EP2934784B1

EP2934784B1 - Umformpresse

Info

Publication number: EP2934784B1
Application number: EP13818671.3A
Authority: EP
Inventors: Vaclav Hejplik; Patrick STICKER; Carsten Baumgartner
Original assignee: Uniflex Hydraulik GmbH
Current assignee: Uniflex Hydraulik GmbH
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: EP2934784A1; CN104884184A; US9314984B2; CN104884184B; DE102012025134A1; US20150283775A1; WO2014095078A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluidische Umformpresse, insbesondere Radialpresse, mit zwei längs einer Arbeitsrichtung relativ zueinander bewegbaren Werkzeugträgern.
Derartige der Umformung von Werkstücken dienende Pressen sind in diversen Ausführungen bekannt. Sie unterscheiden sich untereinander beispielsweise hinsichtlich ihrer Zweckbestimmung (z.B. Radialpresse) und der damit im Zusammenhang stehenden Bauweise (z.B. Jochpresse) sowie des Antriebskonzepts (z.B. hydraulisch). Hydraulisch angetriebene Jochpressen zur Radialverformung von Werkstücken sind beispielsweise bekannt aus der DE 199 12 976 A1 , der DE 10 2009 057 726 A1 , der DE 4135465 A1 und der US 4,854,031 A .
Die DE 10 2004 035 590 A1 offenbart eine - insbesondere als Tiefziehpresse ausgeführte - Umformpresse mit einem fest mit der Rahmenstruktur verbundenem unteren Werkzeugträger und einem auf und ab bewegbaren Hauptstößel. Dieser ist nach dem Zustellhub mit einem festen Teil der Presse (insbesondere dem unteren Querhaupt) verriegelbar. In ihm sind ein Stößel, welcher den oberen Werkzeugträger bildet und den der Umformung des Werkstücks dienenden Arbeitshub ausführt, sowie ein Blechhalter (samt zugeordneter Antriebszylinder) aufgenommen.
In der Industrie besteht ein Bedarf an zunehmend leistungsfähigen Umformpressen, d.h. Umformpressen mit einer gegenüber dem etablierten Stand der Technik substanziell weiter erhöhten Presskraft. Was speziell Radialpressen angeht, so hängt dies unter anderem auch mit der Erkenntnis zusammen, dass sich durch die Radialverformung eines Werkstücks - oder ggf. die gemeinsame Umformung zweier miteinander zu verbindender Werkstücke - in einer Radial-Umformpresse hochbelastbare Verbindungen herstellen lassen, so dass ganz neue Anwendungsbereiche (insbesondere in der Verbindungstechnik) erschlossen werden können.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine im Sinne der Bereitstellung äußerst hoher Presskräfte besonders leistungsfähige fluidische Umformpresse zur Verfügung zu stellen, insbesondere eine besonders leistungsfähige Radialpresse für die Radialumformung vergleichsweise groß dimensionierter Werkstücke.
Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch die in Anspruch 1 angegebene fluidische Umformpresse. Für die erfindungsgemäße Umformpresse, welche insbesondere als Radialpresse ausgeführt sein kann, sind somit in Kombination und synergetischem Zusammenwirken miteinander die folgenden Merkmale charakteristisch: Die fluidische Umformpresse umfasst eine Rahmenstruktur, einen längs einer Arbeitsrichtung relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren ersten Werkzeugträger, einen längs der Arbeitsrichtung relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren zweiten Werkzeugträger, ein auf den ersten und den zweiten Werkzeugträger wirkendes Antriebssystem und eine das Antriebssystem steuernde Pressensteuerung, wobei das Antriebssystem eine dem ersten Werkzeugträger zugeordnete erste Antriebseinheit und eine dem zweiten Werkzeugträger zugeordnete zweite Antriebseinheit mit mindestens einer fluidischen Kolben-Zylinder-Einheit, mindestens ein zumindest letztere beaufschlagendes Druckfluidaggregat und bevorzugt die Beaufschlagung steuernde, von der Pressensteuerung betätigte Ventile umfasst. Die mindestens eine dem ersten Werkzeugträger zugeordnete erste Antriebseinheit ist als Eilhub-Einheit ausgeführt, mittels derer der erste Werkzeugträger zwischen einer zum zweiten Werkzeugträger relativ entfernten Grundstellung und einer dem zweiten Werkzeugträger relativ nahen Schließstellung verfahrbar, d.h. das Werkzeug um das Werkstück herum zu schließen bzw. zu öffnen ist. In seiner - auf den zweiten Werkzeugträger bezogenen - Schließstellung ist der erste Werkzeugträger relativ zur Rahmenstruktur mittels mindestens eines lageveränderbaren Verriegelungskörpers mechanisch verriegelbar. Mindestens eine dem zweiten Werkzeugträger zugeordnete, fluidische Kolben-Zylinder-Einheit ist zumindest für einen Teil der Bewegung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung auf den (verriegelten) ersten Werkzeugträger, namentlich für ein sich an ein Vorpressen anschließendes eigentliches Pressen (s.u.), als Hochdruck-Einheit ausgeführt, welche mit einem wesentlich über dem Arbeitsdruck des zugeordneten Druckfluidaggregats liegenden Betriebsdruck betreibbar ist. In die die Hochdruck-Einheit mit dem zugeordneten Druckfluidaggregat verbindende Speiseleitung ist hierfür (mindestens) ein fluidischer Druckverstärker integriert. Hierunter ist eine Komponente zu verstehen, innerhalb derer der in dem Arbeitsfluid herrschende Druck von einem ersten Niveau auf ein darüber liegendes zweites Niveau angehoben wird. Dies erfolgt idealerweise ohne Zufuhr äußerer Energie, insbesondere durch Druckübersetzung im umgekehrten Verhältnis der Flächen eines Stufenkolbens auf der Niederdruck- und der Hochdruckseite.
Die nachstehende Erläuterung der vorliegenden Erfindung erfolgt allein im Interesse einer besseren Verständlichkeit anhand einer bevorzugten Ausführungsform, bei der das Antriebssystem hydraulisch ausgeführt ist, wobei sowohl die erste wie auch die zweite Antriebseinheit hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten umfassen, das mindestens eine Druckfluidaggregat als Hydraulikaggregat ausgeführt ist, ein hydraulischer Druckverstärker vorgesehen ist und die mindestens eine dem ersten Werkzeugträger zugeordnete erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit als maximal mit dem Förderdruck des zugeordneten Hydraulikaggregats betreibbare Niederdruck-Einheit ausgeführt ist. Aus der auf diese Ausführungsform fokussierten Erläuterung der Erfindung können allerdings irgend welche Beschränkungen der Erfindung auf die entsprechende Ausgestaltung nicht hergeleitet werden. Insbesondere kommt beispielsweise im Rahmen der vorliegenden, durch den Anspruch 1 angegebenen Erfindung auch eine andere Ausführung der ersten Antriebseinheit (z.B. als elektrischer Spindelantrieb) in Betracht.
Für die nachstehend eingehend erläuterte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radial- oder sonstigen Umformpressen sind somit in Kombination und synergetischem Zusammenwirken miteinander die folgenden Merkmale charakteristisch: Die hydraulische Umformpresse umfasst eine Rahmenstruktur, einen längs einer Arbeitsrichtung relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren ersten Werkzeugträger, einen längs der Arbeitsrichtung relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren zweiten Werkzeugträger, ein auf den ersten und den zweiten Werkzeugträger wirkendes hydraulisches Antriebssystem und eine das hydraulische Antriebssystem steuernde Pressensteuerung, wobei das hydraulische Antriebssystem den einzelnen Werkzeugträgern zugeordnete hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten, mindestens ein diese beaufschlagendes Hydraulikaggregat und bevorzugt die Beaufschlagung steuernde, von einer Pressensteuerung betätigte Ventile umfasst. Die mindestens eine dem ersten Werkzeugträger zugeordnete erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ist als maximal mit dem Förderdruck des zugeordneten Hydraulikaggregats betreibbare Niederdruck-Einheit ausgeführt, mittels derer der erste Werkzeugträger (typischerweise im "Eilgang") zwischen einer zum zweiten Werkzeugträger relativ entfernten Grundstellung und einer dem zweiten Werkzeugträger relativ nahen Schließstellung verfahrbar ist. In seiner Schließstellung ist der erste Werkzeugträger relativ zur Rahmenstruktur mittels mindestens eines lageveränderbaren Verriegelungskörpers mechanisch verriegelbar. Die mindestens eine dem zweiten Werkzeugträger zugeordnete zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ist zumindest für einen Teil der Bewegung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung auf den (verriegelten) ersten Werkzeugträger als Hochdruck-Einheit ausgeführt, was bedeutet, dass sie mit einem wesentlich über dem Förderdruck des zugeordneten Hydraulikaggregats liegenden Betriebsdruck betreibbar ist. In die die Hochdruck-Einheit mit dem zugeordneten Hydraulikaggregat verbindende Speiseleitung ist hierfür (mindestens) ein hydraulischer Druckverstärker integriert.
Indem bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Umformpresse sowohl der erste als auch der zweite Werkzeugträger längs der Arbeitsrichtung relativ zu der Rahmenstruktur verfahrbar sind, lässt sich der Aufnahmeraum für das umzuformende Werkstück relativ weit öffnen. Dies ist beispielsweise für solche Anwendungen, bei denen ein komplexes Werkstück in den zwischen den beiden Werkzeugträgern (bzw. den zwischen den in diese eingesetzten Teilwerkzeugen) befindlichen Aufnahmeraum für das Werkstück einzulegen ist, ein wesentlicher Aspekt. Auch für seitlich zu beschickende Radialpressen (s.u.) ist ein dementsprechend großer Hub essentiell, um zwischen den beiden Werkzeugträgern einen das seitliche Einlegen des Werkstücks ermöglichenden Freiraum bereitzustellen. In Verbindung mit den weiteren für die erfindungsgemäße hydraulische Umformpresse charakteristischen Merkmalen zieht, anders als dies typischerweise für den etablierten Stand der Technik gilt, ein derartig großer Hub der beiden Werkzeugträger relativ zueinander indessen nicht eine Beschränkung hinsichtlich der maximalen Presskraft nach sich. Im Gegenteil: Die erfindungsgemäße hydraulische Umformpresse kann weit höhere als bisher realisierte Presskräfte bereitstellen. Hierzu trägt maßgeblich bei, dass die mindestens eine dem zweiten Werkzeugträger zugeordnete zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, indem ihr ein in der zugeordneten Speiseleitung angeordneter hydraulischer Druckverstärker zugeordnet ist, als Hochdruckeinheit ausgeführt ist, deren Betriebsdruck wesentlich, typischerweise um ein Vielfaches über dem Förderdruck des zugeordneten Hydraulikaggregats und dem Betriebsdruck der mindestens einen dem ersten Werkzeugträger zugeordneten ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit liegt. Dabei ist, damit die mindestens eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, die im Wesentlichen dem schnellen Schließen (und Öffnen) der Presse im Sinne eines "Leerhubes" bzw. "Eilgangs" dient, nicht mit der entsprechend hohen vollen Presskraft belastet wird, die weiter oben bereits erläuterte mechanische, formschlüssige Verriegelung des ersten Werkzeugträgers relativ zur Rahmenstruktur mittels mindestens eines lageveränderbaren Verriegelungskörpers vorgesehen.
Indem der zweite Werkzeugträger für das Kraftpressen über einen hydraulischen Druckverstärker beaufschlagbar ist, braucht der hohe Hydraulikdruck, wie er bei - im Interesse einer besonders kompakten Bauweise der Umformpresse - geringen Querschnitten der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit für die benötigten hohen Presskräfte erforderlich ist, nicht durch das Hydraulikaggregat selbst bereitgestellt werden. Demzufolge lässt sich jenes Hydraulikaggregat, welches der Beaufschlagung der mindestens einen dem ersten Werkzeugträger zugeordneten Kolbenzylindereinheit dient, auch für die (jedenfalls phasenweise über den Druckverstärker erfolgende mittelbare) Beaufschlagung der Hochdruckeinheit einsetzen, so dass im Ergebnis die erfindungsgemäße Umformpresse mit einem einzigen Hydraulikaggregat auskommen kann. Dies erlaubt eine vergleichsweise einfache Ausführung des Antriebssystems selbst bei, wie dargelegt, höchsten Leistungsdaten der erfindungsgemäßen Umformpresse.
Die Angabe, wonach die erste Antriebseinheit dem ersten Werkzeugträger zugeordnet ist, bedeutet mitnichten, dass die erste Antriebseinheit zwingend zwischen dem ersten Werkzeugträger und der Rahmenstruktur wirkt. Im Gegenteil: Besonders bevorzugt wirkt, wie dies weiter unten detaillierter dargelegt ist, die erste Antriebseinheit zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugträger, so dass die beiden Werkzeugträger eine über die erste Antriebseinheit verbundene (als ganzes austauschbare) Werkzeugträgereinheit bilden, zu der bevorzugt auch noch eine Führungskonsole zählt, welche die Führung der beiden Werkzeugträger relativ zueinander längs der Arbeitsrichtung gewährleistet.
Weitere Vorteile und günstige Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Erläuterung besonders günstiger Gestaltungsmerkmale sowie der anschließenden Erläuterung eines in der Zeichnung veranschaulichten besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels deutlich.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Umformpresse zeichnet sich dadurch aus, dass der Zylinder der mindestens einen Hochdruck-Einheit in einem Rahmenbauteil ausgeführt ist, das einen Teil der Rahmenstruktur bildet und über seitliche Profilierungen in korrespondierende Profilierungen von zwei ebenfalls der Rahmenstruktur zugehörigen Seitenplatten eingreift. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit einer besonders kompakten Bauweise, was wiederum im Hinblick auf die extrem hohen Betriebskräfte günstig ist, weil sich hierdurch Verformungen der Umformpresse beim Pressen optimal beherrschen lassen. Zudem können infolge des lasttragenden formschlüssigen Ineinandergreifens von Rahmenbauteil und Seitenplatten tragende, d.h. in Arbeitsrichtung der Umformpresse orientierte Schraubverbindungen weitgehend oder ggf. sogar vollständig vermieden werden; und es ergibt sich neben sehr günstigen Kraftflussverläufen die Möglichkeit zu einer besonders einfachen Montage. Die - einen Formschluss bewirkenden - ineinander eingreifenden, zumindest teilweise zueinander korrespondierenden seitlichen Profilierungen jenes Rahmenbauteils, in welchem der Zylinder der mindestens einen Hochdruck-Einheit ausgeführt ist, und der Seitenplatten umfassen dabei besonders bevorzugt zusätzlich zu jeweils mindestens einer auf der Arbeitsrichtung im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche mindestens eine hiervon abgesetzte Stützfläche. Jene Stützfläche kann dabei insbesondere mehr oder weniger rechtwinklig zu der jeweiligen Lastfläche verlaufen; ihre Funktion besteht primär in der Aufnahme bzw. Abstützung von Momenten, welche in den Seitenplatten durch die Einleitung von Kräften über die Lastflächen induziert werden, ergänzend ggf. auch darin, die Seitenplatten und das besagte Rahmenbauteil in einem solchen Eingriff zueinander zu halten, dass die Lastflächen von Seitenplatten und Rahmenbauteil sicher und dauerhaft kraftübertragend aneinander anliegen. Die zueinander korrespondierenden Profilierungen von Rahmenbauteil und Seitenplatten sind bevorzugt, indessen nicht zwingend als Positiv-Profil (Vorsprung) an dem Rahmenbauteil und Negativ-Profil (Ausnehmung) an den Seitenplatten ausgeführt. Das jeweilige Profil kann sich dabei im Sinne einer optimalen Kraftflusscharakteristik stetig über die gesamte Tiefe (quer zur Arbeitsrichtung) erstrecken. Im Querschnitt folgen die Profilierungen benachbart zu den Lastflächen bevorzugt zumindest über einen wesentlichen Teil einer Ellipse, was wiederum günstig ist im Hinblick auf die Kraftflusscharakteristik.
Ein größtmögliches Maß an Kompaktheit lässt sich dabei dann erreichen, wenn - gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung - auch der hydraulische Druckverstärker dergestalt baulich in die Rahmenstruktur integriert ist, dass sein Zylinder in dem gleichen Rahmenbauteil ausgeführt ist wie der Zylinder der mindestens einen Hochdruckeinheit. Die vorstehend dargelegten Vorteile lassen sich in diesem Falle besonders ausgeprägt erreichen. Zudem ist in diesem Falle der gesamte Hochdruckbereich in einem einzigen Bauteil "gekapselt" angeordnet, so dass insbesondere höchsten Drücken ausgesetzte (freiliegende) Leitungsverbindungen vermieden werden; und es bedarf in diesem Falle nur kürzester Verbindungskanäle für das Hydraulikfluid vom Druckverstärker zu der mindestens einen Hochdruck-Einheit, was auch deshalb besonders günstig ist, weil die erfindungsgemäße Umformpresse - auf der Hochdruckseite - typischerweise in einem Druckbereich arbeitet, in welchem Hydrauliköl kompressibel wird. Ein minimales Druckölvolumen hat deshalb erhebliche Vorteile hinsichtlich der hydraulischen Steifigkeit des Antriebssystems. Ebenfalls unter Gesichtspunkten einer besonders kompakten Bauweise ist von Vorteil, wenn der hydraulische Druckverstärker mit einer zur Arbeitsrichtung der Umformpresse senkrechten Achse orientiert ist.
Die weiter oben im Zusammenhang mit dem Formschluss zwischen den Seitenplatten der Rahmenstruktur und jenem Rahmenbauteil, in welchem der Zylinder der mindestens einen Hochdruck-Einheit ausgeführt ist, dargelegten Aspekte gelten in entsprechender Weise für den mindestens einen Verriegelungskörper, an welchem sich beim Kraftpressen der erste Werkzeugträger abstützt. Dies bedeutet, dass bevorzugt der mindestens eine Verriegelungskörper zumindest in seiner Verriegelungsstellung über seitliche Profilierungen in korrespondierende Profilierungen von zwei der Rahmenstruktur zugehörigen Seitenplatten formschlüssig eingreift. Besonders bevorzugt liegen dabei die Profilierungen des mindestens einen Verriegelungskörpers und jeder der beiden Seitenplatten jeweils an mindestens einer auf der Arbeitsrichtung im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche aneinander an. Eine zusätzliche Abstützung des mindestens einen Verriegelungskörpers im Bereich einer auf der Lastfläche im Wesentlichen senkrecht stehenden, von dieser abgesetzten Stützfläche (z.B. an dem ersten Werkzeugträger) wirkt durch achsversetzten Krafteintrag induzierten Momenten entgegen. Wiederum gilt, dass die zueinander korrespondierenden Profilierungen von Verriegelungskörper(n) und Seitenplatten bevorzugt als Positiv-Profil (Vorsprung) an dem/den Verriegelungskörper(n) und Negativ-Profil (Ausnehmung) an den Seitenplatten ausgeführt sind und im Querschnitt benachbart zu den Lastflächen bevorzugt zumindest über einen wesentlichen Teil einer Ellipse folgen.
Weiterhin ist besonders günstig, wenn der mindestens eine Verriegelungskörper mit einer auf der Arbeitsrichtung senkrecht stehenden Bewegungsrichtung verschiebbar ist. Auf diese Weise resultiert die beim Kraftpressen über das Werkstück und den ersten Werkzeugträger auf den mindestens einen Verriegelungskörper ausgeübte Presskraft nicht in einer Verschiebekomponente, so dass die Fixierung des Verriegelungskörpers in seiner Verriegelungsstellung mit vergleichsweise geringem Aufwand realisiert werden kann.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zwei miteinander mechanisch gekoppelte, einen Abstand zueinander einhaltende Verriegelungskörper vorgesehen sind, wobei besonders bevorzugt in dem Zwischenraum zwischen den beiden Verriegelungskörpern eine Führungskonsole für den ersten Werkzeugträger vorgesehen ist. Auch dies ist wiederum ein technisch-konstruktiver Gesichtspunkt, der eine besonders kompakte Bauweise zulässt, mit den weiter oben dargelegten Vorteilen. Die besagte Führungskonsole ist bevorzugt fest mit dem zweiten Werkzeugträger verbunden.
Eine abermals andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zusätzlich zu jener Speiseleitung, über welche die Hochdruck-Einheit mit dem hydraulischen Druckverstärker in Verbindung steht, eine weitere Speiseleitung vorgesehen ist, über welche die Hochdruck-Einheit unter Umgehung des hydraulischen Druckverstärkers von einem zugeordneten Hydraulikaggregat beaufschlagbar ist. Dies ermöglicht es, nach dem Blockieren des ersten Werkzeugsträgers in der durch den mindestens einen Verriegelungskörper vorgegebenen Position den zweiten Werkzeugträger zunächst, nämlich für ein "Vorpressen" bis zur Anlage des Werkzeugs an dem Werkstück, direkt, d.h. unter Umgehung des hydraulischen Druckverstärkers aus dem besagten Hydraulikaggregat zu beaufschlagen. Auf diese Weise bleibt der vollständige Hub des hydraulischen Druckverstärkers für das eigentliche Pressen, d.h. das Kraftpressen verfügbar, so dass für das Kraftpressen ein maximaler Presshub erhalten bleibt. Besonders bevorzugt weist das Antriebssystem dabei auf der dem zweiten Werkzeugträger zugeordneten Versorgungsseite einen mit der Pressensteuerung verbundenen Drucksensor auf, wobei bei der Bewegung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung auf den ersten Werkzeugträger in Abhängigkeit von dem Drucksignal ein Umschalten von der (direkten) Beaufschlagung der Hochdruck-Einheit über die zweite Speiseleitung auf die Beaufschlagung der Hochdruckeinheit über den Druckverstärker erfolgt.
Ist in dem vorstehend erläuterten Sinne eine der Beaufschlagung der Hochdruckeinheit unter Umgehung des hydraulischen Druckverstärkers dienende weitere Speiseleitung vorgesehen, so ist in diese besonders bevorzugt ein Befüllventil mit hochdruckfester Sperrfunktion geschaltet. Die besagte hochdruckfeste Sperrfunktion wird dabei besonders bevorzugt über ein Sitzventil realisiert, wobei der Schließkörper des Sitzventils namentlich hydraulisch betätigbar sein kann, indem er mit einem Betätigungskolben in Verbindung steht, welcher seinerseits Teil einer in dem Gehäuse des Befüllventils untergebrachten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit ist. Mittels Letzterer ist der Schließkörper dabei günstigenfalls sowohl in Richtung Schließen als auch in Richtung Öffnen des Befüllventils betätigbar. Das vorstehend erläuterte, eine hochdruckfeste Sperrfunktion aufweisende Befüllventil weist dabei in wiederum anderer bevorzugter Weiterbildung ein an der Rahmenstruktur der Umformpresse angebrachtes Ventilgehäuse auf, wobei zur Befestigung des Ventilgehäuses vorgespannte Dehnschrauben vorgesehen sind und die Abdichtung des Ventilgehäuses gegenüber der Rahmenstruktur im Bereich eines Spielausgleichs mittels einer Radialdichtung erfolgt. Dies berücksichtigt, dass bei den extrem hohen Drücken, auf welche die erfindungsgemäße Umformpresse ausgelegt ist, auf Verformungen zurückgehende relative Bewegungen des Ventilgehäuses und der Rahmenstruktur zu erwarten sind, wobei derartige Relativbewegungen des Ventilgehäuses gegenüber der Rahmenstruktur im Falle der dargelegten Abdichtung mittels einer Radialdichtung im Bereich eines Spielausgleichs auch bei den hochdruckseitig herrschenden extremen Drücken (z.B. 3000 bar) eine zuverlässige Dichtheit gewährleistet.
Gemäß wiederum anderer bevorzugter Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die mindestens eine Hochdruck-Einheit in dem Sinne einfach wirkend ausgeführt, als über sie allein die beim Vorpressen und beim Kraftpressen ablaufende Bewegung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung auf den ersten Werkzeugträger (aus der Schließstellung in die Pressstellung) erfolgt, nicht indessen das Rückstellen aus der Pressstellung in die Schließstellung. Für Letzteres, d.h. für die Bewegung des zweiten Werkzeugträgers weg von dem ersten Werkzeugträger ist dabei eine weitere, als Niederdruck-Einheit ausgeführte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen. Eine solche Trennung der Funktion Vorpressen/Kraftpressen einerseits und Rückstellung andererseits erlaubt wiederum aufgrund der funktionsspezifischen Gestaltung der Komponenten - eine besonders kompakte Bauweise mit den weiter oben bereits dargelegten Vorteilen. Besonders bevorzugt sind dabei auf Seiten des zweiten Werkzeugträgers zwei Hochdruck-Einheiten vorgesehen, zwischen denen die - der Rückstellung dienende - Niederdruckeinheit angeordnet ist. Bei dieser Bauweise ergibt sich nicht nur für den zweiten Werkzeugträger ein hohes Maß an Kippstabilität, so dass die Funktion beeinträchtigende Verkantungen vermieden werden; vielmehr erfolgt über eine solche zueinander beabstandete Anordnung zweier Hochdruck-Einheiten auch eine Einleitung der Presskraft in den zweiten Werkzeugträger in einer für den nachfolgenden Kraftverlauf innerhalb des zweiten Werkzeugträgers optimalen Weise. Auf diese Weise werden die Spannungen innerhalb des zweiten Werkzeugträgers minimiert, so dass dieser relativ klein dimensioniert werden kann.
Anders als dies, wie vorstehend dargelegt, für die mindestens eine dem zweiten Werkzeugträger zugeordnete Hochdruck-Einheit gilt, ist die mindestens eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit besonders bevorzugt doppeltwirkend ausgeführt, so dass mit ihr gleichermaßen der erste Werkzeugträger - im Sinne eines Schließens der Umformpresse - auf den zweiten Werkzeugträger zu bewegt werden kann, als auch - im Sinne eines Öffnens der Umformpresse - von dem zweiten Werkzeugträger weg.
Die vorstehende Erläuterung der erfindungsgemäßen Umformpresse und die nachstehende Darlegung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erhellen eindrücklich die umfassenden Vorteile, die mit der vorliegenden Erfindung verbunden sind, d.h. sich mit den in den Ansprüchen definierten Umformpressen erzielen lassen, namentlich was die besondere Leistungsfähigkeit einer entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgeführten Radialpresse angeht. Dabei kommen die synergetischen Interaktionen der zusammenwirkenden, für die erfindungsgemäße Umformpresse charakteristischen Merkmale zum Tragen. Für Anwendungen, bei denen nicht das gesamte durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Leistungspotential benötigt oder ausgeschöpft wird, kommt mit immer noch maßgeblichen Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik auch die gewissermaßen "abgespeckte" Umsetzung der der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnisse in Betracht. So sind bei einem reduzierten Leistungsbedarf beispielsweise Ausführungsformen von Umformpressen, insbesondere von Radialpressen einsetzbar, bei denen - bei im Übrigen unveränderter Bauweise - auf den der zweiten Antriebseinheit zugeordneten fluidischen Druckverstärker verzichtet wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Aspekt der Kompaktheit der Umformpresse in der betreffenden spezifischen Anwendung vergleichsweise geringe Bedeutung hat, so dass ohne gravierenden Nachteil für die Brauchbarkeit der Umformpresse für die betreffende Anwendung die Querschnitte der zweiten Antriebseinheit vergrößert werden können.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1: einen senkrecht zur Pressenachse geführten Vertikalschnitt durch eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Radialpresse in ihrer Grundstellung,
Fig. 2: die Radialpresse nach Fig. 1 bei geschlossenem Werkzeug, d.h. vollständig abgesenktem oberen Werkzeugträger,
Fig. 3: die Radialpresse nach den Fig. 1 und 2 bei mechanisch verriegeltem oberen Werkzeugträger,
Fig. 4: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 3 nach einem ersten Teil der Aufwärtsbewegung des unteren Werkzeugträgers,
Fig. 5: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 4 bei vollständig aufwärts bewegtem unteren Werkzeugträger, d.h. am Ende des Pressvorgangs,
Fig. 6: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 5 am Ende der Dekompressionsphase,
Fig. 7: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 6 nach dem vollständigen Absenken des unteren Werkzeugträgers,
Fig. 8: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 7 nach dem Entriegeln des oberen Werkzeugträgers,
Fig. 9: die Radialpresse nach den Fig. 1 bis 8 nach dem vollständigen Anheben des oberen Werkzeugträgers; weiterhin zeigt
Fig. 10: einen vergrößerten Vertikalschnitt durch die den dem unteren Werkzeugträger zugeordneten Teil der Antriebseinheit,
Fig. 11: einen weitgehend schematischen, in der Ebene der Pressenachse geführten Vertikalschnitt durch eine prinzipiell nach den Fig. 1 bis 10 aufgebaute Radialpresse,
Fig. 12: die bei der Radialpresse nach den Fig. 1 bis 11 verwendete Ventileinheit in vergrößerter Darstellung,
Fig. 13: einen Hydraulikschaltplan der Radialpresse nach den Figuren 1 bis 12 und
Fig. 14: eine der Radialpresse nach den Figuren 1 bis 9 entnommene Werkzeugträgereinheit mitsamt eingesetztem Radial-Presswerkzeug.

Die in den Fig. 1 bis 12 veranschaulichte hydraulische Radialpresse dient der auf eine Pressachse A bezogenen Radialverformung eines Werkstücks 1. Sie umfasst eine Rahmenstruktur 2, welche sich im Wesentlichen aus vier Hauptkomponenten zusammensetzt, nämlich zwei Seitenplatten 3, einem unteren Rahmenbauteil 4 und einer oberen Klammer 5. Die in den Seitenplatten 3 um die Pressachse A herum angeordneten Durchbrüche 6 erstrecken sich bis zu dem in der Zeichnung rechts dargestellten Rand 7 der Seitenplatten 3, um eine seitliche Beschickung der Radialpresse zu ermöglichen; dies erklärt die Bezeichnung dieser Radialpressenkonzeption (vgl. DE 19940744 A1 ) als "C-Presse".
Zwischen den beiden Seitenplatten 3 der Rahmenstruktur 2 sind, relativ zu dieser sowie zueinander längs einer - auf der Pressachse A senkrecht stehenden - Arbeitsrichtung B verfahrbar, zwei Werkzeugträger aufgenommen, nämlich ein oberer, erster Werkzeugträger 8 und ein unterer, zweiter Werkzeugträger 9. Der erste Werkzeugträger 8 bildet bei der vorliegenden Pressenbauweise ein Oberjoch 10, der zweite Werkzeugträger ein Unterjoch 11. Das in dem Oberjoch 10 und dem Unterjoch 11 aufgenommene Werkzeug umfasst insgesamt acht Pressbacken 12, die sich an dem Oberjoch 10 und dem Unterjoch 11 in der als solches bekannten Weise - teilweise gleitend - abstützen, wobei zwei der Pressbacken in bekannter Weise geteilt ausgeführt sind. Der Führung des Oberjochs 10 dient dabei eine zwischen den Seitenplatten 3 der Rahmenstruktur 2 aufgenommene, mit dem Unterjoch 11 fest verbundne Führungskonsole 13, an der das Oberjoch 10 mittels einer Linearführung 14 gleitend auf und ab verschiebbar geführt ist. Die dem Oberjoch 10 zugeordneten Komponenten der Linearführung 14 sind mit dem Oberjoch 10 dabei nicht starr verbunden, sondern vielmehr unter Zwischenschaltung einer Elastomerkörper umfassenden Entkoppelungseinheit. Auf diese Weise beeinträchtigen im Betrieb - innerhalb gewisser Grenzen - auftretende Verformungen nicht die Funktionssicherheit der Presse.
Das untere Rahmenbauteil 4 und die beiden Seitenplatten 3 greifen über zueinander im Wesentlichen korrespondierende Profilierungen 15 formschlüssig ineinander (vgl. Fig. 11). Dabei sind die Profilierungen 15 so gestaltet, dass das untere Rahmenbauteil 4 und jede der beiden Seitenplatten 3 jeweils nicht nur an einer auf der Arbeitsrichtung B im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche 16 in Arbeitsrichtung Kraft übertragend aneinander anliegen, sondern auch an mindestens einer hiervon abgesetzten, auf der Lastfläche 16 mehr oder weniger senkrecht stehenden Stützfläche 17. Die zusammenwirkenden Stützflächen 17 bewirken dabei nicht nur, dass der Eingriff von Seitenplatten 3 und unterem Rahmenbauteil 4 erhalten bleibt; bezogen auf die jeweils zugeordnete Lastfläche 16 bewirken die Stützflächen 17 zusätzlich jeweils ein Stützmoment C, welches einer Verformung der Seitenplatten 3 beim Pressen entgegenwirkt. Die Profilierung 15 der Seitenplatten 3 ausgehend von der jeweiligen Lastfläche 16 in Richtung auf die volle Wandstärke (d.h. in Fig. 11 nach oben) folgt unter Vermeidung allzu großer Unstetigkeiten einer Ellipse E mit sich daran anschließender Übergangsschräge S.
Zwischen den beiden Seitenplatten 3 sind weiterhin - beidseits der Führungskonsole 13 - zwei Verriegelungskörper 18 angeordnet, welche an der oberen Klammer 5 der Rahmenstruktur 2 längs Linearführungen 19 quer zur Arbeitsrichtung B verschiebbar geführt sind. Diese beiden (miteinander gekoppelten) Verriegelungskörper 18 können mittels des hydraulischen Verfahrzylinders 20 gemeinsam, d.h. synchron in eine oberhalb des Oberjochs 10 liegende Verriegelungsstellung verschoben werden, wenn das Oberjoch - mittels der zugeordneten ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 21 - entsprechend weit abgesenkt ist (s.u.). Somit ist das Oberjoch 10 relativ zur Rahmenstruktur 2 mittels der beiden lageveränderbaren Verriegelungskörper 18 in dem Sinne mechanisch verriegelbar, dass die (beim Pressen) von dem Unterjoch 11 über das Werkstück 1 auf das Oberjoch 10 ausgeübte, im Wesentlichen in Richtung der Arbeitsrichtung B nach oben gerichtete Kraft über die beiden Verriegelungskörper 18 in die Seitenplatten 3 eingeleitet wird. Hierzu liegt das Oberjoch 10 im Bereich von oberen Stirnflächen 22 an korrespondierenden Anlageflächen 23 der beiden Verriegelungskörper 18 an; und die beiden Verriegelungskörper 18 greifen - zumindest in ihrer Verriegelungsstellung - über seitliche Profilierungen 24 in korrespondierende Profilierungen 25 der Seitenplatten 3 ein. Die besagten Profilierungen 24 bzw. 25 der Verriegelungskörper 18 und der betreffenden zugeordneten Seitenplatte 3 liegen dabei jeweils an einer auf der Arbeitsrichtung B im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche 26 aneinander an. Weiterhin stützen sich die beiden Seitenplatten 3 oben über eine auf der Lastfläche 26 senkrecht stehende Stützfläche 27 an der Klammer 5 ab; und die beiden Verriegelungskörper 18 stützen sich überdies unten-innen an Stützflächen 28 ab, welche beidseits an einem an der Oberseite des Oberjochs 10 angeordneten Steg 29 vorgesehen sind.
Die Radialpresse weist weiterhin ein hydraulisches Antriebssystem auf, welches auf das Oberjoch 10 sowie das Unterjoch 11 wirkt. Dieses Antriebssystem umfasst eine erste Antriebseinheit 75 in Form einer dem Oberjoch 10 zugeordneten, dessen Bewegung relativ zum Unterjoch 11 (und somit relativ zur Rahmenstruktur) bewirkenden, ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 21, eine zweite Antriebseinheit 76 in Form von drei dem Unterjoch 11 zugeordneten, dessen Bewegung relativ zu der Rahmenstruktur 2 bewirkenden zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 30, ein die hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 21, 30 beaufschlagendes Hydraulikaggregat 31 und die besagte Beaufschlagung steuernde Ventile. Die - von der Pressensteuerung ansteuerbaren - Ventile sind dabei in zwei Ventil- und Verteilblöcken 32 und 33 untergebracht. Anders als die erste Kolben-Zylinder-Einheit 21, welche zum Verfahren des Oberjochs 10 nach unten sowie nach oben doppeltwirkend ausgeführt ist und deren unteres Ende an dem Unterjoch 11 angeschlagen ist, sind die drei zweiten Kolben-Zylinder-Einheiten 30 einfachwirkend, wobei zwei Presseinheiten 34 und eine zwischen diesen angeordnete Rückstelleinheit 35 vorgesehen sind. Die Zylinder 36 der drei zweiten Kolben-Zylinder-Einheiten 30 sind dabei jeweils in dem unteren Rahmenbauteil 4 ausgeführt; und die Kolben 37 der drei zweiten Kolben-Zylinder-Einheiten 30 sind mit einer Montageplatte 38 für das Unterjoch 11 verbunden. Dabei ist im Bereich der Verbindung des Kolbens der Rückstelleinheit 35 mit der Montagplatte 38 eine Nachgiebigkeit (insbesondere in Form eines Elastomerelements) zwischengeschaltet, so dass beim Betrieb der Presse - innerhalb gewisser Grenzen - entstehende Verformungen nicht zu einem Verklemmen führen können. Aus demselben Grund sind die Kolben Presseinheiten 34 in dem Sinne "gelenkartig" ausgeführt, dass gewisse Verkantungen der Kolben in den zugeordneten Zylindern toleriert werden und die Betriebssicherheit nicht beeinträchtigen. In der durch die Pressachse A definierten Mittelebene ist die Montageplatte 38 im Übrigen durch zwei Führungsbolzen X geführt, welche - wiederum nachgiebig - mit der Montageplatte 38 verbunden und in korrespondierenden Führungsbohrungen des unteren Rahmenbauteils 4 gleitend aufgenommen sind. Das Unterjoch 11 stützt sich an der Montageplatte 38 in dem Sinne zwängungsfrei ab, als es auf der Oberfläche der Montageplatte 38 seitwärts, d.h. quer zur Arbeitsrichtung B verschiebbar ist. Hierzu ist die Oberfläche der Montageplatte 38 als Rollenbahn 39 ausgeführt.
In dem unteren Rahmenbauteil 4 ist weiterhin - rechtwinklig zur Arbeitsrichtung B orientiert - der hochdruckseitige Zylinder 40 eines hydraulischen Differential-Druckverstärkers 41 untergebracht, d.h. vorliegend unmittelbar in dem unteren Rahmenbauteil 4 ausgeführt. Der niederdruckseitige Kolben 42 des hydraulischen Differential-Druckverstärkers 41 ist in einem an dem unteren Rahmenbauteil 4 - mittels eines Schraubflansches 43 - angeflanschten Zylindergehäuse 44 dichtend geführt. Im Bereich des Schraubflansches 43 des Zylindergehäuses 44 ist eine Aussteifungsscheibe 45 angeordnet, die mit ihrem Umfangsrand innen an dem Gewindevorsprung 46 des Zylindergehäuses 44 anliegt. Der hochdruckseitige Zylinder 40 des hydraulischen Druckverstärkers 41 kommuniziert über einen Verbindungskanal 47 direkt mit den - untereinander über den Kanal 57 parallel geschalteten - Zylindern 36 der beiden Presseinheiten 34, die auf diese Weise Hochdruckeinheiten 48 darstellen.
Die Zylinder 36 der beiden Hochdruckeinheiten 48 kommunizieren mit einer weiteren Speiseleitung 49, über die die Hochdruck-Einheiten 48 - während des ersten Teils des Pressvorgangs, dem "Vorpressen", bis die Pressbacken 12 an dem Werkstück 1 anliegen bzw. auf erheblichen Widerstand stoßen - unter Umgehung des hydraulischen Druckverstärkers 41 von dem Hydraulikaggregat 31 beaufschlagbar sind. Zwischen das Hydraulikaggregat 31 und die Hochdruckeinheiten 48 ist in die zweite Speiseleitung 49 ein Befüllventil 50 geschaltet, das über eine hochdruckfeste Sperrfunktion verfügt, welche durch ein vorliegend beispielsweise auf 3.000bar ausgelegtes Rückschlagventil 51 realisiert ist. Insoweit stellt das Befüllventil 50 eigentlich ein Befüll- und Absperrventil dar. Das Befüllventil 50 ist dabei als Sitzventil ausgeführt mit einem hydraulisch betätigbaren Schließkörper 52, der mit einem Betätigungskolben 53 in Verbindung steht, welcher seinerseits Teil einer in dem Gehäuse 54 des Befüllventils 50 untergebrachten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 55 ist. Auch die der Betätigung des Schließkörpers 52 des Befüllventils 50 dienende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 55 wird - über in dem Ventil- und Verteilblock 32 untergebrachte Pilotventile - über den Druckregler 73 und den Ventil- und Verteilblock 33 aus dem Hydraulikaggregat 31 beaufschlagt.
Das Ventilgehäuse 54 des Befüllventils 50 ist mit Hilfe von vorgespannten Dehnschrauben 56 an der Rahmenstruktur 2 der Umformpresse angebracht. Die Abdichtung des Ventilgehäuses 54 gegenüber der Rahmenstruktur 2 erfolgt dabei (beidseitig) im Bereich der äußeren Umfangsfläche 58 eines hülsenartigen Vorsprungs 59 eines an dem Ventilgehäuse 54 angesetzten Adapters 60, auf welcher ein Dichtring 61 aufliegt. Damit ist auch bei einem gewissen Spiel, das unter Einwirkung höchster Drücke auf den Schließkörper 52 und hierdurch hervorgerufener Dehnungen der Dehnschrauben 56 nicht vermeidbar ist, eine zuverlässige Dichtheit gewährleistet.
Das hydraulische Antriebssystem ist weiterhin dazu ausgelegt und eingerichtet, für eine Temperierung der Hydraulikflüssigkeit und/oder der Presse eingesetzt zu werden. Um der Hydraulikflüssigkeit zu diesem Zweck ein Zirkulieren innerhalb der Radialpresse zu ermöglichen, weist die Kolbenstange 62 des hydraulischen Druckverstärkers 41 eine Längsbohrung 63 auf, welche stirnseitig, d.h. im Bereich des hochdruckseitigen Kolbens 64 durch ein vorliegend auf 3.000bar ausgelegtes Rückschlagventil 65 begrenzt ist. Am gegenüberliegenden Ende kommuniziert die Längsbohrung 63 über eine Verbindungsbohrung 66 mit dem Kolbenstangen-Arbeitsraum 67 des hydraulischen Druckverstärkers 41. Weiterhin sind auch im niederdruckseitigen Kolben 42 des hydraulischen Druckverstärkers 41 Rückschlagventile 68 vorgesehen, welche für eine Strömungsrichtung vom Kolbenstangen-Arbeitsraum 67 des hydraulischen Druckverstärkers 41 zu dessen Kolbenarbeitsraum 69 öffnen. Andere Durchströmungs- bzw. Hydraulikölzirkulationskonzepte, die der Temperierung der Presse bzw. des Hydrauliköls dienen, sind in entsprechender Weise möglich.
Die Betriebsweise der gezeigten Radialpresse ist wie folgt (vgl. die Fig. 1-9):

In Fig. 1 steht die Presse für das Einlegen des zu pressenden Werkstücks 1 (vgl. Fig. 1) bereit. Die bewegbaren Teile, d.h. insbesondere das Unterjoch 11, das Oberjoch 10, die Verriegelungskörper 18 und die Kolbeneinheit des hydraulischen Druckverstärkers 41 nehmen ihre Grund- bzw. Ausgangsstellung ein. Bei Bedarf an einer Temperierung der Presse und/oder der Hydraulikflüssigkeit kann letztere in dieser Phase zirkulieren. Dabei durchströmt beispielsweise (vgl. Fig. 13) von dem Hydraulikaggregat 31 - über den Druckregler 73, den Verteil- und Ventilblock 33 und den Verteil- und Ventilblock 32 - in den Kolbenstangen-Arbeitsraum 67 des hydraulischen Druckverstärkers 41 eingespeiste Hydraulikflüssigkeit von dort aus einerseits - über die Verbindungsbohrung 66 und die Längsbohrung 63 der Kolbenstange 62 sowie den hochdruckseitigen Zylinder 40 des hydraulischen Druckverstärkers 41 - die Zylinder 36 der Hochdruckeinheiten 48 und strömt über das - hierzu geöffnete - Befüllventil 50 zum Ventil- und Verteilblock 33 und von dort in den Tank T zurück; andererseits strömt in den Kolbenstangen-Arbeitsraum 67 des hydraulischen Druckverstärkers 41 eingespeiste Hydraulikflüssigkeit über die in dem niederdruckseitigen Kolben 42 des hydraulischen Druckverstärkers 41 angeordneten Rückschlagventile 68, den Kolbenarbeitsraum 69 und den Ventil- und Verteilblock 33 zum Tank T zurück.

Zur Radialverformung des in dem Aufnahmeraum 70 der Presse angeordneten Werkstücks 1 wird die erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 21 von dem Hydraulikaggregat 31 über die Ventil- und Verteilblöcke 33 und 32 in dem Sinne beaufschlagt, dass das Oberjoch 10 abwärts in Richtung auf das Unterjoch 11 bewegt wird, und zwar so weit, bis das Werkzeug schließt, d.h. bis die Pressbackenabschnitte 71 der den beiden Teilwerkzeugen zugeordneten geteilten Pressbacken aufeinander stoßen (vgl. Fig. 2). In dieser Stellung befindet sich das Pressbackensystem im geschlossenen, für den eigentlichen Pressvorgang vorbereiteten Zustand.
Nun wird (vgl. Fig. 3) die dem Verfahren der beiden Verriegelungskörper 18 dienende hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (d.h. der Verfahrzylinder 20) von dem Hydraulikaggregat 31 über die Ventil- und Verteilblöcke 33 und 32 in dem Sinne beaufschlagt, dass die beiden Verriegelungskörper 18 über das Oberjoch 10 verschoben werden. Es besteht in dieser Phase ein geringer Spalt 72 zwischen den oberen Stirnflächen 22 des Oberjochs 10 und den korrespondierenden Anlageflächen 23 der beiden Verriegelungskörper 18. Dieser Spalt 72 ermöglicht die besagte Verschiebebewegung der Verriegelungskörper 18 über das Oberjoch 10 ungeachtet dessen, dass bei angehobenem, an den Verriegelungskörpern 18 anliegendem Oberjoch 10 über zusammenwirkende Rastelemente ein solches Verschieben blockiert wird.
Im nächsten Schritt (vgl. Fig. 4) werden die Zylinder 36 der beiden Hochdruckeinheiten 48 von dem Hydraulikaggregat 31 über den Ventil- und Verteilblock 33 und das geöffnete Befüllventil 50 in dem Sinne beaufschlagt, dass das Unterjoch 11 angehoben wird, und zwar so weit, bis das weiter zusammengefahrene Pressbackensystem an dem Werkstück 1 anliegt ("Vorpressen") und die die den ersten Werkzeugträger 8 und den zweiten Werkzeugträger 9 umfassende Werkzeugträgereinheit (samt dem darin aufgenommenen Werkzeug) bis zur Anlage des Oberjochs 10 an den beiden Verriegelungskörpern 18 im Bereich der zueinander korrespondierenden Flächen angehoben wird. Die erste Kolben-Zylinder-Einheit 21 ist in dieser Phase in ihre Schwimmstellung geschaltet. Ein - mit der Pressensteuerung verbundener - Drucksensor (oder Druckschalter) ermittelt den sich hierdurch einstellenden (sprunghaften) Druckanstieg im hydraulischen Antriebssystem und löst ein Umschalten von der Beaufschlagung der Hochdruck-Einheiten 48 über das Befüllventil 50 und die weitere Speiseleitung 49 auf die Beaufschlagung der Hochdruck-Einheiten 48 über den hydraulischen Druckverstärker 41 aus. Hierzu wird das Befüllventil 50 durch entsprechende Beaufschlagung der dem Schließkörper 52 zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit 55 von dem Hydraulikaggregat 31 über die Ventil- und Verteilblöcke 33 und 32 geschlossen.
Im Folgenden (vgl. Fig. 5) erfolgt über eine Beaufschlagung des Kolbenarbeitsraumes 69 des hydraulischen Druckverstärkers 41 durch das Hydraulikaggregat 31 über den Ventil- und Verteilblock 33 ein Einpressen von Hydraulikflüssigkeit in die Zylinder 36 der Hochdruckeinheiten 48 unter hohem Druck aus dem Zylinder 40 des hydraulischen Druckverstärkers 41 durch dessen hochdruckseitigen Kolben 64. Dies ist der Vorgang des eigentlichen Hochdruck-Kraftpressens. Dieses Hochdruck-Kraftpressen erfolgt bis zum Erreichen des Pressmaßes. Auch in dieser Phase ist die erste Kolben-Zylinder-Einheit 21 in ihre Schwimmstellung geschaltet.
Nach dem Pressen erfolgt (vgl. Fig. 6) eine Dekompressionsphase, um die bei den bestehenden extremen Druckverhältnissen komprimierte Hydraulikflüssigkeit (z.B. bei 3.000bar auf etwa 80% des Ausgangsvolumens verdichtet) zumindest im Wesentlichen auf das Druckniveau der Inkompressibilität oder gar weitergehend (bis mehr oder weniger auf den Tankdruck) zu entspannen. Diese Entspannung der hochdruckseitig eingespannten Hydraulikflüssigkeit erfolgt durch eine (über die maßgeblichen Ventile der Ventil- und Verteilblöcke 33 und 32) gesteuerte Bewegung der Kolbeneinheit des hydraulischen Druckverstärkers 41.
Im Anschluss daran (vgl. Fig. 7) wird - durch entsprechende Ansteuerung der Ventile der Ventil- und Verteilblöcke 32 und 33 - die auf der Niederdruckseite des hydraulischen Druckverstärkers 41 vorhandene Hydraulikflüssigkeit eingesperrt, wodurch die Kolbeneinheit des hydraulischen Druckverstärkers 41 blockiert wird, das Befüllventil 50 geöffnet und die Rückstelleinheit 35 aus dem Hydraulikaggregat 31 beaufschlagt. Das Unterjoch 11 wird hierdurch nach unten bewegt, und zwar so weit, bis es seine maximal abgesenkte Stellung ("Ausgangsstellung" gemäß Fig. 1) einnimmt. Ihm folgt bereits aufgrund seines Eigengewichts das Oberjoch 10, so dass dieses von den Verriegelungskörpern 18 abhebt, so dass die beiden Verriegelungskörper 18 freigegeben werden. Während dieser Phase wird Hydraulikflüssigkeit aus den Hochdruckeinheiten 48 über das Befüllventil 50 in den Tank T verdrängt. Um das gemeinsame Absenken der gesamten, weiterhin geschlossenen Werkzeugträgereinheit zu unterstützen, kann in dieser Phase ggf. die erste Kolben-Zylinder-Einheit 21 gesperrt sein.
Als nächstes (vgl. Fig. 8) werden durch entsprechende Beaufschlagung der Verfahreinheit 20 die beiden Verriegelungskörper 18 in ihre Ausgangs- bzw. Grundstellung verfahren, so dass (vgl. Fig. 9) anschließend - durch Beaufschlagung der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 21 - das Werkzeug geöffnet und das Oberjoch 10 weiter aufwärts bewegt wird, und zwar bis zum Erreichen der Grundstellung. Das fertig gepresste Werkstück lässt sich dem geöffneten Werkzeug entnehmen. Die Rückstellung der Kolbeneinheit des hydraulischen Druckverstärkers 41 in seine Ausgangslage schließt den Zyklus ab; hierzu erfolgt - bei anhaltender Beaufschlagung der Rückstelleinheit 35 und unter entsprechender Ansteuerung der zugeordneten Ventile - eine Beaufschlagung der Hochdruckseite des hydraulischen Duckverstärkers 41 aus dem Hydraulikaggregat 31 über das Befüllventil 50 und die Zylinder 36 der Hochdruckeinheiten 48. Hydraulikflüssigkeit aus dem Kolbenarbeitsraum 69 des hydraulischen Druckverstärkers 41 wird dabei über den Ventilblock 33 in den Tank T verdrängt. Diese Rückstellung der Kolbeneinheit des hydraulischen Druckverstärkers 41 kann indessen auch bereits früher eingeleitet werden, nämlich sobald das Unterjoch 11 in seine Ausgangsstellung abgesenkt ist (s.o.).
Zu Fig. 11 ist auf den schematischen Charakter hinzuweisen. So ist die Radialpresse in verschiedener Hinsicht vereinfacht veranschaulicht. Insbesondere sind die Hochdruck-Einheit 48 und die Abstützung des Unterjochs 11 grob vereinfacht dargestellt.
Fig. 14 veranschaulicht die Möglichkeit, die gesamte Einheit bestehend aus dem ersten Werkzeugträger 8 bzw. dem Oberjoch 10, dem zweiten Werkzeugträger 9 bzw. dem Unterjoch 11, der an dem Unterjoch fixierten Führungskonsole 13 und der - sich zwischen dem Unterjoch 11 und dem Oberjoch 10 erstreckenden - ersten Kolben-Zylinder-Einheit 21 (samt zwischen den beiden Werkzeugträgern aufgenommenem Presswerkzeug) aus der Rahmenstruktur der Radialpresse zu entnehmen, beispielsweise um die Pressen von einer Pressaufgabe auf eine andere umzurüsten. Das Entnehmen der aus der Presse zu entfernenden Einheit sowie das Positionieren der in der Presse aufzunehmenden Einheit wird dabei durch die Anordnung der Rollenbahn 39 auf der Montageplatte 38 erleichtert.
Vorsorglich ist abschließend darauf hinzuweisen, dass die verwendeten Richtungsangaben wie "oben", "unten" und dergleichen nicht in dem Sinne interpretiert werden dürfen, als komme hierdurch eine bestimmte Orientierung der Presse im Gebrauch zum Ausdruck. Vielmehr kann die Presse, wie dies beispielsweise bei dem Verbinden der Rohrstücke einer auf dem Boden verlegten Fluidleitung (z.B. einer Pipeline) der Fall ist, auch hängend mit nach unten weisender Öffnung für das "seitliche" Einlegen eines Werkstücks zum Einsatz kommen (vgl. die Aufhängeösen 74), wobei in diesem Falle die Arbeitsrichtung B nicht vertikal verläuft, sondern vielmehr horizontal. Insoweit sind die besagten Richtungsangaben allein auf die in der Zeichnung konkret gezeigte Orientierung der Radialpresse bezogen zu verstehen. Im Übrigen ist vorsorglich darauf hinzuweisen, dass einzelne der Figuren hinsichtlich spezifischer Details, welche allerdings für das in den Ansprüchen angegebene Wesen der vorliegenden Erfindung gänzlich irrelevant sind, voneinander abweichen können. Dergleichen Diskrepanzen sind, da sie die Erfindung als solche nicht tangieren, nicht erheblich und bleiben deshalb unkommentiert.

Claims

Fluidische Umformpresse, insbesondere Radialpresse, mit einer Rahmenstruktur, einem längs einer Arbeitsrichtung (B) relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren ersten Werkzeugträger (8), einem längs der Arbeitsrichtung (B) relativ zur Rahmenstruktur verfahrbaren zweiten Werkzeugträger (9), einem auf den ersten und den zweiten Werkzeugträger wirkenden Antriebssystem, welches eine dem ersten Werkzeugträger (8) zugeordnete erste Antriebseinheit (75) und eine dem zweiten Werkzeugträger (9) zugeordnete zweite Antriebseinheit (76) mit mindestens einer fluidischen Kolben-Zylinder-Einheit (30), mindestens ein zumindest letztere beaufschlagendes Druckfluidaggregat und - bevorzugt
- die Beaufschlagung steuernde Ventile umfasst, und einer das Antriebssystem steuernden Pressensteuerung, mit den folgenden Merkmalen:

- die mindestens eine dem ersten Werkzeugträger (8) zugeordnete erste Antriebseinheit (75) ist als Eilhub-Einheit ausgeführt, mittels derer der erste Werkzeugträger (8) zwischen einer zum zweiten Werkzeugträger (9) relativ entfernten Grundstellung und einer dem zweiten Werkzeugträger relativ nahen Schließstellung verfahrbar ist;

- in seiner Schließstellung ist der erste Werkzeugträger (8) relativ zur Rahmenstruktur mittels mindestens eines lageveränderbaren Verriegelungskörpers (18) mechanisch verriegelbar;

- mindestens eine dem zweiten Werkzeugträger (9) zugeordnete fluidische Kolben-Zylinder-Einheit (30) ist zumindest für einen Teil der Bewegung des zweiten Werkzeugträgers in Richtung auf den ersten Werkzeugträger (8) als Hochdruck-Einheit (48) ausgeführt, welche mit einem wesentlich über dem Arbeitsdruck des zugeordneten Druckfluidaggregats liegenden Betriebsdruck betreibbar ist;

- in die die Hochdruck-Einheit (48) mit dem zugeordneten Druckfluidaggregat verbindende Speiseleitung ist ein fluidischer Druckverstärker integriert.
Umformpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein hydraulisches Antriebssystem umfasst, wobei die erste und die zweite Antriebseinheit (75; 76) hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten (21; 30) umfassen, das mindestens eine Druckfluidaggregat als Hydraulikaggregat (31) ausgeführt ist, als fluidischer Druckverstärker ein hydraulischer Druckverstärker (41) vorgesehen ist und die mindestens eine dem ersten Werkzeugträger (8) zugeordnete erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (21) als maximal mit dem Förderdruck des zugeordneten Hydraulikaggregats (31) betreibbare Niederdruck-Einheit ausgeführt ist.
Umformpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinder (36) der mindestens einen Hockdruck-Einheit (48) in einem Rahmenbauteil (4) ausgeführt ist, das einen Teil der Rahmenstruktur bildet und über seitliche Profilierungen (15) in korrespondierende Profilierungen (15) von zwei ebenfalls der Rahmenstruktur zugehörigen Seitenplatten (3) eingreift, wobei bevorzugt die zueinander korrespondierenden Profilierungen (15) von Rahmenbauteil (4) und Seitenplatten (3) als Positiv-Profil (Vorsprung) an dem Rahmenbauteil (4) und Negativ-Profil (Ausnehmung) an den Seitenplatten (3) ausgeführt sind.
Umformpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (15) im Querschnitt benachbart zu Lastflächen (16, 26) zumindest über einen wesentlichen Teil einer Ellipse folgen.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierungen (15) des Rahmenbauteils (4) und jeder der beiden Seitenplatten (3) jeweils an einer auf der Arbeitsrichtung (B) im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche (16) und an mindestens einer hiervon abgesetzten Stützfläche (17) aneinander anliegen.
Umformpresse nach Anspruch 4 oder Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass auch der hydraulische Duckverstärker (41) dergestalt baulich in die Rahmenstruktur integriert ist, dass sein Zylinder (40) in dem Rahmenbauteil (4) ausgeführt ist.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Duckverstärker (41) mit einer zur Arbeitsachse (B) senkrechten Achse orientiert ist.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verriegelungskörper (18) zumindest in seiner Verriegelungsstellung über seitliche Profilierungen (24) in korrespondierende Profilierungen (25) der Rahmenstruktur eingreift, wobei bevorzugt die Profilierungen (24; 25) des mindestens einen Verriegelungskörpers (18) und der Rahmenstruktur an einer auf der Arbeitsrichtung (B) im Wesentlichen senkrecht stehenden Lastfläche (26) aneinander anliegen.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Verriegelungskörper (18) mit einer auf der Arbeitsrichtung (B) senkrecht stehenden Bewegungsrichtung verschiebbar ist.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einen Abstand zueinander einhaltende Verriegelungskörper (18) vorgesehen sind.
Umformpresse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum zwischen den beiden Verriegelungskörpern (18) eine Führungskonsole (13) für den ersten Werkzeugträger (8) vorgesehen ist, wobei bevorzugt der erste Werkzeugträger (8) mittels einer Linearführung (14) an der Führungskonsole (13) geführt ist, wobei die dem ersten Werkzeugträger (8) zugeordneten Komponenten der Linearführung (14) mit dem ersten Werkzeugträger unter Zwischenschaltung einer elastischen Entkoppelungseinheit verbunden sind.
Umformpresse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskonsole (13) dergestalt mit dem zweiten Werkzeugträger (9) fest verbunden ist und die mindestens eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (21) zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugträger (8; 9) wirkt, dass die die beiden Werkzeugträger, die Führungskonsole und die mindestens eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit umfassende komplette Werkzeugträgereinheit der Rahmenstruktur entnommen werden kann.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Speiseleitung (49) vorgesehen ist, über die die Hochdruck-Einheit (48) unter Umgehung des hydraulischen Druckverstärkers (41) von einem zugeordneten Hydraulikaggregat (31) beaufschlagbar ist, wobei bevorzugt das Antriebssystem auf der dem zweiten Werkzeugträger (9) zugeordneten Versorgungsseite einen mit der Pressensteuerung verbundenen Drucksensor oder Druckschalter aufweist, wobei bei der Bewegung des zweiten Werkzeugträgers (9) in Richtung auf den ersten Werkzeugträger (8) in Abhängigkeit von dem Drucksignal eine Umschaltung von der Beaufschlagung der Hochdruck-Einheit (48) über die zweite Speiseleitung (49) auf die Beaufschlagung der Hochdruck-Einheit über den hydraulischen Druckverstärker (41) erfolgt.
Umformpresse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in die zweite Speiseleitung (49) ein Befüllventil (50) mit hochdruckfester Sperrfunktion geschaltet ist, wobei bevorzugt das Befüllventil (50) als Sitzventil ausgeführt ist mit einem hydraulisch betätigbaren Schließkörper (52), der mit einem Betätigungskolben (53) in Verbindung steht, welcher seinerseits Teil einer in einem Ventilgehäuse (54) des Befüllventils (50) untergebrachten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (55) ist.
Umformpresse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Befüllventil (50) ein an der Rahmenstruktur der Umformpresse angebrachtes Ventilgehäuse (54) aufweist, wobei zur Befestigung des Ventilgehäuses vorgespannte Dehnschrauben (56) vorgesehen sind und die Abdichtung des Ventilgehäuses gegenüber der Rahmenstruktur im Bereich eines Spielausgleichs mittels einer Radialdichtung (61) erfolgt.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Hochdruck-Einheit (48) einfach wirkend ausgeführt und dass dem zweiten Werkzeugträger (9) für dessen Bewegung weg von dem ersten Werkzeugträger (8) eine Rückstelleinheit (35) in Form einer weiteren, als Niederdruck-Einheit ausgeführten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (30) zugeordnet ist, wobei bevorzugt zwei Hochdruck-Einheiten (48) vorgesehen sind, zwischen denen die Niederdruck-Einheit angeordnet ist.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (21) doppeltwirkend ausgeführt ist.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten (21; 30) aus genau einem Hydraulikaggregat (31) beaufschlagbar sind.
Umformpresse nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie dargestellt als seitlich beschickbare Radialpresse ausgeführt ist, dass der zwischen den Werkzeugträgern (8; 9) angeordnete Aufnahmeraum (70) für das Werkstück (1) über eine seitliche Öffnung zugänglich ist.