulikzylinder gleichmäßig übertragen wird. Ein Beispiel einer derartigen Ausgleichsvorrichtung ist in der JP-A-5-57362 (veröffentlicht 1993) offengelegt. Diese Ausgleichsvorrichtung hat (a) eine Krafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Werkstückhaltekraft, (b) eine Polsterplatte, die mit der Krafterzeugungseinrichtung derart verbunden ist, daß die Werkstückhaltekraft aufgenommen wird, (c) eine Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylindern, die auf der Polsterplatte angeordnet sind und die jeweilige Ölkammern haben, die miteinander kommunizieren (d) ein Preßbauteil, zum Halten eines Werkstücks, und (e) eine Vielzahl von Polsterbolzen, die an ihren unteren Enden mit den Kolben der Hyldraulikzylinder verbunden sind und deren obere Enden das Preßbauteil stützen. Während eines Preßvorgangs am Werkstück werden die Kolben der Hydraulikzylinder in ihre neutralen Positionen bewegt, wobei das Arbeitsfluid durch die Werkstückhaltekraft elastisch komprimiert wird, so daß die Werkstückhaltekraft auf die Polsterbolzen über die Hydraulikzylinder zur gleichmäßigen Verteilung der Werkstückhaltekraft über das Werkstück gleichmäßig übertragen wird, auch wenn es einige Variationen in der Längendimensionen der Polsterbolzen und eine Neigung der Polsterplatte relativ zur horizontalen Ebene gibt.
Für eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft während eines Preßvorgangs sollen die Kolben aller Ausgleichshydraulikzylinder in den neutralen Positionen gehalten werden, nämlich zwischen dem oberen und dem unteren Hubende ohne an den unteren Hubenden den Boden zu berühren, ungeachtet einiger Fluktuationsfaktoren, wie einer Variation der Längendimension der Polsterbolzen vom nominalen Wert. Zu diesem Zweck wird ein anfänglicher Hydraulikdruck Psso in den Hydraulikzylindern derart berechnet, daß beispielsweise die folgende Gleichung (1) erfüllt ist.
Xav = (Fso - n As Psso)V/n² As² K (1)
wobei,
Xav: Arbeitshub zwischen dem oberen Hubende und der neutralen Position der Kolben der Hydraulikzylinder;
As: Druckaufnahmefläche der Kolben;
K: Modul der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids;
V: Volumen des Arbeitsfluids;
Fso: Optimale Werkstückhaltekraft; und
n: Anzahl der Polsterbolzen.
Ein gegenwärtiger anfänglicher Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern vor dem Preßvorgang wird auf den auf diese Weise berechneten optimalen Wert Psso eingestellt. Der Arbeitshub Xav ist eine Durchschnitt der Streckenbewegungen aller Kolben von ihren oberen Hubenden zur neutralen Position, wobei diese Strecken zum anliegenden Kontakt der Polsterbolzen mit dem Preßbauteil notwendig ist und veranlassen keinen Kolben, die unteren Hubenden zu erreichen, auch wenn es einige Längenvariationen der Polsterbolzen und eine Neigung der Polsterplatte gibt. Die durchschnittliche Strecke Xav wird bestimmt, wobei die Längenvariation der Polsterbolzen, der maximale Arbeitshub der Kolben usw. in Betracht gezogen wird. Das Volumen V des Arbeitsfluids ist das gesamte Volumen eines Hydraulikkreises einschließlich der Ölkammern alles Hydraulikzylinder und einer Verbindungsleitung, die mit den Ölkammern verbunden ist. Das Volumen einer jeden Ölkammer ist das Volumen, wenn der Kolben an seinem oberen Hubende positioniert ist, die optimale Werkstückhaltekraft Fsso und die Anzahl n der Polsterbolzen werden für jede Preßform bestimmt, in dem Testpreßvorgänge ausgeführt werden, um die erwünschte Qualität eines Produkts aus dem Werkstück unter Verwendung der Preßform erhalten wird.
Es wurde jedoch herausgefunden, daß die Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks Pss in den Ausgleichshydraulikzylindern gemäß der vorstehenden Gleichung (1) nicht notwendiger Weise eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft über die Polsterbolzen zur Verfügung stellt, da die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids, d. h., der K-Modul der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids sich mit der Temperatur und mit dem Betrag an Luft, der mit dem Öl vermischt ist, verändert. Die vorstehend beschriebene, herkömmliche Ausgleichsvorrichtung leidet unvermeidlich an diesem Problem, da das Betriebsprinzip der herkömmlichen Vorrichtung auf der Kompression des Arbeitsfluids basiert, die Vorrichtung ist nämlich unter der Annahme gestaltet worden, daß das Arbeitsfluid aus Öl und Luft besteht, die unvermeidlich mit dem Öl vermischt ist, d. h., ein gewisser Betrag an Luft ist im Arbeitsfluid vorhanden. Um mit diesem Problem fertig zu werden, sollte der anfängliche Hydraulikdruck Pss, der nach der vorstehenden Gleichung (1) eingestellt worden ist, nach Bedarf nach eingestellt werden, indem Versuchs- oder Testpreßvorgänge nach der anfänglichen Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks Pss bewirkt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ausgleichsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine gleichmäßige Verteilung einer Kraft ohne Beeinflussung durch eine sich ändernde Temperatur des Arbeitsfluids und durch mit dem Öl vermischter Luft sicherstellt.
Die vorstehend dargelegte Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstands gemäß dem Anspruch 1 sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bei der in Anspruch 1 spezifizierten Ausgleichsvorrichtung werden die Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder in die neutralen Positionen bewegt, wobei das Arbeitsfluid über die Verbindungsleitung in die Abflußsteuerungseinrichtung abfließt. Somit ist die vorliegende Ausgleichsvorrichtung in der Lage, die neutralen Positionen der Kolben der Hydraulikyzlinder ohne Verwendung der Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids zu bewerkstelligen. Daher stellt die vorliegende Vorrichtung eine gleichmäßige Verteilung der Kraft zur Verfügung, wie der Werkstückhaltekraft, ohne Beeinflussung durch die sich verändernde Temperatur des Arbeitsfluids oder des sich ändernden Betrags von Luft, die im Arbeitsfluid vorhanden ist, wenn der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern auf ein relativ hohes Niveau eingestellt wird, bei dem die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids unbeachtet der Temperatur des Arbeitsfluids und des Betrags von darin befindlicher Luft im wesentlichen Konstant ist, oder wenn das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids vor einem Preßvorgang klein genug gemacht wird, um einen relativ großen Betrag von Änderung des Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylinder bei einem relativ kleinen Betrag der Änderung des Arbeitsfluidvolumens zu ermöglichen.
Bei der Ausgleichsvorrichtung der vorliegenden Erfindung unterbindet die Abflußsteuerungseinrichtung die Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern über die Verbindungsleitung während der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylindern vor einem Preßvorgang am Werkstück. Bei dieser Einstellung wird der anfängliche Hydraulikdruck auf ein relativ hohes Niveau eingestellt bei dem die Komprimierbarkeit des Arbeitfluids ungeachtet der Temperatur des Arbeitsfluids und des Betrags von mit dem Öl vermischter Luft im wesentlichen konstant ist. Während des Preßvorgangs, bei dem der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern ansteigt, ermöglicht es die Abflußsteuerunseinrichtung dem Arbeitsfluid, über die Verbindungsleitung um einen vorbestimmten Betrag aus dem Ausgleichsyhdraulikzylindern abzufließen, so daß die Kolben alles Ausgleichshydraulikzylinder in die neutralen Positionen bewegt werden, in denen der Preßvorgang mit der Kraft ausgeführt werden kann, die ungeachtet der sich ändernden Temperatur des Arbeitsfluids und des sich ändernden Betrags des darin befindlichen Luft gleichmäßig verteilt ist. Andererseits verwendet die herkömmliche Ausgleichsvorrichtung die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids und wird unter der Annahme betrieben, daß ein gewisser Betrag von Luft mit dem Arbeitsfluid vermischt ist (mit dem Öl vermischt ist). Bei der herkömmlichen Vorrichtung werden die Kolben in die neutralen Positionen bewegt, ohne daß das Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern abgeflossen ist. Daher ist es für die herkömmliche Vorrichtung erforderlich, den anfänglichen Hydraulikdruck auf ein relativ niedriges Niveau zu setzen, bei dem der Modul der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids bei Anwesenheit von Luft im Arbeitsfluid vergleichsweise niedrig ist. Bei dieser herkömmlichen Anordnung verändert sich die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids mit dem Betrag von Luft, der mit dem Öl vermischt ist. Eine Veränderung der Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids kann eine Veränderung der neutralen Positionen der Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder verursachen, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Kraft führt. Im Gegensatz dazu werden bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung die neutralen Positionen der Ausgleichshydraulikzylinder durch die Abflußströmung von Arbeitsfluid aus diesen Hydraulikzylindern bewerkstelligt. Somit ist bei der vorliegenden Vorrichtung die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids nicht erforderlich, aber sie ist in der Lage dem anfänglichen Hydraulikdruck auf ein hohes Niveau zu setzen, bei dem die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids im wesentlichen Konstant ist, und die erzeugte Kraft gleichmäßig verteilt wird, ungeachtet der sich ändernden Temperatur des Fluids und des sich ändernden Betrags von darin vorhandener Luft.
Wenn im einzelnen der anfängliche Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern eingestellt wird, so daß er im wesentlichen gleich dem Druck entsprechend der Kraft ist, die über den Hydraulikzylinder übertragen wird (Druck während des Preßvorgangs), so ergibt sich im wesentlichen kein Anstieg des Druck in den Hydraulikzylindern vom anfänglichen Niveau zum Niveau während des Preßvorgangs, wobei die Änderung des Volumens des Arbeitsfluids ignoriert werden kann. Daher kann die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugte Kraft durch die Ausgleichshydraulikzylinder ungeachtet der Komprimierbarkeit des Arbeitfluids gleichmäßig verteilt werden, wobei das Arbeitsfluid um einen Betrag aus dem Hydraulikzylindern ausgefördert wird, der erforderlich ist, um es dem Kolben der Hydraulikzylinder zu ermöglichen, in die neutralen Positionen bewegt zu werden. Wenn z. B. der anfängliche Hydraulikdruck auf ein Niveau von ungefähr 80 · 9.8 · 10&sup4; Pa (= 80 kgf/cm²) oder höher gesetzt wird, bis die im Arbeitsfluid vorhandene Luft im wesentlichen vollständig im Öl gelöst, und das Modul der Elastizität des Volumens der Arbeitsfluids ist so hoch wie ungefähr 16000. Unter dieser Bedingung, bei der das Arbeitsfluid als nahezu inkomprimierbar betrachtet werden kann, kann der Betrag der Änderung des Volumens der Arbeitsfluids, nämlich die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids ignoriert werden, in dem der Betrag der Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Hydraulikzylindern bestimmt oder eingestellt wird auch dort wo der anfängliche Hydraulikdruck mehr oder weniger niedriger als der Druck, während des Preßvorgangs ist. Mit anderen Worten ist der Betrag der Änderung des Volumens des Arbeitsfluids beruhend auf einer Änderung des Drucks den Hydraulikzylindern extrem klein, da das Modul der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids extrem hoch ist, unter dieser Bedingung kann eine gleichmäßige Verteilung der Kraft über einen relativ großen Bereich des durchschnittlichen Betriebshubs der Kolben der Hydraulikzylinder bewerkstelligt werden. Das bedeutet, daß die Ausgleichshydraulikzylinder eine gleichmäßige Verteilung der Kraft sicherstellen, auch wenn der Betrag der Änderung des Fluidvolumens im vorstehenden Fall ignoriert wird. Jedoch wird darauf hingewiesen, daß der Betrag der Änderung des Fluidvolumens mit einem Ansteigen der Differenz zwischen dem anfänglichen Hydraulikdruck und dem während des Preßvorgangs herrschenden Druck ansteigt. In dieser Hinsicht ist es wünschenswert, die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids beim Bestimmen des Betrags der Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Hydraulikzylindern in Betracht zu ziehen. In diesem Fall kann der Betrag der Abflußströmung des Arbeitsfluids mit weiter verbesserter Genauigkeit bestimmt werden, da die Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids beim anfänglichen Hydraulikdruck von ungefähr 80 · 9.8 · 10&sup4; Pa oder höher ungeachtet des sich verändernden Betrags von im Fluid vorhandener Luft und der sich verändernden Temperatur des Fluids im wesentlichen konstant ist.
Wenn das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids vor dem Preßvorgang auf einen relativ kleinen Wert gesetzt wird, ist der Betrag der Änderung des Hydraulikdrucks in den Hydraulikzylindern pro Einheitsbetrag der Änderung des Fluidvolumens (d. h., pro Streckeneinheit der Bewegung der Kolben) relativ groß. In diesen Fall ermöglicht daher ein relativ kleiner Betrag der Änderung der Kolbenpositionen der Hydraulikzylinder eine gleichmäßige Verteilung der Kraft, während die Kolben am berühren des Bodens auch bei der Anwesenheit von einer Variation der Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids beruhend auf der variierenden Temperatur des Fluids und des variierenden Betrags von darin vermischter Luft gehindert werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, den anfänglichen Hydraulikdruck derart hoch einzustellen, wie es im vorstehenden Fall erforderlich ist. Stattdessen ist die Ausgleichsvorrichtung derart gestaltet, daß das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids in den Ausgleichshydraulikzylindern und der Verbindungsleitung klein genug ist, um es den Kolben der Hydraulikzylinder zu ermöglichen, in die neutralen Positionen für eine gleichmäßige Verteilung der Kraft bewegt zu werden, ohne daß die Kolben den Boden berühren, beruhend auf den geeigneten Betrag von Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Hydraulikzylindern über die Verbindungsleitung ungeachtet von etwas Variation der Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids beruhend auf der Variation der Temperatur des Fluids und des Betrags von darin vermischter Luft. Diese Anordnung ermöglicht sowohl etwas Variation beim anfänglichen hydraulischen Druck als auch etwas Variation in der Komprimierbarkeit des Arbeitsfluids, und erfordert daher keine komplizierte Steuerung der anfänglichen Hydraulikddrucks nach jedem Preßvorgang. Wo das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids klein gestaltet ist, ist es nicht notwendig, auch wenn der anfängliche Hydraulikdruck relativ hoch eingestellt worden ist, den anfänglichen Hydraulikdruck streng oder genau zu steuern.
Die Krafterzeugungseinrichtung kann ein Polsterpneumatikzylinder sein, der in der Lage ist, eine Werkstückhaltekraft zum Halten des Werkstücks während eines Preßvorgangs zu erzeugen. In diesem Fall arbeiten die Ausgleichshydraulikzylinder, um die Werkstückhaltekraft gleichmäßig zu verteilen. Diese Werkstückhaltekraft steigt mit einem Ansteigen des Betriebs- oder Polsterhubs des Pneumatikzylinders an. Der in den Ausgleichshydraulikzylinder herrschenden Hydraulikdruck erhöht sich mit einem Ansteigen der Werkstückhaltekraft, wobei die Kolben der Hydraulikzylinder in Richtung zu den unteren Hubenden bewegt werden. Wo das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids klein eingestellt wird, wie vorstehend dargelegt ist, ist der Betrag der Verringerung des Volumens des Arbeitsfluids, der umgekehrt proportional zum Betrag des Anwachsens der Werkstückhaltekraft ist, relativ klein. Demzufolge sind die Strecken der Bewegung der Kolben der Hydraulikzylinder zu den unteren Hubenden hin sehr klein, so daß die axiale Dimension mit der Hydraulikzylinder vergleichsweise klein gewählt werden kann, während die Kolben während des Betriebs der Hydraulikzylinder davor bewahrt werden, den Boden zu berühren.
In einer ersten bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung hat die Abflußsteuerungseinrichtung eine Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern, die in paralleler Verbindung zueinander angeordnet sind, und die mit der Verbindungsleitung verbunden sind. Jeder der Abflußsteuerungszylinder hat ein Kolben und eine elastische Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens, so daß der Kolben an seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang gehalten wird. Der Kolben erhält einen Hydraulikdruck im Ausgleichshydraulikzylinder über die Verbindungsleitung, so daß der Kolben von der ursprünglichen Position gegen eine Vorspannkraft der elastischen Einrichtung bewegt wird, während des Preßvorgangs der hydraulische Druck erhöht wird, wodurch die Abflußsteuerungszylinder die Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern in die Abflußsteuerungszylinder über die Verbindungsleitung um einen Betrag ermöglichen, der einer Strecke der Bewegung der Kolben von der ursprünglichen Position während des Preßvorgangs entspricht.
Bei der Ausgleichsvorrichtung nach der vorstehenden Form der Erfindung wird das Arbeitsfluid auf der Basis der Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird, automatisch aufgefördert von und zurückgeführt in die Ausgleichshydraulikzylinder. Demzufolge kann die Vorrichtung als ganzes, die einen Steuerungsabschnitt einschließt, vergleichsweise einfach und günstig sein. Weiterhin macht es die Verwendung der zwei oder mehreren Abflußsteuerungszylindern als die Abflußsteuerungseinrichtung möglich, den erforderlichen Betriebshub eines jeden Abflußsteuerungszylinders zu verringern und demzufolge die axiale Dimension der Abflußsteuerungseinrichtung zu verringern, wenn die Zylinder in einer Ebene angeordnet sind.
Bei der ersten bevorzugten Form der Ausgleichsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat jeder der Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern eine geeignete elastische Einrichtung, um eine Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens zu erzeugen, so daß der Kolben vor einem Preßvorgang am Werkstück in der ursprünglichen Position während der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylindern gehalten wird. Wird der Kolben in der ursprünglichen Position gehalten, ist die Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern unterbunden. Während des Preßvorgangs wird der Kolben von der ursprünglichen Position gegen die Vorspannkraft der elastischen Einrichtung bewegt oder zurückgezogen, so daß das Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern in die Abflußsteuerungszylinder über die Verbindungsleitung um einen Betrag ausgefördert wird, der der Strecke der Bewegung der Kolben der Abflußsteuerungszylinder auf ihren ursprünglichen Positionen entspricht. Demzufolge werden die Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder in die geeignete neutrale Position bewegt, die eine gleichmäßige Verteilung der Kraft sicherstellt, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt wird. Da zwei oder mehrere Abflußsteuerungszylinder vorgesehen sind, ist die Strecke der Bewegung des Kolbens eines jeden Abflußsteuerungszylinders von der ursprünglichen Position während des Preßvorgangs relativ klein. Daher können die axialen Dimensionen der Abflußsteuerungszylinder kleiner gemacht werden, als die eines eigenen Abflußsteuerungszylinders, der als Abflußsteuerungseinrichtung verwendet wird. Somit können die Abflußsteuerungszylinder in einem relativ kleinen Raum installiert werden, der eine relativ kleine Höhe hat. In diesem Sinne hat die vorliegende Form der Erfindung einen höheren Freiheitsgrad in der Unterbringung der Ausfördersteuerungseinrichtung (Ausfördersteuerungszylinder). Im einzelnen dargestellt ist es wünschenswert, daß der Kolben der Abflußsteuerungseinrichtung in der ursprünglichen Position mittels einer relativ kleinen Vorspannkraft gehalten wird. Zu diesem Zweck ist es wünschenswert, die Druckaufnahmefläche des Kolbens der Abflußsteuerungseinrichtung zu verringern, die den Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern aufnimmt. Andererseits muß der Kolben von der ursprünglichen Position um eine Strecke bewegt werden, die groß genug ist, um es dem vorbestimmten Betrag von Arbeitsfluid zu ermöglichen, aus den Ausgleichshydraulikzylindern abzuschließen. Wenn naher ein einziger Abflußsteuerungszylinder als die Abflußsteuerungseinrichtung verwendet wird, sollte der Kolben des Zylinders einen relativ großen Arbeitshub haben. Gemäß der vorliegenden ersten Form der Erfindung, bei der die Abflußsteuerungseinrichtung eine Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern umfaßt, ist der erforderliche Betriebshub des Kolbens eines jeden Zylinders beträchtlich verringert, beispielsweise die Hälfte oder ein Drittel von dem eines einzelnen Abflußzylinders, der als Abflußsteuerungseinrichtung verwendet wird, wenn zwei oder drei Abflußsteuerungszylinder in diese Form der Erfindung verwendet werden. Obwohl der Arbeitshub des Kolbens durch Erhöhen des Druckaufnahmeflächenbereichs des Kolbens, der den hydraulischen Druck aufnimmt, verringert werden kann, gibt es eine Begrenzung bei den maximalen Druckaufnahmeflächenbereich, da ein Anstieg des Druckaufnahmeflächenbereichs zu einer entsprechend erhöhten Belastung führt, die auf dem Kolben und das Zylindergehäuse wirkt und erfordert beim einzelnen Abflußsteuerungszylinder eine entsprechende erhöhte mechanische Festigkeit, was beim Zylinder eine erhöhte Größe und ein erhöhtes Gewicht erforderlich macht.
Die elastische Einrichtung, die zum Vorspannen des Kolbens eines jeden Abflußsteuerungszylinders verwendet wird, kann ausgewählt werden aus: eines elastischen Bauteil, wie einer Feder oder einem Gummibauteil; und einem elastischen Medium, wie komprimierter Luft oder Gas, und einem Gel, das einen vergleichsweise niedrigen Modul der Elastizität des Volumens hat. Die durch eine derartige elastische Einrichtung erzeugte Vorspannkraft wird derart bestimmt, daß die Vorspannkraft hinreichend ist, um während der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylindern vor dem Preßvorgang den Kolben des Abflußsteuerungszylinders an der ursprünglichen Position gegen den Hydraulikdruck hält, der auf dem Kolben wirkt, jedoch klein genug ist, um es den Kolben zu ermöglichen, von der ursprünglichen Position bewegt zu werden, wenn der Hydrualikdruck während des Preßvorgangs erhöht wird, bei dem eine Belastung auf die Hydraulikzylinder einwirkt. Es ist wünschenswert, daß die anfängliche Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird, durch eine geeignete Vorspannkrafteinstelleinrichtung einstellbar ist, die in der Lage ist, den Betrag der elastischen Deformation eines elastischen Bauteils als die elastische Einrichtung zu verändern, oder den anfänglichen Druck von komprimierter Luft oder Gas als die elastische Einrichtung zu ändern. Es ist weiterhin wünschenswert, daß der anfängliche Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern auf ein Niveau eingestellt wird, daß niedriger als der Druck ist, der zur Kraft korrespondiert, die durch die Krafterzeugungseinrichtung während des Preßvorgangs erzeugt wird, beispielsweise der Druck, der erzeugt wird, wenn der Preßschlitten an seinem unteren Hubende positioniert ist. Beispielsweise wird der anfängliche Hydraulikdruck auf ein Niveau in der Nachbarschaft von 80 · 9.8 · 10&sup4; Pa eingestellt. Der anfängliche Hydraulikdruck kann durch eine Druckreguliereinrichtung eingestellt werden, die beispielsweise eine Pumpe, ein Drucksteuerventil und ein Rückschlageventil einschließt. Wo das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids in den Ausgleichshydraulikzylindern und der Verbindungsleitung relativ klein ist, kann der anfängliche Hydraulikdruck auf ein relativ niedriges Niveau um den atmosphärischen Druck herum gesetzt werden. Wo das anfängliche Arbeitsfluidvolumen relativ klein ist, ist es nicht erforderlich, ungeachtet, ob der anfängliche Hydraulikdruck relativ hoch oder relativ niedrig eingestellt ist, den anfänglichen Hydraulikdruck genau zu steuern. Die Strecke der Bewegung des Kolbens eines jeden Abflußsteuerungszylinders von der ursprünglichen Position kann durch ein geeignetes Positionsbauteil oder einen Anschlag, wie eine Schraube festgelegt werden. Jedoch kann jeder Abschlußsteuerungszylinder derart angeordnet werden, daß der Kolben in eine Gleichgewichtsposition zwischen einer Vorspannkraft, die mit einem Anstieg des Betrags der Deformation der elastischen Einrichtung ansteigt und einer Kraft, basierend auf dem Hydraulikdruck, der zur Kraft korrespondiert, die während des Preßvorgangs durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, bewegt wird. Wenn ein Anschlag verwendet wird, um den Kolben an einer vorbestimmten Position entfernt von der ursprünglichen Position zu stoppen, ist es nicht notwendig die anfängliche Vorspannkraft der elastischen Einrichtung genau zu steuern.
Die Vielzahl der Abflußsteuerzylinder sind in paralleler Verbindung zueinander angeordnet, wobei jeder dieser Zylinder mit einer der zwei Fluidkammern mit der Verbindungsleitung verbunden ist. Jedoch müssen die anderen Enden der Abflußsteuerungszylinder im Gegensatz zur Definition von "paralleler Verbindung", wie sie bei der Elektrik verwendet wird, nicht miteinander verbunden sein. Die anderen Fluidkammern können mit einer komprimierten Gas befühlt oder versorgt sein. Zum vereinfachen der Einstellung der Gasdrücke in den Zylindern ist es wünschenswert, diese anderen Fluidkammern der Abflußsteuerungszylinder miteinander zu verbinden.
In einer zweiter Form dieser Erfindung hat die Abflußsteuerungseinrichtung wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder, der mit der Verbindungsleitung verbunden ist. Jeder Abflußsteuerungszylinder kann einen Kolben und eine elastische Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens haben, so daß der Kolben in seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang gehalten wird. Der Kolben empfängt einen Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern über die Verbindungsleitung, so daß der Kolben von der ursprünglichen Position gegen eine Vorspannkraft der elastischen Einrichtung bewegt wird, wenn während des Preßvorgangs der hydraulische Druck ansteigt. Der Kolben wird in eine Gleichgewichtsposition zwischen der Vorspannkraft, die ansteigt, wenn die elastische Einrichtung während einer Bewegung des Kolbens ausgehend von der ursprünglichen Position deformiert wird und einer Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck, der zur Kraft korrespondiert, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, bewegt. Während des Preßvorgangs ermöglicht der wenigstens eine Abflußsteuerungszylinder die Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern in den wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder über die Verbindungsleitung um einen Betrag, der zu einer Strecke der Bewegung des Kolbens ausgehend von der ursprünglichen Position korrespondiert.
Die Ausgleichsvorrichtung gemäß der vorstehenden zweiten Form der Erfindung ist ebenso einfach und billig, beruhend auf den automatischen Strömungen Arbeitsfluids aus und in die Ausgleichshydraulikzylinder basierend auf der Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird. Weiterhin ist es bei der vorliegenden Vorrichtung weniger wahrscheinlich daß sie während des Preßvorgangs an Pulsation oder abrupter Änderung des Hydraulikdruck leidet, was eine Änderung der Belastung verursachen würde, die auf die Ausgleichshydraulikzylinder einwirkt und zu einer Verschlechterung der Qualität der durch die Preßmaschine hergestellte Produkte führen würde.
Bei der Ausgleichsvorrichtung nach der zweiten Form der Erfindung hat die Abflußsteuerungseinrichtung wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder, wobei jeder einen Kolben und eine elastische Einrichtung hat. Wie bei der ersten bevorzugten Form der Erfindung erzeugt die Vorspanneinrichtung eines jeden Abflußsteuerungszylinders eine Vorspannkraft zum Vorspannen der Kolben derart, daß die Kolben an der ursprünglichen Position während der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylindern vor einem Preßvorgang am Werkstück gehalten wird. Wird der Kolben in der ursprünglichen Position gehalten, ist die Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern unterbunden. Während des Preßvorgangs wird der Kolben aus den ursprünglichen Position gegen die Vorspannkraft der elastischen Einrichtung in eine Gleichgewichtsposition zwischen der Vorspannkraft, die mit einem Anwachsen des Betrags der elastischen Deformation der elastischen Einrichtung während einer Bewegung des Kolbens aus der ursprünglichen Position anwächst und einer Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck der zur durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugten Kraft korrespondiert, bewegt oder zurückgezogen. Somit wird das Arbeitsfluid um einen Betrag, der der Strecke der Bewegung der Kolben der Abflußsteuerungszylinder aus ihren ursprünglichen Positionen korrespondiert aus den Ausgleichshydraulikzylindern in die Abflußsteuerungszylinder über die Verbindungsleitung ausgefördert. Demzufolge werden die Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder in geeignete neutrale Position bewegt, an denen die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugte Kraft gleichmäßig verteilt ist. Das Arbeitsfluid wird aus den Ausgleichszylindern in den wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder ausgefördert, wobei der Kolben eines jeden Zylinders zurückgezogen wird, bis der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern auf ein Niveau ansteigt, was zur nominalen Kraft korrespondiert, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt werden sollte, beispielsweise auf ein Niveau, das zur gewünschten Werkstückshaltekraft korrespondiert. Im Vergleich mit einer Ausgleichsvorrichtung, bei der der Kolben des Abflußsteuerungszylinders an einer vorbestimmten Position durch einen Anschlag gestoppt wird, ist es bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung weniger wahrscheinlich, daß sie an Pulsation oder abrupter Änderung des Hydraulikdrucks und einer resultierenden Variation der Belastung, die auf die Ausgleichshydraulikzylinder einwirkt, leidet, und sie ist daher darin wirkungsvoll, eine Verschlechterung der Qualität des Produkts, das durch den Freßvorgang produziert wird zu vermeiden, wobei diese Verschlechterung aus einer Variation der Belastung entstehen würde.
Wie in der Ausgleichsvorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Form der Erfindung kann die elastische Einrichtung, die in der vorliegenden zweiten bevorzugten Form der Erfindung verwendet wird, eine Feder, ein Gummibauteil oder ein anderes elastisches Bauteil, komprimierte Luft oder Gas oder ein Gel, das einen vergleichsweise niedrigen Modul der Elastizität des Volumens hat, sein. Die Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird, ist bestimmt, so daß der Kolben des korrespondierenden Abflußsteuerungszylinders an der ursprünglichen Position gegen den Hydrualikdruck während der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdruck vor einem Preßvorgang gehalten wird, wobei es dem Kolben ermöglicht wird, aus den originalen Position zurückgezogen zu werden, wenn der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern während des Preßvorgangs angehoben wird, bei dem die Belastung, die auf die Hydraulikzylinder einwirkt, ansteigt. Der Kolben wird in die Gleichgewichtsposition zwischen der Vorspannkraft, die ansteigt, wenn die elastische Einrichtung elastisch deformiert wird und der Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck, der zu der Kraft korrespondiert, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt wird, bewegt. Die neutralen Positionen der Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder korrespondieren zu der vorstehend dargelegten Gleichgewichtsposition. Die Vorspannkraft der elastischen Einrichtung kann gemäß geeigneter Gleichungen bestimmt werden, die geeignete Parameter einschließen, wie: Druckaufnahmefläche der Ausgleichshydraulikzylinder; Anzahl der Hydraulikzylinder, die für einen Preßvorgang verwendet werden; Volumen des Arbeitsfluids im Hydrauliksystem einschließlich der Ölkammern der Hydraulikzylinder und der Verbindungsleitung; Anfänglicher Hydraulikdruck in dem Hydraulikzylinder; optimaler oder gewünschter durchschnittlicher Betriebshub der Kolben der Hydraulikzylinder; Druckaufnahmefläche der Kolben eines jeden Abflußsteuerungskolbens, der den Hydraulikdruck aufnimmt; Modul der Elastizität der elastischen Einrichtung; Anfängliche TJorspannkraft der elastischen Einrichtung; und optimale oder nominale Kraft, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt werden soll. Die anfängliche Vorspannkraft der elastischen Einrichtung und der anfängliche Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern werden wünschenswerter Weise durch eine derartige Vorspannkrafteinstellungseinrichtung und eine Druckreguliereinrichtung eingestellt, wie sie vorstehend unter Bezug auf die erste bevorzugte Form der Erfindung beschrieben wurden. Wo das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids relativ klein ist, muß der anfängliche Hydraulikdruck nicht genau gesteuert werden, ungeachtet, ob der anfängliche Hydraulikdruck hoch oder niedrig ist.
In einer vorteilhaften Anordnung der zweiten bevorzugten Form der Erfindung besteht der wenigstens eine Abflußsteuerungszylinder, der als die Abflußsteuerungseinrichtung vorgesehen ist, aus einer Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern, die in paralleler Verbindung zueinander angeordnet sind. Diese Zylinder haben jeweilige unterschiedliche Beziehungen zwischen der Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird und der Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck. Bei der vorliegenden Anordnung hat die Ausgleichsvorrichtung weiterhin eine Auswahleinrichtung, die die Vielzahl von Abflußsteuerungszylinder selektiv in die Lage versetzt, wirksam zu sein, wobei die einzelnen Zylinder über die Auswahleinrichtung parallel zur Verbindungsleitung verbunden sind.
Die vorstehende vorteilhafte Anordnung kann betriebsbereit auf eine spezifische von unterschiedlichen Preßbedingungen angepaßt werden, in dem die Auswahleinrichtung auf geeignete Weise gesteuert wird, um die korrespondierende Kombination der Abflußsteuerungszylinder im Betriebszustand in Bestand zu setzen. Detailliert beschrieben sind die einzelnen Abflußsteuerungszylinder, die die unterschiedlichen Beziehungen zwischen der Vorspannkraft und der Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck haben, über die Auswahleinrichtung mit der Verbindungsleitung parallel verbunden. Bei der vorliegenden Anordnung kann der Betrag der Änderung des Hydraulikdrucks in den Ausgleichshydraulikzylindern bezüglich des Einheizbetrags der Abflußströmung des Arbeitsfluids auf den Hydraulikzylindern über die Verbindungsleitung in die Abflußsteuerungszylinder verändert werden, in dem durch Betrieben der Auswahleinrichtung die Abflußsteuerungszylinder selektiv in den Stand gesetzt werden. Beispielsweise werden geeignete Abflußsteuerungszylinder ausgewählt, um die Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder in die neutrale Position zu bewegen, während der Betrag der Abflußströmung von Fluid ungeachtet einer Änderung des Hydraulikdrucks während des Preßvorgangs konstant gehalten wird, dessen Druck zur nominalen Kraft korrespondiert, die durch die Krafterzeugungseinrichtung erzeugt werden soll. Alternativ werden die geeigneten Ablfußsteuerungszylinder derart ausgewählt, daß der Hydraulikdruck korrespondierend zur nominalen Kraft bewerkstelligt wird, ungeachtet einer Änderung der Anzahl der Ausgleichshydraulikzylinder, die für einen vorgegebenen Preßvorgang verwendet werden, wobei die Änderung eine Änderung des Betrags von Abflußströmung von Fluid verursacht, die erforderlich ist, um die Kolben der Hydraulikzylinder in die neutralen Positionen zu bewegen. Somit macht es die bloße Manipulation oder Steuerung der Auswahleinrichtung möglich, mit den unterschiedlichen Preßbedingungen der Maschine fertig zu werden.
Wo die elastische Einrichtung ein komprimierte Gas ist, kann die Beziehung zwischen der Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird, und die Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck unter den einzelnen Abflußsteuerungszylindern unterschiedlich gemacht werden, in dem das Verhältnis der Druckaufnahmenflächenbereiche des Kolbens, die dem Hydraulikdruck und den Druck des komprimierten Gases oder den anfänglichen Druck oder das Volumen des komprimierten Gases, mit dem die Gaskammer des Zylinders befühlt ist, verändert wird. Wo die elastische Einrichtung ein elastisches Bauteil, wie eine Feder ist, kann die Beziehung unterschiedlich gemacht werden, in dem der Druckaufnahmeflächenbereich, der den Hydraulikdruck aufnimmt, oder der Modul der Elastizität oder der anfängliche Betrag der Deformation des elastischen Bauteils verändert wird. Die Auswahleinrichtung ist in der Lage jeden der Abflußsteuerungszylinder mit der Verbindungsleitung zu verbinden oder von der Verbindungsleitung zu trennen. Die Auswahleinrichtung kann bevorzugt solenoidbetriebene Absperrventile umfassen, die mit den Ölkammern der jeweiligen Abflußsteuerungsventilen verbunden sind.
In einer dritten bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung hat die Abflußsteuerungseinrichtung eine Abflußsteuerungszylindereinrichtung und eine Vorspanneinrichtung, die mit der Abflußsteuerungszylindereinrichtung verbunden ist. Die Abflußsteuerungszylindereinrichtung hat ein Zylindergehäuse und einen gestuften Kolben, der innerhalb des Zylindergehäuses gleitet beweglich aufgenommen ist und der einen Abschnitt mit großem Durchmesser und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser hat. Der Abschnitt mit großem Durchmesser kooperiert mit dem Zylindergehäuse, um eine erste Kammer zu definieren, die mit der Verbindungsleitung verbunden ist, während das Zylindergehäuse mit wenigstens dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser kooperiert, um eine zweite Kammer zu definieren, die mit einem Steuerungsfluid gefühlt ist, die den gestuften Kolben zur ersten Kammer hin derart vorspannt, so daß der gestufte Kolben vor dem Preßvorgang an seiner ursprünglichen Position gehalten wird, das Zylindergehäuse hat ein Loch, das an seinem einen Ende mit der zweiten Kammer verbunden ist, wenn der gestufte Körper in der ursprünglichen Position positioniert ist. Das Loch wird am einen Ende durch den Abschnitt mit kleinem Durchmesser verschlossen, wenn der gestufte Kolben um eine vorbestimmte Strecke von der ursprünglichen Position zur zweiten Kammer bewegt wird. Die Vorspanneinrichtung ist mit dem anderen Ende des Lochs verbunden, um das Steuerungsfluid in die zweite Kammer über das Loch einzuführen, so daß der gestufte Kolben vor dem Preßvorgang in seiner ursprünglichen Position gehalten wird. Die Vorspanneinrichtung ermöglicht es dem gestuften Kolben gegen eine Vorspannkraft des Steuerungsfluids aus der ursprünglichen Position bewegt zu werden, wenn eine Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern während des Preßvorgangs ansteigt. Die Vorspanneinrichtung absorbiert einen Teil des Steuerungslfuids, das von der zweiten Kammer über das Loch während einer Bewegung des gestuften Kolbens aus der ursprünglichen Position ausgefördert wird.
Die vorstehende dritte bevorzugte Form der Erfindung liefert im wesentlichen die gleichen Vorteile wie die Vorrichtung nach der zweiten bevorzugten Form der Erfindung, wie sie vorstehend diskutiert wurde.
Bei der Ausgleichsvorrichtung nach der dritten bevorzugten Form der Erfindung wird der gestufte Kolben der Abflußsteuerungszylindereinrichtung in der ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang unter der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung gehalten, wobei die Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern unterbunden ist. Während des Preßvorgangs, bei dem der Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern angehoben wird, wird der gestufte Kolben von der ursprünglichen Position gegen die Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung bewegt, wobei das Arbeitsfluid aus dem Hydraulikyzlindern über die Verbindungsleitung in die erste Kammer abfließt. Wird der gestufte Kolben um eine vorbestimmte Strecke bewegt, tritt der Abschnitt mit kleinem Durchmesser des gestuften Kolbens in das Loch ein und verschließt das Loch an seinem einen Ende benachbart zur zweiten Kammer, wobei eine weitere Bewegung des gestuften Kolbens hin zur zweiten Kammer durch den vergrößerten Druck im Steuerungsfluid in der zweiten Kammer unterbunden wird, wodurch ein weiterer Betrag von Abflußströmung des Fluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern in die erste Kammer unterbunden ist. Somit werden die Kolben der Ausgleichshydraulikzylinder durch den vorbestimmten Betrag von Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Hydraulikzylindern in die neutralen Positionen für eine gleichmäßige Verteilung der Kraft bewegt. Nach dem der gestufte Kolben um die vorbestimmte Strecke bewegt worden ist, wird eine weitere Bewegung des gestuften Kolbens durch den vergrößerten Druck des Steuerungsfluids in der zweiten Kammer verhindert. Diese Anordnung ist wirkungsvoll, um eine Pulsation oder eine abrupte Änderung des Hydraulikdrucks zu minimieren und demzufolge Variationen in der Belastung, die auf die Hydraulikzylinder einwirken, und daher ist sie wirkungsvoll um eine Verschlechterung der Qualität der durch die Preßmaschine erzeugten Produkte zu verhindern, was in einer Ausgleichsvorrichtung vorkommen würde, wobei der Kolben der Abflußsteuerzylindereinrichtung an einer vorbestimmten Position durch einen mechanischen Anschlag gestoppt wird.
Die Vorspanneinrichtung kann eine Vorspannzylindereinrichtung mit zwei Kammern sein, von denen eine mit einem Steuerungsfluid gefühlt ist und mit der zweiten Kammer der Abflußsteuerungszylindereinrichtung über ein Loch verbunden ist. Die andere Kammer der Vorspannzylindereinrichtung hat eine geeignete elastische Einrichtung wie eine elastisches Bauteil, wie eine Feder oder ein Gummibauteil, komprimierte Luft oder Gas oder ein Gel mit einem vergleichsweise niedrigen Modul der Elastizität des Volumens. Wird der Kolben der Vorspannzylindereinrichtung hin und her bewegt, wird Steuerungsfluid in die zweite Kammer der Abflußsteuerungszylindereinrichtung eingeführt oder von ihr ausgefördert. Das Steuerungfluid kann das gleiche sein, wie das Arbeitsfluid, das für die Ausgleichshydraulikyzlinder verwendet wird, jedoch kann es sich um eine andere Flüssigkeit oder ein Gas handeln. Bevorzugt wird die anfängliche Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und der anfängliche Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylindern durch eine geeignete Vorspannkrafteinstelleinrichtung oder eine Druckreguliereinrichtung eingestellt, wie sie vorstehend in Bezug auf die erste und zweite bevorzugte Form der Erfindung dargestellt wurde. Die anfängliche Vorspannkraft muß nicht genau eingestellt werden, vorausgesetzt, daß diese anfängliche Vorspannkraft es dem gestuften Kolben ermöglicht, während des Preßvorgangs in eine Position bewegt zu werden, in der das Loch der Abflußsteuerungszylindereinrichtung durch den Abschnitt mit kleinem Durchmesser des gestuften Kolbens geschlossen wird. Wo das anfängliche Volumen des Arbeitsfluids relativ klein ist, muß der anfängliche Hydraulikdruck ungeachtet dessen, ob der anfängliche Hydraulikdruck relativ hoch oder niedrig ist, nicht genau gesteuert werden.
In einer weiteren bevorzugten Form dieser Erfindung hat die Abflußsteuerungseinrichtung eine Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern, die jeweilige Anschlagbauteile zum Stoppen ihrer Kolben an vorbestimmten Positionen korrespondierend zu den neutralen Positionen der Ausgleichshydraulikzylinder haben. Diese Abflußsteuerungszylinder können mit der Verbindungsleitung über eine geeignete Auswahleinrichtung wie vorstehend dargestellt, verbunden sein. In diesem Fall kann der Betrag von Abflußströmung des Arbeitsfluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern durch Ändern der Anzahl der Abflußsteuerungszylinder verändert werden, die durch die Auswahleinrichtung in den Stand gesetzt werden. Somit ist die vorliegende Anordnung in der Lage mit unterschiedlichen Preßvorgängen fertig zu werden, die durchgeführt werden sollen, in dem unterschiedliche Anzahlen von Ausgleichshydraulikyzlindern verwendet werden.
Die Abflußsteuerungseinrichtung kann eine geeignete Einrichtung haben, die ein Überdruckventil oder ein Absperrventil, über daß das Arbeitsfluid aus den Ausgleichshyraulikzylindern um einen vorbestimmten Betrag ausgefördert wird, und ein Strömungsmeßgerät haben, um einen Strömungsbetrag des Fluids zu messen, der über das Überdruckventil oder das Absperrventil ausgefördert wird. Alternativ kann die Absflußsteuerungseinrichtung eine Einrichtung haben, die Zufuhrschrauben zum Bewegen des Kolbens oder der Kolben, des Abflußsteuerungsventils oder der Ventile, wie vorstehend beschrieben wurde, um eine vorbestimmte Strecke entsprechend dem gewünschten Betrag von Abflußströmung aus dem Fluid von den Ausgleichshydraulikyzlindern zu messen. Alternativ kann die Abflußsteuerungseinrichtung eine Einrichtung haben, die Zufuhrschrauben zum Bewegen des Kolbens oder der Kolben des Abflußsteuerungsventils oder der Ventile, wie vorstehend beschrieben wurde, um eine vorbestimmte Strecke entsprechend dem gewünschten Betrag von Ausförderströmung des Fluids aus den Ausgleichshydraulikzylindern zu haben.
Das Arbeitsfluid kann aus den Ausgleichshydraulikzylindern jeder Zeit ausgefördert werden, nachdem die Kolben aller Hydraulikzylinder einmal an die oberen Hubenden durch Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks z. B., und während oder vor einer Preßaktion am Werkstück bewegt werden.
Im folgenden werden Ausführungen der vorliegenden Erfindung durch die beiliegenden Figuren näher dargestellt.
Fig. 1 ist eine Aufrißansicht im Querschnitt, die eine Basisanordnung der Preßmaschine zeigt, die mit einer Ausgleichsvorrichtung nach dieser Erfindung ausgestattet sein kann, die geeignet ist, eine gleichmäßige Verteilung einer Werkstückhaltekraft zu bewirken;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die Hyraulik- und Pneumatikschaltkreise zeigen, die ein Ausführungsbeispiel der Ausgleichsvorrichtung zur Verfügung stellen, wie sie bei der Preßmaschine nach Fig. 1 angewendet wird;
Fig. 3(a) und 3(b) sind Ansichten, die eine Abflußsteuerungseinrichtung zeigen, welche in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung anstelle der im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwendeten Abflußsteuerungseinrichtung verwendet werden;
Fig. 4 ist eine Ansicht die zu der von Fig. 2 korrespondiert, welche ein weiters Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die zu der nach Fig. 2 korrespondiert, welche ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen hydraulischen Schaltkreis zeigt, der in einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Dreikolbenzylinder im Detail zeigt.
Zuerst wird Bezug genommen auf Fig. 1, dort ist ein Beispiel einer Preßmaschine 10 dargestellt, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Bei der Preßmaschine 10 ist ein Stempel 12 fest auf einer Grundplatte 14 montiert, die an einer vorbestimmten Position auf einem Maschinenbett 16 befestigt ist, während eine obere Form 18 an einer Gleitplatte 20 befestigt ist, die durch eine geeignete Hin- und Herbewegungseinrichtung hin- und her beweglich ist wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Grundplatte 14 hat eine Vielzahl von Durchgangslöchern 26, wobei der Stempel 12 einen Basisabschnitt hat, der zu den Durchgangslöchern 26 ausgerichtete Öffnungen hat. Wie nachstehend detailliert beschreiben sind Polsterbolzen 24 angeordnet, so daß diese durch die Durchgangslöcher 26 und die Öffnungen sich erstrecken.
Unter der Grundplatte 14 ist eine Polsterplatte 26 zum Stützen der Polsterbolzen 24 vorgesehen, so daß die Polsterbolzen 24 an ihren oberen Enden ein Preßbauteil in Form eines Preßrings 30 stützen, der benachbart zum Stempel 12 angeordnet ist. Die Anzahl und der Ort der Polsterbolzen 24 ist abhängig von der Größe, der Form und anderen Faktoren des Preßrings 30 auf geeignete Weise bestimmt. Der Stempel 12 (untere Form), die obere Form 18 und der Preßring 30 bilden ein Formset, das in der Maschine 10 herausnehmbar installiert ist, um einen Preßvorgang an einem Werkstück 29 auszuführen. Der Preßring 30 wirkt mit der oberen Form 18 zusammen, um das Werkstück 29 an einem wesentlichen Abschnitt des Werkstücks 29 mit der Ausnahme seines mittigen Abschnitts dazwischen zu halten, während das Werkstück 29 durch den Stempel 12 und die Form 18 gezogen werden.
Auf der Polsterplatte 28 ist eine Vielzahl von Ausgleichszylindraulikzylindern 32 korrespondierend zu den Durchgangslöchern 26 angeordnet. Die Hydraulikzylinder 32 haben jeweilige Kolben 33 und jeweilige Kolbenstangen, die mit den Kolben verbunden sind. Die Polsterbolzen 24 sind an ihren unteren Enden durch die Kolbenstangen der jeweiligen Hydraulikzylinder 32 derart gestützt, daß die unteren Endseiten der Polsterbolzen 24 in anstoßendem Kontakt mit den oberen Endseiten der Kolbenstangen gehalten werden, die Polsterplatte 28 ist vertikal gleitend beweglich, während sie durch eine geeignete Führung geführt wird, und wird in Richtung nach oben durch einen Polsterpneumatikzylinder 34 vorgespannt, der als eine Krafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Werkstückhaltekraft während eines Preß- oder Ziehvorgangs dient, bei dem der Preßring 30 durch eine Abwärtsbewegung der Gleitplatte 20 abgesenkt wird.
Detaillierter beschrieben wird die Gleitplatte 20 bei jedem Ziehzyklus hin und her bewegt, wobei die obere Form 18 in anstoßendem Kontakt mit dem Werkstück 29 gebracht wird und wird danach zusammen mit dem Preßring 30 während des Abwärtshubs der Gleitplatte 20 nach unten bewegt. Infolgedessen erzeugt der Polsterpneumatikzylinder 34 die Werkstückhaltekraft, die durch einen Druckaufnahmebereich einer Luftkammer 36 und einem in der Luftkammer 36 herrschenden Luftdruck bestimmt ist. Die Werkstückhaltekraft wird über die Polsterplatte 28, die Ausgleichshydraulikzylinder 32 und die Polsterbolzen 24 auf den Preßring 30 übertragen. Das Volumen des pneumatischen Systems, das die Luftkammer 36 einschließt, ist konstant, während der Druck in der Luftkammer 36 in Abhängigkeit von der gewünschten Werkstückhaltekraft einstellbar ist.
Als nächstes wird auf Fig. 2 Bezug genommen, wobei die Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylinder 32 einen Teil einer Ausgleichsvorrichtung bilden, die im allgemeinen mit 40 bezeichnet ist, die konstruiert ist, um eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft über den gesamten Bereich des Preßrings 30 durch die Polsterbolzen 24 sicher zu stellen. Die Hyraulikzylinder 32 haben jeweilige Ölkammern, die miteinander über eine Verbindungsleitung 42 verbunden sind, bei in den Ölkammern auf geeignete Weise eingestelltem Druck werden die Kolben 33 aller Hydraulikzylinder 32, die für einen bestimmten Ziehvorgang verwendet werden, d. h., die Kolben 33 aller Hydraulikyzlinder 32, die alle installierten Polsterbolzen 24 stützen, in ihren neutralen Positionen zwischen dem oberen und unteren Hubende derart gehalten, so daß die Werkstückhaltekraft gleichmäßig auf den Preßring 30 und das Werkstück 29 über die Hydraulikzylinder 32 und alle Polsterbolzen 24 verteilt wird.
Die Verbindungsleitung 42 ist mit einer hydraulischen Druckquelle 24, wie einer Pumpe, über ein Rückschlagventil 46 verbunden, so daß ein unter Druck gesetztes Arbeitsfluid den Ölkammern der Hydraulikzylinder 32 zugeführt wird. Die Verbindungsleitung 42 ist ebenso mit einem hydraulischen Drucksensor 48 und einem solenoidbetriebenem Absperrventil 50 verbunden, so daß der anfängliche Hydraulikdruck in der Verbindungsleitung 42 und den Hydraulikzylindern 32 vor einem Preßvorgang am Werkstück 29 mit dem solenoidbetriebenen Absperrventil 50 auf geeignete Weise eingestellt wird, in dem es auf geeignete Weise geöffnet und geschlossen wird, so daß der Betrag an unter Druck gesetztem Fluid, der in einen Behälter abgelassen werden soll, gesteuert wird, während der Hydraulikdruck durch den Drucksensor 48 angezeigt wird. Die hydraulische Druckquelle 44 und das solenoidbetriebene Absperrventil 50 bilden einen Hauptteil der Hydraulikdruckreguliereinrichtung 52 wobei sie durch eine Steuerung 54 gesteuert werden, die im wesentlichen durch einen Mikrocomputer gebildet wird. Die Steuerung 54 empfängt ein Ausgangssignal des hydraulischen Drucksensors 48.
Mit der Verbindungsleitung 42 ist ebenso eine Abflußsteuerungseinrichtung in Form eines hydropneumatischen Zylinders 56 verbunden, der Zylinder 56 hat einen Kolben 64, der eine relativ kleine erste Druckaufnahmefläche 58 und eine relativ große zweite Druckaufnahmefläche 62 hat, die in gegenüberliegende Richtungen zeigen. Die erste Druckaufnahmefläche 58 definiert teilweise eine Ölkammer 59 und nimmt den in der Verbindungsleitung 42 herrschenden Hydraulikdruck auf. Die zweite Druckaufnahmefläche 62 definiert teilweise eine Luftkammer 60. Wenn der anfängliche Hydraulikdruck in den Hydraulikzylindern 32 vor einem Preßvorgang am Werkstück 29 eingestellt wird, wird ein pneumatischer Druck an die Luftkammer 60 angelegt, um dem Kolben 64 in seiner ursprünglichen Position nämlich in der am weitesten rechts liegenden oder vordersten Position, wie in Fig. 2 dargestellt ist, zu halten. Wenn der Preßvorgang ausgeführt wird, wirkt die durch den Polsterpneumatikzylinder 34 erzeugte Werkstückhaltekraft auf die Ausgleichshydraulikzylinder 32, wobei der Hyraulikdruck in den Hyraulikzylindern 32 angehoben wird. Infolgedessen wird der Kolben 46 durch den in der Ölkammer 59 herrschenden Hyraulikdruck aus der vordersten Position gegen den in der Luftkammer 60 herrschenden pneumatischen Druck in eine Gleichgewichtsposition zwischen einer Kraft basierend auf den hydraulischen Druck, der auf die erste Druckaufnahmefläche 58 einwirkt und einer Kraft basierend auf dem pneumatischen Druck, der auf die zweite Druckaufnahmefläche 62 einwirkt, und der erhöht worden ist, beruhend auf einer Verminderung des Volumens der Luftkammer 60 infolge einer nach links gerichteten Rückwärtsbewegung des Kolbens 64, zurückgezogen. Demzufolge wird das Arbeitsfluid der Ölkammer 59 des hydropneumatischen Zylinders 56 um einen Betrag entsprechend der Strecke der Rückwärtsbewegung des Kolbens 64 zugeführt. Der anfängliche Pneumatikdruck in der Luftkammer 60 wird eingestellt, um es den Kolben 64 zu ermöglichen, um eine geeignete Strecke korrespondierend zum gewünschten Betrag von Fluid, der in die Ölkammer 59 zugeführt werden soll zurück bewegt zu werden, so daß die Kolben 33 aller im Preßvorgang involvierter Hydraulikzylinder 32 in den neutralen Positionen positioniert sind.
Die Luftkammer 60 der hydropneumatischen Zylinder 56 als die Abflußsteuerungseinrichtung ist mit einem Lufttank 68 über eine Leitung 66 verbunden. Der Lufttank 68 ist über die Leitung 66 mit einer pneumatischen Druckquelle 70, wie einer Pumpe über ein Rückschlagventil 72 verbunden, so daß komprimierte Luft dem Lufttank 68 zugeführt wird. Die Leitung 66 ist ebenso mit einer pneumatischen Druckquelle 74 und einem solenoidbetriebenen Absperrventil 76 verbunden, so daß der anfängliche pneumatische Druck im Lufttank 68 und der Luftkammer 60 vor einem Preßvorgang am Werkstück 29 auf geeignete Weise mit dem solenoidbetriebenen Absperrventil 76 eingestellt wird, welches auf geeignete Weise geöffnet und geschlossen wird, so daß der Betrag von komprimierter Luft die abgelassen werden soll, kontrolliert wird, während der pneumatische Druck durch den Drucksensor 74 angezeigt wird. Die pneumatische Druckquelle 70 und das solenoidbetriebene Absperrventil 76 bilden einen Großteil der Vorspannkrafteinstelleinrichtung 78 zum Einstellen des pneumatischen Drucks in der Luftkammer 60, d. h., eine Vorspannkraft basierend auf dem in der Luftkammer 60 herrschenden Druckkammer wobei die Vorspannkraft auf den Kolben 64 einwirkt. Der in der Luftkammer 60 herrschende Druck kann als eine elastische Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens 64 in die ursprüngliche Position betrachtet werden. Die Druckquelle 70 und das Absperrventil 76 werden durch die Steuerung 54 gesteuert, der ein Ausgangssignal des pneumatischen Drucksensors 74 empfängt.
Es wird der pneumatische Druck in der Luftkammer 60 des hydropneumtischen Zylinders 56 beschrieben, dessen Druck es den Kolben 33 der Ausgleichshyraulikzylinder 32 erlaubt, in ihre neutrale Positionen zwischen dem oberen und dem unteren Hubende plaziert zu werden. Bei der Ausgleichsvorrichtung 40 sind die folgenden Gleichungen (2) bis (5) erfühlt:
Pvs (Vv = Pvx (Vv - Ava (Sr) ... (2)
Pvx (Va = Psx (Avs .... (3)
Aa (Pax - Wp = n (As (Psx ... (4)
Pas (Va = Pax (Va - Aa (St) ... (5)
wobei,
Aa: Druckaufnahmefläche des Pneumatikzylinders 34;
Pas: anfänglicher Pneumatikdruck in der Luftkammer 36 des Pneumatikzylinders 34;
Pax: pneumatischer Druck in der Luftkammer 36 am unteren Hubende der Polsterplatte 28;
St: Betriebshub der Polsterplatte 28 zum unteren Hubende;
Va: anfängliches Volumen des Pneumatiksystems einschließlich der Luftkammer 36;
Wp: Gewicht der Polsterplatte 28;
N: Anzahl der verwendeten Polsterbolzen 24;
As: Druckaufnahmefläche eines jeden Hydraulikzylinders 32;
Pss: anfänglicher Hydraulikdruck in den Hydraulikzylindern 32;
Psx: Hydraulikdruck in den Hydraulikzylindern 32 am unteren Hubende der Polsterplatte 28;
Xav: Optimaler Durchschnittlicher Betriebshub der Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 zu den neutralen Positionen;
Avs: Fläche der ersten Druckaufnahmefläche 58 des hydropneumatischen Zylinders 56;
Ava: Fläche der zweiten Druckaufnahmefläche 62 des Zylinders 65;
Pvs: anfänglicher Pneumatikdruck in der Luftkammer 60;
Pvx: Pneumatikdruck in der Luftkammer 60 am unteren Hubende der Polsterplatte 28;
Vv: anfängliches Volumen des Pneumatiksystems einschließlich der Luftkammer 60;
Sr: Zurückbewegungshub des Kolbens 64 korrespondierend zum unteren Hubende der Gleitplatte 20 (Polsterplatte 28).
Die vorstehende Gleichung (2) betrifft eine Änderung des Pneumatikdrucks in der Luftkammer 60 des hydropneumtischen Zylinders 56. Die vorstehende Gleichung (3) betrifft die Gleichgewichtsposition des Kolbens 64 des hydropneumatischen Zylinders 56 am unteren Hubende der Gleitplatte 20 (Polsterplatte 28). Die vorstehende Gleichung (4) betrifft die Ausgleichsposition zwischen dem Polsterpneumatikzylinder 34 und den Ausgleichshydraulikzylindern 32. Die vorstehende Gleichung (5) betrifft eine Änderung des Pneumatikdrucks in der Luftkammer 36 des Pneumatikzylinders 34.
Die folgende Gleichungen (6) wird aus den vorstehenden Gleichungen (2) bis (5) erhalten, und die folgende Gleichung (7) wird erhalten da der Betrag von Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Hydraulikzylindern 32 über die Verbindungsleitung 42 gleich dem Betrag von Fluid in der Ölkammer 59 des hydropneumatischen Zylinders 56 ist, wenn angenommen wird, daß das Arbeitsfluid in den Hydraulikzylindern 32 inkompressibel ist, wenn der anfängliche Hydraulikdruck Pss ungefähr so hoch ist wie 80 · 9.8 · 104 Pa. Die folgende Gleichung (8) wird von diesen Gleichungen (6) und (7) erhalten.
Bei der vorstehenden Gleichung (8) sind die Druckaufnahmeflächen Ava, Avs, Aa und As, die Volumen Vv und Va, das Gewicht Vp und der optimale mittlere Betriebshub Xav durch die Spezifikationen der Preßmaschine 10 bestimmt, wobei die Anzahl n der Polsterbolzen 24, des Betriebshubs St der Polsterplatte 28 und der anfängliche Pneumatikdruck Pas durch die vorbestimmten Preßbedingungen, wie die gewünschte oder optimale Werkstückhaltekraft bestimmt sind. D. h., diese Parameter Ava, Avs, Aa, As, Vv, Va, Wp, Xav, n, St und Pas sind bekannt. Daher kann der anfängliche Pneumatikdruck Pvs in der Luftkammer 60 des hydropneumatischen Zylinders 56 gemäß der vorstehenden Gleichung (8) berechnet werden. Der anfängliche Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern 32 wird bestimmt, so daß die Ungleichung Pvs (Ava > Pss (Avs erfühlt ist, so daß der Kolben 64 des hydropneumatischen Zylinders 56 an der ursprünglichen Position (an der vordersten oder am weitesten rechts liegenden Position nach Fig. 2) vor einem Preßvorgang des Maschine 10 gehalten wird.
Somit ist die Ausgleichsvorrichtung 40 geeignet, so daß das Arbeitsfluid in den hydropneumatischen Zylinder 56 über die Verbindungsleitung 42 während eines Preß- oder Ziehvorgangs am Werkstück 29 zugeführt wird, so daß es den Kolben 33 der Ausgleichshydraulikzylinder 32 möglich ist, in den neutralen Positionen positioniert zu sein. Daher kann der anfängliche Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern 32 auf ein Niveau innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, der die Ungleichung Pvs (Ava > Pss (Avs erfüllt. Beispielsweise kann der anfängliche Hydraulikdruck Pss auf ein Niveau in der Nachbarschaft von 80 · 9.8 · 104 Pa eingestellt werden, bei dem das Arbeitsfluid ungeachtet der Temperatur des Fluids und des Betrags von darin Vermischter Luft im wesentlichen inkompressibel ist. Wenn der anfängliche Hydraulikdruck Pss auf ein derartiges Niveau eingestellt ist, sind ungeachtet der variierenden Temperatur des Arbeitsfluids und des Betrags von Luft im Fluid die Kolben 33 aller für einen Preßvorgang am Werkstück 29 verwendeter Hydraulikzylinder 32 in ihren neutralen Positionen positioniert, was eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft erlaubt. Herkömmlicherweise sind die Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 in den neutralen Positionen positioniert, wobei die Kompression des Arbeitsfluids in Folge der Anwesenheit von Luft im Fluid Verwendet wird. Daher ist es bei der herkömmlichen Ausgleichsvorrichtung erforderlich, daß der anfängliche Hydraulikdruck Pss relativ niedrig ist, so daß das Arbeitsfluid einen relativ niedrigen Modul der Elastizität des Volumens hat und in der Anwesenheit von darin vermischter Luft komprimierbar ist. Diese herkömmliche Anordnung leidet an Variation der Komprimierbarkeit des Fluids infolge des variierenden Betrags an mit dem Öl vermischter Luft, was das Risiko verursachen kann, das einige der Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 am oberen Hubende verbleiben oder sich zum unteren Hubende bewegen, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Werkstückhaltekraft führt. Im Gegensatz dazu ist die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 40, die den hydropneumatischen Zylinder 56 verwendet in der Lage, die neutralen Positionen der Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 durch eine Abflußströmung von Arbeitsfluid in den hydropneumatischen Zylinder 56 zu bewerkstelligen. Die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 40 ist nicht auf die komprimierbarkeit des Arbeitsfluids angewiesen, d. h., ermöglicht es, den anfänglichen Hydraulikdruck Pss auf ein hohes Niveau zu setzen, bei dem ungeachtet der Fluidtemperatur und des Betrags von Luft im Fluid das Fluid nicht komprimierbar oder die Komprimierbarkeit des Fluids im wesentlichen konstant ist. Somit stellt die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 40 eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft ohne Beeinflussung durch variierende Fluidtemperatur und den Betrag von mit dem Fluid vermischter Luft sicher.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der hydropneumatische Zylinder 56, der als die Abflußsteuerungseinrichtung verwendet wird, derart in der Lage, daß während eines Preßvorgangs auf der Preßmaschine 10 der Kolben 64 gegen den pneumatischen Druck in der Luftkammer 60 durch den Hydraulikdruck in der Ölkammer 59 in die Gleichgewichtsposition zurück bewegt wird, die die vorstehende Gleichung (3) erfühlt, so daß die Ölkammer 59 den Betrag von Öl aufnimmt, der zur Zurückbewegung des Kolbens 64 korrespondiert, um die Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 in die Lage zu versetzen, in die neutralen Positionen bewegt zu werden. Diese Anordnung ist gegenüber einer Anordnung vorteilhaft, bei der der anfängliche Pneumatikdruck PVS in der Luftkammer 60 auf ein Niveau gesetzt wird, das niedriger als das gemäß der vorstehenden Gleichungen (8) berechnet ist, wobei der Kolben 64 durch einen geeigneten Anschlag an einer vorbestimmten Position im einzelnen, wenn der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 gemäß der vorstehenden Gleichung (7) erreicht ist, gestoppt wird. Die vorliegende Anordnung stellt eine reduzierte Neigung einer abrupten Änderung oder einen reduzierten Betrag von Pulsation im Hydraulikdruck der Hydraulikzylinder 32 sicher und verhindert wirkungsvoll die Verschlechterung der Qualität der durch das Pressen erzeugte Produkte, die sich aus einer ungewünschten Änderungen der Werkstückhaltekraft beruhend auf der Änderung des Drucks in den Hydraulikzylindern 32 ergeben würde.
Die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 40 verwendet keine Einrichtung zum hin- und her bewegen des Kolbens 64. Vielmehr wird der Kolben 64 des hydropneumatischen Zylinders 65 durch die Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck in der Verbindungsleitung 42 (Ölkammer 59) in die Gleichgewichtsposition zwischen der vorstehend dargestellten Kraft und der Kraft basierend auf dem pneumatischen Druck in der Ölkammer 60 bewegt, wodurch das Arbeitsfluid automatisch aus den Hydraulikzylindern 32 über die Verbindungsleitung 42 in die Ölkammer 59 ausgefördert wird. Demzufolge ist die Ausgleichsvorrichtung 40, die die Steuerung 54 und auch den hydropneumatischen Zylinder 56 einschließt, einfacher im Aufbau und ökonomischer herzustellen, als die Vorrichtung, die mit einer Einrichtung zum definitiven Steuern der Position des Kolbens 64 versehen ist. Weiterhin kann die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 40, die den hydropneumatischen Zylinder 65 verwendet, der Luftdruck verwendet, für spezifische Konfigurationen der Preßmaschine 10 fertig angepaßt sein, die unter verschiedenen Preßbedingungen betrieben werden. Alles was für die Adaption der Ausgleichsvorrichtung 40 erforderlich ist, ist die Einstellung des anfänglichen Pneumatikdrucks Pvs in der Luftkammer 60. Somit hat die Ausgleichsvorrichtung 40 einen hohen Grad von Vielseitigkeit.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 7 beschrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen, die sie in den ersten Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 verwendet wurden, verwendet werden, um die funktional korrespondierenden Elemente zu bezeichnen, welche nicht beschrieben werden, um redundante Erläuterungen zu vermeiden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(a) verwendet eine Flußsteuerungseinrichtung in Form eines Abflußsteuerungszylinders 82, der eine Feder 80 als eine elastische Einrichtung zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens 64 zur ursprünglichen oder vordersten Position hin hat. Beim Abflußsteuerungszylinder 82 ist die nachstehende Gleichung (9) erfühlt und die nachstehende Gleichung (10) wird aus dieser Gleichung (9) und den vorstehenden Gleichungen (4) und (5) erhalten. Weiterhin wird die nachstehende Gleichung (11) aus dieser Gleichung (10) und der vorstehenden Gleichung (7) erhalten.
Avs · Psx = k (Sr + 1 o) ... (9)
wobei,
k: Konstante der Feder 80; und
lo: anfänglicher Betrag der kompressiven Deformation der Feder 80.
Die vorstehende Gleichung (9) betrifft einen Ausgleich zwischen der Vorspannkraft der Feder 80 am unteren Hubende der Gleitplatte 20 (Polsterplatte 28) und einer Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck in der Ölkammer 59. Die gleichen Wirkungen und Vorteile, die im ersten Ausführungsbeispiel zur Verfügung gestellt werden, werden im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel zur Verfügung gestellt, in dem die konstante k und der anfängliche Betrag der kompressiblen Deformation der Feder 80 bestimmt wird, um die vorstehende Gleichung (11) zu erfüllen. Beim vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel kann der anfängliche Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern 32 innerhalb eines Bereichs auf geeignete Weise abgesetzt werden, der die Ungleichung Avs Pss < k lo erfüllt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3(b) ist eine Abflußsteuerungseinrichtung in Form eines Abflußsteuerungszylinders 86 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung dargestellt, wobei eine Anschlagschraube 84 vorgesehen ist, um die vollständig zurück bewegte Position des Kolbens 64 zu definieren. Die Anschlagsschraube 84 wird positioniert, so daß der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 bewerkstelligt wird, wie er gemäß der vorstehenden Gleichung (7) berechnet wird. Um den Koben 64 an der ursprünglichen oder vordersten Position infolge der Einstellung des anfänglichen Hydraulikdrucks Pss zu halten, ist es entweder wünschenswert, die Luftkammer 60 mit einem komprimierten Gas (als ein elastisches Medium oder eine elastische Einrichtung) zu befühlen, dessen Druck gleich oder etwas niedriger als der anfängliche pneumatische Druck Pvs ist, wie er gemäß der vorstehenden Gleichung (8) berechnet wird, oder eine Feder oder andere elastische Bauteile oder Einrichtungen innerhalb der Luftkammer 60 anzuordnen. Jedoch ist es möglich, zuerst den Kolben 64 an seiner ursprünglichen Position durch Vordrehen der Anschlagschraube 84 in anstoßendem Kontakt mit dem Kolben 64 an der ursprünglichen Position zu positionieren, dann den anfänglichen Hydraulikdruck Pss unter diesen Bedingungen einzustellen, und schließlich die Anschlagschraube 84 um eine Strecke zurückzudrehen, die gleich dem Zurückbewegungshub Sr ist, wie gemäß der vorstehenden Gleichung (7) berechnet wird.
Bezugnehmend auf Fig. 4 ist eine Ausgleichsvorrichtung 90 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, die gegenüber der Ausgleichsvorrichtung 40 des ersten Ausführungsbeispiels darin unterschiedlich ist, daß eine Vielzahl von hydropneumatischen Zylindern 92 in paralleler Verbindung miteinander als Abflußsteuerungszylinder verwendet werden, die die Abflußsteuerungseinrichtung bilden. Jeder hydropneumatische Zylinder 93 ist ähnlich zum hydropneumatischen Zylinder 56, der den Kolben 64 und die Luftkammer 60 hat. Wo die Anzahl der hydropneumatischen Zylinder 92 gleich "m" ist, und alle Zylinder 92 die gleiche Dimension haben, wird die folgende Gleichung (12) korrespondierend zu der vorstehenden Gleichung (2) in diesem Fall erhalten, wobei der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 eines jeden hydropneumatischen Zylinders 92 durch die nachstehende Gleichung (13) wiedergegeben wird.
Pvs · Vv = Pvx (Vv - m · Ava · Sr) ...(12)
Es versteht sich, daß der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 eines jeden hydropneumatischen Zylinders 92 1/m des Hubs Sr des Kolbens 64 des hydropneumatischen Zylinders 56 beträgt. Es wird darauf hingewiesen, daß der optimale durchschnittliche Betriebshub Xav des Kolbens 33 des Hydraulikzylinders 32 durch die vorstehende Gleichung (8) wiedergegeben wird. Somit ist die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 90 identisch zur Ausgleichsvorrichtung 40 des ersten Ausführungsbeispiels mit dem Unterschied bezüglich der Vielzahl von hydropneumatischen Zylindern 92 und den Zurückbewegungshub Sr ihrer Kolben 64.
Bei der Ausgleichsvorrichtung 90 nach dem vierten Ausführungsbeispiel nimmt der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 eines jeden hydropneumatischen Zylinders 92 mit einem Anstieg der Anzahl m der Zylinder 92 ab. Demzufolge kann die axiale Dimension des hydropneumatischen Zylinders 92 im Vergleich zu dem eines einzelnen hydropneumatischen Zylinders 56, der im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verwendet worden ist, verringert werden. Wenn die Zylinder 92 wie im vorliegenden Beispiel nach Fig. 4 in der horizontalen Ebene angeordnet sind, können die Zylinder 92 in einem relativ kleinen Raum installiert werden, der eine relativ kleine Höhendimension hat. Somit haben die Zylinder 92 einen relativ hohen Freiheitsgrad bezüglich des Layouts oder der Anordnung. Diesbezüglich ist es wünschenswert, daß die Druckaufnahmefläche Avs der Kolben 64 der Zylinder 92, die den hydraulischen Druck in der Verbindungsleitung 42 aufnehmen, relativ klein ist, um den pneumatischen Druck zu verringern, der erforderlich ist, um die Kolben 64 in den ursprünglichen Positionen zu halten. Zur gleichen Zeit ist es ebenso wünschenswert, den Zurückbewegungshub Sr der Kolben 64 zu vergrößern, um den Betrag von Fluid zu vergrößern der durch die hydropneumatischen Zylinder 92 aufgenommen werden kann. Im vorliegenden Fall verwendet die Ausgleichsvorrichtung einen einzelnen hydropneumatischen Zylinder wie im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, wobei der erforderliche Zurückbewegungshub des Kolbens dieses einzelnen Zylinders relativ groß sein sollte. Bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung 90, die zwei oder mehrere hydropneumatische Zylinder 92 verwendet, die in paralleler Verbindung zueinander angeordnet sind, kann der erforderliche Zurückbewegungshub Sr des Kolbens 64 eines jeden Zylinders 92 relativ klein gemacht werden, wodurch die axiale Abmessung eines jeden Zylinders 92 verringert werden kann. Obwohl der erforderliche Kolbenhub Sr durch Vergrößern der Druckaufnahmefläche Avs verringert werden kann, die den Hydraulikdruck aufnimmt, führt die vergrößerte Druckaufnahmefläche Avs zu einer vergrößerten Belastung, die auf den Kolben und das Zylindergehäuse wirkt. Daher gibt es eine Begrenzung beim Vergrößern der Druckaufnahmefläche Avs vom Standpunkt der mechanischen Festigkeit des hydropneumatischen Zylinders.
Bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung 90 sind die Kammern 60 der hydropneumatischen Zylinder 92 miteinander über die Leitung 66 verbunden, wobei der anfängliche Pneumatikdruck Pvs wie im ersten Ausführungsbeispiel einfach und wirkungsvoll eingestellt werden kann.
Bei einer in Fig. 5 dargestellten Ausgleichsvorrichtung 100 die nach einem fünften Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist, ist jeder der hydropneumatischen Zylinder 92 als die Abschlußsteuerungszylinder mit der Verbindungsleitung 42 über ein solenoidbetriebenes Absperrventil 102 und mit der Leitung 66 über ein anderes solenoidbetriebenes Absperrventil 104 verbunden. Diese solenoidbetriebenen Absperrventile 102, 104 für die einzelnen Zylinder 92 werden unabhängig voneinander durch die Steuerung 54 gesteuert. Durch unabhängiges Steuern voneinander der solenoidbetriebenen Absperrventile 104 an der Seit der Leitung 66 können die anfänglichen Pneumatikdrücke Pvs in den einzelnen Zylindern 92 auf unterschiedliche Werte unabhängig voneinander gesteuert werden. Da weiterhin die solenoidbetriebenen Absperrventile 102 auf der Seite der Verbindungsleitung 42 unabhängig voneinander selektiv geöffnet oder geschlossen werden können, kann in Abhängigkeit der spezifischen Preßbedingung die Anzahl der hydropneumatischen Zylinder 92, die gegenwärtig für einen bestimmten Preßvorgang am Werkstück 29 verwendet werden, nach Bedarf ausgewählt oder bestimmt werden, so daß ungeachtet der variierenden Preßbedingung eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft bewerkstelligt wird. Es versteht sich, daß die solenoidbetriebenen Absperrventile 102 als Einrichtung zum Auswählen der hydropneumatischen Zylinder 92, die gegenwärtig verwendet werden, nämlich als eine Einrichtung zum selektiven in Betrieb setzen der Zylinder 92, fungieren.
Es wird der Betrieb der Ausgleichsvorrichtung 100 im Fall beschrieben, wo lediglich zwei hydropneumatische Zylinder 92 vorgesehen sind. Diese zwei Zylinder 92 werden als erste und zweiter hydropneumatischer Zylinder bezeichnet, deren jeweiliger anfänglicher pneumatischer Druck durch Pvs1 und Pvs2 bezeichnet werden, und deren Kolbenzurückbewegungshub jeweils als Sr1 und Sr2 bezeichnet wird. Wenn nur der erste hydropneumatische Zylinder 92 für einen Preßvorgang am Werkstück 29 in Betrieb gesetzt ist, werden der Kolbenzu rückbewegungshub Sr1 und der optimale durchschnittliche Betriebshub Xav des Hydraulikzylinders 32 jeweils durch die folgenden Gleichungen (14) und (15) repräsentiert. Wenn lediglich der zweite hydropneumatische Zylinder 92 in Stand gesetzt ist, werden der Kolbenzurückbewegungshub Sr2 und der optimale durchschnittliche Betriebshsub Xav durch die folgenden Gleichungen (16) und (17) repräsentiert. Wenn der erste und der zweite hydropneumatische Zylinder 92 beide in Betrieb gesetzt werden, werden die Kolbenzurückbewegungshübe Sr1 und Sr2 und die optimalen durchschnittlichen Betriebshübe Xav jeweils durch die folgenden Gleichungen (18), (19) und (20) repräsentiert.
Das anfängliche Volumen des pneumatischen Systems ist eine Summe des gesamten Volumens der Luftkammer(n) 60 des/der ersten und/oder zweiten hydropneumatischen Zylinder(n) 92 und des gesamten Volumens eines Teils der Leitung 66 zwischen der/den Luftkammer(n) 60 und dem/den Absperrventil(en) 104. Der Lufttank 68 ist nicht wichtig, wobei der mit einem geeigneten Volumen versehene Lufttank zwischen den Luftkammern 60 der Zylinder 92 und den Absperrventilen 104 vorgesehen sein kann.
Wenn die anfänglichen Pneumatikdrücke Pvs1, Pvs2 des ersten und des zweiten hydropneumatischen Zylinders 92 durch die jeweiligen solenoidbetriebenen Absperrventile 104 auf unterschiedliche Werte eingestellt werden, kann der optimale durchschnittliche Betriebshub Xav des Hydraulikzylinders 32 auf einen der drei unterschiedlichen Werter eingestellt werden, die durch die vorstehenden Gleichungen (15), (17) und (20) eingestellt werden, in Abhängigkeit davon, welcher von erste und zweiten Zylinder 92 in Stand gesetzt ist und ob beide vom ersten und zweiten Zylinder 92 in Stand gesetzt sind. Daher ist bei der vorliegenden Anordnung die Ausgleichungsvorrichtung 100 in der Lage, sich mit drei unterschiedlichen Preßbedingungen zu befassen (Kombinationen verschiedener Betriebsparameter, wie die Anzahl n der Polsterbolzen 24 und des anfänglichen Pneumatikdrucks Pas im Luftzylinder 34, der die Werkstückhaltekraft bestimmt), die zu drei unterschiedlichen, herzustellenden Produkten korrespondieren. Beispielsweise wird ein Preßvorgang zum herstellen des ersten Produkts durch in Stand setzen von lediglich dem ersten hydropneumatischen Zylinder 92 ausgeführt, während ein Preßvorgang zum Herstellen des zweiten Produkts durch in Stand setzen von lediglich dem zweiten hydropneumatischen Zylinder 92 ausgeführt wird, wobei ein Preßvorgang des zum Herstellen des dritten Produkts durch Verwendung von beiden, sowohl dem ersten als auch dem zweiten hydropneumatischen Zylinder 92 ausgeführt wird. Die anfänglichen Pneumatikdruckwerte Pvs1, Pvs2 werden geeignet eingestellt, um den optimalen durchschnittlichen Betriebshub Xav der Hydraulikzylinder 32 in jeden der drei Preßvorgänge unter den unterschiedlichen Bedingungen zu bewerkstelligen. Einer oder beide von dem ersten und dem zweiten hydropneumatischen Zylinder 92 ist/wird in den Betrieb gesetzt, in dem das korrespondierende Absperrventil oder die Ventile 102 in Abhängigkeit von den herzustellenden Produkt geöffnet werden.
Bei der Ausgleichsvorrichtung 100 werden die anfänglichen Pneumatikdrücke Pvs der ausgewählten von der Vielzahl der hydropneumatischen Zylinder 92 auf jeweilige Werte eingestellt, wobei die Anzahl der hydropneumatischen Zylinder 92, die gegenwärtig für einen vorgegebenen Preßvorgang am Werkstück 29 verwendet werden, in Abhängigkeit von der Anzahl n der Polsterbolzen 24 und anderer Betriebsparameter, die für diesen Preßvorgang erstellt worden sind, bestimmt wird. Die Zylinder 92 werden selektiv verwendet oder in Betrieb gesetzt, in dem das jeweilige solenoidbetriebene Absperrventil 102 geöffnet wird, so daß die optimale Beziehung zwischen dem Betrag von Abflußströmung von Fluid aus den Hydraulikzylindern 32 über die Verbindungsleitung 42 und die Änderung des Drucks in den Hydraulikzylindern 32 bewerkstelligt wird, um eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft unter unterschiedlichen Preßbedingungen sicherzustellen, die für unterschiedliche Produkte verwendet werden. Beispielsweise werden die Absperrventile 102 derart gesteuert, daß die Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 an den neutralen Positionen während der Preßvorgänge gehalten werden, während der Betrag von Abflußströmung von Fluid aus den Hydraulikzylindern 32 im wesentlichen konstant gehalten wird ungeachtet einer Änderung der Werkstückhaltekraft, d. h., ungeachtet einer Änderung des Hydraulikdrucks Psx am unteren Hubende der Gleitplatte 20. Alternativ werden die Absperrventile 102 derart gesteuert, daß der Hydraulikdruck Psx aufrechterhalten wird, was die optimale Werkstückhaltekraft ungeachtet einer Änderung des Betrags an Abflußströmung des Fluids sicherstellt, das erforderlich ist, um die Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 in den neutralen Positionen zu positionieren, wobei diese Änderung beruhend auf einer Änderung in der Anzahl der verwendeten Hydraulikzylinder 32 auftritt, d. h., einer Änderung der Anzahl n der installierten Polsterbolzen 24.
Als nächstes wird auf Fig. 6 Bezug genommen, dort ist eine Ausgleichsvorrichtung 110 dargestellt, die nach einem sechsten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung konstruiert ist. Bei dieser Ausgleichsvorrichtung 110 ist ein Freikolbenzylinder 112 als eine Abflußsteuerungszylindereinrichtung mit der Verbindungsleitung 42 verbunden. Dieser Freikolbenzylinder 112 ist über eine Leitung 114 mit einem hydropneumatischen Zylinder 116 verbunden. Der Freikolbenzylinder 112 und der hydropneumatische Zylinder 116 wirken zusammen, um eine Abflußsteuerungseinrichtung 118 auszubilden. Diese Zylinder 116, 118 sind zusammen mit der Vielzahl von Hydraulikzylindern 32 auf der Polsterplatte 28 angeordnet. Bei dieser Anordnung, bei der die Verbindungsleitung 42 relativ kurz ist, ist das anfängliche Volumen des Fluids in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 relativ klein, so daß ein relativ großer Betrag von Änderung des Hydraulikdrucks durch einen relativ kleinen Betrag von Änderung des Volumens des Fluids erhalten wird.
Detaillierter beschrieben ist ein Änderungsbetrag ΔPs des Hydraulikdrucks Ps in den Zylindern 32 und der Leitung 42 durch die folgende Gleichung (21) dargestellt:
ΔPS = K ΔVs/Vs (21)
wobei,
Vs: anfängliches Volumen des Fluids;
ΔVs: Betrag der Änderung des anfänglichen Volumens Vs;
ΔPs: Betrag der Änderung des Hydraulikdrucks Ps; und
K: Modul der Elastizität des Volumens des Fluids.
Der Betrag der Änderung ΔPs des Hydraulikdrucks Ps, der zu einem vorgegebenem Betrag von Änderung ΔVs des Volumens des Arbeitsfluids korrespondiert, steigt mit einem Abfallen des anfänglichen Volumens Vs des Fluids an. Da die vorliegende Anordnung einen relativ großen Betrag von Änderung ΔPs des hydraulischen Drucks Ps mit einem relativ kleinen Betrag von Änderung ΔVs des Fluidvolumens ermöglicht, kann der Hydraulikdruck Psx, wenn die Gleitplatte 20 am unteren Hubende positioniert ist, durch einen relativ kleinen Änderungsbetrag eines Dreiecks Vs des Volumens Vs auf den optimalen Wert eingestellt werden, auch wenn die Komprimierbarkeit oder das Modul K der Elastizität des Volumens der Arbeitsfluids beruhend auf der variierenden Temperatur des Fluids und des variierenden Betrags von mit dem Öl vermischter Luft variiert. Mit anderen Worten ist es für den Hydraulikdruck Psx weniger wahrscheinlich, durch den Modul K der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids beeinflußt zu werden.
Der Freikolbenzylinder 112, der in Fig. 7 detailliert dargestellt ist, hat einen gestuften Kolben 126, der einen Abschnitt 120 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 122 mit kleinem Durchmesser hat, und der gleitende beweglich innerhalb eines Zylindergehäuses 124 ist. Der Zylinder 112 hat eine erste Kammer 128, die durch das Zylindergehäuse 124 und den Abschnitt 120 mit großem Durchmesser definiert ist, und die mit der Verbindungsleitung 42 verbunden ist, und eine zweite Kammer 132, die durch das Zylindergehäuse 124 und die Abschnitte 122, 120 mit kleinem und großem Durchmesser definiert ist, und die in der Lage ist, mit der vorstehend dargestellten Leitung 114 über ein Loch 130, das durch das Zylindergehäuse 124 ausgebildet ist, zu kommunizieren. Wenn der gestufte Kolben 126 in seiner ursprünglichen Position nach Fig. 7 (Hubende auf der Seite des Abschnitts 120 mit großem Durchmesser) positioniert ist, ist die zweite Kammer 132 mit der Leitung 114 über das Loch 130 verbunden, wobei es einem unter Druck gesetztem Fluid, das als ein Steuerungsfluid aus einer hydraulischen Druckquelle 134 über ein Rückschlagventil 136 ausgeliefert wird, möglich ist, zwischen der zweiten Kammer 132 und der Leitung 114 zu strömen. Wenn der Kolben 126 um mehr als eine vorbestimmte Strecke Sfe aus der ursprünglichen Position in Richtung zur zweiten Kammer 132 bewegt oder zurück bewegt wird, wird das Loch 130 an dem Ende entfernt von der Leitung 114 durch den Abschnitt 122 mit kleinem Durchmesser geschlossen, wodurch die Fluidverbindung zwischen der zweiten Kammer 132 und der Leitung 114 unterbunden ist. Der gestufte Kolben 126 ist mit Dichtbauteilen 138, 140 und 142 für eine Fluiddichtheit bezüglich des Zylindergehäuses 124 und des Lochs 130 versehen. Die vorstehend dargestellte Strecke Sfe ist ein Rückbewegungshub des gestuften Kolbens 126 aus der ursprünglichen Position, die erforderlich ist, um eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Loch 130 und dem Abschnitt 122 mit kleinem Durchmesser durch das Dichtungsbauteil 142 zu bewerkstelligen, und um die zweite Kammer 132 gegenüber dem Loch 130 fluiddicht abzusperren, um das Fluid daran zu hindern, von der zweiten Kammer 132 in die Leitung 114 zu strömen. Eine Bypassleitung 150 die durch eine mit einem Punkt ausgebildete punktierte Linie in Fig. 7 dargestellt ist, verbindet die erste und die zweite Kammer 128, 132 und hat die Funktion einer Öffnung. Wenn diese Bypassleitung 150 vorgesehen ist, wird die Befühlung des Freikolbenzylinders 112 mit Arbeitsfluid erleichtert.
Der Zurückbewegungshub Sfe des gestuften Kolbens 126 ist derart bestimmt, daß die folgende Gleichung (22) erfüllt ist, die zur vorstehenden Gleichung (7) korrespondiert.
n As Xav = Afe Sfe (22)
wobei, Afe: Druckaufnahmefläche des Abschnitts 120 mit großem Durchmesser des Kolbens 126.
Vor einem Preßvorgang an der Maschine 10 werden die Kolben 33 von allen verwendeten hydraulischen Zylindern 32 in ihren oberen Hubenden positioniert. Ein Anstieg des Fluiddrucks in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 während des Preßvorgangs wird den gestuften Kolben 126 veranlassen, sich aus der ursprünglichen Position um den vorbestimmten Zurückbewegungshub ffe zurück zu bewegen, wodurch die Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 (korrespondierend zu den installierten Polsterbolzen 24) um den optimalen durchschnittlichen Betriebshub Xav nach unten bewegt werden und dadurch in ihren neutralen Positionen zwischen dem oberen und dem unteren Hubenden positioniert werden. Wo der anfängliche Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 so hoch wie in den vorausgehenden Ausführungsbeispielen gesetzt wird, kann der gegenwärtige durchschnittliche Betriebshub des Kolbens 33 der Hydraulikzylinder 32 am unteren Hubende der Gleitplatte 20 beim optimalen Wert Xav aufrecht erhalten werden. Beim gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, bei dem das anfängliche Volumen Vs des Fluids in der Verbindungsleitung 42 relativ klein ist, verursacht ein relativ kleiner Betrag von Änderung des Fluidvolumens einen relativ großen Betrag von Änderung des Hydraulikdrucks Ps. Auch wenn daher der anfängliche Hydraulikdruck Pss so niedrig der atmosphärische Druck gesetzt wird, ist der Betrag von Änderung des Fluidvolumens, der erforderlich ist, um den Hydraulikdruck Psx zu erhalten, der der gewünschten Werkstückhaltekraft entspricht, sehr klein. Mit anderen Worten ist es durch einen relativ kleinen Betrag von Änderung des Fluidvolumens den Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 möglich, um den optimalen durchschnittlichen Betriebshub Xav nach unten bewegt zu werden. Da weiterhin das Fluidvolumen der geschlossenen zweiten Kammer 132 ebenso klein ist, verbleibt der gestuften Kolben 126 an der zurückbewegten Position, die zum vorbestimmten Zurückbewegungshub Sfe korrespondiert, auch wenn der Hydraulikdruck in der Verbindungsleitung 42 sich um einen relativ kleinen Betrag ändert. Mit anderen Worten wird ein relativ großer Betrag von Änderung des Hydraulikdrucks in der Leitung 42 keine Fluidströmung von der Leitung 42 in den Freikolbenzylinder 112 veranlassen, was die Betriebshübe der Kolben 33 der Zylinder 32 ungewünschter Weise über den optimalen Wert Xav ansteigen lassen würde.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kann daher der anfängliche Hydraulikdruck Pss vergleichsweise niedrig gesetzt werden, z. B. auf einem Niveau, das etwas höher als der atmosphärische Druck ist, vorausgesetzt, daß der anfängliche Hydraulikdruck Pss hinreichend ist, um es den Kolben 33 aller verwendeter Hydraulikzylinder 32 zu ermöglichen, in ihren oberen Hubenden gehalten zu werden, während der Preßring 30 durch die Polsterbolzen 24 gestützt wird. Da ein kleiner Betrag von Variation des anfänglichen Hydraulikdrucks Pss keinen signifikanten Einfluß auf die nach unten gerichteten Betriebshübe der Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 hat, ist es nicht erforderlich, den anfänglichen Hydraulikdruck Pss bei jedem durchgeführten Preßzyklus streng und genau zu steuern. Es ist möglich, den Zurückbewegungshub Sfe des gestuften Kolbens 126 um einen Betrag, der einem Erwartungsbetrag von Änderung des Fluidvolumens entspricht, das durch eine Änderung des Hydraulikdrucks verursacht wird, zu verringern.
Der hydropneumatische Zylinder 116 fungiert als eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des gestuften Kolbens 126 hin zur ursprünglichen Position vor einem Preßvorgang an der Maschine 10. Der hydropneumatische Zylinder 116 hat einen Kolben 114, eine Ölkammer 146, die auf der einen Seite des Kolbens 144 ausgebildet ist, und eine Gaskammer 148, die auf der anderen Seite des Kolbens 144 ausgebildet ist. Die Ölkammer 146 ist mit der Leitung 114 verbunden, während die Gaskammer 148 mit einem geeigneten Gas (Stickstoffgas bei diesem spezifischen Beispiel) mit einem vorbestimmten Druck befühlt ist. Der Gasdruck in der Gaskammer 148 ist derart bestimmt, daß vor einem Preßvorgang am Werkstück 29 der Gasdruck, der auf dem Kolben 144 einwirkt, den Kolben 144 an seinem Hubende auf der Seite der Ölkammer 146 hält, wodurch der gestufte Kolben 126 des Freikolbenzylinders 112 in der ursprünglichen oder vordersten Position nach Fig. 7 gehalten wird, wobei die zweite Kammer 132 mit dem Fluid gefühlt ist, das aus der Ölkammer 146 über das Loch 130 eingeführt wird. Wenn der hydraulische Druck in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 während eines Preßvorgangs am Werkstück 29 angehoben wird, wird der gestufte Kolben 126 von der ursprünglichen Position zurück bewegt, während zur gleichen Zeit der Kolben 144 zur Gaskammer 148 durch den Hydraulikdruck in der Leitung 144 hin bewegt wird, der durch das Fluid angehoben wird, das aus der zweiten Kammer 132 über das Loch 130 ausgefördert wird. Die Ölkammer 146 absorbiert nämlich einen Teil des Steuerungsfluids, das aus der zweiten Kammer 132 während der Bewegung des gestuften Kolbens 126 von der ursprünglichen Position während des Preßvorgangs an dem Werkstück 29 ausgefördert wird. Der Gasdruck in der Gaskammer 148 wird bestimmt, um es dem Kolben 144 zu ermöglichen, während des Preßvorgangs an dem Werkstück 29 zur Gaskammer 148 hin bewegt zu werden.
Da der Gasdruck P in der Gaskammer 148 der durch das Volumen der Gaskammer 148 multipliziert wird, konstant ist, existiert die Beziehung, wie sie durch die nachstehende Gleichung (23) dargestellt ist:
Pgs Vgs = Pgx Vgx (23)
wobei, Vgs: anfängliches Volumen der Gaskammer 148;
Pgs: anfänglicher Gasdruck in der Kammer 148;
Vgs: Volumen der Kammer 148, wenn die Gleitplatte 20 sich am unteren Hubende befindet; und
Pgx: Gasdruck in der Kammer 148, wenn die Gleitplatte 20 sich am unteren Hubende befindet.
Wenn eine Änderung des Volumens des Fluids in der Leitung 114 und der zweiten Kammer 132 beruhend auf einer Änderung des Fluiddrucks im Licht eines kleinen anfänglichen Volumens des Fluids in der Leitung 114 und der zweiten Kammer 132 ignoriert wird, wird das Volumen Vgx der Gaskammer 148, wenn die Gleitplatte 20 (Polsterplatte 28) während eines Preßvorgangs am Werkstück 29 sich an ihren unteren Hubende befindet, durch die folgende Gleichung (24) dargestellt, die die Druckaufnahmefläche Afe des Abschnitts 120 mit großem Durchmesser des gestuften Kolbens (126) und des vorbestimmten Zurückbewegungshubs Sfe des gestuften Kolbens 126 einschließt.
Vgx = Vgs - Sfe Afe (24)
Die folgende Gleichung (25) kann aus den vorstehenden Gleichungen (23) und (24) erhalten werden:
Pgs Vgs = Pgx(Vgs - Sfe Afe) (25)
Andererseits sollte der anfängliche Gasdruck Pgs derart bestimmt sein, daß die nachstehende Gleichung (26) erfüllt ist, damit der gestufte Kolben 126 an der ursprünglichen Position vor einem Preßvorgang an dem Werkstück 29 gehalten wird:
Pgs > Pss (26)
Weiterhin sollte der Gasdruck Pgx während des Preßvorgangs derart bestimmt sein, daß die nachstehende Gleichung (27) erfüllt ist, damit es dem gestuften Kolben 126 möglich ist, um die Strecke Sfe während des Preßvorgangs zurück bewegt zu werden:
Psx > Pgx (27)
Die folgende Gleichung (28) wird aus den vorstehenden Gleichungen (25) und (27) erhalten:
Psx > Pgs Vgs/(Vgs - Sfe Afe) (28)
Somit kann der anfängliche Gasdruck Pgs höher als der anfängliche Hydraulikdruck Pss gesetzt werden, so daß die vorstehende Gleichung (28) in Bezug zum anfänglichen Gasvolumen Vgs erfüllt ist. Der Bereich des anfänglichen Gasdrucks Pgs, der gesetzt werden kann, steigt an, wenn der gesetzte anfängliche Hydraulikdruck Pss abgesenkt wird. Da der anfängliche Hydraulikdruck Pss beim vorliegenden Ausführungsbeispiel relativ niedrig gesetzt werden kann, ist es nicht erforderlich den anfänglichen Gasdruck Pgs, jedes Mal, wenn ein Preßzyklus ausgeführt wird, genau zu steuern. Der anfängliche Hydraulikdruck in der Leitung 114 wird höher gesetzt, als der anfängliche Hydraulikdruck Pss in den Hydraulikzylindern 32 und der Leitung 42, beispielsweise wird er gleich zum anfänglichen Gasdruck Pgs eingestellt.
Bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung 110 ist das anfängliche Volumen Vs des Arbeitsfluid in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 relativ klein, wobei ein relativ kleiner Betrag an Änderung an Fluidvolumen einen relativ großen Betrag an Änderung vom Hydraulikdruck verursachen wird. Die vorliegende Ausgleichsvorrichtung 110 ist daher in der Lage, dem gewünschten Hydraulikdruck Psx mit einem kleinen Betrag an Änderung ΔVs von Fluidvolumen aufzubauen, auch in Gegenwart von etwas Variation in der Kompressibilität oder des Moduls K der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids, die auftreten kann, beruhend auf einer Änderung der Temperatur des Fluids und einem variierenden Betrag von Luft, das im Fluid eingeschlossen ist. Gemäß der vorliegenden Vorrichtung 110 wird die Variation des Moduls K der Elastizität des Volumens des Arbeitsfluids die gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft nicht verschlechtern.
Weiterhin ist es nicht notwendig, den anfänglichen Hydraulikdruck Pss jedesmal, wenn ein Preßzyklus ausgeführt wird, genau zu steuern, da das relativ kleine anfängliche Volumen Vs des Fluids in den Hydraulikzylindern 32 und der Verbindungsleitung 42 einen relativ großen Betrag von Änderung an Hydraulikdruck mit einem relativ kleinen Betrag von Änderung von Volumen ermöglicht. Zusätzlich kann der anfängliche Hydraulikdruck Pss so niedrig wie der atmosphärische Druck oder so eingestellt werden.
Unterschiedliche Preßvorgänge mit unterschiedlichen optimalen Werkstückhaltekräften können ohne Änderung des anfänglichen Hydraulikdrucks Pss und des anfänglichen Gasdrucks Pgs, welche bereits eingestellt worden sind, ausgeführt werden.
Da der Preßring 30 während eines Preßvorgangs am Werkstück 29 nach unten bewegt wird, werden die Kolben 33 des Hydraulikzylinders 32 nach unten bewegt, bis die Kraft basierend auf den Hydraulikdruck in den Hydraulikzylinder 32 zur Kraft basierend auf dem Pneumatikdruck im Pneumatikzylinder 34 ausgeglichen ist, wodurch die Werkstückhaltekraft, die durch den Polsterpneumatikzylinder 34 erzeugt wird, gleichmäßig verteilt ist. Eine weitere Bewegung des Preßrings 30 verursacht einen weiteren Anstieg des Drucks im Pneumatikzylinder 34 und einen Anstieg der Werkstückhaltekraft und einen Anstieg des Drucks in den Hydraulikzylindern 32, wodurch die Kolben 33 des Hydraulikzylinders 32 sich weiter nach unten bewegen. Bei der vorliegenden Ausgleichsvorrichtung 110 bei der das anfängliche Volumen Vs des Fluids in den Zylindern 32 und der Leitung 42 relativ klein ist, ist der Betrag von Verringerung an Fluidvolumen, das zur Werkstückhaltekraft indirekt proportional ist, relativ klein, und daher ist der Betrag an Bewegung der Kolben 33 der Hydraulikzylinder 32 korrespondierend zum Anstieg der Werkstückhaltekraft sehr klein, wodurch das Berühren des Bodens der Kolben 33 verhindert wird, und die axialen Abmessungen eines jeden Hydraulikzylinders 32 relativ klein gemacht werden können.
Da der Freikolbenzylinder 112 und der hydropneumatische Zylinder 116 der Abflußsteuerungseinrichtung 118 zusammen mit der Vielzahl der Hydraulikzylinder 32 auf der Polsterplatte 28 angeordnet sind, kann die Preßmaschine 10 als ganzes Kompakt ausgebildet werden und die Strecke an Fluidströmung während eines Preßvorgangs kann verringert werden, wodurch der Betrag von Wärme der durch den Fluidströmungswiderstand erzeugt wird, dementsprechend verringert wird.
Die Strecke der Zurückbewegung des gestuften Kolbens 126 des Freikolbenzylinders 112 ist durch ein Angeben des Hydraulikdrucks innerhalb der zweiten Kammer 132 auf Sfe begrenzt, wobei die Strömung von Fluid von der Verbindungsleitung 42 in die erste Kammer 128 des Zylinders 112 gestoppt wird, wenn der Zurückbewegungshub des gestuften Kolbens 126 den vorbestimmten Wert Sfe erreicht. Diesbezüglich ist die Vibration des gestuften Kolbens 126 kleiner als die des hydropneumatischen Zylinders 56, der im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Demzufolge ist die Hydraulikdruckpulsation, die durch den gestuften Kolben 126 verursacht wird, wirkungsvoll minimiert.
Während die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist es klar, daß die Erfindung auf andere Weise ausgeführt werden kann.
Im vierten und fünften Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 und 5 haben alle hydropneumatischen Zylinder 92 die gleiche Abmessung. Es ist jedoch möglich, daß die hydropneumatischen Zylinder 92 unterschiedliche Verhältnisse der Druckaufnahmeflächen auf der Öl- und der Luftkammerseite haben, und/oder unterschiedliche anfängliche Luftvolumina Vv der Luftkammern haben. Wenn die hydropneumatischen Zylinder 92 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterschiedliche Druckaufnahmeflächenverhältnisse und/oder unterschiedliche anfängliche Luftvolumina Vv haben, ist die Ausgleichsvorrichtung 100 in der Lage, sich mit einer vergrößerten Anzahl von unterschiedlichen Preßbedingungen zu befassen, die zu jeweiligen Kombinationen von Verhältnissen, Luftvolumina Vs und anfänglichen Luftdruck Pfs korrespondieren, die durch die solenoidbetriebenen Absperrventile 104 eingestellt werden können.
Die in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 und 5 verwendeten hydropneumatischen Zylinder 92 können durch Abflußsteuerungszylinder 82 nach Fig. 3(a), die die Feder 80 als Vorspanneinrichtung verwenden oder durch die Abflußsteuerungszylinder 86 nach Fig. 3(b), die den mechanischen Anschlag 84 verwenden, ersetzt werden. Wo die Abflußsteuerungszylinder 82 verwendet werden, ist es wünschenswert, eine geeignete Einrichtung, wie eine Schraube zum Einstellen des anfänglichen Betrags Lo der kompressiven Verformung der Feder 80 vorzusehen.
Während die dargestellten Ausführungsbeispiele derart angepaßt sind, daß der anfängliche Luftdruck Pvs gemäß der vorbestimmten Gleichung bestimmt ist, kann der anfängliche Luftdruck Pvs durch Testpreßvorgänge eingestellt werden, so daß eine gleichmäßige Verteilung der Werkstückhaltekraft ermöglicht wird, in dem der anfängliche Luftdruck Pvs verändert wird, nachdem die anderen physikalischen Parameter auf die vorbestimmten Werte eingestellt worden sind. Anstelle des anfänglichen Luftdrucks Pvs kann der Luftdruck Pvx, wenn die Polsterplatte 28 sich an ihrem unterem Hubende befindet, eingestellt werden. In diesem Fall wird die Preßmaschine 10, die mit einem vorgegebenen Wert des Luftdrucks Pvx testbetrieben wird, gestoppt, wenn die Gleitplatte 20 (Polsterplatte 28) sich an ihrem unterem Hubende befindet, und der Hydraulikdruck Psx oder der Zurückbewegungshub Sr des Kolbens der Abflußsteuerungseinrichtung wird überprüft, um zu sehen, ob die Werkstückhaltekraft gleichmäßig verteilt ist. Der Testpreßvorgang der Maschine 10 wird mit unterschiedlichen Werten des Luftdrucks Pvx wiederholt, bis die Werkstückhaltekraft gleichmäßig verteilt ist.
Obwohl der anfängliche Hydraulikdruck Pss und der anfängliche Luftdruck Pvs durch die solenoidbetriebenen Absperrventile 50, 76 unter Überwachung der Steuerung 54 in den dargestellten Ausführungsbeispielen gesteuert oder eingestellt wird, können diese Parameter Pss, Pvs durch den Betreiber der Maschine 10 manuell eingestellt werden, in dem manuell betriebene Absperrventile und Steuerungsschalter verwendet werden. Auf ähnliche Weise können manuell betriebene Absperrventile zusätzlich zu oder anstelle von den solenoidbetriebenen Abesperrventilen 102, 104, die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendet werden, vorgesehen sein.
Es ist klar, daß die vorliegende Erfindung mit verschiedenen weiteren Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann begegnen, ohne den Bereich der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Ausgleichsvorrichtung für eine Preßmaschine (10) zum Ausführen eines Preßvorgangs an einem Werkstück (29), mit einer Krafterzeugungseinrichtung, die einen Polsterzylinder (34) zum Erzeugen einer Werkstückhaltekraft während des Preßvorgangs zum Halten des Werkstücks hat,

einer Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylindern (32) die jeweilige Ölkammern haben, die miteinander verbunden sind, und die jeweilige Kolben (33) haben, die in ihre neutralen Positionen während des Preßvorgangs bewegt werden, um die Werkstückhaltekraft gleichmäßig zu verteilen,

einer Verbindungsleitung (42), die die Ölkammern der Ausgleichshydraulikzylinder (32) miteinander verbinden; und einer Abflußsteuerungseinrichtung, die mit der Verbindungsleitung verbunden ist, um vor dem Preßvorgang eine Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern zu unterbinden und dadurch die Kolben (33) aller Ausgleichshydraulikzylinder an ihren oberen Hubenden zu halten, und um während des Preßvorgangs die Abflußströmung von Arbeitsfluid zu erlauben, um es dadurch den Kolben zu ermöglichen, in ihre neutrale Position bewegt zu werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Abflußsteuerungseinrichtung wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder (54, 82, 86, 92, 118) hat, der eine Kammer (59, 164) hat, deren Volumen um einen Betrag korrespondierend zu einem Volumen des Arbeitsfluids variabel ist, das aus den Hydraulikzylindern (32) während der Bewegung der Kolben (33) von den oberen Hubenden in die neutralen Positionen abfließt.

2. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, mit weiterhin einer Polsterplatte (28), auf der die Ausgleichshydraulikzylinder (32) angeordnet sind, einem Preßbauteil (30) zum Halten des Werkstücks (29), während des Preßvorgangs an dem Werkstück, und einer Vielzahl von Polsterbolzen (24) die an ihren oberen Enden das Preßbauteil (30) stützen und die mit ihren unteren Enden mit den Kolben (33) der Vielzahl von Ausgleichshydraulikzylindern (32) jeweils verbunden sind, und wobei der Polsterpneumatikzylinder (34) der Krafterzeugungseinrichtung die Polsterplatte (28) stützt, wobei die Werkstückhaltekraft zum Preßbauteil (30) über die Polsterplatte (28), die Ausgleichshydraulikzylinder (32) und die Polsterbolzen (24) übertragen wird, um das Werkstück (29) zu halten.

3. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußsteuerungseinrichtung (118) auf der Polsterplatte (28) zusammen mit den Ausgleichshydraulikzylindern (32) angeordnet ist.

4. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußsteuerungseinrichtung eine Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern (82, 86, 92) hat, die in paralleler Verbindung zueinander angeordnet sind und die mit der Verbindungsleitung (42) verbunden sind, wobei jeder der Abflußsteuerungszylinder einen Kolben (64) und eine elastische Einrichtung (60, 80) zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens derart, daß der Kolben in seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang gehalten wird, hat, wobei der Kolben (64) einen hydraulischen Druck in den Ausgleichshydraulikzylindern (32) über die Verbindungsleitung (42) empfängt, so daß der Kolben (64) von der ursprünglichen Position gegen eine Vorspannkraft der elastischen Einrichtung (80, 60) bewegt wird, wenn der hydraulische Druck während des Preßvorgangs erhöht wird, wodurch die Abflußsteuerungszylinder die Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern in die Abflußsteuerungszylinder durch die Verbindungsleitung um einen Betrag ermöglicht, der zu einer Strecke der Bewegung des Kolbens (64) von der ursprünglichen Position während des Preßvorgangs korrespondiert.

5. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Ausgleichssteuerungszylinder aus einer Vielzahl von hydropneumatischen Zylindern (92) besteht, von denen jeder einen Kolben (64) hat, der gegenüberliegende Fläche hat, die teilweise eine Ölkammer und eine Luftkammer (60) definieren, wobei die Ölkammer mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist und die Luftkammer mit komprimierter Luft befühlt ist, die als eine elastische Einrichtung (60, 80) fungiert.

6. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 5, mit weiterhin einer Vorspannkrafteinstelleinrichtung (78) zum Einstellen eines anfänglichen Drucks der komprimierten Luft.

7. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (64), der in jedem der Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern (82) vorhanden ist, eine Druckaufnahmefläche (58) hat, die den hydraulischen Druck aufnimmt, wobei die elastische Einrichtung eine Feder (80) hat, die den Kolben in einer Richtung zur ursprünglichen Position vorspannt.

8. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (64), der in jedem der Vielzahl der Abflußsteuerungszylinder (86) vorhanden ist, gegenüberliegende Flächen hat, die teilweise eine Ölkammer (59), die mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist, und eine Luftkammer (60) die mit einem komprimierten Gas beladen ist, die als eine elastische Einrichtung fungiert, definiert.

9. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von wenigstens einem Abflußsteuerungszylinder einen Kolben (64) und eine elastische Einrichtung (60, 80) zum Erzeugen einer Vorspannkraft zum Vorspannen des Kolbens (64) derart hat, daß der Kolben (64) an seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang gehalten wird, der Kolben (64) einen hydraulischen Druck in den Ausgleichshydraulikzylindern (32) über die Verbindungsleitung (42) derart erhält, daß der Kolben (64) von seiner ursprünglichen Position gegen eine Vorspannkraft der elastischen Einrichtung (60, 80) bewegt wird, wenn der hydraulische Druck während des Preßvorgangs angehoben wird. Der Kolben (64) in eine Gleichgewichtsposition zwischen der Vorspannkraft, die ansteigt, wenn die elastische Einrichtung (60, 80) während einer Bewegung des Kolbens (64) aus seiner ursprünglichen Position, verformt wird, und einer Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck, der der Kraft entspricht, die durch die Krafterzeugungseinrichtung (34) erzeugt wird, bewegt wird, der wenigstens eine Abflußsteuerungszylinder die Abflußströmung von Arbeitsfluid aus den Ausgleichshydraulikzylindern (32) in den wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder über die Verbindungsleitung (42) um einen Betrag ermöglicht, der einer Strecke der Bewegung des Kolbens (64) von seiner ursprünglichen Position während des Preßvorgangs entspricht.

10. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder von dem wenigstens einen Abflußsteuerungszylinder aus einem hydropneumatischen Zylinder (56, 92) besteht, dessen Kolben (64) gegenüberliegende Flächen hat, die teilweise eine Ölkammer (59) und eine Luftkammer (60) definieren, wobei die Ölkammer mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist, die Luftkammer mit komprimierter Luft befühlt ist, die als eine elastische Einrichtung fungiert.

11. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 10, mit weiterhin einer Vorspannkrafteinstelleinrichtung (78) zum Einstellen eines anfänglichen Drucks der komprimierten Luft.

12. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (64), der in jedem von wenigstens einem Abflußsteuerungszylinder (82) vorhanden ist, eine Druckaufnahmefläche (58) hat, die den hydraulischen Druck aufnimmt, wobei die elastische Einrichtung eine Feder (80), die den Kolben in eine Richtung zur ursprünglichen Position hin vorspannt.

13. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (64), der in jedem von wenigstens einem Abflußsteuerungszylinder (86) vorhanden ist, gegenüberliegende Flächen hat, die teilweise eine Ölkammer (59), die mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist, und eine Luftkammer (60) hat, die mit einem komprimierten Gas beladen ist, das als eine elastische Einrichtung fungiert.

14. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Abflußsteuerungszylinder (56, 82, 86, 92) aus einer Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern (92) besteht, die in paralleler Verbindung miteinander angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Abflußsteuerungszylinder jeweils unterschiedliche Beziehungen zwischen der Vorspannkraft, die durch die elastische Einrichtung erzeugt wird, und der Kraft basierend auf dem Hydraulikdruck hat, wobei die Ausgleichsvorrichtung weiterhin eine Auswahleinrichtung (102) zum selektiven in den Stand setzen der Vielzahl von Ablfußsteuerungszylindern hat, um betriebsfähig zu sein, wobei die Vielzahl der Zylinder parallel zur Verbindungsleitung verbunden sind.

15. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtung Abflußsteuerungsventile (102) haben, die jeweils mit der Vielzahl der Abflußsteuerungszylinder (92) und mit der Verbindungsleitung (42) verbunden sind, wobei die Absperrventile selektiv geöffnet und geschlossen werden, um die Vielzahl von Abflußsteuerungszylinder selektiv in den Stand zu setzen, um betriebsfähig zu sein.

16. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern aus einem hydropneumatischen Zylinder (56, 92) besteht, dessen Kolben (64) gegenüberliegende Flächen hat, die teilweise eine Ölkammer (59), die mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist und eine Luftkammer (60), die mit komprimierter Luft befühlt ist, die als eine elastische Einrichtung fungiert, definieren, wobei die Ausgleichsvorrichtung weiterhin eine Vorspannkrafteinstelleinrichtung (78) zum Einstellen eines anfänglichen Drucks der komprimierten Luft hat.

17. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 16, mit weiterhin Absperrventilen (104), die jeweils mit der Vielzahl von Abflußsteuerungszylindern (56, 92) und mit der Vorspannkrafteinstelleinrichtung (78) verbunden sind, wobei die Absperrventile selektiv geöffnet und geschlossen werden, um die anfänglichen Drücke der komprimierten Luft der Luftkammern der Abflußsteuerungszylinder selektiv in den Stand zu setzen, damit sie unabhängig voneinander eingestellt werden.

18. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußsteuerungseinrichtung eine Abflußsteuerungszylindereinrichtung (112) und eine Vorspanneinrichtung (116), die mit der Abflußsteuerungszylindereinrichtung verbunden ist, hat, die Abflußsteuerungszylindereinrichtung hat ein Zylindergehäuse (124) und einen gestuften Kolben (126), der gleitend beweglich innerhalb des Zylindergehäuses aufgenommen ist, und der einen Abschnitt (120) mit großem Durchmesser und einen Abschnitt (122) mit kleinem Durchmesser hat, wobei der Abschnitt mit großem Durchmesser mit dem Zylindergehäuse zusammenwirkt, um eine erste Kammer (128) die mit der Verbindungsleitung (42) verbunden ist, zu definieren, daß Zylindergehäuse mit wenigstens dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser zusammenwirkt, um eine zweite Kammer (132) zu definieren, die mit einem Steuerungsfluid befühlt ist, die den gestuften Kolben zur ersten Kammer hin vorspannt, so daß der gestufte Kolben an seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang gehalten wird, und wobei das Zylindergehäuse ein Loch (130) hat, das an seinem einen Ende mit der zweiten Kammer verbunden ist, wenn der gestufte Kolben in der ursprünglichen Position positioniert ist, wobei das Loch an dem einen Ende durch den Abschnitt mit kleinem Durchmesser verschlossen wird, wenn der gestufte Kolben um eine vorbestimmte Strecke aus seiner ursprünglichen Position zur zweiten Kammer hin bewegt wird, die Vorspanneinrichtung (116) ist mit dem anderen Ende des Lochs (130) verbunden um das Steuerungsfluid in die zweite Kammer (132) über das Loch einzuführen, um dem gestuften Kolben (126) in seiner ursprünglichen Position vor dem Preßvorgang zu halten, wobei die Vorspanneinrichtung es dem gestuften Kolben ermöglicht, von seiner ursprünglichen Position gegen eine Vorspannkraft des Steuerungsfluids bewegt zu werden, wenn eine Hydraulikdruck in den Ausgleichshydraulikzylinder (32) während des Preßvorgangs angehoben wird, wobei die Vorspanneinrichtung einen Teil des Steuerungsfluids absorbiert, das von der zweiten Kammer über das Loch während einer Bewegung des gestuften Kolbens aus seiner ursprünglichen Position abfließt.

19. Ausgleichsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung einen hydropneumatischen Zylinder (116) hat, der einen Kolben (144) hat, der gegenüberliegende Flächen hat, die teilweise eine Ölkammer (146), die mit der zweiten Kammer (132) der Abflußsteuerungszylindereinrichtung (112) verbunden ist, und eine Gaskammer (148), die mit komprimiertem Gas beladen ist, definieren.