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WO1996041957A1 - Hydraulische druckübersetzereinheit, insbesondere für eine nach dem innenhochdruckumformverfahren arbeitende presse - Google Patents

Hydraulische druckübersetzereinheit, insbesondere für eine nach dem innenhochdruckumformverfahren arbeitende presse Download PDF

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Publication number
WO1996041957A1
WO1996041957A1 PCT/EP1996/002490 EP9602490W WO9641957A1 WO 1996041957 A1 WO1996041957 A1 WO 1996041957A1 EP 9602490 W EP9602490 W EP 9602490W WO 9641957 A1 WO9641957 A1 WO 9641957A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
piston rod
pressure
cylinder
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1996/002490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Breckner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of WO1996041957A1 publication Critical patent/WO1996041957A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/027—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/029—Closing or sealing means

Definitions

  • Hydraulic pressure intensifier unit in particular for a press working according to the internal high pressure molding process
  • the invention is based on a hydraulic pressure intensifier unit, which is used in particular on a press working according to the internal high pressure forming method and which has the features from the preamble of claim 1.
  • Such a hydraulic pressure intensifier unit is known from DE 43 12 589 AI.
  • the primary piston of the pressure intensifier is axially displaceable in a first cylinder space, while the secondary piston, which is located on a first side of the primary piston, is immersed in a high pressure space.
  • a piston rod extends from the second side of the primary piston opposite the secondary piston, which passes through a housing head that closes the first cylinder chamber, a second cylinder chamber that is separate from the first cylinder chamber, and a cover that closes the second cylinder chamber and projects above the second cylinder chamber
  • the cylinder chamber can be supplied with hydraulic fluid through an axial channel running centrally through the piston rod, the primary piston and the secondary piston of the pressure intensifier, in order to fill the blank to be deformed.
  • the axial channel and the second cylinder chamber are connected to one another via a transverse bore in the piston rod. So that this transverse bore does not get into the area of seals between the first and the second cylinder space, the length of the second cylinder space is greater than the maximum stroke of the piston rod.
  • the primary piston, secondary piston and piston rod of the pressure converter can also be moved in rapid traverse.
  • a completely separate rapid traverse cylinder with a rapid traverse piston and with a rapid traverse piston rod is provided, which with that from the second Cylinder chamber protruding piston rod of the pressure intensifier is connected.
  • the piston rod of the pressure intensifier itself forms the housing of the rapid traverse cylinder, which is displaceable relative to a stationary rapid traverse piston.
  • the known hydraulic pressure intensifier units with rapid traverse cylinders are relatively long axially.
  • the aim of the invention is to further develop a hydraulic pressure intensifier unit with the features from the preamble of claim 1 in such a way that smaller axial dimensions are possible.
  • the rapid-motion piston is located in the second cylinder space and divides it into a piston rod-side subspace un into a piston rod-side subspace that in the piston rod-side compartment a first pressure medium channel un opens into the piston rod-side compartment a second pressure medium channel and that the axial channel is open to the piston rod-side compartment.
  • the matched to the maximum stroke of the pressure intensifier length of the second cylinder space is also used for the stroke of the rapid traverse piston, s that compared to the known hydraulic pressure intensifier units, the axial length can be significantly reduced without the supply of pressure medium through the axial channel in front of the face of the secondary piston would be more difficult. It is also advantageous that the piston rod of the pressure intensifier does not have to be guided outward from the second cylinder space, which would lead to additional sealing problems.
  • a hydraulic pressure booster unit of the type according to the invention
  • a hydraulic oil is used as the pressure medium with which the primary piston of the pressure booster is applied.
  • a water-based hydraulic fluid a so-called HFA fluid
  • HFA fluid is used as the pressure medium in which the internal high pressure required to deform a blank is generated.
  • the two partial spaces on the two sides of the rapid traverse piston can now be acted upon with the same pressure fluid. If an HFA liquid is the pressure medium with which a blank is deformed, the rapid traverse piston is also pressurized with this HFA liquid on the side facing away from the piston rod. No HFA liquid can get into the hydraulic oil and no hydraulic oil can get into the HFA liquid via the rapid traverse piston.
  • the maximum pressure is set to a value which has proven to be favorable for filling the blank to be formed. This maximum pressure is in the range between 30 and 70 bar.
  • the piston rod-side subspace can preferably be subjected to a higher pressure than the piston rod-side pressure chamber in order to be able to move the primary piston and the secondary piston of the pressure intensifier in rapid traverse.
  • the hydraulic pressure booster unit is advantageously developed in accordance with claim 5.
  • the displacement sensor is then arranged so that it does not enlarge the axial dimensions of the pressure intensifier unit.
  • the hydraulic pressure intensifier unit shown comprises a docking cylinder 10, a pressure intensifier 11 and a rapid traverse cylinder 12 for the pressure intensifier 11.
  • the parts named with regard to their function cannot be clearly separated from one another locally, but are integrated into one another to form a compact unit.
  • the housing 13 of the unit includes a docking cylinder 10 and the pressure intensifier 11 common, a one-piece housing middle part 14, which has a third cylinder wall 15 and a first cylinder space 16.
  • the two cylinder spaces 15 and 16 are open on opposite sides and separated from one another by a bottom 17 of the housing middle part 14, from which the cylinder jackets 18 and 19 extend in opposite directions in the cylinder spaces.
  • the third cylinder space 15 is provided with a housing head 20 and de first cylinder chamber 16 closed with a housing head 21.
  • the third cylinder chamber 15 belongs to the docking cylinder 10.
  • a docking piston 25 is axially displaceable in it and has a piston rod attached to it only on one side. This passes al docking piston rod 26 through the housing head 20 to the outside. A its free end is screwed on a flange 27, with which egg-shaped tubular blank 37 can be closed.
  • a central bore 28 extends axially through the Andoc piston 25 and through the docking piston rod 26, this bore weaving a section 29 with a smaller diameter and has a section 30 with a larger diameter, the latter extends from the end face of the docking piston rod 26 facing the flange 27 to a radial shoulder 3 which has an axial distance from the housing head 20 even when the docking piston rod 26 is retracted to the maximum.
  • Docking piston rod 26 and housing head 20 are sealed off from one another with the aid of two axially spaced seals 32 and 33, between which a leak line 34 extends.
  • hydraulic oil can flow into or out of the two partial spaces 15a and 15b of the cylinder space 15 separated from one another by the docking piston 25.
  • the step 31 in the bore 28 is not overrun by the free end of the docking piston rod 26 in any phase of a working cycle of the pressure booster unit.
  • the free end of the secondary piston 41 is therefore always axially outside the housing head 20.
  • a piston rod 42 which is opposite to the secondary piston 41 is fastened and passes through a bore 43 in the housing head 21 into a second cylinder formed with the aid of this housing head and a housing pot 22 the space 44 occurs and there is firmly connected to a rapid-motion piston 45.
  • the rapid-motion piston 45 divides the cylinder space 44 into two partial spaces 44a and 44b, each of which can be supplied with a pressure fluid via a channel 47 or 48 in the housing pot 22.
  • a water-based hydraulic fluid (HFA fluid) is intended for this.
  • a channel 49 leads centrally through the piston rod 42, the primary piston 40 and the secondary piston 41 of the pressure intensifier 11 and is supplied through a transverse bore 50 with the pressure fluid via the channel 48.
  • th partial chamber 44a of the cylinder chamber 44 is connected and at the mouth of which in the section 30 of the bore 28 there is a check valve 51 blocking the channel 48.
  • the primary piston 40 of the pressure booster 11 can be alternately pressurized on both sides via the channels 52 and 53 passing through the cylinder jacket 19. Hydraulic oil is used as the pressure medium.
  • a number of seals are provided to separate the various pressure chambers and the various hydraulic fluids from one another.
  • three axially spaced seals 60, 61 and 62 are arranged between the housing head 21 and the piston rod 42. Between the seals 60 and 61 there is a leakage line 63, in which water-based hydraulic fluid leaking from the part space 44a of the cylinder space 44 is discharged via the seal 60. Between the seals 61 and 62 there is a leakage line 64, via which the hydraulic oil leaks out of the partial space 16a of the cylinder space 16 via the seal 62.
  • two seals 65 and 66 are arranged at an axial distance from one another, between which a leak line 67 comes off, which is connected to the tank as is usual with a leak and which a mutual influence of the pressures in the two sub-spaces 15a and 16b of the cylinder spaces 1 and 16, which are separated from one another by the base 17, is prevented.
  • the seal 68 is located immediately behind the piston-side start of the bore 28 in the docking piston 25.
  • the other two seals 69 and 70 are located just before the step 31 in radial planes, which also extend in front of the housing head 20 when the docking piston rod is retracted completely.
  • the seals recognizable in FIG. 1 can each be composed of a plurality of sealing rings, which are also axially spaced apart.
  • a leakage line 71 for the hydraulic fluid which leaks from section 30 of the bore 28 via seal 70, leads through the docking piston rod 26 to the outside.
  • Another leakage line 72 is also still in each position of the docking piston rod 26 in front of the housing head 20, passes transversely through the docking piston rod 26 and opens into the section 29 of the bore 28 between the two seals 68 and 69 Hydraulic oil discharged that leaks through the seal 68.
  • the HFA liquid is fed to the two channels 47 and 48 via a control block 80, which has a pump connection 81 connected to a pump 79 and a tank connection 82 and to which various valves are attached.
  • One of these valves is a 4/2-way valve 83 which is connected to the tank connection 82 with a valve connection A and to the pump connection 81 of the control block 80 with a valve connection B.
  • a channel 85 leads from a valve connection P of the directional control valve 83 to an output 86 of the control block 80, to which the channel 47 is connected.
  • Another port T of the directional valve 83 is connected to a port A of a 3/2-way seat valve 87. In the switching position of the directional control valve 83 shown in the drawing, its connections A and P as well as B and T are connected to one another. In the other switching position there is a connection between the connections A and T and the connections B and P.
  • connection A In the position shown, the 3/2-way seat valve 87 switches through the connection A to a connection T, which connects directly to the tank connection 82 of the control block 80 and, via a check valve 88 opening towards it, to the leak line 63 is.
  • connection A In the other switching position of the 3/2-way seat valve 87, the connection A is connected to a connection P, which is located at an output 89 of the control block 80, to which the channel 48 is connected.
  • the maximum pressure at port P of the 3/2-way seat valve 87 is determined by a pressure relief valve 90, which may be set to a value of approximately 50 to 60.
  • the maximum pressure at the port P of the 4/2-way valve 83 is determined by a pressure limiting valve 91 which is set to a higher maximum pressure than the pressure limiting valve 90, for example 110 bar. Hydraulic fluid can be sucked in from the tank connection 82 of the control block into the two partial spaces of the cylinder space 44 via suction valves 92.
  • the HFA liquid is circulated by the pump 79 via the pump connection 81 of the control block 80, the 4/2-way valve 83, the 3/2-way seat valve 87 and the tank connection 82 of the control block 80 promoted in circulation.
  • the docking piston 25 first pushes the flange 27 close to the blank 37 to be deformed.
  • the 3/2-way seat valve is switched so that HFA liquid from the pump connection 81 of the control block 80, via the directional valve 83, the 3/2-way valve 87, the channel 48, the partial area 44a of the cylinder space 44, the transverse bore 50, the longitudinal bore 49, the check valve 51, the section 30 of the bore 28 and a bore 75 in the flange 27 are conveyed into the blank, where the air escapes from the blank through a gap between the flange and the blank together with HFA liquid.
  • the pressure in the blank increases.
  • the blank is considered filled and is closed by the docking cylinder. Now the two way valves 83 and 87 are switched.
  • the docking piston 25 can be moved further in order to axially feed material of the blank.
  • the liquid in the formed blank is first decompressed by partially withdrawing the primary piston 40 and the secondary piston 41 of the pressure intensifier 11 together with the rapid-motion piston 45, and then the docking piston 25 is brought back into the starting position shown in the drawing.
  • a displacement sensor 95 which is arranged decentrally in the area of housing pot 22 and housing head 21 without increasing the axial dimensions of the pressure booster unit.
  • the displacement sensor is rod-shaped and has a first part 96, which is fixed in place on the housing pot 22, and a rod 97, which is fastened to the primary piston 40 and is tightly guided through the housing head 21 as a second part.
  • the rod carries at its free end an annular permanent magnet, not shown, which is displaced along a rod 98 of the first part 96 when the primary piston 40 moves.
  • the displacement sensor 95 emits a different signal.

Landscapes

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Abstract

Eine bekannte hydraulische Druckübersetzereinheit besitzt einen Druckübersetzer (11), der einen Primärkolben (40), der in einem ersten Zylinderraum (16) axial verschiebbar ist, einen Sekundärkolben (41), der sich auf einer ersten Seite des Primärkolbens (40) befindet und in einen Hochdruckraum (28) eintaucht, und eine sich von der zweiten Seite des Primärkolbens (40) wegerstreckende, bis in einen vom ersten Zylinderraum (16) getrennten, zweiten Zylinderraum (44) reichende Kolbenstange (42) aufweist. Eine Druckflüssigkeit kann von einem Außenanschluß über den zweiten Zylinderraum (44) und einen längs durch die Kolbenstange (42), den Primärkolben (40) und den Sekundärkolben (41) gehenden Axialkanal (49) dem Hochdruckraum (28) zugeführt werden. Neben dem Druckübersetzer (11) besitzt die Einheit einen Eilgangzylinder (12), dessen Eilgangkolben (45) mit der Kolbenstange (42) des Druckübersetzers (11) verbunden ist. Damit die hydraulische Druckübersetzereinheit nur kurz baut, ist vorgesehen, daß der Eilgangkolben (45) sich im zweiten Zylinderraum (44) befindet und diesen in einen kolbenstangenseitigen Teilraum (44a) und in einen kolbenstangenabseitigen Teilraum (44b) aufteilt, daß in den kolbenstangenseitigen Teilraum (44a) ein erster Druckmittelkanal (48) und in den kolbenstangenabseitigen Teilraum (44b) ein zweiter Druckmittelkanal (47) mündet und daß der Axialkanal (49) zum kolbenstangenseitigen Teilraum (44a) hin offen ist.

Description

Beschreibung
Hydraulische Druckübersetzereinheit, insbesondere für eine nach dem Innenhochdrucku formverfahren arbeitende Presse
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Druckübersetzer- einheit, die insbesondere an einer nach dem Innenhochdruckum¬ formverfahren arbeitenden Presse verwendet wird und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.
Eine solche hydraulische Druckübersetzereinheit ist aus der DE 43 12 589 AI bekannt. Bei der Druckübersetzereinheit aus dieser Schrift ist der Primärkolben des Druckübersetzers in einem ersten Zylinderraum axial verschiebbar, während der Sekundär¬ kolben, der sich auf einer ersten Seite des Primärkolbens befindet, in einen Hochdruckraum eintaucht. Von der dem Sekun¬ därkolben gegenüberliegenden, zweiten Seite des Primärkolbens erstreckt sich eine Kolbenstange weg, die durch einen den ersten Zylinderraum verschließenden Gehäusekopf, einen vom ersten Zylinderraum getrennten zweiten Zylinderraum und durch einen den zweiten Zylinderraum verschließenden Deckel hindurchgeht und diesen überragt, über den zweiten Zylinderraum ist Druckflüssig- keit einem zentral durch die Kolbenstange, den Primärkolben und den Sekundärkolben des Druckübersetzers verlaufenden Axialkanal zuführbar, um damit den zu verformenden Rohling zu füllen. Der Axialkanal und der zweite Zylinderraum sind über eine Querboh¬ rung in der Kolbenstange miteinander verbunden. Damit diese Querbohrung nicht in den Bereich von Dichtungen zwischen dem ersten und dem zweiten Zylinderraum gelangt, ist die Länge des zweiten Zylinderraums größer als der maximale Hub der Kolben¬ stange.
Primärkolben, Sekundärkolben und Kolbenstange des Drucküber- setzers können auch im Eilgang verfahren werden. Dazu ist bei einer der in der DE 43 12 589 AI gezeigten Ausführung ein völlig separater Eilgangzylinder mit einem Eilgangkolben und mit einer Eilgangkolbenstange vorgesehen, die mit der aus dem zweiten Zylinderraum herausragenden Kolbenstange des Druckübersetzers verbunden ist. Bei einer anderen Ausführung aus der DE 43 12 589 AI bildet die Kolbenstange des Druckübersetzers selbst das Gehäuse des Eilgangzylinders, das relativ zu einem ortsfest angeordneten Eilgangkolben verschiebbar ist. Die bekannten hydraulischen Druckübersetzereinheiten mit Eilgangzylinder bauen axial relativ lang.
Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, eine hydraulische Druckübersetzereinheit mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß kleinere axiale Abmessun¬ gen möglich sind.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer hydraulischen Druckübersetzereinheit mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gemäß dem kennezeichnenden Tei dieses Anspruchs der Eilgangkolben sich im zweiten Zylinderrau befindet und diesen in einen kolbenstangenseitigen Teilraum un in einen kolbenstangenabseitigen Teilraum aufteilt, daß in de kolbenstangenseitigen Teilraum ein erster Druckmittelkanal un in den kolbenstangenabseitigen Teilraum ein zweiter Druckmittel kanal mündet und daß der Axialkanal zum kolbenstangenseitige Teilraum hin offen ist. Auf diese Weise wird die auf den maxima len Hub des Druckübersetzers abgestimmte Länge des zweite Zylinderraums auch für den Hub des Eilgangkolbens genutzt, s daß gegenüber den bekannten hydraulischen Druckübersetzereinhei ten die axiale Baulänge wesentlich reduziert werden kann, ohn daß die Zufuhr von Druckmittel durch den Axialkanal vor di Stirnseite des Sekundärkolbens schwieriger würde. Von Vortei ist auch, daß die Kolbenstange des Druckübersetzers nicht meh aus dem zweiten Zylinderraum heraus nach außen geführt werde muß, was zusätzliche Dichtprobleme mit sich bringen würde.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydrauli schen Druckübersetzereinheit kann man den Unteransprüchen en nehmen. Bei einer hydraulischen Druckübersetzereinheit der erfindungs¬ gemäßen Art wird als Druckmedium, mit dem der Primärkolben des Druckübersetzers beaufschlagt ist, ein Hydrauliköl verwendet. Als Druckmedium, in dem der zur Verformung eines Rohlings not- wendige Innenhochdruck erzeugt wird, wird eine Druckflüssigkeit auf Wasserbasis, eine sogenannte HFA Flüssigkeit verwendet. Vor¬ teilhafterweise sind nun gemäß Anspruch 2 die beiden Teilräume auf den beiden Seiten des Eilgangkolbens mit derselben Druck¬ flüssigkeit beaufschlagbar. Ist also eine HFA Flüssigkeit das Druckmedium, mit dem ein Rohling zur Verformung beaufschlagt wird, so wird der Eilgangkolben auch auf der der Kolbenstange abgewandten Seite mit dieser HFA Flüssigkeit beaufschlagt. Über den Eilgangkolben kann also keine HFA Flüssigkeit in das Hydrau¬ liköl und kein Hydrauliköl in die HFA Flüssigkeit gelangen.
Damit der Eilgangkolben eine große Kraft ausüben kann, ist es günstig, wenn gemäß Anspruch 3 der kolbenstangenseitge Teilraum während einer Druckbeaufschlagung des kolbenstangenabseitigen Teilraums von Druck entlastet ist.
Für den kolbenstangenseitigen Teilraum ist der maximale Druck auf einen Wert eingestellt, wie er sich für das Befüllen des umzuformenden Rohlings als günstig erwiesen hat. Dieser maximale Druck liegt im Bereich zwischen 30 und 70 bar. Gemäß Anspruch 4 ist der kolbenstangenabseitige Teilraum bevorzugt mit einem höheren Druck als der kolbenstangenseitige Druckraum beauf- schlagbar, um den Primärkolben und den Sekundärkolben des Druck¬ übersetzers weit im Eilgang verfahren zu können.
Ist ein Wegsensor vorhanden, mit dem der Hub des Drucküber¬ setzers überwacht werden soll, so wird die hydraulische Druck¬ übersetzereinheit vorteilhafterweise gemäß Anspruch 5 weiterge- bildet. Der Wegsensor ist dann so angeordnet, daß er die axialen Abmessungen der Druckübersetzereinheit nicht vergrößert.
Figure imgf000006_0001
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Druckübersetzereinheit ist in der Zeichnung schematisch darge- stellt. Anhand dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.
Die gezeigte hydraulische Druckübersetzereinheit umfaßt einen Andockzylinder 10, einen Druckübersetzer 11 und einen Eilgang¬ zylinder 12 für den Druckübersetzer 11. Die hinsichtlich ihrer Funktion benannten Teile lassen sich örtlich nicht eindeutig voneinander trennen, sondern sind zu einer kompakten Einheit ineinander integriert. Zum Gehäuse 13 der Einheit gehört ein de Andockzylinder 10 und dem Druckübersetzer 11 gemeinsames, ein stückiges Gehäusemittelteil 14, das einen dritten Zylinderrau 15 und einen ersten Zylinderraum 16 aufweist. Die beiden Zylin derräume 15 und 16 sind nach entgegengesetzten Seiten hin offe und durch einen Boden 17 des Gehäusemittelteils 14 voneinande getrennt, von dem aus sich die Zylindermäntel 18 und 19 der bei den Zylinderräume nach entgegengesetzten Richtungen erstrecken Der dritte Zylinderraum 15 ist mit einem Gehäusekopf 20 und de erste Zylinderraum 16 mit einem Gehäusekopf 21 verschlossen.
Der dritte Zylinderraum 15 gehört zum Andockzylinder 10. In ih ist ein Andockkolben 25 axial verschiebbar, der nur einseiti eine an ihm befestigte Kolbenstange aufweist. Diese tritt al Andockkolbenstange 26 durch den Gehäusekopf 20 nach außen. A ihr freies Ende ist ein Flansch 27 angeschraubt, mit dem ei umzuformender rohrförmiger Rohling 37 verschlossen werden kan Eine zentrale Bohrung 28 erstreckt sich axial durch den Andoc kolben 25 und durch die Andockkolbenstange 26 hindurch, wob diese Bohrung einen Abschnitt 29 mit einem kleineren Durchmess und einen Abschnitt 30 mit einem größeren Durchmesser aufweis Letzterer reicht von der dem Flansch 27 zugekehrten Stirnsei der Andockkolbenstange 26 aus bis zu einer Radialschulter 3 die auch bei maximal eingezogener Andockkolbenstange 26 no einen axialen Abstand vom Gehäusekopf 20 hat. Andockkolbenstange 26 und Gehäusekopf 20 sind mit Hilfe zweier axial beabstandeter Dichtungen 32 und 33 gegeneinander abgedich¬ tet, zwischen denen eine Leckleitung 34 abgeht.
Durch zwei Anschlüsse 35 und 36 durch den Zylindermantel 18 hin- durch kann ein Hydrauliköl in die beiden durch den Andockkolben 25 voneinander getrennten Teilräume 15a und 15b des Zylinder¬ raumes 15 hinein- oder daraus wegfließen.
In dem ersten Zylinderraum 16 ist der Primärkolben 40 des Druck¬ übersetzers 11, der den Zylinderraum 16 in die beiden Teilräume 16a und 16b teilt, verschiebbar. Der einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Primärkolben 40 aufweisende Sekundärkolben 41 des Druckübersetzers 11 ragt wie eine Kolbenstange einseitig von dem Primärkolben 40 ab, tritt durch den Boden 17 des Gehäu¬ semittelteils 14 hindurch und taucht in die zentrale Bohrung 28 des Andockkolbens 25 und der Andockkolbenstange 26 bis in den Bohrungsabschnitt 30 reichend ein. Die Stufe 31 in der Bohrung 28 wird vom freien Ende der Andockkolbenstange 26 in keiner Phase eines Arbeitszyklusses der Druckübersetzereinheit überfah¬ ren. Das freie Ende des Sekundärkolbens 41 befindet sich also axial immer außerhalb des Gehäusekopfes 20.
Am Primärkolben 40 des Druckübersetzers 11 ist außer dem Sekun¬ därkolben 41 eine entgegengesetzt zum Sekundärkolben 41 abste¬ hende Kolbenstange 42 befestigt, die durch eine Bohrung 43 des Gehäusekopfes 21 hindurch in einen mit Hilfe dieses Gehäuse- kopfes und eines Gehäusetopfes 22 ausgebildeten zweiten Zylin¬ derraum 44 tritt und dort fest mit einem Eilgangkolben 45 ver¬ bunden ist. Der Eilgangkolben 45 teilt den Zylinderraum 44 in zwei Teilräume 44a und 44b auf, die jeweils über einen Kanal 47 bzw. 48 im Gehäusetopf 22 mit einer Druckflüssigkeit versorgt werden können. Vorgesehen ist dafür eine Druckflüssigkeit auf Wasserbasis (HFA Flüssigkeit). Durch die Kolbenstange 42, den Primärkolben 40 und den Sekundärkolben 41 des Druckübersetzers 11 führt zentral ein Kanal 49 hindurch, der durch eine Querboh¬ rung 50 mit dem über den Kanal 48 mit Druckflüssigkeit versorg- ten Teilraum 44a des Zylinderraumes 44 verbunden ist und an dessen Mündung in den Abschnitt 30 der Bohrung 28 ein zum Kanal 48 hin sperrendes Rückschlagventil 51 sitzt.
Der Primärkolben 40 des Druckübersetzers 11 kann über die durch den Zylindermantel 19 gehenden Kanäle 52 und 53 wechselweise beidseitig mit Druck beaufschlagt werden. Als Druckmittel wird Hydrauliköl verwendet.
Zur Trennung der verschiedenen Druckräume und der verschiedenen Hydraulikflüssigkeiten voneinander sind eine Reihe von Dichtun- gen vorgesehen. In der Bohrung 43 sind zwischen dem Gehäusekopf 21 und der Kolbenstange 42 drei axial voneinander beabstandete Dichtungen 60, 61 und 62 angeordnet. Zwischen den Dichtungen 60 und 61 geht eine Leckleitung 63 ab, in der aus dem Teilraum 44a des Zylinderraums 44 über die Dichtung 60 leckende Hydraulik- flüssigkeit auf Wasserbasis abgeführt wird. Zwischen den Dich¬ tungen 61 und 62 geht eine Leckleitung 64 ab, über die aus de Teilraum 16a des Zylinderraumes 16 über die Dichtung 62 lecken des Hydrauliköl abgeführt wird.
Im Boden 17 des Gehäusemittelteils 14 sind zwischen dem Sekun därkolben 41 des Druckübersetzers und dem Boden in einem axiale Abstand voneinander zwei Dichtungen 65 und 66 angeordnet, zwi schen denen eine Leckleitung 67 abgeht, die wie bei einer Leck leitung üblich mit Tank verbunden ist und die eine gegenseitig Beeinflussung der Drücke in den beiden durch den Boden 17 von einander getrennten Teilräumen 15a und 16b der Zylinderräume 1 und 16 verhindert.
Zwischen dem über den Kanal 35 mit Hydrauliköl beaufschlagbare Teilraum 15a des Zylinderraums 15 und dem Abschnitt 30 der Boh rung 28, der mit Hydraulikflüssigkeit auf Wasserbasis beauf schlagbar ist, sind wiederum drei Dichtungen wirksam, die in de Abschnitt 29 der Bohrung 28 zwischen dem Andockkolben 25 und de Andockkolbenstange 26 einerseits und dem Sekundärkolben 4 andererseits relativ zum Andockkolben und zur Andockkolbenstan fest angeordnet sind. Die Dichtung 68 befindet sich unmittelb hinter dem kolbenseitigen Beginn der Bohrung 28 im Andockkolben 25. Die beiden anderen Dichtungen 69 und 70 befinden sich knapp vor der Stufe 31 in Radialebenen, die auch bei ganz zurückgezo¬ gener Andockkolbenstange vor dem Gehäusekopf 20 verlaufen. Die in Figur 1 erkennbaren Dichtungen können jeweils aus mehreren, auch axial beabstandeten Dichtringen zusammengesetzt sein.
Zwischen den beiden Dichtungen 69 und 70 führt eine Leckleitung 71 für die hydraulische Flüssigkeit, die von dem Abschnitt 30 der Bohrung 28 aus über Dichtung 70 leckt, quer durch die An- dockkolbenstange 26 nach außen. Eine weitere Leckleitung 72 befindet sich ebenfalls noch in jeder Position der Andockkolben¬ stange 26 vor dem Gehäusekopf 20, geht quer durch die Andockkol¬ benstange 26 hindurch und mündet zwischen den beiden Dichtungen 68 und 69 in den Abschnitt 29 der Bohrung 28. Über sie wird Hydrauliköl abgeführt, das über die Dichtung 68 leckt.
Die HFA Flüssigkeit wird den beiden Kanälen 47 und 48 über einen Steuerblock 80 zugeführt, der einen mit einer Pumpe 79 verbun¬ denen Pumpenanschluß 81 und einen Tankanschluß 82 besitzt und an den verschiedene Ventile angebaut sind. Eines dieser Ventile ist ein 4/2-Wegeventil 83, das mit einem Ventilanschluß A mit dem Tankanschluß 82 und mit einem Ventilanschluß B mit dem Pumpenan¬ schluß 81 des Steuerblocks 80 verbunden ist. Von einem Ventilan¬ schluß P des Wegeventils 83 führt ein Kanal 85 zu einem Ausgang 86 des Steuerblocks 80, mit dem der Kanal 47 verbunden ist. Ein weiterer Anschluß T des Wegeventils 83 ist mit einem Anschluß A eines 3/2-Wegesitzventils 87 verbunden. In der in der Zeichnung gezeigten Schaltstellung des Wegeventils 83 sind dessen Anschlüsse A und P sowie B und T miteinander verbunden. In der anderen Schaltstellung besteht eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und T und den Anschlüssen B und P.
Das 3/2-Wegesitzventil 87 schaltet in der gezeigten Stellung den Anschluß A zu einem Anschluß T durch, der direkt mit dem Tank¬ anschluß 82 des Steuerblocks 80 sowie über ein zu ihm hin öffnendes Rückschlagventil 88 mit der Leckleitung 63 verbunden ist. In der anderen Schaltstellung des 3/2-Wegesitzventils 87 ist der Anschluß A mit einem Anschluß P verbunden, der an einem Ausgang 89 des Steuerblocks 80 liegt, an den der Kanal 48 ange¬ schlossen ist.
Der maximale Druck am Anschluß P des 3/2-Wegesitzventils 87 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 90 bestimmt, das auf einen Wert von etwa 50 bis 60 eingestellt sein möge. Der maximale Druck am Anschluß P des 4/2-Wegeventils 83 ist durch ein Druckbegren¬ zungsventil 91 bestimmt, das auf einen höheren Maximaldruck als das Druckbegrenzungsventil 90, beispielsweise auf 110 bar einge¬ stellt ist. Über Nachsaugventile 92 kann Druckflüssigkeit vom Tankanschluß 82 des Steuerblocks in die beiden Teilräume des Zylinderraumes 44 nachgesaugt werden.
In dem in der Zeichnung gezeigten Zustand wird die HFA-Flüssig- keit von der Pumpe 79 im Umlauf über den Pumpenanschluß 81 des Steuerblocks 80, das 4/2-Wegeventil 83, das 3/2-Wegesitzventil 87 und den Tankanschluß 82 des Steuerblocks 80 im Umlauf geför¬ dert. Zu Beginn eines Arbeitszyklus schiebt zunächst der Andock¬ kolben 25 den Flansch 27 nahe an den zu verformenden Rohling 37 heran. Das 3/2-Wegesitzventil wird umgeschaltet, so daß nun HFA- Flüssigkeit vom Pumpenanschluß 81 des Steuerblocks 80, über das Wegeventil 83, das 3/2-Wegeventil 87, den Kanal 48, den Teilrau 44a des Zylinderraums 44, die Querbohrung 50, die Längsbohrun 49, das Rückschlagventil 51, den Abschnitt 30 der Bohrung 28 un eine Bohrung 75 im Flansch 27 in den Rohling gefördert wird, wo bei die Luft aus dem Rohling durch einen Spalt zwischen Flansc und Rohling zusammen mit HFA-Flüssigkeit entweicht. Der Druck i Rohling steigt an. Bei dem am Druckbegrenzungsventil 90 einge stellten Druck gilt der Rohling als gefüllt und wird vom Andock Zylinder verschlossen. Nun werden die beiden Wegeventile 83 un 87 geschaltet. Dadurch wird einerseits der kolbenstangenseitig Teilraum 44a des Zylinderraums 44 zum Tank entlastet, wobei da Rückschlagventil 51 ein Rückfluß von Flüssigkeit aus dem Rohlin verhindert und andererseits der kolbenstangenabseitige Teilrau 44b des Zylinderraums 44 über das Wegeventil 83 mit dem Pumpen anschluß 81 des Steuerblocks 80 verbunden. Der Eilgangkolben 45 schiebt den Sekundärkolben 41 des Druckübersetzers 11 tiefer in die Bohrung 28 hinein. Da der am Druckbegrenzungsventil 91 ein¬ gestellte Druck im kolbenstangenabseitigen Teilraum nicht über- schritten werden kann, ist mit Hilfe des Eilgangkolbens 45 eine Verschiebung des Sekundärkolbens 41 nur bis zu einer bestimmten Druckhöhe im umzuformenden Rohling möglich. Ab diesem Druck wird zusätzlich zum Eilgangkolben 45 der Primärkolben 40 des Druck¬ übersetzers 11 über den Kanal 52 mit Druck beaufschlagt.
Während der Verformung des Rohlings 37 kann der Andockkolben 25 weiterbewegt werden, um Material des Rohlings axial nachzuschie¬ ben.
Nach Beendigung des Umformvorganges wird zunächst durch einen Teilrückzug des Primärkolbens 40 und des Sekundärkolbens 41 des Druckübersetzers 11 mitsamt dem Eilgangkolben 45 die Flüssigkeit im umgeformten Rohling dekomprimiert und dann der Andockkolben 25 wieder in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage gebracht.
Während eines Arbeitszyklus wird der Weg von Primärkolben 40 und Sekundärkolben 41 von einem Wegsensor 95 überwacht, der, ohne die Druckübersetzereinheit in ihren axialen Abmessungen zu ver¬ größern, dezentral im Bereich des Gehäusetopfes 22 und des Gehäusekopfes 21 angeordnet ist. Der Wegsensor ist stabförmig ausgebildet und besitzt ein ortsfest am Gehäusetopf 22 sitzen- des, erstes Teil 96 sowie eine am Primärkolben 40 befestigte dicht durch den Gehäusekopf 21 hindurchgeführte Stange 97 als zweites Teil. Die Stange trägt an ihrem freien Ende einen nicht näher dargestellten ringförmigen Permanentmagneten, der längs eines Stabes 98 des ersten Teils 96 verschoben wird, wenn sich der Primärkolben 40 bewegt. Je nach der Position des Permanent¬ magneten zum Stab 98 gibt der Wegsensor 95 ein anderes Signal ab.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Druckübersetzereinheit, insbesondere für eine nach dem Innenhochdruckverfahren arbeitende Presse, mit einem Druckübersetzer (11), der einen Primärkolben (40), der in einem ersten Zylinderraum (16) axial verschiebbar ist, einen Sekundär¬ kolben (41), der sich auf einer ersten Seite des Primärkolbens (40) befindet und in einen Hockdruckraum (28) eintaucht, und eine sich von der zweiten Seite des Primärkolbens (40) weger¬ streckende, bis in einen vom ersten Zylinderraum (16) getrenn- ten, zweiten Zylinderraum (44) reichende Kolbenstange (42) auf¬ weist, wobei eine Druckflüssigkeit über den zweiten Zylinderraum (44) und einen längs durch die Kolbenstange (42), den Primärkol¬ ben (40) und den Sekundärkolben (41) gehenden Axialkanal (49) dem Hochdruckraum (28) zuführbar ist, und mit einem Eilgang- zylinder (12), dessen Eilgangkolben (45) mit der Kolbenstange (42) des Druckübersetzers (11) verbunden ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Eilgangkolben (45) sich im zweiten Zylinder¬ raum (44) befindet und diesen in einen kolbenstangenseitigen Teilraum (44a) und in einen kolbenstangenabseitigen Teilrau (46b) aufteilt, daß in den kolbenstangenseitigen Teilraum (44a) ein erster Druckmittelkanal (48) und in den kolbenstangenabsei tigen Teilraum (44b) ein zweiter Druckmittelkanal (47) münde und daß der Axialkanal (49) zum kolbenstangenseitigen Teilrau (44a) hin offen ist.
2. Hydraulische Druckübersetzereinheit nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die beiden Teilräume (44a, 44b) au den beiden Seiten des Eilgangkolbens (45) mit derselben Druck flüssigkeit beaufschlagt sind.
3. Hydraulische Druckübersetzereinheit nach Anspruch 1 ode 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenstangenseitige Teilrau (44a) während einer Druckbeaufschlagung des kolbenstangenabsei tigen Teilraums (44b) von Druck entlastet ist.
4. Hydraulische Druckübersetzereinheit nach einem vorher¬ gehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der kolbenstan¬ genabseitige Teilraum (44b) mit einem höheren maximalen Druck als der kolbenstangenseitige Teilraum (44a) beaufschlagbar ist.
5. Hydraulische Druckübersetzereinheit nach einem vorher¬ gehenden Anspruch, gekennzeichnet durch einen sich in axialer Richtung erstreckenden, stabformigen Wegsensor (95), der sich dezentral durch einen den ersten Zylinderraum (16) kolbenstan- genseitig verschließenden Gehäusekopf (21) hindurcherstreckt und der ein ortsfest angeordnetes erstes Teil (96) und ein am Primärkolben (40) des Druckübersetzers (11) befestigtes zweites Teil (97) aufweist.
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