-
Vorrichtung für die Umformtechnik zum Erzeugen einer schlag-
-
artigen Belastung oder Verformung (Arbeitsphase) -- jeweils innerhalb
weniger Millisekunden oder innerhalb von Bruchteilen davon - eines zu bearbeitenden
und/oder zu verformenden Körpers -und Steuerung...
-
Stand der Technik Zum Stand der Technik zählt das Dynapak-Verfahren
der Firma Convais Divison, General Dynamics Coorporation San Diego/ Kalifornien/USA.
Dabei handelt es sich um ein pneumatischmechanisches-. Arbeitsverfahren-, das mit
expandierenden Gasen, z. B. Stickstoff, arbeitet, wobei ein Stößel einer Presse
mit hoher Geschwindigkeit vorwärts-getrieben wird. Solchermaßen arbeitende Vorrichtungen
sind wegen der vom Kolben in Arbeitsrichtung aufzunehmenden Verformungsenergie entsprechend
lang und schwer gebaut. Auch ist die Arbeit der Vorrichtung von großen-Erschütterungen
und Geräuschen begleitet. Ein weiterer Nachteil ist ferner die hohe Drosselwirkung,
die auf die hochverdichteten Gase ausgeübt werden, wenn diese zur Beschleunigung
des Arbeitskolbens durch eine Bohrung in einer Trennwand hindurchströmen. Außerdem
ist eine lange Aufladezeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen in Kauf
zu nehmen, wodurch die Produktionsleistung nur gering sein kann.
-
Zum Stande. der Technik zählt ferner eine hydraulische Presse, die
besonders zum Strangpressen, und zwar für'die Metalverarbeitung mit einem unter
dem Flüssigkeitsdruck eines Speichers stehenden, mit dem Werkzeug verbundenen Arbeitskolben
arbeitet, der aus einer gewünschten Hubstellung unter Ausnutzung des Flüssigkeitsdruckes
schlagartig vorgetrieben wird und mit
Kolbenflächen in starrer
Verbindung steht, auf die ein der Arbeitshubrichtung entgegengesetzter Flüssigkeitsdruck
ausübbar ist, wobei der der Arbeitshubrichtung entgegengesetzte Flüssigkeitsdruck
dem Druck auf den Arbeitskolben bis zum Erreichen einer gewünschten Hubstellung
entgegenwirkt und so-dann augenblicklich über ein Steuerventil wegnehmbar ist.
-
Bei dieser Vorrichtung muß der der Arbeitsrichtung entgegengesetzte
Flüssigkeitsdruck über ein Ablaßventil dadurch abgebaut werden, daß Öl zum Tank
abströmt. Infolge des hohen Druckgefälles kommt es zu einer sehr hohen Ölgeschwindigkeit,
die bei plötzlich auftretendem Widerstand in Arbeitsrichtung zu einem Abriß der
Ölsäule führt. Da das Ablaßventil nicht schlagartig geöffnet werden kann, liegen
die Kraftanstiegszeiten im Bereich von einigen zehntel Sekunden, nicht aber im Bereich
von Millisekunden, wie es bei zahlreichen Umformvorgängen vorteilhaft ist (DE-AS
10 39 981).
-
Aus der DE-OS 22 30 396 ist eine als "Hochgeschwindigkeitsmaschine
zum Druckverformen von Werkstücken" bezeichnete Vorrichtung bekannt, die einen Ständer
mit einer auf ihm auf Dämpfern aufgesetzten Grundplatte besitzt, über der an Senkrechtsäulen
ein Behälter befestigt ist, in dessen Gehäuse sich im Mittelteil ein zylindrischer
Raum und an dessen Umfang sich ein mit Druckgas gefüllter Ringraum befindet, wobei
letzterer mit dem kolbenseitigen Raum eines koaxial zum Zentralraum angeordneten
Kraftzylinders in Verbindung steht, dessen Kolbenstange das arbeitsausführende Werkzeug
betätigt, und wobei der Kraftzylinder im Gehäuse des Behälters befestigt und zwischen
ihnen ein Ringspalt vorgesehen ist, in dem eine Hülse angeordnet ist, welche unter
Einwirkung des Unterschieds des Druckes im Ringraum des Behälters und des Druckes,
der unter der Hülse im mit dem Antrieb verbundenen Ringspalt erzeugt wird, in Axialrichtung
bewegbar ist. Bei dieser vorbekannten Vorrichtung ist der Rückhub des Arbeitskolbens
und damit des Werkzeuges erst nach Ablassen des Gases im Ringraum möglich.
-
Dadurch ergibt sich eine stark zeitverzögerte Anlüftung des Werkzeuges
und auch ein schlechter Wirkungsgrad der gesamten Vorrichtung.
-
Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
auf dem Gebiete der Umformtechnik zu schaffen, mit der die Produktionsleistung erhöht,
der Leistungsaufwand gemindert und die Antriebskraft des Arbeitskolbens vergrößert
werden können, bei erheblicher Erweiterung der Anwendbarkeit.
-
Darüberhinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine vorteilhafte
Steuerung für die erfindungsgemäß angestrebte Vorrichtung zu schaffen, die bei optimaler
Nutzung der Energie und gemindertem Steuerungsaufwand eine vorteilhafte Anpassung
an den Bewegungsablauf ermöglicht.
-
Lösung der Aufgabe Was die die Vorrichtung betreffende Aufgabe anbelangt,
so wird diese durch die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
-
Einige Vorteile Die kinematische Verbindung des Hilfskolbens mit
dem Arbeitskolben macht nicht unbedingt einen Zwangslauf dieser Teile erforderlich.
Dadurch werden Schwirgen in Arbeitsrichtung nicht oder nur gemindert auf die übrigen
Teile und den Hilfskolben übertragen. Damit werden auch die Belastungen innerhalb
des Systems und Geräusche wesentlich gemindert und die Einrichtung ist unempfindlich
gegen Prellschläge bzw. gegenden dem Arbeitskolben entgegengesetzt iderstand.
-
Durch etwaige in der Vorrichtung vorgesehene Dämpfungen können alle
in der schlagartigen Arbeitsphase beschleunigten bzw.
-
an der schlagartigen Entlastung des kolbenstangenseitigen Zylinderraumes
beteiligten Teile sanft verzögert werden.
-
Weitere Ausführungsformen Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist
es möglich, den Arbeitskolben und den Hilfskolben zwangweise zu kuppeln.
-
Eine solche kinematische Verbindung läßt sich gemäß Anspruch 3 z.
B. über elastische Elemente wie Federn, Elastomere od. dgl.
-
herstellen.
-
Mit besonderem Vorteil ist es aber auch möglich, diese kinematische
Verbindung über ein geeignetes Druckmittel, z. B. über eine hydraulische Druckflüssigkeit,
herzustellen, so daß Arbeitskolben und Hilfskolben in ihren Bewegungen bei dieser
Ausführungsform hydraulisch verspannt sind, was auch für die Ausführungsform nach
Anspruch 5 gilt.
-
Durch die bei der Ausführungsform nach Anspruch 6 vorgeschlagene Verbindung
ist eine Überlastung dieser kinetischen Verbindung ausgeschlossen. Darüberhinaus
kann während der Zeit, in der die kinematische Verbindung zwischen Arbeitskolben
und Hilfskolben besteht, das System durch die Hydraulikversorgung nachgefüllt werden.
-
Dies kann gemäß Anspruch 7 ständig oder gesteuert geschehen.
-
Wird die Vorrichtung nach Anspruch 8 ausgestaltet, so läßt sich die
Konstruktion sehr einfach bauen. Beispielsweise entfällt ein zweiter Hilfskolben.
Zur Herstellung der kinematischen Verbindung sind auch keine Kanäle erforderlich,
so daß daraus resultierende Strömungsverluste entfallen.
-
Wird die Vorrichtung wie in Anspruch 9 ausgestaltet, so lassen sich
durch Variierung der wirksamen Flächen unterschiedliche Ubersetzungen erzielen,
wobei man bei Ausgestaltung der Schultern, Ansätze, Ausnehmungen od. dgl. gemäß
Anspruch 10
auf keine bestimmte Konstruktion festgelegt ist.
-
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in'Anspruch 11 beschrieben.
Je nach Gestaltung der Hülse, ihrer Zuordnung zum ersten Hilfskolben und des Arbeitskolbens
läßt sich der Grad des Kraftschlusses der kinetischen Verbindung bestimmen.
-
Außerdem läßt sich durch diese Hülse die bei der Abbremsung freigesetzte
Energie zurückgewinnen, wobei je nach Dämpfungselement bzw. je nach Dämpfungsgrad
die an der kinetischen Verbindung beteiligten Teile mehr oder weniger stark verzögert
werden. Die Hülse wird angetrieben durch das von dem ersten Hilfskolben zugeführte
Druckmittel, beispielsweise einer hydraulischen Druckflüssigkeit, und sorgt so dafür,
daß im kolbenstangenseitigen Zylinderraum der Druck-nicht unter einen kritischen
Wert absinkt.
-
Dadurch, daß gemäß Anspruch 12 die Hülse zum Arbeitskolben relativ
verschieblich angeordnet ist, wird beim Auftreffen des Arbeitskolbens auf einen
harten Widerstand eine allmähliche Auflösung der kinetischen Verbindung herbeigeführt.
-
Dabei kann gemäß Anspruch 13 der Grad' der Auflösung der kinetischen
Verbindung noch durch geeignete Dämpfungseinrichtungen beeinflußt werden.
-
Wird - wie in Anspruch 14 beschrieben - durch geeignete Strömungswiderstände
die kinetische Energie der kinetisch verbundenen- Teile über die längsverschiebbare
Hülse auf den Arbeitskolben übertragen, so läßt sich das im Zylinderraum vorhandene
Druckmittel selbst zur Auflösung der kinetischen Verbindung bei Auftreffen des Arbeitskolbens
auf einen harten Widerstand heranziehen. Durch Verwendung-von Federn oder kautschukartige
Eigenschaften aufweisenderElastomere läßt sich diese Auflösung der kinetischen Verbindung
entsprechend sanft gestalten, wobei durch Kombination der verschiedenen Lösungsmöglichkeiten
den jeweiligen Betriebserfordernissen
weitgehend Rechnung getragen
werden kann.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 15 entsteht durch
eine dichtend geführte Hülse zwischen dieser und dem Arbeitskolben ein Unterdruck,
wenn der Arbeitskolben durch einen Widerstand hoher Steifigkeit derart verzögert
wird, daß die an der kinetischen Verbindung beteiligten Teile, also auch die Hülse,
weniger stark verzögert werden.
-
Dadurch ist eine absolute Trennung zwischen Arbeitskolben und der
Hülse einschließlich der Hilfskolben gegeben. Dieser zwischen dem Arbeitskolben
und der Hülse entstehende Unterdruck führt zu einer größtmöglichen Krafteinwirkung
auf den Arbeitskolben, da der Druck im kolbenstangenseitigen Zylinder keinen Einfluß
auf den Arbeitskolben hat.
-
Anspruch 16 ermöglicht eine sehr einfache Konstruktion. Insbeondere
kann ein zweiter Hilfskolben wegfallen. Außerdem kann das mit dem Arbeitskolben
verbundene Teil gleichzeitig eine Preßplatte sein, die das Werkzeug trägt.
-
Wird der erste Hilfskolben gemäß Anspruch 17 mit einer axialen Teilfläche
versehen, auf den der Druckflüssigkeitsdruck einwirkt, so werden der erste und der
zweite Hilfskolben durch den auf diese Teilfläche wirkenden Druckflüssigkeitsdruck
in ihre Ausgangsstellungen auseinandergedrückt; es entfällt die Notwendigkeit, den
zweiten Hilfskolben durch ein zusätzliches Druckmittel in seine Ausgangslage zurückzustellen.
Unter Anlage des zweiten Hilfskolbens wird die Anlagekraft des ersten Hilfskolbens
auf den ihm zugeordneten Ventilsitz besonders groß. Im Rahmen des Erfindungsgedankens
des Anspruchs 17 liegen aber auch Ausführungsformen, bei denen zwischen dem ersten
und dem zweiten Hilfskolben ein Gaspolster zwischengeschaltet ist, das diese beiden
Hilfskolben in deren Ausgangs stellungen auseinanderdrückt. Dadurch entfällt der
Einfluß einer Kolbenstange des zweiten Hilfskolbens auf die kinetische Verbindung.
-
Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 18 wird die zu beschleunigende Masse
des ersten Hilfskolbens auf ein Minimum reduziert, so daß die Verzögerungskräfte
ebenfalls entsprechend gering gehalten werden können.
-
Werden die Hilfskolben - wie in Anspruch 19 ausgeführt wird -gewissermaßen
ineinander geführt, so erübrigen sich weitere Vorkehrungen für die mit hohen Geschwindigkeiten
relativ zueinander bewegten Teile, was insbesondere für die Schmierung gilt, da
dazu das Druckmittel, insbndere eine hydraulische Druckflüssigkeit, herangezogen
werden kann.
-
Die Anordnung eines Dämpfungshohlraumes nach Anspruch 20 ermöglicht
eine vorbestimmte Abbremsung der aufeinanderzu -bewegten Hilfskolben, wobei durch
Ausgestaltung des Dämpfungshohlraumes der Dämpfungsgrad weitgehend variiert werden
kann.
-
Solche Variierung ist beispielsweise durch Veränderung der Dämpfungslänge
und Ausgestaltung des Strömungsquerschnittes möglich. Außerdem kann der Dämpfungsgrad
durch die Anordnung eines elastischen Elements, beispielsweise eines Körpers aus
einem geeigneten kautschukartigen Elastomer, bestimmt werden (z. B. Anspruch21).
-
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 22 läßt sich durch die Schulter
der Durchmesser des in den ersten Hilfskolben eintauchenden Ansatzes vergleichsweise
gering halten, wodurch das Flächenverhältnis der druckentlastbaren Seite des ersten
Hilfskolbens zu diesem Ansatz so groß gewählt werden kann, um einen möglichst großen
Druckabbau in dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum zu erreichen. Außerdem wird
dadurch die Mögliohkeit eröffnet, den Ansatz nicht zur Kraftübertragung in Dämpfungshohlraum
des ersten Hilfskolbens heranzuziehen, sondern die Kraft über die Schulter auf die
entgegengesetzte Fläche des Hilfskolbens einwirken zu lassen.
-
In Anspruch 23 sind zahlreiche Möglichkeiten für die Anordnung der
Hilfskolben beschrieben. Dadurch läßt sich die Vorrichtung je nach den gegebenen
Betriebsverhältnissen zweckmäßig aufbauen. Bei tangentialer Anordnung der Hilfskolben
zum Arbeitskolben stellt die Durchdringungsfläche, die durch den Zylinder des Arbeitskolbens
und den Zylinder für die Anordnung der Hilfskolben gegeben ist,gleichzeitig die
Öffnungsfläche des Zylinderraumes zum ersten Hilfkolben dar.
-
Eine Vorrichtung wie sie in Anspruch 24 gekennzeichnet ist, kann mit
besonderem Vorteil dort angewendet werden, wo zu Beginn eines Vorgangs eine große
Kraft erforderlich ist und bereits nach einem geringen Weg der Widerstand gegen
Null läuft, z. B. beim Scheren, Stanzen und Sprengen.
-
Durch Veränderung des Flüssigkeits-Gesamtvolumens des Energiespeichers
läßt sich bei den aus Anspruch 25 ersichtlichen Ausführungsformen das Arbeitsvermögen
entsprechend ändern.
-
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 26 werden durch die ständige
Verbindung zur Druckmittelversorgung etwaige Leckagen ausgeglichen und der Arbeitskolben
in Arbeitsrichtung mit geminderter Geschwindigkeit weitergeführt, bis er auf Anschlag
trifft. Dieser Anschlag kann durch ein Anschlagsystem gebildet sein, das in dem
Zylinder angeordnet ist und den Arbeitskolben nach einem gewissen Hub in Arbeitsrichtung
an dessen Weiterbewegung hindert. Vorteilhafterweise ist dieses Anschlagsystem einstellbar
ausgebildet, wodurch eine genaue Positionierung des Endanschlages möglich ist (z.
B. Anspruch 27).
-
Von besonderem Vorteil ist eine Vorrichtung nach Anspruch 28.
-
Hierdurch ist es möglich, die Gesamtenergie zu erhöhen, da der anfängliche
Widerstand gering gehalten werden kann.
-
Dadurch kann auch die Auftreffgeschwindigkeit auf das zu belastende
oder zu verformende WeRstück wesentlich gesteigert werden.
-
Bereits Freihübe, die etwa fünf bis zehn Millimeter betragen, entsprechen-Fallhöhen
von etwa acht bis zehn Metern, so daß die in Anspruch 29 definierten Freihübe in
der Regel die für die Praxis bedeutsamen Anwendungsmöglichkeiten abgrenzen.
-
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 30 ist eine Entlüftung eines
pulverförmigen Preßgutes gegeben. Außerdem wird durch- die vorhergehende statische
Grundlast eine exakte Ausgangsposition für die anschließende schlagartige Belastung
oder-Verformung des Preßgutes bestimmt.
-
Werden gemäß Anspruch 31 die wirksamen Flächen so aufeinander abgestimmt,
daß eine Druckniveauerhöhung entsteht, so bewegen sich die in der kinematischen
Verbindung bewegenden Teile nach dem Arbeitshub entgegen ihrer anfänglichen Bewegungsrichtung.
Im Falle einer Druckniveauabsenkung halten die in der kinematischen Verbindung-
bewegenden Teile ihre Bewegungsrichtung bei und bewegen sichIhach dem Dämpfungsgrad
bei geminderter Geschwindigkeit auf einen sich entgegenstellenden Widerstand zu.
Ist dagegen ein gleichbleibendes Druckniveau gegeben, so werden die in der kinetischen
Verbindung sich bewegenden Teile nicht weiter angetrieben, und nur von der inneren
Reibung verzögert.
-
Durch die in Anspruch 32 beschriebene Durchmesserdimensionierung ergibt
sich eine Druckniveauänderung zwischen dem Zustand, in dem Arbeitskolben und die
diesem zugeordnete Hülse sich Im Sychronlauf bewegen, gegenüber der danach auftretenden
Relativbewegung zwischen diesen Teilen.
-
Lösung des die Steuerung ansprechenden Aufgabenteils Diese Aufgabe
wird durch die im Anspruch 33 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
-
Einige Vorteile Bei sehr vielen Anwendungsfällen sind~geringe Vorlauf-
und
Rücklaufkräfte über längere Wege erforderlich, die mit hohen
Geschwindigkeiten durchlaufen werden müssen, wobei sich diese Vorlauf- und Rücklaufkräfte
nur wirtschaftlich auslegen lassen, wenn der dafür erfordrliche Druckmittelverbrauch
diesen Leistungen angepaßt werden kann. Eine solche Lösung ist nur durch eine Kombination
mit einem Druckübersetzer möglich, der auf die wirksamen Flächen der Vorrichtung
ausgelegt ist. Dieser Druckübersetzer kann beliebig zur Vorrichtung angeordnet werden,
z. B. als bauliche Einheit mit ihr verbunden sein. Es ist aber auch mit Vorteil
möglich, den Druckübersetzer extern in die Druckmittelversorgung einzuschalten.
-
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 34 ergibt sich eine besonders
einfache Steuerung, und zwar nur durch Auswahl von drei wirksamen Flächen, die jedoch
in ihrer konstruktiven Zuordnung beliebig sind.
-
Die in Anspruch 35 festgelegte Beziehung stellt sicher, daß der zweite
Hilfskolben den ersten Hilfskolben gegen den vom Druckübersetzer bewirkten Hochdruck
überwindet, so daß der erste Hilfskolben sicher zur Anlage gegen den ihm zugeordneten
Ventilsitz gebracht wird.
-
Die Ansprüche 36 und 37 vermitteln die Lehre, wie bei Ausgestaltung
der wirksamen Flächen die Vorlauf- bzw. Rücklaufkraft variiert werden können.
-
Wird die Steuerung gemäß Anspruch 38 ausgestaltet, so können über
eine Pumpe Leckverluste und Absteuervolumina ausgeglichen werden, und zwar in der
Weise, daß bei hochdruckseitiger Endlage des Druckübersetzers die Pumpe Druckmittel
der Vorrichtung zuführt. Dabei steht der gesamte Förderstrom für die Restbewegung
des Arbeitskolbens zur Verfügung. Durch ein einfaches Absperrventil läßt sich die
Förderleitung der Pumpe entweder mit der Speicherleitung oder mit der Vorrichtung
verbinden.
-
Dies ist gemäß Anspruch 39 besonders dann leicht möglich, wenn die
Steuerleitung der Regelpumpe unmittelbar an die Speicherleitung angeschlossen ist,
da erst dann die Förderleistung der Pumpe reduziert wird, wenn der Druck im Energiespeicher
den eingestellten Regeldruck erreicht hat.
-
Durch den Einsatz einer in Anspruch 40 beschriebenen zweiten Pumpe,
die ständig in die Speicherleitung fördert, ist es beispielsweise möglich, die beiden
Pumpen in ihren Förderleistungen unterschiedlich auszulegen und sie an die jeweils
vorliegenden Betriebsbedingungen optimal anzupassen.
-
Bei der Steuerung nach Anspruch 41 braucht lediglich eine Pumpe vorgesehen
zu werden, die praktisch ständig auf einem gleichbleibend hohen Druckniveau arbeiten
kann.
-
Gemäß Anspruch 42 wird der Vor- und Rücklauf mit einer relativ kleinen
Fläche bewirkt, wobei es möglich ist, durch ein relativ kleines Ventil die großen
Volumenströme zwischen Vorrichtung und Energiespeicher zu steuern.
-
Zur Erzeugung einer statischen Preßkraft ist es erforderlich, den
Druck in dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum gesteuert abzubauen. Zu diesem Zweck
muß die Verbindung zwischen Druckübersetzer und Vorrichtung unterbrochen werden.
Die so ausgelegte Steuerung wird in Anspruch 43 beschrieben, während in Anspruch
44 die Geschwindigkeitsregelung des Arbeitskolbens und die mögliche Druckabsenkung
in dem kolbenstangenseitigen Raum behandelt ist. Diese Druckabsenkung ist zur Sicherstellung
der Anlagekraft des ersten Hilfskolbens an seinen Ventilsitz erforderlich. Außerdem
führt die Umschaltung gleichzeitig von der schnellen Vorlaufbewegung zu einer geminderten
Aufsetzgeschwindigkeit des Werkzeuges auf das Werkstück.
-
Wird die Steuerung gemäß Anspruch 45 ausgelegt, so wird der in dem
kolbenstangenseitigen Zylinderraum herrschende Druckmitteldruck zur Aufsteuerung
des ersten Hilfskolbens herangezogen, da nach der Aufsteuerung ohnehin ein Kurzschluß
zwischen dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum und dem Raum vor der druckentlastbaren
Fläche des ersten Hilfskolbens entsteht.
-
Bei Ausgestaltung gemäß Anspruch 46 kann der Start des zweiten Hilfskolbens
gleichzeitig mit dem Start des ersten Hilfskolbens eingeleitet werden oder aber
zeitlich verzögert.
-
Werden beide Hilfskolben gleichzeitig gestartet, so ergeben sich geringste
Wirkzeiten der statischen Kraft, was Vorteile bei der Warmumformung von Werkstücken
bietet, da die Berührungszeiten des Werkzeuges und des Werkstückes gering sind.
-
Erfolgt dagegen ein zeitlich verzögerter Start, so ergeben sich längere
Wirkzeiten der statischen Kraft. Dies kann in bestimmten Fällen von technologischem
Vorteil sein, z. B.
-
zur Materialerholung.
-
Gemäß Anspruch 47 wird die Möglichkeit eröffnet, zu jedem Zeitpunkt
des Bewegungsablaufes den ersten Hilfskolben zu starten und damit die Arbeitsphase
des Arbeitskolbens einzuleiten. Dabei ist es besonders vorteilhaft, den ersten Hilfskolben
zu Beginn des Rücklaufes des Arbeitskolbens, also nach dessen statischer Einwirkung
auf das Werkstück zu starten, wobei nach der Arbeitsphase der Rücklauf automatisch
vollendet wird.
-
Um sicherzustellen, daß die Arbeitsphase nur gewollt eingeleitet wird,
sind zwei Maßnahmen steuerungsmäßig vorgesehen, die in den Ansprüchen 48 und 49
beschrieben sind. Es handelt sich dabei im Anspruch 48 um eine Krafteinwirkung des
zweiten Hilfskolbens auf den ersten Hilfskolben und im Anspruch 49
um
die Verhinderung eines Druckaufbaus vor der druckentlastbaren Fläche des ersten
Hilfskolbens.
-
Die Aufteilung des Hilfskolbens gemäß Anspruch 50 dient u. a.
-
zur Anstellung des einen Teil-Kolbens,zur Aufrechterhaltung der-kinematischen
Verbindung und nach der Arbeitsphase zum Ausstoij des über dem Hilfskolben befindlichen
Druckmittels.
-
Da der Hub des zweiten Hilfskolbens für die maximale Volumen aufnahme
ausgelegt sein muß, dieser Hub aber nicht unter allen Betriebsbedinungen benötigt
wird, erscheint es sinnvoll, diesen Hub-veränderbar und einstellbar auszubilden.
Dabei kann dem. zur Verstellung des Hubes des zweiten Hilfskolbens verwendeten Einstellglied
eine geeignete Dämpfung zugeordnet sein, so daß auch der zweite Hilfskolben gedämpft
in seine Endlage läuft.
-
Die Steuerung nach Anspruch 52 bietet die Möglichkeit, die Druckmittelführung
der Versorgung zur Vorrichtung mit Aufsteuerung des ersten Hilfskolbens zu unterbrechen
und mit seiner Rückführung in seine dichtende Anlagestellung an seinem Ventilsitz
wieder zu öffnen. Dadurch ist sicherge-stellt,-daß während der Arbeitsphase kein
Druckmittelaustausch zwischen der Druckmittelquelle und der Vorrichtung stattfindet,
was -besonders dann von Vorteil ist, wenn ein Kraftschluß in der kinetischen Verbindung
über das Druckmittel angestrebt wird.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung - schematisch - an mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigen: Figuren 1 bis 3 Steuerungen gemäß der Erfindung; Fig.
4 eine weitere Ausführungsform, unter Verwendung eines anderen Energiespeichers
und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in ausschnittsweiser Darstellung, mit einem
aus zwei Teil-Kolben aufgebauten Hilfskolben.
-
Bei sämtlichen aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen verläuft
der Hub eines Arbeitskolbens 1 in vertikaler Richtung. Diese Vorrichtungen funktionieren
jedoch auch genauso gut,wenn der Hub des Arbeitskolbens 1 in anderer Ebene erfolgt,
beispielsweise in horizontaler Ebene oder in einer unter einem Winkel zur Horizontalen
geneigten Ebene verläuft.
-
Bei sämtlichen Ausführungsformen ist dem Arbeitskolben 1 eine Kolbenstange
2 zugeordnet, mit der ein geeignetes Werkzeug verbunden sein kann, das in der Zeichnung
nicht dargestellt ist.
-
Zum Ankuppeln eines Werkzeugs kann die Kolbenstange 2 mit einem gleichfalls
nicht dargestellten Kupplungsring od. dgl. versehen sein, über welchessich das betreffende
Werkzeug lösbar mit der Kolbenstange 2 kuppeln läßt. Stattdessen oder zusätzlich
kann das freie Ende der Kolbenstange 2 auch selbst als Arbeitsteil ausgebildet werden,
damit es unmittelbar auf das zu bearbeitende oder zu verformende Werkstück einzuwirken
vermag.
-
Der Arbeitskolben 1 ist im Zylinder 3 längsverschieblich und dichtend
geführt. Der Einfachheit halber wurden Dichtungen am Arbeitskolben 1 weggelassen.
-
Koaxial zum Arbeitskolben 1 ist bei den Ausführungsformen nach den
Figuren 1 2 und 3 ein Energiespeicher 4 in Form eines Kolbenspeichers angeordnet,
der iz der Zeichnung allerdings nur abgebrochen dargestellt ist.
-
Bei den Ausführungsformen, die aus den Figuren 1 bis3 zu entnehmen
sind, ist dem Arbeitskolben 1 eine Hülse 5 zugeordnet, die bei diesen Ausführungsformen
an ihrer dem Arbeitskolben 1 zugekehrten Stirnseite gegen einen aus einem kautschukartigen
Elastomer bestehenden Dämpfungsring 6 abstützbar ist.
-
Im Abstand vom Arbeitskolben 1 ist an der Kolbenstange 2 bei den Ausführungsformen
nach den Figuren 1 bis 3 ein Ringvorsprung 7 vorgesehen, der die axiale Verschiebbarkeit
der Hülse 5 begrenzt. Aus Fig. 3 ist außerdem zu erkennen, daß zwischen diesem Ringvorsprung
7 und der Stirnseite der Hülse 5 ein weiterer, bei dieser Ausführungsform ebenfalls
aus einem kautschukartigen Elastomer bestehender Dämpfungsring 8 eingeschaltet ist.
-
der Die Hülse 5 ist bei den beiden Ausführungsformen der Fig. 1 und
2/ inneren Zylindermantelfläche 9 mit radialem Abstand zur Kolbenstange 2 zugeordnet,
so daß eine Ringkammer gebildet ist, die über einen radialen Spalt 10 zwischen dem
Ringvorsprung 7 und der Zylinderwand mit dem unteren Zylinderraum 11 in Verbindung
steht.
-
Die Hülse 5 besitzt bei der Ausführungsform nach Fig. 1 an ihrem dem
Ringvorsprung 7 zugekehrten Endbereich eine Schulter 12, mit der die Hülse 5 an
der Zylinderwand des Arbeitszylinders 3 längsverschieblich und dichtend geführt
ist. Vu2 diesem Zweck kann die Hülse 5 im Bereich ihrer Schulter/mit in der Zeichnung
ebenfalls nicht dargestellten Dichtelementen versehen sein. In manchen Fällen mag
es durchaus vorteilhaft sein, wenn die Schulter 12 mit enger Toleranz an der Zylinderwand
- praktisch dichtend - längsverschieblich geführt ist.
-
Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen schulter- oder kolbenartigen
Ansatz, der in den unter dem Ringvorsprung 7 liegenden, bei der dargestellten Ausführungsform
mit hydraulischer Druckflüssigkeit gefüllten Zylinderraum am Ende der Hubbewegung
des Arbeitskolbens 1 eintauchen kann und mit dem Ringvorsprung 7 zu einer Dämpfung
in dieser Endlage des Arbeitskolbens führt.
-
Oberhalb der Schulter 12 der Hülse 5 mündet in den zwischen der äußeren
Zylindermantelfläche der Hülse und dem Zylinder 3
14 gebildeten
Ringraum ein Kanal, der in druckflüssigkeitsleitender Verbindung mit einer Leitung
15 steht. Mit dem Kanal 14 steht ein weiterer Kanal 16 in flüssigkeitsleitender
Verbindung, der zu einem im einzelnen noch zu beschreibenden ersten Hilfskolben
17 führt, dessen Hub in Richtung T bzw. V verläuft, also um 90 Grad zur Arbeitsrichtung
X bzw. Y des Arbeitskolbens 1 mit der Kolbenstange 2 versetzt verläuft.
-
Illit 18 ist ein zweiter Hilfskolben bezeichnet, der bei dieser Ausführungsform
koaxial zu dem ersten Hilfskolben 17 angeordnet und mit einem kolbenstangenartigen
Ansatz 19 in den ersten Hilfskolben 17 eintaucht Der zweite Hilfskolben 18 ist ebenso
wie der erste Hilfskolben 17 in Richtung T bzw.
-
V längsverschieblich und dichtend in einem gegenüber dem Zylinder
20 für den ersten Hilfskolben 17 im Durchmesser größer bemessenen Zylinder 21 geführt.
-
Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist der erste Hilfskolben 17 mit einem
Hohlraum 22 ausgestattet, der über mehrere über den Umfang des ersten Hilfskolbens
17 verteilte Durchbrechungen, Schlitze oder Kanäle 23 in druckflüssigkeitsleitender
Verbindung zu einem von dem Zylinder 20 und der äußeren Mantelfläche des ersten
Hilfskolbens 17 begrenzten Ringraum 24 steht , der an dem Kanal 16 in jeder Stellung
des ersten Hilfskolbens 17 angeschlossen ist.
-
Mit dem Bezugszeichen 25 ist ein im Durchmesser etwas größer als der
kolbenstangenartige Ansatz 19 bemessener Hohlraum im ersten Hilfskolben 17 bezeichnet,
in den der kolbenstangenartige Ansatz 19 mit seinem dem ersten Hilfskolben 17 zugekehrten
Endabschnitt einzutauchen und die dort befindliche hydraulische Druckflüssigkeit
gegen einen Widerstand zu verdrängen vermag.
-
Der erste Hilfskolben 17 ist an seinem dem zweiten Hilfskolben 18
abgekehrten stirnseitigen Ende mit einem Vorsprung 26 versehen, der in der aus Fig.
1 ersichtlichen Lage der Teile
dichtend auf einem Ventilsitz 27
anliegt. AuS diese Weise umgrenzen der Vorsprung 26 und der Ventilsitz 27 einen
Raum der an eine Leitung 28 mit einem Ventil 29 verbunden ist.
-
Das bei dem aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel als
Dreiwegeventil ausgebildete Ventil weist zwei weitere Anschlüsse 30 und 31 auf,
die einerseits mit dem unteren bzw. kolbenstangenseitigen Zylinderraum 11 1 odemiteinem
Tank32 in Verbindung stehen. Außerdem ist der Leitung-28 ein Absperrventil 33 zugeordnet,
über das die Leitung 28 zu einem Tank 34 druckentlastet werden kann.
-
Weiterhin ergibt sich ausFig. 1, daß der kolbenstangenseitige Zylinderraum
11 über einen Kanal 35 gmßen Querschnitts mit in den Wandungen des Zylinders 20
angeordneten Schlitzen oder Kanälen 36 über einen Ringkanal 37 in druckflüssigkeitsleitender
Verbindung steht, wobei die Länge der Kanäle oder Schlitze 36 so bemessen ist, daß
bei der aus Fig. 1- ersichtlichen Stellung des ersten Hilfskolbens 17 der Hohlraum
22 des ersten Hilfskolbens 17 über diese Schlitze 36, den Ringkanal 37 und den Kanal
35 mit dem kolbenstangenseitigen 1.1 Zylinderraum/in Verbindung steht. Dies bedeutet,
daß in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausgangsstellung der Teile alle unterhalb des
dichtenden Teiles des Arbeitskolbens 1 befindlichen, druckflüssigkeitsführenden
Räume-kurzgeschlossen sind, denn auch der Hohlraum 22 ist über die Kanäle 16, 14
an den Ringraum der Hülse5 flüssigkeitsleitend angeschlossen.
-
Wie Fig. 1 noch erkennen läßt, ist der zweite Hilfskolben 18 als Differenzkolben
ausgebildet, dessen Kolbenstange 38 mit dem kolbenstangenartigen Ansatz 19 einstückig
verbunden ist.
-
Auf der dem ersten Hilfskolben 17 abgekehrten Seite des zweiten Hilfskolbens
ist eine Verstellvorri¢htung 39 angegeordnet,
die bei der dargestellten
Ausführungsform als Schraubenspindel mit einem stangenförmigen Ansatz ausgebildet
ist, wobei sich durch axiale Verstellung diesgVorrichtung 39 der Hub des zweiten
Hilfskolbens 18 stufenlos verändern läßt. Ein Ansatz 40 der Verstellvorrichtung
39 ist druckmitteldicht im Zylindergehäuse geführt. Im übrigen wirkt dieser Ansatz
40 mit seinem freien Ende mit einer stirnseitigen Ausnehmung des zweiten Hilfskolbens
18 zwecks Dämpfung zusammen.
-
An den dem ersten Hilfskolben 17 abgekehrten Zylinderraum 41 ist eine
Leitung 42 angeschlossen, die über ein als Mehrwegeventil 43 ausgebildetes Umschaltventil
druckentlastbar oder mit einerSpeicherleitung 44 verbindbar ist.
-
Mit dem Bezugszeichen 45 ist ein Tank bezeichnet, aus dem eine Regelpumpe
46 über eine Saugleitung 47 Druckflüssigkeit ansaugt und über eine Förderleitung
48 und ein Rückschlagventil 49 in eine Leitung 50 fördert, die einerseits über ein
Rückschlagventil 51 an eine Leitung 52 und andererseits über ein Absperrventil 53
an die Speicherleitung 44 angeschlossen ist. Die Leitung 52 ist über ein Umsteuerventil
54 einerseits an die Leitung 15 und damit an den Kanal 14 anschließbar, andererseits
ist der weitere Anschluß des Umsteuerventils 55 54 über eine Drossel/und ein Druckbegrenzungsventil
56 mit dem Tank 57 verbindbar. Die Leitung 52 ist über ein Sicherheitsventil 58
abgesichert.
-
Ein weiteres Sicherheitsventil 59 sichert den Druck in der Speicherleitung
44 ab.
-
Mit dem Bezugszeichen 60 ist insgesamt ein Druckübersetzer bezeichnet,
der zwischen der SpeicherleituOng 44 und der Leitung 52 eingeschaltet ist. Der Druckübersetzer/weist
eine Niederdruckseite 61 und eine Hochdruckseite 62 auf.
-
An die Speicherleitung 44 ist eine Leitung 63 angeschlossen, in der
ein Umsteuerventil 64 angeordnet ist, das in der dargestellten Stellung die Speicherleitung
44 über einen einen Plunger 65 zentrisch durchsetzenden Kanal 66 mit einem Plungerhohlraum
67 flüssigkeitsleitend verbindet und in der anderen Schaltstellung diesen Raum zu
einem Tank 68 hin druckentlastet.
-
In dem Druckübersetzer 60 ist längsverschieblich und dichtend ein
Hohlkolben 69 angeordnet, der hochdruckseitig mit einem in eine Ausnehmung eintauchenden
Dämpfungsansatz 70 versehen ist, dessen Position bei der dargestellten Ausfthrungsform
durch einen geeigneten Endschalter 71 gemeldet wird.
-
Das Bezugszeichen 72 bezeichnet einen Leckölraum mit Anschluß zu einem
Tank.
-
Bei der aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsform sind mehrere
wirksame Flächen gebildet, wobei die Flächen A1 bis A7 sich auf die Vorrichtung
und die Flächen AS bis A10 sich auf die Flächen des Druckübersetzers beziehen, wobei
sich die Flächen wie folgt ergeben: A1 entspricht D1 A2 entspricht D3 - D2 A3 entspricht
D4 - D3 A4 entspricht D4 - D2 A5 entspricht D5 A6 entspricht D6 A7 entspricht -D7
A8 entspricht D8 - Dg entspricht D9 A10 entspricht D10 Dabei bezeichnen D1 bis D10
jeweils die Durchmesser der wirksamen Flächen bzw. Ringflächen.
-
Die Wirkungsweise der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform ist
folgende: Die nachfolgend beschriebene Reihenfolge ist zwar für die aus Fig. 1 ersichtliche
Ausführungsform zweckmäßig, aber nicht zwingend. Vielmehr lassen sich im Bedarfsfalle
auch Änderungen vornehmen.
-
Die Regelpumpe 46 befindet sich in Betrieb, wird also motorisch angetrieben
und füllt über Druckleitung 48 und die Speicherleitung 44 den Energiespeicher 4
auf. Weiterhin wird davon ausgegangen, daß sich der Arbeitskolben 1 in der aus Fig.
1 ersichtlichen Endstellung befindet.
-
Vorlauf Durch ein externes Signal, einen Impuls oder durch Handbetätigung
schaltet das Ventil 64 um. Dadurch strömt hydraulische Druckflüssigkeit aus dem
Arbeitszylinderraum 11 -unter der Einwirkung des Druckes im Energiespeicher 4 in
die Hochdruckseite des nrlnkiiberset7.ers 60. Dadurch wird ders verschoben Hohlkolben
69 - in der Zeichnungsebene gesehen - nach rechts / und verdrängt dabei die in dem
Niederdruckzylinder 61 befindliche Druckflüssigkeit über die Speicherleitung 44
zum Energiespeicher 4 und gleicht damit den Volumenverbrauch zum Teil aus.
-
Der so mit geringer Kraft bei relativ hoher Arbeitsgeschwindigkeit
verlaufende Vorlauf des Arbeitskolbens 1 und seiner Kolbenstange 2 wird durch das
Umschalten des Mehrwegeventils 54 zum Vorpreßkrafthub. Dabei gelangt nämlich hydraulische
Druckflüssigkeit aus dem Arbeitszylinderraum 11 über die Drossel 55, die zur Regulierung
der Vorpreßgeschwindigkeit dient, und das Überströmventil 56, das zur Aufrechterhaltung
der Anlagekraft des ersten Hilfskolbens 17 vorgesehen ist, zum Tank 57 und schließt
die weitere
Druckflüssigkeitsversorgung vom Druckübersetzer 60
über die Leitung 52.
-
Ist der Vprpreßvorgang nach Stillstand des Arbeitskolbens 1 mit der
Kolbenstange 2 beendet, kann der Rückhub eingeleitet werden.
-
Rückhub (erste Phase) Hierzu wird das Umsteuerventil 54 und anschließend
das Umsteuerventil 64 wieder zurückgeschaltet. Durch das Zurückschalten des Umsteuerventils
64 wird Hydraulikflüss-igkeit aus dem Energiespeicher 4 in- den Plungerhohlraum
67 des Druckübersetzers 60 geleitet. Dadurch wird der Hohlkolben 69 - in der-Zeichnungsebene
der Fig. 1 gesehen - nach links verschoben und verdrängt hochdruckseitig Druckflüssigkeit
über die Leitung 52, das Umsteuerventil 54 zum Arbeitszylinderraum~11. Der Arbeitskolben
1 und damit die Kolbenstange 2 heben an. Nach einem geringen Rückhub von z. B. 1
bis 20 Millimetern kann der Schlag eingeleitet werden.
-
Schlag Zur Auslösung einer schlagartigen Vorwärtsbewegung des Arbeitskolbens
1 und-der damit verbundenen Kolbenstange 2-werden die beiden Umsteuerventile -29
und 43 gleichzeitig oder in zeitlich verzögerter Reihenfolge geschaltet. Die Folge
davon ist, daß der erste Hilfskolben 17 von seinem stirnseitigen Ventilsitz 27 abhebt
und durch Volumenaufnahme den hydraulischen-Druckflüssigkeitsdruck im Arbeitszylinderraum
11 schlagartig, vorzugsweise innerhalb eines Bruchteils von Mi-llisenkunden abbaut.
-
Während der-erste Hilfskolben 1-7 sich in Richtung V mit-hoher Geschwindigkeit
bewegt, wird der zweite Hilfskolben 18 in entgegengesetzter Richtung T mit gestartet.
Der erste Hilfskolben
17 trifft je nach Arbeitshub und der auftretenden
Geschwindigkeiten auf den zweiten Hilfskolben 18, wobei er von dem zweiten Hilfskolben
18 überwunden wird, dessen größere Aktionskraft den ersten Hilfskolben 17 in Richtung
T überwindet und ihn in seine Ausgangsposition gegen den Ventilsitz 27 zurückdrängt.
Mit dem Öffnungshub des ersten Hilfskolbens wurden die Schlitze oder Kanäle 36 verschlossen,
wodurch die kinetische Verbindung zwischen dem ersten Hilfskolben 17 und der längsverschieblichen
Hülse 5 hergestellt wird.
-
Trifft der Arbeitskolben 1 auf einen Widerstand, so hebt sich die
Hülse 5 von dem Dämpfungsring 6 ab und verschiebt sich in Richtung X. Dadurch entsteht
zwischen der Hülse 5 und dem Arbeitskolben 1 im Raum des Dämpfungsringes 6 ein Unterdruck,
der für eine Trennung des kinetischen Verbindungssystems vom Arbeitskolben 1 sorgt.
-
Beim Aufeinandertreffen der beiden Hilfskolben 17 und 18 wirkt zwischen
diesen die bereits oben beschriebene hydraulische Endlagendämpfung, und zwar derart,
daß der kolbenstangenartige Ansatz 19 in die Ausnehmung 25 eintaucht und dort gewissermaßen
die hydraulische Druckflüssigkeit herausquetscht, wodurch der erste Hilfskolben
17 abgebremst wird und nicht schlagartig metallisch auf den zweiten Hilfskolben
18 auftreffen kann.
-
Rücklauf (zweite Phase) Der Rücklauf in seiner zweiten Phase läuft
wie vor dem Schlag weiter, bis der Arbeitskolben 1 seine Endposition erreicht hat.
-
Diese Endposition kann durch inneren oder äußeren Anschlag erfolgen
oder über Endschalter signalisiert werden. Dabei ist der hohle Kolben 69 des Druckübersetzers
60 in seine aus Fig. 1 ersichtliche Endposition gefahren, wobei der Endschalter
71 das Ventil 53 umschaltet. Dadurch fördert die Regelpumpe 46 über die Leitung
52 in den Zylinderraum 11 und sorgt für den Resthub des Arbeitskolbens 1, der dann
erreicht
ist, wenn ein dem Arbeitskolben 1 zugeordneter Endschalter die Endstellung signalisiert
und das Ventil 53 zurückschaltet. Von nun an sorgt die Regelpumpe 46 für ein Auffüllen
des Energiespeichers 4 mit Druckflüssigkeit und schwenkt nach Erreichen des eingestellten
Druckflüssigkeitsdruckes auf ien kleinsten Förderstrom.
-
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind für Teile gleicher Funktion
gleiche Bezugszeichen verwendet worden wie bei der-Ausführungsform nach Fig. 1.
-
Der Ringvorsprung 7 ist bei dieser Ausführungsform mit radialem Spalt
73 zur Wandung des Arbeitszylinders 11 angeordnet. Dadurch ergibt sich ein Strömungswiderstand
für die bei Längsverschiebung der Hülse 5 nach dem Zylinderraum 11 verdrängte Druckflüssigkeit,
wodurch Bewegungsenergie der in der kinetischen Verbindung eingeschalteten Teile
an den Arbeitskolben1abgegeben wird. Das dem Kanal 14 zugeordnete Umsteuerventil
54 ist mit einer geschlossenen Mittelstellung ausgerüstet, wodurch während der Arbeitsphase
der Kraftschluß in der kinetischen Verbindung aufrechterhalten wird. Das Umschaltventil
43 wird daraufhin in die aus Fig. 2 ersichtliche Schaltstellung gebracht, in welcher
die Speicherleitung 44 mit dem Zylinderraum 41 druckflüssigkeitsleitend verbunden
ist. Gleichzeitig wird das Umsteuerventil 54gegenüber der aus Fig. 2 ersichtlichen
Schaltstellung umgesteuert, derart, daß die Hochdruckseite des Druckübersetzers
60 über die Leitung 52, das Umsteuerventil 54 an den Kanal 14 angeschlossen ist.
-
Aus sicherheitstechnischen Gründen wurde die Schaltstellung des Umschaltventils
43 so gewählt, daß in Ausgangsstellung der Zylinderraum 41 an die Speicherleitung
44 angeschlossen ist, d. h. der zweite Hilfskolben 18 durch den Druck im Energiespeicher
4 gegen den ersten Hilfskolben 17 einwirkt und diesen dichtend gegen dessen Ventilsitz
27 anpreßt.
-
Ein weiterer Unterschied zu der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht
darin, daß bei Steuerung nach Fig. 2 zwei Pumpen 74 und 75 vorgesehen sind, wobei
die Pumpe 74 aus einem Tank 76 über eine Saueitung 77 Druckflüssigkeit ansaugt und
über die Förderleituna 7R DruckflUssigkeit in die Leitung 3pelcnerlel-cung 44 t-öreent.
-
52 oder über das Ventil 53 in die / Dagegen fördert die Regelpumpe
75 über die Förderleitung 79 und ein Rückschlagventil 80 in die Speicherleitung
44.
-
Im Gegensatz zu den beiden vorbeschriebenen Ausführungsformen ist
die Hülse 5 bei der Steuerung nach Fig. 3 durch die beiden Dämpfungsringe 6 und
8 um ein begrenztes Maß axial verschieblich gelagert.
-
Der erste Hilfskolben 17 ist im übrigen bei der Ausführungsform nach
Fig. 3 hülsenartig ausgebildet und weist im Gegensatz zu den beiden vorbeschriebenen
Ausführungsformen keine Schlitze, Kanäle oder Durchbrechungen auf, die mit dem Hohlraum
22 in Verbindung stehen. Vielmehr ist dieser Hohlraum 22 mit Gas angefüllt. In diesen
Hohlraum 22 dringt die Kolbenstange des zweiten Hilfskolbens 18 beim Aufeinanderzubewegen
der beiden Hilfskolben ein. Auch im Zylinder 21 ist das gleiche Gas angeordnet.
Ferner ist in dem Hohlraum 22 ein bei der dargestellten Ausführungsform aus einem
geeigneten kautschukartigen Elastomer bestehender Körper 81 angeordnet, der die
Endlagendämpfung für die beiden Hilfskolben übernimmt.
-
Die kinetische Verbindung zwischen dem ersten Hilfskolben 17 und der
Hülse 5 wird im übrigen bei dieser Ausführungsform durch die wirksame Fläche der
Schulter 82 bewirkt.
-
Die Zuführung von Druckflüssigkeit zum Arbeitszylinderraum 11 erfolgt
bei dieser Ausführungsform über einen Kanal 83, der durch ein vom ersten Hilfskolben
17 betätigtes Sperrventil 84 druckmitteldicht abschließbar bzw. entsprechend der
Hubbewegung des ersten Hilfskolbens auch wieder zu öffnen ist.
-
Etwaige Lagen oder Absteuervolumina werden bei dieser Ausführungsform
dadurch ausgeglichen, daß eine Regelpumpe 85 über ein Umsteuerventil 86 wahlweise
an die Speicherleitung 44 bzw. an den Niederdruckraum 61 des Druckübersetzers 60
bzw. an den Leckölraum 72 anschließbar ist. Bei der letzteren Schaltstellung ist
die Absperrung des Kanals 83 von der Hochdruckseite des Druckübersetzers 60 erforderlich,
damit sich der Speicherdruck über das Rückschlagventil 87 zur Hochdruckseite des
Druckübersetzers 60 auswirken kann.
-
Auch bei dieser Ausführungsform ist die Druckregelleitung 88 der Regelpumpe
85 an die Speicherleitung 44 angeschlossen.
-
Die Ausführungsform nach F-ig. 4 unterscheidet sich von den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen zunächst dadurch, daß ein Energiespeicher 89 vorgesehen
ist, dessen Arbeitsvermögen sich aus dem Kompressionsvolumen des in ihm gespeicherten
Druckmittels und der Dehnung der es umgebenden Teile,wie z. B. Gehäuse, Schläuche
u. dgl., zusammensetzt.
-
Dieses rbeitsvermögen ist bei dieser Ausführungsform durch ein Verstellorgan
90 veränderbar.
-
Der Energiespeicher 89 ist-während der Arbeitsphase des Arbeitskolbens
1 über eine Drossel 91 ständig mit der Druckmittelversorgung verbunden.
-
Ferner ist dem Arbeitskolben 1 ein Anschlagsystem 92 zugeordnet, das
bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei ineinandergreifenden Teilen besteht,
die in Hubrichtung des Arbeitskolbens 1 um ein gewisses Maß zueinander relativverschieblich
sind. Das eine Anschlagteil 93 ist in Hubrichtung des Arbeitskolbens 1 verstellbar
ausgebildet, was bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsform durch eine -Spindel
geschieht.
-
Mit dem Bezugszeichen 94 ist eine Preßplatte bezeichnet, die
als
Werkzeugträger für ein nicht dargestelltes Werkzeug dient, das auf das Werkstück
95 einwirkt. Bei dieser Ausführungsform wird die kinetische Verbindung über einen
Hilfskolben 96 hergestellt, der sich über eine Feder 97 auf der Preßplatte 94 abstützt.
Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr einfache Konstruktion, weil dabei ein
zweiter Hilfskolben entfallen kann.
-
Das Ventil 98 besitzt prinzipiell die gleiche Funktion wie das Ventil
29 in den übrigen Zeichnungsfiguren.
-
Die Ringfläche unterhalb des Arbeitskolbens 1 im Zylinderraum 11 wird
zweckmäßigerweise auf die druckentlastbare Fläche des 9 Hilfskolbens abgestimmt
und kann gleich groß bemessen werden.
-
Dadurch nimmt der Hilfskolben 96 nach seiner Offensteuerung das vom
Arbeitskolben 1 verdrängte Volumen in gleichem Maße auf und bewegt sich mit dem
Arbeitskolben 1 synchron.
-
Schließlich zeigt die Fig. 5 eine Ausführungsform, bei welcher der
aus Fig. 4 ersichtliche eine Hilfskolben 96 in zwei Teil-Kolben 99 und 100 unterteilt
ist. Der eine Teil-Kolben 100 wirkt auf die Pressplatte 94 ein. Zwischen den beiden
Teil-Kolben ist ein Raum angeordnet, der über ein Absperrventil 101 an einen Niederdruckspeicher
102 angeschlossen ist. Mit Einleitung der Arbeitsbewegung des Arbeitskolbens 1 wird
das Absperrventil 101 geschlossen. Nach Beendigung der Arbeitsbewegung des Arbeitskolbens
1 wird dagegen das Absperrventil 101 in seine Offenstellung gebracht. Dadurch wird
die über dem Teil-KOlben 99 anstehende Druckflüssigkeitssäule über das Ventil 98
zum Tank verdrängt.
-
Die in der Beschreibung und in den Ansprüchen beschriebenen und in
der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
-
Literaturverzeichnis DE-AS 10 39 981 DE-OS 22 30 396