WO1995027615A1 - Presse für eine kaltverformung von metallwerkstücken - Google Patents

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WO1995027615A1
WO1995027615A1 PCT/EP1995/001138 EP9501138W WO9527615A1 WO 1995027615 A1 WO1995027615 A1 WO 1995027615A1 EP 9501138 W EP9501138 W EP 9501138W WO 9527615 A1 WO9527615 A1 WO 9527615A1
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WO
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pressure
drive
piston
press
valve
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/001138
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English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Beisel
Eckehart Schulze
Heinz Groos
Dieter BÜDENBENDER
Hans-Werner Kutscher
Original Assignee
Gräbener Pressensysteme GmbH & Co. KG
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Priority to US08/718,517 priority patent/US5823104A/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B5/00—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins
    • B44B5/0052—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by pressing
    • B44B5/0057—Machines or apparatus for embossing decorations or marks, e.g. embossing coins by pressing using more than one die assembly simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/161—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the ram speed and ram pressure, e.g. fast approach speed at low pressure, low pressing speed at high pressure

Definitions

  • the invention relates to a press for cold deforming metal workpieces, which should be able to be brought into a tightly tolerated form by means of embossing, deep-drawing, extruding, calibrating, sinking or fine-cutting processing, in particular a coin or medal embossing press for embossing Coins or medals with high surface quality and with the further generic features listed in the preamble of claim 1.
  • Presses of this type which have a hydraulic power drive, generally a double-acting linear hydraulic cylinder, which can develop deformation forces between 10 6 and 10 8 N, are generally known and are described, for example, in the technical-scientific textbook “upsetting and pressing” Billigmann / Feldmann, Karl Hanser Verlag Kunststoff 1973, 2nd edition, pp. 352 ff explained in detail.
  • the press frame which must absorb the reaction forces occurring in the forming operation of the press with as little self-deformation as possible, is usually designed as a self-contained frame with a rectangular shape, which has a drive-side yoke, an abutment-side yoke and these two yokes comprises side cheeks connecting one another, the drive cylinder being mounted on the inside of the frame on the underside of the drive-side yoke and the tool holder for the lower tool being axially supported on the lower, opposite-side yoke of the press frame.
  • a disadvantage of the - known - type of hydraulically driven presses explained so far is the relatively large lateral extension of the press frame, measured at right angles to the central longitudinal axis of the drive hydraulic cylinder, the cheeks of which pass laterally past the drive hydraulic cylinder housing must have a relatively large distance from one another, with the result that considerable bending moments occur only in the area of the drive and abutment-side yokes of the press frame and in the cheeks connecting the two yokes to one another, which occur only as a result of speaking cross-sectional enlargements of the yokes can be absorbed.
  • presses of the known type are used to mint coins which are to have a constant thickness
  • this is achieved by means of a stop limitation with the aid of fixed stops arranged on both sides of the minting area, which have to be precisely adjusted, but such stops additionally a lateral installation space is required, which forces the press frame to be widened accordingly and to be reinforced accordingly.
  • the object of the invention is therefore to improve a press of the type mentioned in such a way that, provided that the press is designed for a certain maximum press force, the press frame at nevertheless lighter and less expansive structure during operation of the press is exposed to smaller axial and lateral deformations and that, in addition to pressure-controlled operation without the need for fixed stops, it also enables precisely path-controlled operation in a wide range of usable press forces .
  • the two-part design provided according to claims 3 and 4 has The advantage of the press frame is that it is easier to manufacture and yet has good mechanical stability.
  • claims 11 to 15 give preferred designs of a pressure supply unit which can be used at two different initial pressure levels and which operates with a storage charging technology which enables particularly good utilization of the installed power.
  • claims 16 to 23 provide structurally simple and functionally favorable configurations of hydraulic circuit and functional elements of the press, which enable rapid switching between rapid and load stage operation of the drive cylinder, the guiding of oil compensation flows on short and low-resistance flow paths result in a jerk-free and largely noiseless switchover from rapid feed to load feed and from load feed to retracting operation of the drive cylinder and ensure reliable operation of the press over a long period of time.
  • the press according to the invention can be designed for a maximum pressing force of, for example, 4 ⁇ 10 6 N with a dead weight of only about 1% of this force and, compared to a conventional press, can be operated with an electrically installed drive power which is only about 30 % corresponds to that of the power requirement of a conventional press.
  • the movement sequence of the press tool and, if appropriate, also of the ejector is freely programmable, in principle any sequence of press cycles can be achieved, within which the press force is reduced again after an initial increase, then increased and decreased again, etc., and the peak values of the Press force can be specified within the respective cycles.
  • the pressure monitoring can be used as a reference for the tion of the stepper motor of the follower control valve-controlled sequence of the press cycles can be used.
  • comparatively high cycle numbers can be achieved.
  • the press is also accessible to an automatically pressure-controlled operation in such a way that as soon as the press tool hits the blank, which can be seen from the increase in the drive pressure by means of the pressure monitoring, a feed step pulse is triggered when the execution occurs an incremental feed step, the drive pressure that can be detected by the pressure sensor no longer changes, at least not significantly, whereby in such an operating mode the period of time that elapses between the delivery of successive control pulses is continuously increased and the “finished” embossed state, for example
  • a coin can be recognized by the fact that the increase in drive pressure from feed step to feed step remains constant or almost constant, which can also be seen from an evaluation of the pressure sensor output signal.
  • This type of control of an embossing process is particularly suitable for carrying out a "pattern" embossing, on the basis of which knowledge is to be obtained for an optimized programming of serial embossing processes.
  • the press can also be used in accordance with the respective intended use for embossing coins or medals in the so-called free die, ie without an embossing ring, and also for deep drawing, extrusion, calibration, sinking and fineblanking.
  • FIG. 1 shows an overall view of a press according to the invention designed as a coin and coin embossing press with a hydraulic drive cylinder and hydraulically driven ejector, partly in section along a radial plane of the press containing the central longitudinal axis of the press;
  • FIG. 2 shows a hydraulic circuit diagram of the electrohydraulic control of the press according to FIG. 1 and of the pressure supply unit;
  • Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. I;
  • FIG. 4 shows a semi-schematic sectional illustration of a press control according to FIG. 2 provided overrun control valve and
  • the press designated in each case with a total of 10 in FIGS. 1 and 2 is assumed for the purpose of explanation as an embossing press suitable for minting coins or medals of high surface quality, in which e.g. flat circular disk-shaped blanks 11, arranged within a coin ring 12, which forms the radial limitation of the embossing mold, between a fixed lower punch 13 and a movable upper punch 16, which can be moved vertically by means of a hydraulic drive cylinder 14, can be subjected to a defining cold deformation, which leads to the flat-relief-shaped profiling of the front and back of the coin or medal and also to their edge profiling, which are predetermined by the complementary design of the lower stamp 13 of the upper stamp 16 and the coin ring 12.
  • an embossing press suitable for minting coins or medals of high surface quality
  • the press 10 is designed as a vertical press with a vertical central longitudinal axis 17, along which the rapid and working feed movements on the blank 11 are directed, as well as the retraction movements of the upper die 16.
  • the press 10 comprises a press frame, designated as a whole by 18, which is designed as a self-contained frame which has a drive-side - upper - yoke 19 on which the drive hydraulic cylinder 14 is axially supported, an abutment-side yoke 21 on which the Lower punch 13 with its punch receptacle 22 is axially supported during the stamping process, and the drive-side yoke 19 with the abutment-side yoke 21 includes cheeks 23, 24 which connect to one another in a tensile manner and absorbs the reaction forces occurring during the stamping process.
  • the press frame 18 comprises an upper frame part with a basic cylindrical-pot-shaped design, into which the drive hydraulic cylinder 19 is integrated, in such a way that this frame part 26 forms the housing of the drive cylinder 14 and a lower one with a basic shape in a cylindrical manner Block-shaped housing part 27, from the top of which query two columns 23 ', 24' of the same height, which are circular segments in cross section, which lower sections of the cheeks 23, 24 connecting the drive-side yoke 19 and the thrust-side yoke 21 form.
  • the two columns 23 ', 24', with their inner, facing, parallel, flat boundary surfaces 28, 29 form the lateral boundaries of the window-shaped working area 31 of the press 10, within which the easily accessible Upper stamp 16 bearing, upper stamp receptacle 32, the coin ring 12 and the bearing, active support ring 33 and the lower punch 13 and the lower punch holder 22 carrying this are arranged.
  • the lower frame part 27, including its columns 23 ', 24', is formed symmetrically with respect to the vertical longitudinal central plane 34 of the press frame 18 which runs between the two inner, flat boundary surfaces 28, 29 and contains the central axis 17.
  • a straight guide 37 which is provided to secure the piston 36 of the drive cylinder 14 in rotation in its housing, and which comprises a guide piece arranged fixed to the housing and slidably interlocking with a longitudinal groove of the piston 36 , also for the upper frame part 26 forming the housing of the drive cylinder 14 and the yoke 19 of the press frame 18.
  • each tie rod 43 is thus prestressed at 2 ⁇ 10 ° N.
  • the tie rods 43 are designed as elongated tie rods which pass through through bores 44 of the lower housing part 27 which run within the cross-sectional area of the columns 23 ', 24' of the lower housing part 27 and via threads End sections 46 are anchored in anchor threads of the upper frame part 26, which are cut into blind bores 47 made from the free end face of the housing shell 39.
  • the pretensioning of the tie rods 43 is held by tension nuts 48, which are in meshing engagement with threaded sections 49 of the tie rods 43 provided on the underside of the lower frame part 27 for tensioning the tie rods 43 and are in meshing engagement with one another on the lower boundary surface 51 of the lower one Support frame part 27.
  • the arrangement of the through bores 44 of the lower frame part 27 is symmetrical with respect to the vertical transverse center plane of the lower frame part 27, which runs at right angles to the plane boundary surfaces 28, 29 of the columns 23 ', 24'.
  • the highest possible selectable azimuthal distance Q 1 which the central axes 52 of the through bores 44 can measure from the vertical transverse central plane 54, is determined by the arrangement of the bores 44 in which the boring is perpendicular to the respective plane boundary surface 28 or 29 of the columns 23 'or 24' measured distance (a s ) of the respective central bore axis 52 from this flat boundary surface 28 or 29 equal to the radial distance (a r ) of the respective central axis 52 from the outer, cylindrical outer surface 56 or 57 of the respective column 23 'or 24'.
  • the diameter of the tie rods 43 and the bores 44 penetrated by them is approximately equal to the value of the distances a s and a r , so that between the bores 54 and the respective boundary surfaces 28, 29 and 56, respectively, 57 enough material is available.
  • values of the azimuthal distance _ of the central bore axes 52 from the transverse central plane 54 of between 20 ° and just under 40 ° can be achieved, which is sufficient for a good distribution of the prestressing forces effective in the press frame 18 is.
  • an ejector Integrated into the yoke area 21 of the lower frame part 27 is an ejector, generally designated 58, which in turn is designed as a double-acting linear hydraulic cylinder, the piston of which, overall designated 59, engages the lower punch receptacle 22 and can be moved upward that the minted coin or medal can be brought out of engagement with the coin ring 12.
  • FIG. 2 To explain the drive concept of the press 10 and its functional properties, reference is now again made to the hydraulic circuit diagram of FIG. 2, in which the structural and functional elements with the same reference numerals already explained with reference to FIGS. 1 and 3 with regard to their structural design are occupied as in FIGS. 1 and 3, which should also include the reference to their description with reference to these figures.
  • the piston 36 of the hydraulic cylinder 14 provided as a power drive has two piston flanges 62, 63, of different diameters D 1 and D 2 , which are fixedly connected to one another by a piston rod 61 and which, in bore stages 64, 66, correspond to different diameters. are guided so that they can be displaced in a pressure-tight manner, the piston rod 61 passing through a central through-hole 67 connecting the two bore stages 64, 66 with one another so that they can be displaced in a pressure-tight manner.
  • a slender piston rod 74 of the drive piston 36 of the drive cylinder 14 is guided out through a central bore 73 of the housing cover 68 and can be displaced in a pressure-tight manner, the free end 76 of which is designed as a toothed rack through which the press 10 takes place during operation
  • a gear 77 can be driven and stored in alternative directions of rotation, to which a threaded spindle 78 is connected in a rotationally fixed manner, which in turn is a functional element of a mechanical feedback device of a follow-up control provided for controlling the movement of the upper die 16 of the press 10.
  • valve 79 which works with an electrically controllable specification of the setpoint of the position of the drive cylinder piston 36 or the upper plunger 16 and mechanical feedback of the actual position value via the rack and pinion drive 76.77.
  • the upper drive pressure chamber 69 which is axially movably delimited by the smaller piston flange 62, can be pressurized, or alternatively relieved of pressure.
  • the amount A ⁇ of the annular surface 81, on which the smaller piston flange 62 is exposed to a pressure coupled into the upper drive pressure chamber 69, is greater by a factor of 2 than the amount A of the annular surface 82 of the smaller piston stage 62, on which the the lower annular drive pressure chamber 71, which is likewise axially movably delimited by the smaller piston stage 62, is exposed to the prevailing outlet pressure of the pressure supply unit 72.
  • a further annular drive pressure chamber 83 axially penetrated by the piston rod 61 connecting the two piston flanges 62 and 63, is axially movable limited, in which also via the follow-up control valve 79 and a surface area downstream of this Connection valve 84 pressure can be coupled in, with which the larger piston flange 36 can be acted upon on an annular surface 86, the amount A3 of which is significantly greater than the amount AI of the upper annular surface 81 of the smaller piston stage 62, with the press 10 in a typical design the ratio A1 / A3 is approximately 1/8.
  • a pressure-free annular space 87 is delimited so that it can move in a pressure-tight manner against the annular drive pressure chamber 83, which is filled with hydraulic oil and is kept in a constantly communicating connection with a trailing space symbolically represented as a "reservoir 88", which is structurally above the larger one Drive pressure chamber 83 is arranged and via a post-flow valve 89, which is able to release a large flow cross-section, can be connected to the drive pressure chamber 83 which is delimited over a large area.
  • the trailing space is connected via an overflow line 91 to the reservoir 92 of the pressure supply unit 72 and has a holding capacity which corresponds at least to the sum of the maximum oil volumes, which is limited by the upper drive pressure space 69, which is closed by the housing cover 68, and the large area , axially penetrated by the piston rod 61 drive pressure chamber 83, by pressurizing the workpiece 11 towards - downwards - directed rapid feed and load feed movements conditions of the piston 36 of the drive hydraulic cylinder 14 are controllable.
  • the housing-fixed axial boundary of the unpressurized annular space 37 is, as can best be seen from FIG. 1, formed by the upper annular end face 93 of a sliding sleeve 94 inserted in the bore step 66 of the large diameter D 2 in a pressure-tight and displaceably fixed manner, in which the Drive piston 36 is guided so that it can be displaced in a pressure-tight manner with a piston rod 96 which axially penetrates the sliding sleeve 94, the diameter of this piston rod 96, which in the uppermost end position of the drive piston 36 also has a short end portion 36 'in the working space 31 of the press 10 protrudes, is only slightly smaller than the lateral distance D of the upstanding columns 23 ', 24' of the lower frame part 27, which in turn is somewhat smaller than the diameter D 2 of the larger bore step corresponding to the outer diameter of the sliding sleeve 94 66, so that the sleeve with circular section-shaped edge areas of its lower annular face 97 a
  • the volume of the hydraulic oil quantity which is displaced from the unpressurized annular space 87, which is connected directly to the trailing space 88 via an outflow line 98, corresponds to approximately 1/3 to 1/2 of the volume of the quantity of hydraulic oil contained in the large-area annular drive pressure chamber 83 occurs when the Piston 36 executes its rapid feed and / or load feed stroke directed towards the blank 11.
  • the surface switching valve 84 and the post-flow valve 89 and a further follow-up control valve 99 which is provided for controlling the ejector 58, will be discussed first Details of the design and layout of the pressure supply unit 72 were received, which provide a pressure supply to the press 10 at two different output pressure levels of, for example, 70 bar and e.g. Conveys 280 bar and accordingly has a low-pressure supply outlet 101 and a high-pressure supply outlet 102, at which, however, the lower outlet pressure of 60 bar can also be provided.
  • the pressure supply unit 72 comprises a low-pressure accumulator 103 and a high-pressure accumulator 104, each of which by means of a hydraulic pump 106 or 107 and via a respective storage valve 108 or 109 shown as a check valve, which by higher pressure at the pressure outlet of the associated pump 106 or 107 as it reaches its open position at the supply connection 111 or 112 of the low-pressure accumulator 103 or the high-pressure accumulator 104 and is otherwise blocking, can be charged.
  • the pressure level to which the respective pressure accumulator 103 or 104 can be charged is determined by a pressure limit valve 113 or 114 with adjustable pressure limit value determined.
  • the two hydraulic pumps 106, 107 have a common electromotive drive 116, which is switched on when the output pressure level of at least one of the two pressure accumulators 103, 104 has dropped to a value that is, for example, 5% lower than that by the respective pressure limiting valve 113 or 114 defined pressure limit value and is switched off again as soon as this is exceeded.
  • the type of automatic activation of the pump drive 116 in this regard is illustrated by two pressure switches 117, 118 with an adjustable hysteresis.
  • the outlet 110 of the pressure-limiting valve 114 determining the outlet pressure level of the high-pressure accumulator 104 is connected to the inlet 115 of the pressure-limiting valve 113 determining the outlet pressure level of the low-pressure accumulator 103, which inlet is connected to the pressure outlet of the low-pressure pump 106, and is therefore connected to the pressure-limiting valve 114 of the high-pressure accumulator 104 is hydraulically connected in series.
  • This hydraulic series connection of the two pressure-limiting valves 113, 114 ensures that, in the course of charging phases of the low-pressure accumulator 103, during which the high-pressure accumulator 104 does not require charging, the hydraulic pump 107 assigned to it is also used to charge the low-pressure accumulator 103. works.
  • a - first - pressure supply control valve 119 is connected, which is designed as a 2/2-way solenoid valve, which has a spring-centered - blocking - basic position 0 and at Activation of a control magnet 121 with an output signal from an electronic control unit 120 provided for operating control of the press 10 can be switched to a flow position I, in which the supply connection 111 of the low-pressure accumulator 103 is directly connected to the low-pressure supply outlet 101 of the pressure supply unit 72 and therefore the output pressure of the low-pressure accumulator 103 is provided at this low-pressure supply outlet 101.
  • a current quantity regulator 122 designed as a pressure-compensated throttle, is connected in parallel with the first pressure supply control valve 119, which is designed as a 2/2-way solenoid valve, via which the amount, even when the pressure supply control valve 119 is in its blocking basic position 0, is smaller Hydraulic oil flow can flow on the one hand to the low-pressure outlet 101 of the pressure supply unit and, on the other hand, via a non-return valve 123 to the high-pressure outlet 102 of the pressure supply unit 72, this non-return valve being at a relatively higher pressure Low-pressure outlet 101 is controlled as an open position at high-pressure outlet 102 and is otherwise blocking.
  • the pressure supply unit 72 further comprises a second (high) pressure supply control valve 124 designed as a 2/2-way solenoid valve, which is connected between the supply connection 112 of the high pressure accumulator 104 and the high pressure outlet 102 of the pressure supply unit 72.
  • a second (high) pressure supply control valve 124 designed as a 2/2-way solenoid valve, which is connected between the supply connection 112 of the high pressure accumulator 104 and the high pressure outlet 102 of the pressure supply unit 72.
  • the - spring-centered - basic position 0 of this second pressure supply control valve 124 is its blocking position, the excited position I, when its control magnet 126 is excited with an output signal from the electronic control unit 120, is its flow position, in which the supply connection 112 of the high-pressure accumulator 104 with the high-pressure outlet 102 of the pressure supply unit 72, which, however, is shut off due to the blocking action of the check valve 123 against the low pressure supply control valve 119 and the flow rate regulator 122.
  • the outlet pressure of the low-pressure accumulator 103 is present at the pressure outputs 101 and 102 of the pressure supply unit 72 and can be "slow" for an oil flow limited by the flow rate regulator 122 ", manually operated emergency operation of the press can be used.
  • the pressure supply unit 72 can use the outlet pressure of the low-pressure accumulator 103 with high hydraulic power at both pressure outlets 101, 102 of the pressure supply unit 72, since the flow regulator 122 is bypassed by the supply control valve 119 .
  • the outlet pressure of the high pressure accumulator 104 is provided at the high pressure outlet 102 of the pressure supply unit 72, while the outlet pressure of the low pressure accumulator 103 is still present at the low pressure outlet 101.
  • the ejector 58 is exclusively via the low pressure outlet 101 of the pressure supply unit 72 is supplied with pressure.
  • the press 10 can be of four different types Values F max1 to F max4 of the maximum achievable embossing force are used, namely:
  • the pressure supply unit 72 is set to operate with a low output pressure level p N at the pressure supply outlet 102, but the press force is now developed both by coupling pressure into the upper drive pressure chamber 69, which is limited by the smaller piston flange 62, and also in the drive pressure chamber 83 controlled by the larger piston flange 63 of the piston 36 of the drive cylinder 14 and axially penetrated by the piston rod 61 connecting the two piston flanges 62 and 63, in this operating mode of the press
  • the surface connection valve 84 is switched over from its blocking basic position 0 to its flow position I, in which the control connection 127 of the follow-up control valve 79, which is permanently connected to the supply connection 128 of the upper drive pressure chamber 69 of the drive cylinder 14, which is movably delimited by the smaller piston flange 62, is also connected to the supply connection 130 of the annular drive pressure chamber 83, which is axially movably delimited by the larger piston flange 63 , while in this pressure build-up operating phase, the afterflow valve 89 is switched back to its blocking basic position 0 and the supply connection 128 of the drive pressure chamber 83, which is limited over a large area, is shut off from the trailing chamber 88.
  • the pressure supply unit 72 can be used at the low outlet pressure level p N of 70 bar and the high outlet pressure level p H of 280 bar.
  • p N the effective area of the smaller piston flange 62 through which drive pressure chamber of the upper An ⁇ is limited movement 69
  • a value of 200 cm 2 is assumed and the annular "counter" - area A 2 is a value of 100 cm 2
  • a value of 1500 cm 3 is selected.
  • the follow-up control valve 79 provided to control the rapid and load feed movements of the drive cylinder piston 36 or the upper punch 16 of the press 10, which can be assumed to be known in terms of its structure, so that a detailed structural explanation of this valve including the type its electrical control by means of an electrical stepping motor or an AC motor 129 for specifying position setpoints of the drive cylinder piston 36 and the actual position value feedback via the rack and pinion drive 76, 77 and the feedback spindle 78 are not required appears, in the exemplary embodiment shown is designed as a 3/3-way proportional valve, which can be controlled in alternative rotational directions in alternative functional positions I and II by actuating the setpoint input motor 129, the alternative Directions of movement "downward” and “upward” of the drive cylinder piston 36 of the drive cylinder 14 of the press 10 are assigned.
  • Supply port 133 and the control port 127 permanently connected to the supply port 128 of the upper drive pressure chamber 69 of the drive cylinder 14 are connected to one another via an input throttle 134 and an output throttle 136, each with a high flow resistance, so that this basic position 0 of the follow-up control valve 79 as it were Blocked position acts, in which the control output 127 of the follow-up control valve 79 is blocked both against its P-supply connection 131 and against its T-supply connection 133, however control processes which only require small volume flows are still possible .
  • the overflow control valve is assumed to be a slide valve, the valve body of which is presented by the 3/3-way valve valve.
  • the P-supply connection 131 and the control connection 127 of the valve 79 represent the housing of the same, which is arranged in a fixed manner and, in the embodiment shown, is mounted on the drive-side yoke 19 of the press frame 18, the valve body de ⁇ Follow-up control valve 79 parallel to common central longitudinal axis 137 of output shaft 138 of stepper motor 129, a hollow shaft 139 which can be driven by this and which has a threaded spindle 78 rotatably but axially non-displaceably mounted on a fixed housing element 141 of the case of follow-up control valve 79, so that Follow-up control valve 79 is controllable in its alternative flow positions I and II.
  • the hollow shaft 139 has at its end on the stepper motor side an internal spur gear 141, by means of which it engages with a complementary outer spur gear 142 of the output shaft 138 in mesh-free but axially slidable engagement, whereby the hollow shaft 139 can be driven in rotation and relative to the output shaft 138
  • Stepper motor 129 is axially reciprocable.
  • the hollow shaft is provided with an internal thread 143 which is complementary to the thread of the threaded spindle 178 and via which it engages in play-free meshing as a non-self-locking engagement the threaded spindle 78 stands, the thread of which has a large pitch of, for example, 10 mm / rev, so that the hollow shaft 139, when it rotates relative to the threaded spindle 78, also experiences an axial displacement of 10 mm relative to the latter, depending on Direction of rotation of the stepper motor in the direction of arrow 144 or in the direction of arrow 146 in FIG. 4.
  • actuating elements 147 and 148 engaging in a form-fitting manner are provided on their opposite end faces, each of which has a ball bearing 149 and 151 with the hollow shaft 139 connected in various ways, but are decoupled from their rotational movements and are secured against rotation by their positive engagement with the valve body of the follow-up control valve 79.
  • the overrun control valve 79 is designed such that its valve body, when the stepping motor 129, viewed in the direction of the arrow 152 in FIG. 4, is driven to rotate its output shaft 138 in the direction of the arrow 153, that is to say to rotate it clockwise.
  • the threaded spindle 78 is at a standstill, assuming a displacement in the direction of the arrow 144 in FIG.
  • the speed at which the drive piston 36 moves in the direction of the arrow 156 'towards the blank 11 is, as long as hydraulic oil can flow in sufficiently quickly via the follow-up control valve 79, is determined by the frequency of the control impulses with which the stepping motor 129 is driven, with each pulse an incremental rotation of the rotor of the stepper motor 129 by the same angular amount in each case.
  • the number of control pulses supplied to the stepper motor 129 from the start of the movement of the drive cylinder piston 36 thus predetermines an instantaneous value of the desired position of the drive cylinder piston 36, which is lagging by its actual position by a caster path which corresponds to that caused by the gear ratio of the rack and pinion drive 76.77 divided amount of the deflection of the valve body of the follower valve 79 from its basic position corresponds to 0.
  • the mechanical feedback device of the follow-up control valve 79 comprising the rack and pinion drive 76, 77 and the feedback spindle 78 causes this to be reset to its basic position 0 , where the Drive piston 36 with exponentially decreasing speed approaches the target position specified with the last control pulse of the stepper motor. In any case, this applies as long as the upper punch 16 of the press 10 has not yet run onto the blank 11.
  • a Druck ⁇ ensor 161 which generates an electronic control unit 120 supplied initiated electrical output signal on the level and / or frequency a unique measure of the pressure p v prevailing in the upper drive pressure chamber 69 and can be evaluated as such by the electronic control unit 120.
  • the afterflow valve 89 is designed as an electrically controllable pilot valve 162 hydraulically in its switching position I - its flow position - switchable 2/2-way valve with spring-centered blocking position 0 as the basic position, the preload of its valve spring 163, by which the Nach ⁇ trömventil 69 is pushed into its basic position 0, small is against the switching force which the post-flow valve 89 urges in its switching position I - its flow position - when it acts on a control chamber 164 via the pilot valve 162 with control pressure and at the same time depressurises its other control chamber 166, which is permanently depressurized communicating connection with the drive pressure chamber 83 of the drive cylinder 14 which is axially movably delimited by the larger piston flange 63 of the drive cylinder piston 36 and is axially movably delimited by a control surface which is larger in amount than the hydraulically controllable control chamber 164 via the pilot valve 162, the di related area ratio is about 6/1.
  • the pilot valve 162 is designed as a 3/2-way solenoid valve, in the spring-centered basic position 0 of which the small area, a control chamber 164 of the post-flow valve 89, is connected to the T-connection 133 of the post-flow control valve 79 or directly to the reservoir 92 of the pressure supply unit and the low pressure outlet 101 of the pressure supply unit 72 is shut off against the mentioned control chamber 164 of the post-flow valve 89.
  • the pilot valve By energizing its control magnet 167 with an output signal from the electronic See control unit 120, the pilot valve can be switched into a switching position I in which the control chamber 164 of the post-flow valve 89, which is limited in area, is acted upon by the output pressure present at the low-pressure outlet 101 of the pressure supply unit 72 and this control chamber 164 against the T connection 133 of the follow-up control valve 79 or the reservoir 92 of the pressure supply unit 72 is shut off.
  • the surface connection valve 84 is designed as an electrically controllable 2/2-way solenoid valve with a spring-centered - blocking - basic position 0, which can be controlled by energizing its control magnet 168 with an output signal from the electronic control unit 120 into its flow position provided as the switching position I. is in which the control port 127 of the follower control valve is also connected in a communicating manner to the drive pressure chamber 83 of the drive hydraulic cylinder 14 which is limited in area.
  • a return flow valve 169 is connected in parallel to the surface connection valve 84, which in the special embodiment shown is designed as a check valve which, due to relatively higher pressure in the larger-area drive pressure chamber 83 of the drive hydraulic cylinder 14 than in an upper, smaller one Areaally limited drive pressure chamber 69 is controlled in its open position and is otherwise blocking.
  • This return flow valve 169 can be used in the upward movement phases of the drive cylinder piston 36, for example only by the pressure exerted on the coin 11 is to be reduced, hydraulic oil flows out of the largely limited drive pressure chamber 83 of the drive cylinder 14 and via the follow-up control valve located in such a phase in its functional position II to the follow-up chamber 88, even if the after-flow valve 89 is in its position is in the blocking basic position 0 and the surface connection valve 84 also assumes its blocking basic position 0.
  • the follow-up control valve 129 provided for the drive control of the drive hydraulic cylinder 14
  • its stepper motor can be controlled by a sequence of 4000 control pulses to carry out a complete 360 ° revolution of its output shaft 138, ie per control pulse to carry out an incremental one 0.09 degree rotation.
  • this corresponds to an accuracy of the position setpoint specification and also its feedback and thus also the adjustability of the stroke of the drive piston 36 of the drive hydraulic cylinder 14 of 1/100 mm.
  • this embossing force can be set with sufficient accuracy.
  • Condition (a) can easily be determined by experiment or calculation.
  • Condition (b) can also be met - also in a simple manner - by designing the follow-up control valve 79.
  • the press 10 can therefore be adjusted within a wide range of dimensions of coins or medals to be minted to optimum values of their stroke and / or the minting force and can be controlled with high accuracy.
  • the minting of a coin or a medal is controlled manually or automatically with the press 10, e.g. feasible as follows:
  • the pilot valve 162 controlled by an output signal from the electronic control unit 120, is switched to its functional position I, as a result of which the outflow valve 89 is switched to its flow position I, in which the trailing chamber 88 is connected to the drive pressure chamber 83 of the drive cylinder 14, which is delimited over a large area Hydraulic oil can flow out into the trailing space 88 from this, as soon as the drive piston 36 moves toward the blank 11.
  • the press is now in an operation which can be controlled by means of the run-on control valve 79 in the manner described in para. 1 explained operating mode prepared.
  • the overrun control system is activated, however, as long as the stepper motor 129 is not controlled by position setpoint input pulses, the drive piston 14 remains in its upper end position, which is a regulated position in which the the pressure prevailing in the upper drive pressure chamber 69 of the drive cylinder 14, delimited by the smaller piston flange 62, not counting the weight of the drive cylinder piston 36 and friction losses, due to the area ratio A., / A 2 half the value of the in the smaller one Piston flange 62 movably limited annular space 71 prevailing pressure - the outlet pressure provided at the pressure supply outlet 102 of the pressure supply unit 72 - corresponds.
  • stepper motor 129 If the stepper motor 129 is now actuated with "forward" control pulses, as a result of which the overrun control valve reaches its functional position I, the pressure in the upper drive pressure chamber 69 is increased slightly by an amount ⁇ p N , as a result of which the blank 11 approaches directional feed movement of the drive piston 36 sets.
  • the speed at which the drive piston 36 moves downwards can be determined by the frequency at which the electrical control pulses for the stepper motor 129 are generated.
  • the output frequency of the stepper motor control pulses is reduced or briefly interrupted and then reduced before the upper punch 16 hits the blank 11 frequency continued so that the upper punch 16 hits the blank 11 accordingly slowly.
  • the output signal of the pressure sensor 161 can therefore be used to terminate the output of control pulses for the stepper motor 129 when a prescribed value of the embossing pressure or the embossing force has been reached, which had previously been optimally determined for the type of coin to be produced.
  • a particularly rapid course of an embossing process can be controlled in such a way that the rapid feed operation of the drive cylinder continues until the upper punch 16 hits the blank 11 and beyond, until the output signal of the Pressure sensor 161 exceeds an adjustable, predeterminable threshold value and this triggers the reduction in the frequency with which control pulses for stepper motor 129 are emitted and afterwards when the value of the minting force that is most favorable for the minting of the respective coin type has been reached. the output of "forward" control pulses for the stepper motor 129 is ended.
  • the number of the control pulses is reduced in steps of 1/100 mm, both in the case of an embossing exclusively via the number of control pulses delivered to the stepping motor 129 and in the case of an embossing controlled using the output signals of the pressure sensor 161 seen from the respective overtravel of the drive cylinder piston 36, which is a measure of its instantaneous position, from the moment at which the drive cylinder piston, after its downward movement has started, passes an upper reference position which, for example can be detected by means of an electronic position transmitter 171 or switch, by means of which e.g. the position of the upper, free end of the rack 76 of the rack and pinion drives 76, 77 provided for the position value feedback on the follow-up control valve 79 can be precisely determined.
  • the position of the drive piston 36 or of the upper plate 16 of the press 10 detected by the electronic control unit 120 on the basis of the output control pulses is then always related to this reference position detected by means of the electronic position transmitter 171.
  • the press 10 specific functional properties which result from the type of movement control of the drive piston 36 according to the run-on control principle, in combination with a continuous measurement of the pressure in the upper drive pressure chamber 69 of the drive hydraulic cylinder 14 , with which, if this is also operated with the pressurization of its larger-area drive pressure space 83, which is identical in this prevailing pressure and can be determined by means of the same pressure sensor 161, reference is now made to the schematically greatly simplified diagram 175 of FIG.
  • This standstill can be determined by temporal differentiation of the output signal of the pressure sensor 161 or by a temporal differentiation of the output signal of the position transmitter 171 if the latter is designed for continuous detection of the position of the drive cylinder piston 36 or also by the output signal of a position (not shown) - tionsen ⁇ ors, with the deflections of the valve body of the follower valve 79 can be detected from its basic position.
  • the embossing process of a medal with a high surface quality which requires an embossing force of the amount F ma ⁇ , which has been determined, for example, by an embossing process, as explained in principle with reference to FIG. 5a, can also be done with the press 10 illustrated by diagram 176 of FIG. 5b, in which it is controlled that the embossing process is distributed over several embossing cycles in which the blank is exposed to different maximum values of the embossing force.
  • the embossing force is increased in a first cycle up to about 50% of the maximum value F max and thereafter kept constant for a period of time. Then the embossing force is reduced to a low value of, for example, 10 to 15% of the maximum embossing force and for a relief period of the duration ⁇ t. kept at the low value.
  • the embossing force is increased again in accordance with the second rising branch 172 of the F / t diagram 176 until a higher value of the embossing force, which is kept constant than the first value, of 80% of the maximum embossing force F max , for example, is reached.
  • the embossing force is in turn kept constant for an embossing time period ⁇ t 3 and then lowered to a value which is lower than the value of the embossing force achieved in the first embossing cycle, but higher than the value to which the embossing force is reduced in the first embossing cycle had been.
  • the embossing force is reduced to about 40% of the maximum embossing force F dimension and in turn is kept constant at the low value for a relief period of the duration ⁇ t 4 .
  • the embossing force is increased to its maximum value F ma F and kept constant for the duration of the embossing period _ ⁇ t 5 , as by the third increasing branch 173 of the F / t diagram 176 and the section 177 parallel to the abscissa the F / t curve, at the level of the maximum embossing force F max , is represented.
  • the embossing force is reduced again and kept at approximately the same low value for a third relief period ⁇ t 6 from which the third embossing cycle had started.
  • This third embossing cycle is followed by at least one further one, in which the embossing force, as represented by the fourth rising branch 174 of the diagram 176, is raised again to its maximum value F ma ⁇ and held for an embossing period of the duration ⁇ t-.
  • the force exerted by means of the drive cylinder 14 on the medal which has now been finished is applied in accordance with the last falling branch 178 of the F / t diagram 176 a minimum value F mjn which is smaller than the upward force which can be developed by means of the ejector 58 and which has to be applied in order to bring the finished medal out of the embossing ring 12 into the work area 31 of the press 10, where only the medal is released for its removal from the press by means of a gripper (not shown).
  • the ejector 58 designed as a double-acting differential cylinder, the ejection strokes and retraction strokes of which can be controlled by means of the follow-up control valve 99, must be able to develop an ejection or ejection force of at least 10 kN, which is necessary for the case. is that after the completion of an embossing process the upper stamp 16 has already been lifted from the minted coin or medal and this only has to be pushed out of the embossing ring 12 in order to be able to be removed from the press 10 by means of the gripper.
  • the ejector 58 is expediently designed for a significantly higher amount of the maximum ejection force, which is equal to that which can be deployed in the embossing operation of the press if it operates in its operating mode explained under 1.
  • an extension force of 70 kN can develop, which is sufficient, if necessary, around the drive piston 36 of the drive cylinder 14 of the press, while the minted coin or medal is still arranged between the lower stamp 13 and the upper stamp 16 is to push back against a downward force generated by pressurizing the upper drive pressure chamber 69 of the drive cylinder 14 with a relatively low pressure.
  • the drive piston 59 of the ejector 58 is designed as a stepped piston which comprises a piston step 181 which is larger in diameter and a piston step 182 which is smaller in diameter, with which the drive piston 59 in bore steps 183 and 184 corresponding to different diameters D, and D 3 , which, offset against one another via a radial shoulder 186, is introduced from below into the part of the same which forms the abutment-side yoke 21 of the press frame 18 ⁇ are guided so that they can be displaced in a pressure-tight manner, the diameter D 3 of the piston step 182, which has a smaller diameter, or the arc 184 receiving these, corresponds to the diameter of the central through bore 67 through which the piston rod 61 passes, which has the same diameter connects the smaller piston flange 62 of the drive piston 36 of the drive hydraulic cylinder 14 with its larger piston flange 63.
  • the axially movable axially delimited by the smaller piston stage 162 through the larger piston stage 181 and axially delimited with respect to the larger drive pressure chamber 187 arranged below it, is permanently connected to the low pressure supply outlet 101 via a supply line 189 of the pressure supply unit 72 is connected.
  • the drive pressure space 187 which can be pressurized or relieved via the follow-up control valve 99 and which is limited in area by a housing cover 191, can be pressurized with drive pressure by means of the follow-up control valve 99 or to the reservoir 92 of the pressure supply unit can be relieved of pressure, the follow-up control valve 99 with regard to its design as a 3/3-way valve, its actuation by means of a stepper motor 192 for actuating the position setpoint value of the piston 59 of the ejector and the design of its actual position value.
  • the pressure (p) supply connection 198 of the follow-up control valve 99 of the ejector 58 is likewise permanently connected to the low pressure outlet 101 of the pressure supply unit 72 via the supply line 189.
  • the relief (T) connection 199 of the follow-up control valve 99 of the ejector 58 is connected directly to the reservoir 92 of the pressure supply unit 72 via a return line.
  • the control output 201 of the follow-up control valve 99 with its p-supply connection 198 via an input throttle 202 and with the T-discharge connection 199 via an output throttle is in its - in the result blocking - position 0 203 connected.
  • an electromechanical or Electronic pressure sensor 204 is provided, the electrical output signal of which is a clear measure of the pressure prevailing in the lower drive pressure space 187 of the ejector 58 and is supplied to the electronic control unit 120 as information input.

Abstract

Bei einer Presse für eine Kaltverformung von Metallwerkstücken, insbesondere einer Münz- oder Medaillen-Präge-Presse (10) mit hydraulischem Leistungsantrieb und einem als in sich geschlossener Rahmen ausgebildeten Pressengestell (18), bildet das Gehäuse (26) des Antriebszylinders (14) sowohl das antriebsseitige Joch (19) des Pressengestells (18) als auch mit Teilbereichen seines Mantels Abschnitte der Wangen (23, 24) des Pressengestells, wobei der lichte seitliche Abstand D der Wangen nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der das Oberwerkzeug (16) der Presse (10) tragenden Kolbenstange (96) des Antriebszylinders (14), der zur Umschaltung von Eil- und Last-Vorschubbewegungen auf verschiedene Beträge der wirksamen Antriebsflächen seines Kolbens einstellbar ist. Zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugshübe des Kolbens (36) des Antriebszylinders (14) ist ein Nachlaufregelventil (79) vorgesehen, das mit elektrisch steuerbarer inkrementaler Vorgabe der Positions-Sollwerte des Antriebszylinderkolbens (36) und mechanischer Rückmeldung (76, 77) des Positions-Ist-Wertes des Antriebszylinderkolbens (36) arbeitet.

Description

Presse für eine Kaltverformung von Metallwerkstücken
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Presse für eine Kaltverfor¬ mung von Metallwerkstücken, die durch eine prägende, tiefziehende, fließpressende, kalibrierende, einsenken¬ de oder feinschneidende Bearbeitung in eine eng tole¬ rierte Form bringbar sein sollen, insbesondere eine Münz- oder Medaillenprägepreεse zum Prägen von Münzen oder Medaillen mit hoher Oberflächenqualität und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf¬ geführten, gattungsbestimmenden Merkmalen.
Derartige Pressen, die einen hydraulischen Leistungsan¬ trieb haben, in der Regel einen doppeltwirkenden linea¬ ren Hydrozylinder, der Verformungskräfte zwischen 106 und 108 N entfalten kann, sind allgemein bekannt und z.B. in dem technisch-wissenschaftlichen Lehrbuch "Stauchen und Pressen" von Billigmann/Feldmann, Karl Hanser Verlag München 1973, 2. Auflage, S. 352 ff ein¬ gehend erläutert.
In der üblichen Gestaltung solcher Pressen, die sowohl konstruktiv als auch aus ergonomischen Gründen - Anord¬ nung des Arbeitsbereiches etwa in Brusthöhe einer Be¬ dienungsperson - ist der Antriebszylinder, mit dessen Kolben das Oberwerkzeug der Presse, z.B. ein Prägestem¬ pel, lösbar fest über seine Werkzeugaufnahme verbunden ist, oberhalb des Arbeitsbereiches geordnet, während das als Widerlager für das zu bearbeitende Werkstück die¬ nende Unterwerkzeug an einer den Arbeitsbereich an sei¬ ner Unterseite begrenzenden Werkzeugaufnahme angeordnet ist, die das Widerlager für das der Kaltverformung zu unterwerfende Werkstück bildet.
Das Pressengestell, das die im Verformungsbetrieb der Presse auftretenden Reaktionskräfte unter möglichst ge¬ ringer Eigenverformung aufnehmen muß, ist üblicherweise als in sich geschlossener, der Grundform nach rechtecki¬ ger Rahmen ausgebildet, der ein antriebsseitiges Joch, ein widerlagerseitiges Joch und diese beiden Joche mit¬ einander verbindende seitliche Wangen umfaßt, wobei der Antriebszylinder an der rahmeninneren Unterseite des antriebseitigen Joches montiert ist und die Werkzeug¬ aufnahme für das Unterwerkzeug an dem unteren, widerla- gerseitigen Joch des Pressengestells axial abgestützt ist.
Nachteilig an der insoweit erläuterten - bekannten - Bauart hydraulisch angetriebener Pressen ist die rela¬ tiv große laterale - rechtwinklig zur zentralen Längs¬ achse des Antriebs-Hydrozylinders gemessene Ausdehnung des Pressengestells, dessen Wangen, seitlich an dem An- triebs-Hydrozylinder-Gehäuse vorbeitretend einen rela¬ tiv großen Abstand voneinander haben müssen, mit der Folge, daß sowohl im Bereich der antriebs- und widerla- gerseitigen Joche des Pressengestells als auch in des¬ sen die beiden Joche miteinander verbindenden Wangen erhebliche Biegemomente auftreten, die nur durch ent- sprechende Querschnittsvergrößerungen der Joche aufge¬ fangen werden können. Es kommt hinzu, daß die Wangen unter dem Einfluß der Pressenkräfte auch erhebliche - elastische - Längungen erfahren, die im Ergebnis zu einem zusätzlichen Energieverbrauch führen, da ein er¬ heblicher Anteil der installierten Leistung dazu benö¬ tigt wird, das Pressengestell gleichsam vorzuspannen, damit die Pressenkräfte auf das Werkstück übertragen werden können.
Soweit Pressen der bekannten Bauart zum Prägen von Mün¬ zen eingesetzt werden, die eine konstante Dicke haben sollen, wird dies durch eine Anschlagbegrenzung mit Hilfe beidseits des Prägebereichs angeordneter Festan¬ schläge, die genau justiert werden müssen, erreicht, wobei durch solche Anschläge jedoch zusätzlicher late¬ raler Bauraum benötigt wird, der zu einer entsprechen¬ den Verbreiterung des Pressengestells und zu einer ent¬ sprechenden Verstärkung desselben zwingt.
Für die Justierung der Anschläge auf eine vorgegebene Dicke von Münzen, deren Prägung auch eine definierte Mindestkraft erfordert, sind zeitaufwendige Justierar¬ beiten und Prägeversuche erforderlich, bevor mit einem kontinuierlichen Prägebetrieb begonnen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Presse der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß, eine Auslegung der Presse auf eine bestimmte maximale Pressenkraft vorausgesetzt, das Pressengestell bei gleichwohl leichterem und räumlich weniger ausladendem Aufbau im Betrieb der Presse geringeren axialen und la¬ teralen Verformungen ausgesetzt ist und daß sie zusätz¬ lich zu einem druckkontrollierten Betrieb ohne Erfor¬ dernis von Festanschlägen auch einen exakt wegkontrol¬ lierten Betrieb in einem weiten Bereich ausnutzbarer Pressenkräfte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich¬ nenden Merkmale (d) bis (g) des Patentanspruchs 1 ge¬ löst.
Durch die hiernach vorgesehene bauliche Integration des Antriebs-Hydrozylinder in das Pressengestell, derart, daß das der Grundform nach kreiszylindrische Zylinder¬ gehäuse sowohl das antriebseitige Joch des Pressenge¬ stells als auch mit denjenigen Umfangsbereichen seines Mantels Abschnitte der Wangen des Pressengestells bil¬ det, über die das antriebseitige Joch mit dem widerla- gerseitigen Joch zugfest verbunden ist, wird insgesamt eine wesentlich schlankere und auch in axialer Richtung weniger ausgedehnte Bauweise des Pressengestells er¬ zielt, wobei sich bei vergleichbaren Querschnitten der Wangen des Pressengestells gegenüber einer Presse kon¬ ventioneller Bauart Rahmenlangungen ergeben, die weni¬ ger als 50 % der bei konventioneller Bauart hinzuneh¬ menden Rahmenlangungen betragen. Die schon allein hier¬ durch erreichbare Reduzierung der für den Betrieb des Druckversorgungsaggregates der Presse zu installieren¬ den elektrischen Leistung ist erheblich. Auch durch die Gestaltung des Antriebszylinders mit ei¬ ner kleinflächigen "Eilgang"-Stufe und einer großflä¬ chigen, bedarfsweise zuschaltbaren "Last-Kolbenstufe" des Antriebskolbens in Kombination mit dessen Bewegungs¬ steuerung mittels eines mit elektrisch impulsgesteuer¬ ter inkrementaler Positions-Sollwertvorgabe und mecha¬ nischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitenden Nach¬ laufregelventils ist eine bedarfsgerechte weggesteuerte Veränderung der Pressenkraft und insoweit besonders ra¬ tionelle Nutzung der installierten Antriebsleistung möglich. In Kombination mit der nachlaufgeregelten Be¬ wegungssteuerung des Antriebszylinderkolbens mit der Antriebsdruck-Überwachung mittels eines elektronischen Drucksensors ist z.B. ein Prägen von Münzen mit gleich¬ mäßiger Oberflachengualitat auch dann möglich, wenn die Dicke der Rohlinge in einem relativ weiten Bereich streut, da z.B. aus einer differenzierenden Verarbei¬ tung des Ausgangεsignals des Drucksensors erkennbar ist, ab welcher Kolbenposition der Oberstempel der Presse auf den Rohling auftrifft und sodann diese Posi¬ tion als Referenzposition für den weiteren Prägevorgang benutzbar ist, der dann entsprechend der zu erzielenden Profiltiefe inkremental exakt weggesteuert durchführbar ist.
Verglichen mit der gemäß Anspruch 2 vorgesehenen, ein¬ stückigen Gestaltung des Pressengestells, die eine op¬ timale Festigkeit desselben ergibt, hat die gemäß den Ansprüchen 3 und 4 vorgesehene zweiteilige Gestaltung des Pressengestells den Vorzug der einfacheren Herstellbarkeit bei gleichwohl guter mechanischer Sta¬ bilität.
Mit den durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 ange¬ gebenen Gestaltungen und Auslegungen des Antriebszylin¬ derkolbens, in Kombination mit der durch die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 angegebenen Auslegung des Druck¬ versorgungsaggregats auf ein niedriges Ausgangsdruckni¬ veau und ein hohes Ausgangsdruckniveau lassen sich für den Betrieb der Presse günstige Abstufungen der Pres¬ senkräfte erzielen.
Durch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 15 sind bevor¬ zugte Gestaltungen eines auf zwei verschiedenen Aus¬ gangsdruckniveaus benutzbaren Druckversorgungsaggregats angegeben, das mit einer eine besonders gute Ausnutzung der installierten Leistung ermöglichenden Speicher-La¬ detechnik arbeitet.
Durch die Merkmale der Ansprüche 16 bis 23 sind kon¬ struktiv einfache und funktionell günstige Gestaltungen hydraulischer Schaltungs- und Funktionselemente der Presse angegeben, die eine rasche Umschaltung zwischen Eilstufen- und Laststufenbetrieb des Antriebszylinders ermöglichen, die Führung von Öl-Ausgleichsströmen auf kurzen und widerstandsarmen Strömungspfaden ergeben, ein ruckfreies und weitgehend geräuschloses Umschalten von Eilvorschub auf Lastvorschub sowie von Lastvorschub auf Rückzugsbetrieb des Antriebszylinders ergeben und einen zuverlässigen Betrieb der Presse über längere Zeit hinweg gewährleisten.
Mittels eines gemäß den Merkmalen der Ansprüche 24 bis 28 gestalteten Auswerfers ist ein - gleichsam synchro¬ ner - Betrieb der Presse dahingehend möglich, daß eine fertig geprägte Medaille zwischen Oberstempel und Un¬ terstempel noch eingespannt aus dem Prägering ausgeho¬ ben und im freien Arbeitsbereich der Presse von einem Greifer erfaßt werden kann, bevor sie durch weiteres Anheben des Oberstempels und Absenken des Unterstempels freigegeben wird.
Die erfindungsgemäße Presse ist in einer Auslegung auf eine maximale Preßkraft von beispielsweise 4xl06 N mit einem Eigengewicht von nur etwa 1 % dieser Kraft rea¬ lisierbar und, verglichen mit einer konventionellen Presse, mit einer elektrischen installierten Antriebs¬ leistung betreibbar, die nur etwa 30 % derjenigen des Leistungsbedarfs einer konventionellen Presse entspricht.
Der Bewegungsablauf des Pressenwerkzeuges und gegebe¬ nenfalls auch des Auswerfers ist frei programmierbar, wobei im Prinzip eine beliebige Folge von Preßzyklen erzielbar ist, innerhalb derer die Pressenkraft nach einer anfänglichen Steigerung wieder abgesenkt, danach wieder erhöht und wieder abgesenkt wird usw. und die Spitzenwerte der Pressenkraft innerhalb der jeweiligen Zyklen vorgebbar sind. Hierbei kann die Drucküberwa¬ chung gleichsam als Referenz für den durch die Ansteue- rung des Schrittmotors des Nachlaufregelventils wegge¬ steuerten Ablauf der Pressenzyklen ausgenutzt werden. In einem solchen programmiert-gesteuerten Betrieb der Presse lassen sich wegen der rationellen Umschaltbar- keit von Eil- auf Lastvorschubbetrieb mit vergrößerter Antriebsfläche des Antriebszylinders vergleichsweise hohe Taktzahlen erreichen. Die Presse ist aber auch ei¬ nem selbsttätig druckgesteuerten Betrieb dahingehend zugänglich, daß ab einem Auftreffen des Pressenwerk¬ zeugs auf den Rohling, was mittels der Drucküberwachung aus einem Anstieg des Antriebsdruckes erkennbar ist, die Auslösung eines Vorschubschrittimpulses jeweils dann erfolgt, wenn sich nach Ausführung eines inkremen- talen Vorschubschrittes der mittels des Drucksensors erfaßbare Antriebsdruck nicht mehr, zumindest nicht nennenswert mehr ändert, wobei sich in einem solchen Betriebsmodus die Zeitspanne, die zwischen der Abgabe aufeinanderfolgender Ansteuerimpulse verstreicht, stän¬ dig vergrößert, und der "fertig" geprägte Zustand z.B. einer Münze daran erkennbar ist, daß die Zunahme des Antriebsdruckes von Vorschubschritt zu Vorschubschritt konstant oder nahezu konstant bleibt, was ebenfalls anhand einer Auswertung des Drucksensor-Ausgangssignals erkennbar ist.
Diese Art der Steuerung eines Prägevorganges ist insbe¬ sondere für die Durchführung einer "Muster"-Prägung ge¬ eignet, anhand derer Erkenntnisse für eine optimierte Programmierung seriell durchgeführter Prägevorgänge ge¬ wonnen werden sollen. Es versteht sich, daß die Presse in sinngemäßer Anpas¬ sung an den jeweiligen Verwendungszweck auch für ein Prägen von Münzen oder Medaillen im sogenannten freien Gesenk, d.h. ohne Prägering sowie auch zum Tiefziehen, Fließpressen, Kalibrieren, Einsenken und Feinschneiden verwendbar ist.
Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Presse erge¬ ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines spe¬ ziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer als Münzen- und Me¬ daillenprägepresse ausgebildeten erfindungsge¬ mäßen Presse mit hydraulischem Antriebszylinder und hydraulisch angetriebenem Auswerfer, teil¬ weise im Schnitt längs einer die zentrale Längsachse der Presse enthaltenden Radialebene derselben;
Fig. 2 ein Hydraulikschaltbild der elektrohydrauli- schen Steuerung der Presse gemäß Fig. 1 sowie des Druckversorgungsaggregats;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. i;
Fig. 4 eine halbschematische Schnittdarstellung eines im Rahmen der Pressensteuerung gemäß Fig. 2 vorgesehenen Nachlaufregelventils und
Fig. 5a und b je ein Diagramm zur Erläuterung der Funk¬ tion der Presse gemäß Fig. 1.
Die in den Fig. 1 und 2 jeweils insgesamt mit 10 be¬ zeichnete Presse sei zum Zweck der Erläuterung als eine zum Prägen von Münzen oder Medaillen hoher Oberflächen¬ qualität geeignete Prägepresse vorausgesetzt, in der z.B. flach-kreisscheibenförmige Rohlinge 11, innerhalb eines Münzringes 12 angeordnet, der die radiale Begren¬ zung der Prägeform bildet, zwischen einem feststehenden Unterstempel 13 und einem beweglichen, mittels eines Antriebs-Hydrozylinders 14 vertikal verfahrbaren Ober¬ stempel 16 einer prägenden Kaltverformung unterwerfbar ist, die zu der flach-reliefförmigen Profilierung der Vorder- und Rückseite der Münze bzw. Medaille und auch zu deren Randprofilierung führt, die durch die jeweils komplementäre Gestaltung des Unterstempels 13 des Ober¬ stempels 16 und des Münzringes 12 vorgegeben sind.
Die Presse 10 ist als vertikale Presse mit senkrecht verlaufender zentraler Längsachse 17 ausgebildet, ent¬ lang derer die auf den Rohling 11 zu von diesem wieder weggerichteten Eil- und Arbeitsvorschubbewegungen sowie die Rückzugsbewegungen des Oberstempeis 16 erfolgen.
In einer typischen Auslegung der Presse 10 ist diese auf eine auf die Rohlinge 11 ausübbare Prägekraft von maximal 4xl06 N ausgelegt. Die Presse 10 umfaßt ein insgesamt mit 18 bezeichnetes Pressengestell, das als in sich geschlossener Rahmen ausgebildet ist, der ein antriebsseitiges - oberes - Joch 19, an dem der Antriebs-Hydrozylinder 14 axial ab¬ gestützt ist, ein widerlagerseitiges Joch 21, an dem der Unterstempel 13 mit seiner Stempelaufnahme 22 - während des Prägevorganges - axial abgestützt ist, sowie das antriebsseitige Joch 19 mit dem widerlager- seitigen Joch 21 zugfest miteinander verbindende Wangen 23,24 umfaßt und die beim Prägevorgang auftretenden Re¬ aktionskräfte aufnimmt.
Das Pressengestell 18 umfaßt ein oberes, der Grundform nach zylindrisch-topfförmig gestaltetes Gestellteil, in das der Antriebs-Hydrozylinder 19 integriert ist, der¬ art, daß dieses Gestellteil 26 das Gehäuse des Antriebs- zylinders 14 bildet sowie ein unteres, der Grundform nach zylindrisch-blockförmiges Gehäuseteil 27, von des¬ sen Oberseite zwei im Querschnitt kreissegmentförmige Säulen 23',24' gleicher Höhe abfragen, welche untere Abschnitte der das antriebseitige Joch 19 und das wi¬ derlagerseitige Joch 21 miteinander verbindenen Wangen 23,24 bilden. Die beiden Säulen 23',24' bilden mit ih¬ ren inneren, aufeinander zuweisenden, parallel zueinan¬ der verlaufenden, ebenen Begrenzungsflächen 28,29 die seitlichen Begrenzungen des fensterförmigen Arbeitsbe¬ reichs 31 der Presse 10, innerhalb dessen gut zugäng¬ lich die den Oberstempel 16 tragende, obere Stempelauf¬ nahme 32, der Münzring 12 und der diesen tragende, mas- sive Stützring 33 sowie der Unterstempel 13 und die diesen tragende untere Stempelaufnahme 22 angeordnet sind. Das untere Gestellteil 27 ist einschließlich sei¬ ner Säulen 23',24' symmetrisch bezüglich der zwischen den beiden inneren, ebenen Begrenzungsflächen 28,29 verlaufenden, die zentrale Achse 17 enthaltenden verti¬ kalen Längsmittelebene 34 des Pressengestells 18 ausge¬ bildet.
Dasselbe gilt, abgesehen von einer zur Sicherung des Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 in ein Verdrehen in seinem Gehäuse vorgesehen, lediglich schematisch ange¬ deuteten Geradführung 37, die ein mit einer Längsnut des Kolbens 36 in gleitfähig formschlüssigem Eingriff stehendes, gehäusefest angeordnetes Führungsεtück um¬ faßt, auch für das das Gehäuse des Antriebszylinders 14 und das Joch 19 des Pressengestells 18 bildende obere Gestellteil 26.
Das obere Gestellteil 26, das denselben Außendurchmes¬ ser (D + 2d) wie das untere Gestellteil 27 hat, sitzt mit der ringförmigen, ebenen Endstirnfläche 38 seines ringzylindrischen Mantels 39 auf den ebenen, rechtwink¬ lig zur zentralen Längsachse 17 des Pressengestells verlaufenden kreisseg entförmigen Endstirnflächen 41,42 der beiden aufragenden Säulen 23',24' des unteren Ge¬ stellteils 27 auf und ist mit diesem durch insgesamt vier vorgespannte Zuganker 43 fest verbunden, wobei die Gesamtvorspannung dieser Zuganker 43 etwa dem doppelten Wert der maximal mittels des Antriebszylinders 14 ent- faltbaren Prägekraft entspricht, die von dem Pressenge¬ steil 18 bei möglichst geringer Verformung desselben auffangbar sein muß, und gleichmäßig über die vier Zug¬ anker 43 verteilt ist. Bei dem zur Erläuterung gewähl¬ ten Auslegungsbeispiel, bei dem die Presse 10 eine ma¬ ximale Prägekraft von 4xl06 N entfaltet, ist somit je¬ der der Zuganker 43 mit 2x10° N vorgespannt.
Die Zuganker 43 sind, wie der Darstellung der Fig. 1 entnehmbar, als langgestreckte Zugstäbe ausgebildet, die durch innerhalb des Querschnittsbereiches der Säu¬ len 23',24' des unteren Gehäuseteils 27 verlaufende Durchgangsbohrungen 44 des unteren Gehäuseteils 27 hin¬ durchtreten und über Gewinde-Endabschnitte 46 in Anker¬ gewinden des oberen Gestellteils 26 verankert sind, die in von der freien Stirnseite des Gehäusemantels 39 her eingebrachte Sackbohrungen 47 eingeschnitten sind. Die Vorspannung der Zuganker 43 wird durch Spannmuttern 48 gehalten, die mit zum Spannen der Zuganker 43 vorgese¬ henen, an der Unterseite des unteren Gestellteils 27 herausragenden Gewindeabschnitten 49 der Zuganker 43 in kämmendem Eingriff stehen und sich an der unteren Be¬ grenzungsfläche 51 des unteren Gestellteils 27 abstüt¬ zen.
Die zentralen Achsen 52 der durchgehenden Bohrungen 44 des unteren Gestellteils 27 und der diesen entsprechen¬ dem Gewinde-Sackbohrungen 47 des oberen Gestellteils 26 liegen, wie der Fig. 3 entnehmbar, auf einem Bohrungs¬ kreis 53, dessen Radius r den Wert r=D/2+d-d'/2 hat, wobei mit D der lichte Abstand der Säulen 23',24' von¬ einander, mit d deren größte radiale Dicke und mit d' die Dicke des Mantels 39 des oberen, zylindrisch-topf- förmigen Gestellteils 26 bezeichnet sind.
Die Anordnung der Durchgangsbohrungen 44 des unteren Gestellteils 27 ist symmetrisch bezüglich der recht¬ winklig zu den ebenen Begrenzungsflachen 28,29 der Säu¬ len 23 ',24' verlaufenden vertikalen Quermittelebene des unteren Gestellteils 27.
Der in praxi höchstmögliche wählbare azimutale Abstand Q^_ , den die zentralen Achsen 52 der Durchgangsbohrun¬ gen 44 von der vertikalen Quermittelebene 54 aus gemes¬ sen haben können, ist durch diejenige Anordnung der Bohrungen 44 bestimmt, in welcher der rechtwinklig zur jeweiligen ebenen Begrenzungsfläche 28 bzw. 29 der Säu¬ len 23' bzw. 24' gemessene Abstand (as) der jeweils zentralen Bohrungsachse 52 von dieser ebenen Begren¬ zungsfläche 28 bzw. 29 gleich dem radialen Abstand (ar) der jeweiligen zentralen Achse 52 von der äußeren, zy¬ lindrischen Mantelfläche 56 bzw. 57 der jeweiligen Säu¬ le 23' bzw. 24' ist. Hierbei ist natürlich vorausge¬ setzt, daß der Durchmesser der Zuganker 43 und der von diesen durchsetzten Bohrungen 44 etwa gleich dem Wert der genannten Abstände as und ar ist, damit zwischen den Bohrungen 54 und den jeweiligen Begrenzungsflächen 28,29 bzw. 56,57 genügend Material vorhanden ist. Je nach dem Wert des Verhältnisses d/D in dem mit d die entlang der vertikalen Quermittelebene 54 gemessene größte Dicke der Säulen 23',24' bezeichnet ist, lassen sich Werte des azimutalen Abstandes _ der zentralen Bohrungsachsen 52 von der Quermittelebene 54 zwischen 20° und knapp 40° erreichen, was für eine gute Vertei¬ lung der im Pressengestell 18 wirksamen Vorspannkräfte ausreichend ist.
In den Jochbereich 21 des unteren Gestellteils 27 ist ein insgesamt mit 58 bezeichneter Auswerfer integriert, der seinerseits als doppeltwirkender linearer Hydrozy- linder ausgebildet ist, dessen insgesamt mit 59 be¬ zeichneter Kolben an der unteren Stempelaufnahme 22 an¬ greift und soweit nach oben verfahrbar ist, daß die ge¬ prägte Münze oder Medaille außer Eingriff mit dem Münz¬ ring 12 gebracht werden kann.
Zur Erläuterung des Antriebskonzepts der Presse 10 und deren funktioneller Eigenschaften sind nunmehr wieder auf das Hydraulikschaltbild der Fig. 2 Bezug genommen, in der anhand der Fig. 1 und 3 hinsichtlich ihrer bau¬ lichen Gestaltung schon erläuterte Bau- und Funktions¬ elemente mit denselben Bezugszeichen belegt sind wie in den Fig. 1 und 3, was auch den Verweis auf deren Be¬ schreibung anhand dieser Fig. beinhalten soll.
Der Kolben 36 des als Leiεtungsantrieb vorgesehenen Hy- drozylinderε 14 hat zwei durch eine Kolbenstange 61 fest miteinander verbundene Kolbenflansche 62,63 der unterschiedlichen Durchmesser D-^ und D2, die in Boh¬ rungsstufen 64,66 entsprechend verschiedenen Durch es- sers druckdicht verschiebbar geführt sind, wobei die Kolbenstange 61 durch eine die beiden Bohrungsstufen 64,66 miteinander verbindende zentrale Durchgangsboh¬ rung 67 druckdicht verschiebbar hindurchtritt.
Innerhalb der gemäß der Darstellung der Fig. 1 und 2 von oben her in das zylindrisch-topfförmige Gestellteil 26 eingebrachten, dem Durchmesser nach kleineren Boh¬ rungsstufe 64, die mittels eines Gehäusedeckels 68 druckdicht abgeschlossen ist, ist durch den dem Durch¬ messer D1 nach kleineren Kolbenflansch 62 ein oberer Antriebsdruckraum 69 gegen einen unteren, von der Kol¬ benstange 61 axial durchsetzten, ringförmigen Antriebs¬ druckraum 71 druckdicht beweglich abgegrenzt, in den permanent der momentan anstehende Ausgangsdruck des insgesamt mit 72 bezeichneten Druckversorgungsaggregats eingekoppelt ist, das auf einen Betrieb mit verschiede¬ nen Werten des maximalen Ausgangsdruckes ausgelegt ist.
Durch eine zentrale Bohrung 73 des Gehäusedeckels 68 ist, in dieser druckdicht verschiebbar, eine schlanke Kolbenstange 74 des Antriebskolbens 36 des Antriebszy¬ linders 14 herausgeführt, deren freies Ende 76 als Zahn¬ stange ausgebildet ist, durch deren im Betrieb der Pres¬ se 10 erfolgende Ab- und Aufbewegungen ein Zahnrad 77 in alternativen Drehrichtungen antreibbar ist, mit dem drehfest eine Gewindespindel 78 verbunden ist, welche ihrerseits Funktionselement einer mechanischen Rückmel¬ de-Einrichtung eines zur Bewegungssteuerung des Ober¬ stempels 16 der Presse 10 vorgesehenen Nachlauf-Regel- ventils 79 ist, das mit elektrisch steuerbarer Vorgabe des Sollwertes der Position des Antriebszylinderkolbens 36 bzw. des Oberstempels 16 und mechanischer Rückmel¬ dung des Positions-Istwertes über den Zahnstangentrieb 76,77 arbeitet.
Über dieses Nachlaufregelventil 79, das nachfolgend an¬ hand seiner Funktion noch eingehender erläutert werden wird, ist der obere, durch den kleineren Kolbenflansch 62 axial beweglich begrenzte Antriebsdruckraum 69 mit Druck beaufschlagbar, alternativ dazu druck-entlastbar.
Der Betrag A-^ der Ringfläche 81, auf der der kleinere Kolbenflansch 62 einem in den oberen Antriebsdruckraum 69 eingekoppelten Druck ausgesetzt ist, von dem Faktor 2 größer als der Betrag A der Ringfläche 82 der klei¬ neren Kolbenstufe 62, auf der diese dem in dem unteren ringförmigen Antriebsdruckraum 71, der ebenfalls durch die kleinere Kolbenstufe 62 axial beweglich begrenzt ist, herrschenden Ausgangsdruck des Druckversorgungs¬ aggregats 72 ausgesetzt ist.
Durch den in der größeren Bohrungsstufe 66 des oberen Gestellteils 26 druckdicht verschiebbaren größeren Kol¬ benflansch 63 des Antriebszylinder-Kolbens 36 ist ein weiterer, von der die beiden Kolbenflansche 62 und 63 miteinander verbindenden Kolbenstange 61 axial durch¬ setzter, ringförmiger Antriebsdruckraum 83 axial beweg¬ lich begrenzt, in den ebenfalls über das Nachlauf-Re¬ gelventil 79 und ein diesem nachgeschaltetes Flächen- Zuschaltventil 84 Druck einkoppelbar ist, mit dem der größere Kolbenflansch 36 auf einer Ringfläche 86 beauf¬ schlagbar ist, deren Betrag A3 wesentlich größer ist als der Betrag AI der oberen Ringfläche 81 der kleine¬ ren Kolbenstufe 62, wobei in einer typischen Auslegung der Presse 10 das Verhältnis A1/A3 etwa den Wert 1/8 hat.
Durch den größeren Kolbenflansch 63 ist weiter gegen den ringförmigen Antriebsdruckraum 83 ein druckloser Ringraum 87 druckdicht beweglich abgegrenzt, der mit Hydrauliköl verfüllt ist und mit einem symbolisch als "Vorrats-Behälter 88 dargestellten Nachlaufräum in ständig-kommunizierender Verbindung gehalten ist, der konstruktiv oberhalb des größeren Antriebsdruckraumes 83 angeordnet ist und über ein Nachströmventil 89, das in der Lage ist, einen großen Strömungsquerschnitt freizugeben, mit dem großflächig begrenzten Antriebs¬ druckraum 83 verbindbar ist.
Der Nachlaufräum steht über eine Überlaufleitung 91 mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungεaggregats 72 in Verbindung und hat eine Aufnahmekapazität, die min- deεtenε der Summe der maximalen Ölvolumina entspricht, die von dem oberen Antriebsdruckraum 69, der durch den Gehäusedeckel 68 abgeschlossen ist und dem großflächig begrenzten, von der Kolbenstange 61 axial durchsetzten Antriebsdruckraum 83 aufgenommen werden können, durch deren Druckbeaufschlagung auf das Werkstück 11 zu - ab¬ wärts - gerichtete Eil-Vorschub- und Last-Vorschubbewe- gungen des Kolbens 36 des Antriebs-Hydrozylinders 14 steuerbar sind.
Die gehäusefeste axiale Begrenzung des drucklosen Ring¬ raumes 37 ist, wie am besten auε der Fig. 1 ersicht¬ lich, durch die obere Ringstirnfläche 93 einer in die Bohrungεεtufe 66 des großen Durchmessers D2 druckdicht und verschiebefeεt eingeεetzten Gleithülse 94 gebildet, in der der Antriebskolben 36 mit einer die Gleithülse 94 axial durchsetzenden Kolbenstange 96 druckdicht ver¬ schiebbar geführt ist, wobei der Durchmeεεer dieεer Kolbenstange 96, die auch in der obersten Endposition des Antriebεkolbenε 36 noch mit einem.kurzen Endab¬ schnitt 36' in den Arbeitεraum 31 der Preεεe 10 hinein¬ ragt, nur geringfügig kleiner ist als der seitliche Ab¬ stand D der aufragenden Säulen 23',24' des unteren Ge¬ stellteils 27, der wiederum etwas kleiner ist als der dem Außendurchmesεer der Gleithülεe 94 entsprechende Durchmesser D2 der größeren Bohrungsstufe 66, so daß die Hülse mit kreisabεchnittεförmigen Randbereichen ih¬ rer unteren Ringεtirnflache 97 auf den ebenen Endstirn¬ flächen 41,42 der Säulen 23',24' vertikal abgestützt ist.
Das Volumen der Hydraulikolmenge, die aus dem drucklo¬ sen Ringraum 87 verdrängt wird, der über eine Abström¬ leitung 98 direkt mit dem Nachlaufraum 88 verbunden ist, entspricht etwa 1/3 bis 1/2 des Volumens derjeni¬ gen Hydraulikolmenge, die in den großflächig begrenzten ringförmigen Antriebsdruckraum 83 eintritt, wenn der Kolben 36 seinen auf den Rohling 11 zugerichteten Eil- Vorschub- und/oder Last-Vorschub-Hub ausführt.
Bevor im weiteren auf die Steuerung von Preß- und Prä¬ gevorgängen mittels des Nachlaufregelventils 79, des Flächenzuschaltventils 84 und deε Nachströmventils 89 sowie eines weiteren Nachlaufregelventils 99 eingegan¬ gen wird, das zur Steuerung deε Auswerfers 58 vorgese¬ hen ist, sei zunächst noch auf Einzelheiten der Gestal¬ tung und Auslegung des Druckversorgungsaggregateε 72 eingegangen, das eine Druckversorgung der Presse 10 auf zwei verschiedenen Ausgangsdruckniveauε von z.B. 70 bar und z.B. 280 bar vermittelt und dementsprechend einen Niederdruc -Versorgungsausgang 101 und einen Hochdruck- Versorgungsausgang 102 hat, an dem jedoch auch der nie¬ dere Ausgangsdruck von 60 bar bereitstellbar ist.
Das Druckversorgungsaggregat 72 umfaßt einen Nieder¬ druckspeicher 103 und einen Hochdruckspeicher 104, die mittels je einer Hydraulikpumpe 106 bzw. 107 und über je ein als Rückschlagventil dargestelltes Speicher-La¬ deventil 108 bzw. 109, das durch höheren Druck am Druckausgang der zugeordneten Pumpe 106 bzw. 107 als am Versorgungsanschluß 111 bzw. 112 des Niederdruckspei¬ chers 103 bzw. des Hochdruckspeichers 104 in seine Of¬ fenstellung gelangt und sonst sperrend ist, aufladbar sind.
Das Druckniveau, auf das der jeweilige Druckspeicher 103 bzw. 104 aufladbar ist, ist durch je ein Druckbe- grenzungsventil 113 bzw. 114 mit einstellbarem Druck¬ grenzwert bestimmt. Die beiden Hydraulikpumpen 106,107 haben einen gemeinsamen elektromotorischen Antrieb 116, der jeweils dann eingeschaltet wird, wenn daε Ausgangs¬ druckniveau mindestenε eines der beiden Druckspeicher 103,104 auf einen Wert abgefallen ist, der z.B. 5 % niedriger ist als der durch das jeweilige Druckbegren¬ zungsventil 113 bzw. 114 festgelegte Druck-Grenzwert und wieder ausgeschaltet wird, sobald dieser überschrit¬ ten wird.
Die diesbezügliche Art der selbsttätigen Anεteuerung des Pumpenantriebs 116 ist durch zwei Druckschalter 117,118 mit einstellbarer Hystereεe veranschaulicht.
Der Ausgang 110 des das Ausgangsdruckniveau des Hoch- druckεpeicherε 104 bestimmenden Druckbegrenzungsventilε 114 iεt mit dem an den Druckausgang der Niederdruckpum¬ pe 106 angeschlosεenen Eingang 115 deε daε Ausgangs¬ druckniveau des Niederdruckspeichers 103 bestimmenden Druckbegrenzungsventils 113 verbunden, das daher mit dem Druckbegrenzungsventil 114 des Hochdruckεpeichers 104 hydraulisch in Reihe geschaltet ist.
Durch diese hydraulische Serienschaltung der beiden Druckbegrenzungεventile 113,114 wird erreicht, daß im Zuge von Auflade-Phasen des Niederdruckspeichers 103, während derer der Hochdruckspeicher 104 einer Aufladung nicht bedarf, die dieεem zugeordnete Hydraulikpumpe 107 auch zur Aufladung deε Niederdruckεpeicherε 103 mit- wirkt .
Zwischen den Versorgungsanschluß 111 des Niederdruck¬ speichers 103 und den Niederdruckversorgungsausgang 101 des Druckversorgungsaggregatε 72 iεt ein - erstes - Druckversorgungεsteuerventil 119 geschaltet, das als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist, das eine feder¬ zentrierte - sperrende - Grundεtellung 0 hat und bei Ansteuerung εeines Steuermagneten 121 mit einem Aus- gangεεignal einer zur Betriebεsteuerung der Presse 10 vorgesehenen elektronischen Steuereinheit 120 in eine Durchflußstellung I umschaltbar iεt, in welcher der Verεorgungεanεchluß 111 deε Niederdruckspeichers 103 unmittelbar mit dem Niederdruckversorgungsausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden ist und da¬ her der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 an diesem Niederdruckversorgungsausgang 101 bereitgestellt ist.
Zu dem als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildeten ersten Druckversorgungssteuerventil 119 ist ein als druckkom- penεierte Drossel ausgebildeter Strommengenregler 122 parallelgeεchaltet, über den auch dann, wenn sich das Druckversorgungε-Steuerventil 119 in seiner sperrenden Grundstellung 0 befindet, ein dem Betrage nach geringer Hydrauliköl-Stro zum einen zu dem Niederdruckausgang 101 deε Druckversorgungsaggregates und zum anderen über ein Rückschlagventil 123 auch zum Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 strömen kann, wobei dieses Rückschlagventil durch relativ höheren Druck am Niederdruckausgang 101 als am Hochdruckauεgang 102 in εeine Offen-Stellung geεteuert und sonst sperrend ist.
Das Druckversorgungsaggregat 72 umfaßt weiter ein zwei¬ tes als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildeteε (Hoch-) Druckversorgungssteuerventil 124, das zwischen den Ver¬ sorgungsanschluß 112 des Hochdruckspeicherε 104 und den Hochdruckauεgang 102 deε Druckversorgungsaggregats 72 geschaltet ist.
Die - federzentrierte - Grundstellung 0 dieses zweiten Druckversorgungssteuerventils 124 ist seine Sperrstel¬ lung, die bei Erregung seines Steuermagneten 126 mit einem Ausgangsεignal der elektronischen Steuereinheit 120 eingenommene erregte Stellung I seine Durchfluß- Stellung, in welcher der Versorgungsanschluß 112 des Hochdruckspeicherε 104 mit dem Hochdruckauεgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden, dieser jedoch - wegen der Sperrwirkung des Rückschlagventils 123 ge¬ gen das Niederdruck-Versorgungεsteuerventil 119 und den Strommengenregler 122 abgesperrt ist.
Solange beide Druckversorgungssteuerventile 119 und 124 ihre sperrende Grundstellung 0 einnehmen, steht an bei¬ den Druckausgängen 101 und 102 des Druckversorgungs¬ aggregats 72 der Ausgangεdruck des Niederdruckspeichers 103 an und kann für einen wegen der durch den Strommen¬ genregler 122 begrenzten Ölstrom für einen "langsamen", von Hand geεteuerten Notbetrieb der Preεse genutzt wer¬ den. Im betriebsbereiten Zustand der Presse 10 und ih- res Druckversorgungsaggregats 72 ist bei geöffnetem Niederdruck-Versorgungssteuerventil 121 und geεperrtem Hochdruck-Verεorgungssteuerventil 124 an beiden Druck¬ ausgängen 101,102 deε Druckversorgungsaggregats 72 der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 mit hoher hydraulischer Leistung nutzbar, da der Strommengenreg¬ ler 122 durch das Versorgungsεteuerventil 119 über¬ brückt iεt.
Ist gleichzeitig auch das zweite Versorgungεεteuerven- til 124 deε Druckverεorgungεaggregats 72 in seine Durch¬ flußstellung I umgeschaltet, εo ist am Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungεaggregatε 72 der Auεgangsdruck des Hochdruckspeichers 104 bereitgestellt, während am Niederdruckausgang 101 weiterhin der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 ansteht.
Im Unterschied zu dem Antriebszylinder 14 der Presse 10, dessen Druckversorgung über den Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungεaggregatε 72 erfolgt, so daß der Antriebszylinder 14 wahlweise auf dem niedrigen Ausgangsdruckniveau des Niederdruckspeicherε 103 oder dem hohen Ausgangsdruckniveau des Hochdruckspeichers 104 versorgbar ist, ist der Auswerfer 58 ausschließlich über den Niederdruckausgang 101 des Druckversorgungs¬ aggregates 72 druckversorgt.
Bei der insoweit geschilderten Auslegung des Druckver¬ sorgungsaggregats 72 und Gestaltung des Antriebszylin¬ ders 14 der Presse 10 kann diese in vier verschiedenen Werten Fmax1 bis Fmax4 der maximal erreichbaren Präge¬ kraft entsprechenden Betriebsarten benutzt werden, näm¬ lich:
1. Einstellung des Druckversorgungεaggregatε 72 auf niedrigen Auεgangεdruckpegel am Druckversorgungs- auεgang 102 und Steuerung der Preß- bzw. Prägekraft der Presse 10 allein durch Einkopplung von Druck mittels des Nachlaufregelventils 79 in den oberen, durch die kleinere Kolbenstufe 62 des Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 begrenzten Antriebsdruck¬ raum 69, während der durch die größere Kolbenstufe 63 begrenzte ringförmige Antriebsdruckraum 83 druckloε bleibt und in dieεem Antriebεdruckraum 83 über das in seine Durchfluß-Stellung I umgeschalte¬ te Nachströmventil 89 Hydrauliköl aus dem Nachlauf¬ raum 88 nachströmen kann. Da der durch den kleine¬ ren Kolbenflansch 62 axial beweglich begrenzte Ringraum 71 permanent an den Druckversorgungsaus¬ gang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 ange- schloεsen ist, an dem wahlweise der niedrige Aus¬ gangsdruck pN oder der hohe Ausgangsdruck pH be¬ reitgestellt wird, ist in dieεer Betriebsart der Presse die von dieser maximal entfaltbare Präge¬ kraft Fmaχ1 durch die Beziehung
Fmaxl = (A1 - A2 ) X N ( 1 )
gegeben . 2. Die Betriebsart ist hinsichtlich der ausschließli¬ chen Nutzung des kleineren Kolbenflansches 62 zur Antriebssteuerung der Presse 10 dieselbe wie unter 1. erläutert, jedoch wird das Druckversorgungsaggre¬ gat 72 auf dem höheren Ausgangsdruckniveau pH am Druckversorgungεauεgang 102 betrieben, so daß sich für den Maximalwert Fmaχ2 der entfaltbaren Prägekraft die Beziehung
Fmax2 = (A1 " A2) * PH (2)
ergibt.
3. Das Druckversorgungsaggregat 72 ist auf den Betrieb mit niedrigem Ausgangsdruckniveau pN am Druckver¬ sorgungsausgang 102 eingestellt, jedoch wird nun¬ mehr die Entfaltung der Pressenkraft sowohl durch Druckeinkopplung in den oberen, durch den kleineren Kolbenflansch 62 beweglich begrenzten Antriebsdruck¬ raum 69 als auch in den durch den größeren Kolben- flanεch 63 deε Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 beweglich begrenzten, von der εeine beiden Kolben¬ flansche 62 und 63 miteinander verbindenden Kolben¬ stange 61 axial durchsetzten Antriebsdruckraum 83 gesteuert, wobei in dieser Betriebsart der Presse
10 der Maximalwert F_.aχ3 der erreichbaren Prägekraft durch die Beziehung
Fmax3 = (A3 X PN + (A1 ~ A 2) X pN (3) gegeben ist.
In dieser Betriebsart ist in derjenigen Phase der¬ selben, in der Druck in den großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 angekoppelt wird, das Flächen- zuschaltventil 84 aus εeiner εperrenden Grundstel¬ lung 0 in seine Durchflußεtellung I umgeεchaltet, in welcher der Steueranεchluß 127 des Nachlaufre- gelventilε 79 der permanent an den Versorgungsan¬ schluß 128 des oberen, durch den kleineren Kolben¬ flansch 62 beweglich begrenzten Antriebsdruckraumes 69 des Antriebszylinders 14 angeεchlossen ist, auch mit dem Versorgungεanschluß 130 des durch den größe¬ ren Kolbenflansch 63 axial beweglich begrenzten ringförmigen Antriebsdruckraumes 83 verbunden ist, während in dieser Druckaufbau-Betriebsphase das Nachströ ventil 89 in εeine sperrende Grundstellung 0 zurückgeschaltet ist und dadurch der Versorgungs¬ anschluß 128 des größerflächig begrenzten Antriebs¬ druckraumes 83 gegen den Nachlaufräum 88 abgesperrt ist.
Steuerung der Prägekraft-Entfaltung wie unter 3. erläutert, jedoch unter Ausnutzung des hohen Aus¬ gangsdruckniveaus pH am Druckversorgungεausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72.
Der Maximalwert Fmaχ4 ist in dieser Betriebsart der
Presse 10 durch die Beziehung Fmax 4 = A3 X PH + (Al " A2 X PH ) < 4 )
gegeben .
Zur Erläuterung einer speziellen und bevorzugten Ausle¬ gung der Presse 10 sei angenommen, daß das Druckversor¬ gungsaggregat 72 auf dem niedrigen Ausgangsdruckniveau pN von 70 bar und dem hohen Ausgangsdruckniveau pH von 280 bar benutzbar ist. Für die wirksame Fläche A1 des kleineren Kolbenflansches 62, durch die der obere An¬ triebsdruckraum 69 beweglich begrenzt ist, sei ein Wert von 200 cm2 angenommen und für die ringförmige "Gegen"- Fläche A2 ein Wert von 100 cm2 , während für die Fläche A3 des größeren Kolbenflanεches 63, mit der dieser den Antriebsdruckraum 83 beweglich begrenzt ein Wert von 1500 cm3 gewählt iεt. Bei dieεer - angenommenen - Aus¬ legung der Presεe 10 ergeben sich für deren in den ver¬ schiedenen Betriebsarten erreichbaren Maximalwerte
Figure imgf000030_0001
bis Frnaχ4 der Presεenkräfte unter Vernachlässigung von Reibungskräften die Werte 70 kN, 280 kN, 1120 kN sowie 4480 kN, die in dem Verhältnis l/4/42/43 εtehen.
Eine derartige exponentielle Stufung der Maximalwerte F maxi -°-*-s F max-> läßt sich für den Fall, daß ein beεtimmtes Verhältnis Q = A3/(A2 - A1) der wirksamen Kolbenflansch¬ flächen des Kolbens 36 des Antriebszylinderε 14 vorge¬ geben iεt, im allgemeinen Fall dadurch erreichen, daß für das Verhältnis q = PH/pN der nutzbaren Ausgangε- drücke des Druckversorgungsaggregates 72 der Wert q = J Q + l' ( 5 )
eingestellt wird, z.B. durch entsprechende Einstellung der Grenzwerte der Druckbegrenzungεventile 113 und 114 und, für den Fall, daß das Verhältnis q = pH/pN der nutz¬ baren Ausgangsdrücke des Druckversorgungsaggregateε 72 vorgegeben ist, das Flächenverhältnis Q = A3/ (A2 - A,,) der genannten "Antriebs"-Flächen 81 (A.,) , 82 (A2) und 86 (A3) auf den Wert
Q = q2 - 1 (6)
ausgelegt wird.
Das zur Steuerung der Eil- und Last-Vorschubbewegungen des Antriebszylinderkolbens 36 bzw. deε Oberstempelε 16 der Presse 10 vorgesehene Nachlaufregelventil 79, das seinem Aufbau nach als bekannt vorausgesetzt werden kann, so daß eine ins Detail gehende bauliche Erläute¬ rung dieseε Ventils einschließlich der Art seiner elek¬ trischen Ansteuerung mittels eines elektriεchen Schritt- motorε oder eines AC-Motors 129 zur Vorgabe von Posi- tionε-Sollwerten des Antriebszylinderkolbenε 36 sowie der Positions-Istwert-Rückmeldung über den Zahnstangen¬ trieb 76,77 und die Rückmeldespindel 78 nicht erforder¬ lich ercheint, ist beim dargestellten Ausführungsbei¬ spiel als 3/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet, das durch Ansteuerung des Sollwertvorgabe-Motors 129 in alternativen Drehrichtungen in alternative Funktions¬ stellungen I und II steuerbar ist, die den alternativen Bewegungsrichtungen "abwärts" und "aufwärts" des An¬ triebszylinderkolbens 36 des Antriebszylinders 14 der Presse 10 zugeordnet sind.
In der dargestellten Grundstellung 0 des Nachlaufregel¬ ventils 79 sind dessen mit dem sowohl auf hohem wie auch auf niedrigem Auεgangεdruckniveau pH und pN perma¬ nent verbundener P-Versorgungsanεchluß 131, der über eine Rücklaufleitung 132 mit dem Nachlaufraum 88 ver¬ bundene T-Verεorgungsanschluß 133 und der permanent mit dem Versorgungsanschluß 128 des oberen Antriebsdruck¬ raumes 69 des Antriebszylinderε 14 permanent verbundene Steueranschluß 127 über eine Eingangεdrossel 134 und eine Ausgangεdrossel 136 jeweilε hohen Strömungswider- standes miteinander verbunden, so daß diese Grundstel¬ lung 0 des Nachlaufregelventils 79 gleichsam als Sperr¬ stellung wirkt, in welcher der Steuerausgang 127 des Nachlaufregelventils 79 sowohl gegen dessen P-Versor- gungsanschluß 131 als auch gegen dessen T-Versorgungs- anεchluß 133 abgeεperrt iεt, gleichwohl jedoch Regel¬ vorgänge, die nur kleine Volumenεtröme erfordern, noch möglich sind.
Für das Nachlaufregelventil 79 ist - innerhalb bekann¬ ter Varianten - eine Auslegung und Gestaltung vorausge¬ setzt, zu deren Erläuterung nunmehr auch auf die halb- εchematiεche Darεtellung der Fig. 4 Bezug genommen εei. Hierbei ist das Nachlauf-Regelventil als Schieberventil vorausgesetzt, dessen Ventilkörper durch das 3/3-Wege- ventilεy bol präεentiert ist. Innerhalb des im wesent- liehen durch den P-Versorgungεanεchluß 131 den T-Ver- sorgungsanschluß 133 und den Steueranschluß 127 des Ventils 79 repräsentierten Gehäuses desselben, das feststehend angeordnet ist und beim dargestellten Aus¬ führungsbeispiel auf das antriebsseitige Joch 19 des Pressengestellε 18 montiert iεt, iεt der Ventilkörper deε Nachlaufregelventilε 79 parallel zur gemeinεamen zentralen Längεachse 137 der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 einer durch diesen antreibbaren Hohl¬ welle 139 und der an einem feststehenden Gehäuseelement 141 des Gehäuses des Nachlaufregelventils 79 drehbar, axial jedoch unverschiebbar gelagerten Gewindespindel 78 hin- und herverschiebbar angeordnet, wodurch das Nachlaufregelventil 79 in seine alternativen Durchflu߬ stellungen I und II steuerbar ist.
Die Hohlwelle 139 hat an ihrem Schrittmotor-εeitigen Ende eine innere Geradverzahnung 141, über die εie mit einer komplementären äußeren Geradverzahnung 142 der Abtriebεwelle 138 in εpielfrei kämmendem, jedoch axial gleitfähigem Eingriff steht, wodurch die Hohlwelle 139 rotatorisch antreibbar und relativ zu der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 axial hin- und herverschieb¬ bar ist.
An ihrem der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 abgewandten Ende ist die Hohlwelle mit einem zu dem Ge¬ winde der Gewindespindel 178 komplementären Innengewin¬ de 143 versehen, über das sie in εpielfrei kämmendem, als nicht selbsthemmend vorausgeεetzten Eingriff mit der Gewindespindel 78 steht, deren Gewinde eine große Steigung von z.B. 10 mm/U hat, so daß die Hohlwelle 139, wenn sie relativ zu der Gewindespindel 78 eine Um¬ drehung ausführt, gegenüber dieser auch eine axiale Verschiebung von 10 mm erfährt, je nach Drehrichtung des Schrittmotors in Richtung des Pfeils 144 oder in Richtung des Pfeils 146 der Fig. 4.
Zur Übertragung der axialen Hin- und Herbewegungen der Hohlwelle 139 auf den Ventilkörper des Nachlaufregel- ventils 79 sind an desεen einander gegenüberliegenden Stirnseiten formschlüsεig angreifende Betätigungsele- mente 147 und 148 vorgeεehen, die mittelε je eines Ku¬ gellagers 149 bzw. 151 mit der Hohlwelle 139 verschie¬ befest verbunden, gegenüber deren Rotationsbewegungen jedoch entkoppelt sind und durch ihren formschlüεsigen Eingriff mit dem Ventilkörper des Nachlaufregelventils 79 gegen ein Verdrehen gesichert sind.
Das Nachlaufregelventil 79 ist so ausgebildet, daß sein Ventilkörper, wenn der Schrittmotor 129, gesehen in Richtung des Pfeils 152 der Fig. 4, zu einer Drehung seiner Abtriebswelle 138 in Richtung des Pfeils 153 angesteuert ist, d.h. zu einer Drehung im Uhrzeiger¬ sinn, Stillstand der Gewindespindel 78 vorausgesetzt, eine Verschiebung in Richtung des Pfeils 144 der Fig. 4, d.h. gemäß dieser Darstellung nach rechts erfährt, wodurch das Nachlaufregelventil in seine Funktionsstel¬ lung I gelangt, in welcher der T-Anschluß 133 des Nach¬ laufregelventils 79 gegen den Nachlaufraum 88 abge- sperrt ist und der Steueranschluß 127 des Nachlau re- gelventils 79 über einen in dieser Funktionsstellung I freigegebenen Durchflußpfad 154 des Nachlaufregelven¬ tils 79, dessen Querschnitt mit zunehmender Auslenkung des Ventilkörpers in Richtung des Pfeils 144 der Fig. 4 , zu dieser proportional zunimmt, mit dem Druckversor¬ gungsanschluß 102 des Druckversorgungsaggregats 72 ver¬ bunden iεt, an dem, je nach Ansteuerung der Druckver¬ sorgungssteuerventile 119 und 124 deε Druckversorgungε¬ aggregats 72 der niedrige oder der hohe Ausgangsdruck pN oder pH ansteht, der für den Betrieb der Presse 10 genutzt werden soll.
Durch die hieraus resultierende Druckbeaufschlagung mindestens deε oberen Antriebsdruckraumes 69, der durch den kleineren Kolbenflansch 62 des Antriebszylinderkol¬ bens 36 axial beweglich begrenzt ist, erfolgt eine Ver¬ schiebung deε Antriebεzylinderkolbenε 36 in Richtung des Pfeils 156 der Fig. 1, die auf den zu prägenden Rohling 11 zu gerichtet iεt und zu einer in Richtung des Pfeils 156' erfolgenden Verschiebung der mit dem Antriebszylinderkolben 36 fest verbundenen Zahnstange 76 führt, aus der, geεehen in Richtung des Pfeils 157 der Fig. 4 ein rotatorischer Antrieb des Zahnrades 77 des Zahnstangentriebeε 76,77 reεultiert, durch den die Gewindeεpindel 78 zu einer Rotation in Richtung des Pfeils 158 der Fig. 4 angetrieben wird, d.h. im Gegen¬ uhrzeigersinn, wodurch die Hohlwelle 139 nunmehr eine in Richtung des Pfeils 159 der Fig. 4 gerichtete Ver¬ schiebung erfährt, durch die der Ventilkörper des Nach- laufregelventilε 79 wieder im Sinne der Rückkehr in seine - "sperrende" - Grundstellung 0 bewegt wird, mit der der Stillstand des Antriebskolbenε 36 des Antriebs- Hydorzylinderε 14 verknüpft iεt.
Die Geεchwindigkeit, mit der sich der Antriebskolben 36 in Richtung des Pfeils 156' auf den Rohling 11 zubewegt, ist, solange über das Nachlaufregelventil 79 Hydraulik- öl hinreichend raεch nachεtrö en kann, durch die Fre¬ quenz der Anεteuerimpulεe beεtimmt, mit denen der Schrittmotor 129 angeεteuert wird, wobei mit jedem Im- pulε eine inkrementale Drehung deε Rotorε deε Schritt¬ motors 129 um jeweils denselben Winkelbetrag erfolgt.
Durch die Anzahl der ab Beginn der Bewegung des An¬ triebszylinderkolbens 36 dem Schrittmotor 129 zugeführ¬ ten Ansteuerimpulεe ist somit ein Momentanwert der Sollposition des Antriebszylinderkolbens 36 vorgegeben, dem seine Ist-Position um einen Nachlaufweg nacheilt, der dem durch das Übersetzungsverhältnis deε Zahnstan¬ gentriebes 76,77 dividierten Betrag der Auslenkung des Ventilkörpers des Nachlaufregelventils 79 aus seiner Grundstellung 0 entspricht.
Wird die Ausgabe von Positions-Sollwertimpulsen, mit denen der Schrittmotor 129 angesteuert wird, beendet wird, so bewirkt die den Zahnstangentrieb 76,77 und die Rückmeldespindel 78 umfassende - mechanische - Rückmel¬ deeinrichtung des Nachlaufregelventils 79, daß dieses in seine Grundstellung 0 zurückgestellt wird, wobei der Antriebskolben 36 mit exponentiell abnehmender Geschwin¬ digkeit sich der mit dem letzten AnSteuerimpuls des Schrittmotors vorgegebenen Soll-Position nähert. Dies gilt jedenfalls so lange, wie der Oberstempel 16 der Presse 10 noch nicht auf den Rohling 11 aufgelaufen ist.
Läuft der Oberstempel 16 im Verlauf einer insoweit ge¬ schilderten Vorschub-Bewegung des Antriebskolbens 36 des Antriebszylinders 14 auf den Rohling auf, wodurch dessen kalt verformende Bearbeitung einsetzt, so führt dies, da der Rohling 11 der Vorschubbewegung des An¬ triebskolbens 36 einen erhöhten Widerstand entgegen¬ setzt, zu einer Vergrößerung des Nachlaufweges und zu einer Druckerhöhung im oberen Antriebsdruckraum 69 des Antriebs-Hydrozylinders, da der Antriebskolben 36 nicht mehr rasch genug der Positions-Sollwert-Vorgabe folgen kann.
Zur Überwachung des im Vorschubbetrieb des Hydrozylin- derε 14 in dessen oberem Antriebsdruckraum 69 herrschen¬ den Druckeε pv iεt ein Druckεensor 161 vorgesehen, der ein der elektronischen Steuereinheit 120 zugeleitetes elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das nach Pegel und/oder Frequenz ein eindeutiges Maß für den in dem oberen Antriebsdruckraum 69 herrschenden Druck pv ist und von der elektronischen Steuereinheit 120 als sol¬ ches auswertbar ist.
Das Nachströmventil 89 ist als über ein elektrisch an- steuerbares Vorsteuerventil 162 hydraulisch in seine Schaltstellung I - seine Durchflußstellung - schaltba¬ res 2/2-Wege-Ventil mit federzentrierter Sperrstellung 0 als Grundstellung ausgebildet, wobei die Vorspannung seiner Ventilfeder 163, durch die das Nachεtrömventil 69 in seine Grundstellung 0 gedrängt wird, klein gegen die Schaltkraft ist, die das Nachströmventil 89 in deε- εen Schaltεtellung I - seine Durchflußstellung - drängt, wenn seine eine Steuerkammer 164 über das Vorεteuerven- til 162 mit Steuerdruck beaufεchlagt iεt und gleichzei¬ tig seine andere Steuerkammer 166 drucklos ist, die in permanent kommunizierender Verbindung mit dem durch den größeren Kolbenflansch 63 des Antriebszylinderkolbens 36 axial beweglich begrenzten Antriebsdruckraum 83 des Antriebεzylinderε 14 steht und durch eine dem Betrage nach größere Steuerfläche axial beweglich begrenzt ist als die über das VorSteuerventil 162 hydraulisch an¬ steuerbare Steuerkammer 164, wobei das diesbezügliche Flächenverhältnis etwa 6/1 beträgt.
Daε Vorεteuerventil 162 ist als 3/2-Wege-Magnetventil ausgebildet, in dessen federzentrierter Grundstellung 0 die kleinerflächig begrenzte, eine Steuerkammer 164 des Nachεtrömventilε 89 mit dem T-Anschluß 133 des Nach¬ laufregelventils 79 oder direkt mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckverεorgungsaggregats verbunden ist und der Niederdruckausgang 101 des Druckversorgungsaggregatε 72 gegen die genannte Steuerkammer 164 des Nachströmven- tils 89 abgesperrt ist. Durch Erregung seines Steuer¬ magneten 167 mit einem Ausgangssignal der elektroni- sehen Steuereinheit 120 ist das Vorsteuerventil in eine Schaltstellung I umschaltbar, in welcher die kleiner¬ flächig begrenzte Steuerkammer 164 des Nachströmventils 89 mit dem am Niederdruck-Ausgang 101 des Druckversor¬ gungεaggregats 72 anstehenden Ausgangsdruck beaufschlagt ist und diese Steuerkammer 164 gegen den T-Anschluß 133 des Nachlaufregelventils 79 bzw. den Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungεaggregatε 72 abgesperrt ist.
Das Flächen-Zuschaltventil 84 ist als elektrisch an¬ steuerbares 2/2-Wege-Magnetventil mit federzentrierter - sperrender - Grundstellung 0 ausgebildet, das durch Erregung seines Steuermagneten 168 mit einem Ausgangs¬ signal der elektronischen Steuereinheit 120 in seine alε Schaltεtellung I vorgeεehene Durchflußstellung steuerbar ist, in welcher der Steueranschluß 127 des Nachlaufregelventils auch mit dem großflächig begrenz¬ ten Antriebsdruckraum 83 des Antriebs-Hydrozylinderε 14 kommunizierend verbunden iεt.
Zu dem Flächen-Zuεchaltventil 84 ist ein Rückströmven¬ til 169 parallelgeschaltet, das beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet ist, das durch relativ höheren Druck in dem größerflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 deε An- triebε-Hydrozylinderε 14 alε in εeinem oberen, kleiner¬ flächig begrenzten Antriebεdruckraum 69 in seine Offen¬ stellung gesteuert und sonst sperrend ist. Über dieseε Rückströmventil 169 kann in Aufwartsbewegungsphasen des Antriebszylinderkolbenε 36, durch die z.B. lediglich der auf die Münze 11 ausgeübte Druck verringert werden soll, Hydrauliköl aus dem großflächig begrenzten An¬ triebsdruckraum 83 des Antriebszylinders 14 und über das in einer solchen Phase in seiner Funktionsstellung II befindliche Nachlaufregelventil zum Nachlaufraum 88 hin abströmen, auch wenn das Nachströmventil 89 sich in seiner sperrenden Grundstellung 0 befindet und das Flä¬ chen-Zuschaltventil 84 ebenfalls seine sperrende Grund¬ stellung 0 einnimmt.
In einer typischen Auεlegung deε zur Antriebεεteuerung des Antriebs-Hydrozylinders 14 vorgesehenen Nachlaufre¬ gelventils 129 ist dessen Schrittmotor durch eine Folge von 4000 AnSteuerimpulsen zur Ausführung einer voll¬ ständigen 360°-Umdrehung seiner Abtriebswelle 138 an¬ steuerbar, d.h. pro Ansteuerimpulε zur Auεführung einer inkrementalen Drehung von 0,09 Grad. Bei einem eben- fallε typiεchen Umfang des Zahnrades 77 des Zahnstan¬ gentriebes 76,77 der mechaniεchen Poεitions-Istwert- Rückmeldeeinrichtung 76,77,78,139 deε Nachlaufregelven- tils 79 von 40 mm entspricht dies einer Genauigkeit der Positionε-Sollwertvorgabe sowie auch deren Rückmeldung und damit auch der Einstellbarkeit des Hubes des An¬ triebskolbens 36 des Antriebs-Hydrozylinders 14 von 1/100 mm. Bezogen auf eine Profiltiefe der zu prägenden Münze oder Medaille von 0,5 mm auf der Vorder- und der Rückseite der Medaille bedeutet dies, daß der Hub des Antriebszylinderkolbens 36, der zur Erzielung der er¬ wünschten Prägung erforderlich iεt, auf 1 % genau kon¬ trollierbar iεt, wenn (a) bekannt ist, bei welchem Betrag der von der Presse 10 entfaltbaren Prägekraft die zu prägende Münze oder Medaille als geprägt anzusehen iεt und
(b) dieεe Prägekraft mit hinreichender Genauigkeit ein¬ stellbar ist.
Die Bedingung (a) ist auf einfache Weise durch Versuch oder Rechnung ermittelbar. Die Bedingung (b) ist - eben¬ falls auf einfache Weiεe - durch die Auslegung des Nach¬ laufregelventils 79 erfüllbar.
Die Presse 10 ist daher innerhalb eines weiten Dimen- sionsbereicheε zu prägender Münzen oder Medaillen auf optimale Werte ihreε Hubes und/oder der Prägekraft ein¬ stellbar und mit hoher Genauigkeit steuerbar.
Das Prägen einer Münze oder einer Medaille ist mit der Preεse 10 manuell oder automatisch gesteuert z.B. wie folgt durchführbar:
Davon auεgehend, daß sich der Rohling 11 in seiner für die prägende Bearbeitung geeigneten Position innerhalb des Münzringes 12 und auf dem Unterstempel 13 auflie¬ gend angeordnet ist und der Antriebszylinderkolben 36 und mit diesem der Oberstempel 16 sich in seiner oberen Endstellung befindet, in der der lichte Abεtand zwi¬ schen dem Rohling 11 und dem UnterStempel z.B. 6 cm be¬ trägt, wird für die einleitende Phase eineε Prägezykluε zunächst die unter 1. erläuterte Betriebsart gewählt, in der an beiden Druckverεorgungsausgängen 101 und 102 deε Druckversorgungsaggregateε 72 dessen niedriger Aus¬ gangεdruck pN bereitgestellt ist. Das Vorsteuerventil 162 wird, angesteuert durch ein Ausgangεsignal der elektronischen Steuereinheit 120 in seine Funktions¬ stellung I umgeschaltet, wodurch das Abströmventil 89 in seine Durchflußstellung I geschaltet wird, in wel¬ cher der Nachlaufraum 88 mit dem großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 des Antriebεzylinderε 14 verbunden iεt, so daß aus dieεem, εobald der Antriebεkolben 36 eine auf den Rohling 11 zugerichtete Verschiebung er¬ fährt, Hydrauliköl in den Nachlaufräum 88 abströmen kann. Die Presse ist jetzt auf einen mittels deε Nach¬ laufregelventilε 79 εteuerbaren Betrieb in der unter Ziff. 1 erläuterten Betriebsart vorbereitet. Das Nach¬ lauf-Regelsyεtem ist aktiviert, wobei jedoch, so lange der Schrittmotor 129 nicht mit Positions-Sollwert-Vor¬ gabeimpulsen angesteuert ist, der Antriebskolben 14 in seiner oberen Endstellung stehen bleibt, die eine ge¬ regelte Position ist, in welcher der im oberen, durch den kleineren Kolbenflanεch 62 begrenzten Antriebε¬ druckraum 69 deε Antriebεzylinderε 14 herrschende Druck, Eigengewicht des Antriebεzylinderkolbens 36 und Rei¬ bungsverluste nicht gerechnet, aufgrund des Flächenver¬ hältnisses A.,/A2 dem halben Wert des in dem durch den kleineren Kolbenflansch 62 beweglich begrenzten Ring¬ raum 71 herrschenden Druckes - des am Druckverεorgungε- auεgang 102 des Druckversorgungsaggregateε 72 bereitge¬ stellten Ausgangεdruckes -, entspricht. Wird nunmehr der Schrittmotor 129 mit "Vorwärts"-Steu¬ erimpulsen angesteuert, wodurch das Nachlaufregelventil in seine Funktionsstellung I gelangt, wird der Druck im oberen Antriebsdruckraum 69 um einen Betrag ΔpN - ge¬ ringfügig - erhöht, wodurch die auf den Rohling 11 zu gerichtete Vorschubbewegung des Antriebskolbens 36 ein¬ setzt. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Antriebs¬ kolben 36 abwärts bewegt, ist durch die Frequenz be¬ stimmbar, mit der die elektrischen Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 erzeugt werden. Sie wird, um in einem automatisch gesteuerten Prägebetrieb möglichst kurze Prägezyklus-Zeiten zu erreichen, zweckmäßigerwei¬ se so hoch gewählt, daß der am Druckversorgungsausgang 102 des Druckversorgungεaggregateε 72 bereitstellbare Volumenstrom weitestgehend ausgenutzt wird, um eine möglichst hohe Kolbengeschwindigkeit in dieser Phase des Eil-Vorschubes zu erreichen.
In diesem Eil-Vorschub-Betrieb der Presse 10 wird min¬ destens ein überwiegender Teil der Distanz durchlaufen, die der Oberstempel 16 in der Ausgangsstellung von dem zu bearbeitenden Rohling 11 hatte.
Soll ein möglichst εanftes Einsetzen des Prägevorganges erzielt werden, z.B. um einen geräuscharmen Betrieb der Presse 10 zu erzielen, so wird, bevor der Oberstempel 16 auf den Rohling 11 auftrifft, die Ausgabefrequenz der Schrittmotor-Ansteuerimpulse erniedrigt oder kurz¬ zeitig unterbrochen und danach mit niedriger Frequenz fortgesetzt, so daß der Oberstempel 16 entsprechend langsam auf den Rohling 11 auftrifft.
Sobald dies der Fall ist, tritt in dem oberen Antriebs¬ druckraum 69 des Antriebszylinderε 14 ein Druckanstieg ein, wobei der mittels des Drucksenεorε 161 erfaßbare Absolutbetrag dieses Druckes ein direkteε Maß für die auf den Rohling 11 wirkende Präge-Kraft iεt.
Daε Auεgangεεignal deε Drucksensors 161 kann daher zur Beendigung der Ausgabe von AnSteuerimpulsen für den Schrittmotor 129 ausgenutzt werden, wenn ein vorge¬ schriebener Wert des Prägedruckes bzw. der Prägekraft erreicht ist, der für den herzustellenden Münzentyp zu¬ vor alε optimal ermittelt worden war.
Mit Hilfe deε Druckεenεors 161 ist ein besonders ra¬ scher Ablauf eines Prägevorgangs in der Weise steuer¬ bar, daß der Eilvorschub-Betrieb deε Antriebεzylinderε biε zum Auftreffen des Oberstempels 16 auf den Rohling 11 und auch darüber hinaus noch fortgeεetzt wird, bis das Auεgangεsignal des Drucksensors 161 einen einstell¬ bar-vorgebbaren Schwellenwert überschreitet und dadurch die Reduzierung der Frequenz ausgelöst wird, mit der Ansteuerimpulεe für den Schrittmotor 129 abgegeben wer¬ den und hiernach, wenn der für das Prägen des jeweili¬ gen Münzentyps günstigste Wert der Prägekraft erreicht ist, die Auεgabe von "Vorwärtε"-Ansteuerimpulεen für den Schrittmotor 129 beendet wird. Durch diese - druckgesteuerte - Reduzierung der Ausga¬ befrequenz von AnSteuerimpulsen für den Schrittmotor und deren Beendigung wird im Ergebnis erreicht, daß, unabhängig von einer Toleranzen unterworfenen Dicke der Rohlinge die Qualität der durch die selbεttätig gesteu¬ erten Prägevorgänge erzielten Münzen oder Medaillen gleich bleibt.
Sowohl bei einer ausschließlich über die Anzahl der an den Schrittmotor 129 abgegebenen Ansteuerimpulse als auch bei einer unter Ausnutzung der Ausgangssignale des Drucksensors 161 gsteuerten Prägung erfolgt die Abzah¬ lung der Ansteuerimpulse, deren Summe beim erläuterten Ausführungεbeispiel in Schrittweiten von 1/100 mm, ab¬ gesehen von dem jeweiligen Nachlaufweg des Antriebszy¬ linderkolbens 36, ein Maß für dessen Momentanposition ist, von dem Moment an, zu dem der Antriebszylinderkol¬ ben, nachdem seine Abwärtsbewegung eingesetzt hat, eine obere Referenzposition passiert, die z.B. mittels eines elektronischen Poεitionεgeberε 171 oder -εchalterε er¬ faßbar iεt, mittels dessen z.B. die Position des obe¬ ren, freien Endeε der Zahnεtange 76 des zur Poεitions- Iεtwert-Rückmeldung auf daε Nachlaufregelventil 79 vor¬ gesehenen Zahnstangentriebeε 76,77 genau erfaßbar ist.
Die von der elektronischen Steuereinheit 120 anhand der ausgegebenen Ansteuerimpulse erfaßte Position des An- triebskolbenε 36 bzw. deε Oberεte pels 16 der Presse 10 ist dann immer auf diese mittels des elektronischen Po- εitionεgeberε 171 erfaßte Referenzposition bezogen. Zur Erläuterung für die Presse 10 spezifischer funkio- neller Eigenschaften, die sich aus der insoweit erläu¬ terten Art der Bewegungssteuerung des Antriebskolbens 36 nach dem Nachlauf-Regelprinzip in Kombination mit einer fortlaufenden Messung des Druckes im oberen An¬ triebsdruckraum 69 des Antriebs-Hydrozylinders 14, mit dem, falls dieser auch mit Druckbeaufschlagung seines größerflächig begrenzten Antriebsdruckraumeε 83 be¬ trieben wird, der in diesem herrschende Druck identiεch ist und mittels desεelben Druckεenεors 161 erfaßbar ist, sei nunmehr auf daε εchematisch stark vereinfachte Diagramm 175 der Fig. 5a Bezug genommen, in dem die zeitliche Entwicklung des als Ordinate aufgetragenen, mittels des Drucksensorε 161 erfaßbaren, im oberen An- triebεdruckraum 69 und/oder in dem größerflächig be¬ grenzten Antriebεdruckrau 89 deε Antriebεhydrozylin- ders 14 herrschenden Druckes aufgetragen ist, der sich - qualitativ - ergibt, nachdem der Oberstempel 16 auf den Rohling 11 aufgetroffen ist, was im Zeitpunkt t1 des Diagramms, in dem die Zeit als Abszisse aufgetragen ist, der Fall gewesen sein möge. Desweiteren sei ange¬ nommen, daß ab diesem Zeitpunkt t1, den die elektroni¬ sche Steuereinheit 120 aus seiner differenzierenden Verarbeitung des Ausgangssignalε deε Drucksensors 161 daran erkennt, daß eine plötzliche Drucksteigerung ein¬ tritt, die Ausgabefrequenz der Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 soweit erniedrigt wird, daß die Zeit¬ spanne Δ. t , die verstreicht, bis im Zeitpunkt t2 der nächste Anεteuerimpuls abgegeben wird, durch den der Schrittmotor 129 in "Vorwärtsrichtung" angesteuert wird, hinreichend langdauernd bemessen ist, das nach Ablauf der Zeitspanne Δt das Nachlauf-Regelventil 79, nachdem es im Zeitpunkt t., mit einem durch die Posi¬ tions-Sollwert-Vorgabe bestimmten Öffnungshub in seine Funktionsstellung I gesteuert worden war, seine sper¬ rende Grundstellung im Zeitpunkt t2 wieder erreicht oder nahezu erreicht hat, was die elektronische Steuer¬ einheit daran erkennt, daß der in die Antriebskammer(n) 69 und/oder 83 eingesteuerte Antriebsdruck sich nicht mehr ändert, was gleichbedeutend damit iεt, daß daε Nachlaufregelventil 79 εeine Grundstellung 0 wieder erreicht hat und auch gleichbedeutend damit, daß die Prägung mit einer Tiefe eingesetzt hat, die der mit ei¬ nem Ansteuerimpuls verknüpften Schrittweite des Vor¬ schubweges des Antriebszylinderkolbenε 36 entspricht.
Die mit dem ersten "Präge"impuls verknüpfte Druckerhö¬ hung Δp., ist relativ niedrig, da das in dem durch den Unterstempel 13, den Prägering 12 und den Oberstempel 16 begrenzten Raum eingeschlossene Material des Roh¬ lings noch relativ viel Raum hat, in den es ausweichen kann, der jedoch mit jedem Vorschub-Schritt des Ober¬ stempels 16 abnimmt. Demgemäß sind die mit jedem der weiteren Prägeschritte, die in den Zeitpunkten t2, t3, usw. ausgelöst werden, verknüpft Druckänderungen _dp2, ^p3, usw. dem Betrage nach zunehmend größer, bis schließlich die einer gleichmäßigen räumlichen Verfül- lung des durch die Prägewerkzeuge begrenzten Raumes durch das Material des Rohlings entsprechende Konfigu- ration der herzustellenden Münze oder Medaille erreicht ist und damit eine weitere Formänderung derselben prak¬ tisch nicht mehr möglich ist.
Davon ausgehend, daß diese Situation durch den letzten, vor dem Zeitpunkt tn an den Schrittmotor 129 abgegebe¬ nen "Vorwärts"-Steuerimpuls erreicht worden sei, erge¬ ben sich für die Druckerhöhungen -Vpn und Λpn+1 , die als Folge zu den Zeitpunkten tn und tn+1 ausgelöεter weiterer Vorwarts-Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 auftreten, dieselben oder annähernd dieselben Wer¬ te, die etwa derjenigen Druckerhöhung entεprechen, die auf den letzten Anεteuerimpulε folgte, der noch zu ei¬ ner prägenden Verformung deε Rohlingε 11 geführt hatte.
Die Konεtanz der auf εchrittweiεe Ansteuerungen des Schrittmotors 129 folgenden Druckänderungen Δpn und Apn+ι/ usw. ergibt εich darauε, daß, nachdem die Münze geprägt iεt, der Antriebszylinder 14 nur noch eine ela- εtiεche Aufweitung des Pressengestells 18 bewirken kann, die zu einer zu dieser AufWeitung proportionalen Reaktionskraft und damit zu konstanten Werten des Druck¬ anstieges pro Vorschubschritt führt.
Aus einer Überwachung der Druckanstiege Δp{ (i = 1,2, ...,n, n+1) ist es daher möglich, den Prägezustand des zu bearbeitenden Rohlings zu erkennen und auch festzu- εtellen, welcher Druck erforderlich iεt, um eine Münze oder Medaille vorgegebener Größe und Profiltiefe mit der Preεεe 10 prägen zu können. Der anhand der Fig. 5a geschilderte Prägevorgang kann in der Weise selbsttätig gesteuert werden, daß ein An- steuerimpuls für den Schrittmotor jeweils - erst - dann ausgelöst wird, nachdem eine durch einen vorausgegange¬ nen Ansteueri pulε ausgelöster Vorschub-Bewegungsschritt des Antriebskolbens 36 zum Stillstand gekommen ist.
Dieser Stillstand kann durch zeitliche Differentiation des Ausgangssignals des Drucksensors 161 festgestellt werden oder durch eine zeitliche Differentiation des Ausgangsεignals des Positionsgebers 171, falls dieser für eine kontinuierliche Erfasεung der Position des An¬ triebszylinderkolbens 36 ausgelegt ist oder auch durch das Ausgangεεignal eines - nicht dargestellten - Posi- tionssenεors, mit dem Auslenkungen des Ventilkörpers des Nachlaufregelventils 79 aus seiner Grundstellung erfaßbar sind.
Der Prägevorgang einer Medaille mit hoher Oberflächen¬ qualität, die eine Prägekraft des Betrages Fmaχ erfor¬ dert, die z.B. durch einen Prägeprozeß ermittelt worden ist, wie anhand der Fig. 5a dem Grundgedanken nach er¬ läutert, kann mit der Presεe 10 auch wie durch daε Dia¬ gramm 176 der Fig. 5b veranεchaulicht, in der Weiεe ge- εteuert werden, daß der Prägeprozeß über mehrere Präge¬ zyklen verteilt wird, in denen der Rohling unterschied¬ lichen Maximalwerten der Prägekraft ausgesetzt wird.
Bei dem durch das Diagramm 176 der Fig. 5b, in der als Ordinate die Prägekraft und alε Abszisse die Zeit auf¬ getragen ist, veranschaulichten Prägeprozeß wird in ei¬ nem ersten Zyklus die Prägekraft bis auf etwa 50 % des Maximalwertes Fmax gesteigert und hiernach für eine Zeitspanne Λ ^ konεtant gehalten. Danach wird die Prä¬ gekraft auf einen niedrigen Wert von z.B. 10 bis 15 % der maximalen Prägekraft zurückgenomnen und für eine Entlastungszeitεpanne der Dauer Δt. auf dem niedrigen Wert gehalten. Hierauf wird die Prägekraft entεprechend den zweiten anεteigenden Aεt 172 deε F/t-Diagramms 176 wieder gesteigert, bis ein gegenüber dem ersten kon¬ stant gehaltenen Wert der Prägekraft höherer Wert der- εelben von beispielsweiεe 80 % der maximalen Prägekraft F max erreicht ist. Die Prägekraft wird wiederum für eine Prägezeitspanne Δt3 konstant gehalten und anschließend auf einen Wert abgesenkt, der niedriger ist als der im ersten Prägezyklus erreichte Wert der Prägekraft, je¬ doch höher als derjenige Wert, biε auf den die Präge¬ kraft im ersten Prägezyklus abgesenkt worden war. Beim dargeεtellten Durchführungεbeiεpiel wird die Prägekraft biε auf etwa 40 % der maximalen Prägekraft Fmaχ abge- εenkt und wiederum für eine Entlastungszeitspanne der Dauer <Δt4 auf dem niedrigen Wert konstant gehalten. Nach Ablauf dieser Entlastungszeitεpanne wird die Prä¬ gekraft bis auf deren Maximalwert Fmaχ erhöht und für die Dauer der Prägezeitspanne _Δt5 konstant gehalten, wie durch den dritten ansteigenden Ast 173 des F/t-Dia¬ gramms 176 und den zur Abszisse parallelen Abschnitt 177 der F/t-Verlaufεkurve, auf dem Niveau der maximalen Prägekraft Fmax verlaufend, repräεentiert. Nach Ablauf der dritten Prägezeitspanne Λts wird die Prägekraft wieder abgesenkt und für eine dritte Entlastungεzeit- spanne Δt6 auf etwa demselben niedrigen Wert gehalten, von dem aus der dritte Prägezyklus gestartet worden war. Auf diesen dritten Prägezyklus folgt mindestens ein weiterer, in dem die Prägekraft, wie durch den vier¬ ten ansteigenden Ast 174 deε Diagrammε 176 repräsen¬ tiert, wieder auf deren Maximalwert Fmaχ angehoben und für eine Prägezeitspanne der Dauer Δt- gehalten wird.
Zur Beendigung des Prägeprozesses, der nach diesem vierten Prägezyklus, gegebenenfalls auch nach weiteren Prägezyklen der geschilderten Art erfolgen kann, wird die mittels des Antriebεzylinders 14 auf die nunmehr fertig geprägte Medaille ausgeübte Kraft gemäß dem letzten abfallenden Ast 178 des F/t-Diagrammε 176 auf einen Minimalwert Fmjn erniedrigt, die kleiner ist als die mittels des Auswerfers 58 entfaltbare, nach oben gerichtete Kraft, die aufgebracht werden muß, um die fertige Medaille aus dem Prägering 12 heraus in den Ar¬ beitsbereich 31 der Preεse 10 zu bringen, wo erst die Medaille zu ihrer mittels eines nicht dargestellten Greifers erfolgenden Entnahme aus der Presse freigege¬ ben wird.
Der als doppeltwirkender Differentialzylinder auεgebil- dete Auswerfer 58, dessen Auswurfhübe und Rückzugshübe mittels des Nachlaufregelventils 99 steuerbar sind, muß in der Lage sein, eine Auswerf- bzw. Ausεchubkraft von mindeεtens 10 kN zu entfalten, die für den Fall erfor- derlich ist, daß nach dem Abschluß eines Prägeprozesses der Oberstempel 16 schon von der geprägten Münze oder Medaille abgehoben ist und diese lediglich noch auε dem Prägering 12 ausgeschoben werden muß, um mittels des Greifers der Presse 10 entnommen werden zu können.
Zweckmäßigerweise ist der Auswerfer 58 jedoch auf einen deutlich höheren Betrag der maximalen Ausεchubkraft ausgelegt, der gleich demjenigen ist, der im Prägebe¬ trieb der Presse entfaltbar ist, wenn diese in ihrer unter 1. erläuterten Betriebsart arbeitet, d.h. bei dem zur Erläuterung gewählten Auslegungεbeiεpiel eine Aus- εchubkraft von 70 kN entfalten kann, die erforderli¬ chenfalls ausreicht, um den Antriebskolben 36 des An¬ triebszylinders 14 der Presse, während die geprägte Münze oder Medaille noch zwischen dem Unterstempel 13 und dem Oberεtempel 16 angeordnet ist, gegen eine durch Druckbeaufschlagung des oberen Antriebεdruckraumes 69 des Antriebszylinders 14 mit relativ niedriger Druck erzeugte, abwärts gerichtete Kraft, zurückzuschieben.
Demgemäß ist der Antriebεkolben 59 des Auswerferε 58 als Stufenkolben ausgebildet, der eine dem Durchmeεser nach größere Kolbenstufe 181 und eine dem Durchmesser nach kleinere Kolbenstufe 182 umfaßt, mit denen der An¬ triebskolben 59 in Bohrungsstufen 183 und 184 entspre¬ chend verschiedenen Durchmessers D, und D3, die, über eine radiale Schulter 186 gegeneinander abgesetzt, von unten her in den das widerlagerseitige Joch 21 des Pressengestells 18 bildenden Teil desselben eingebracht εind, druckdicht verschiebbar geführt ist, wobei der Durchmesser D3 der dem Durchmesser nach kleineren Kol¬ benstufe 182 bzw. der diese aufnehmenden Bogen 184 dem Durchmesser der zentralen Durchgangsbohrung 67 ent¬ spricht, durch die die Kolbenstange 61 hindurchtritt, die den dem Durchmesser nach kleineren Kolbenflansch 62 des Antriebskolbenε 36 deε Antriebs-Hydrozylinders 14 mit desεen größerem Kolbenflanεch 63 verbindet.
Der von der kleineren Kolbenstufe 162 axial durchsetzte axial beweglich durch die größere Kolbenstufe 181 axial begrenzte und gegenüber dem unterhalb dieser angeordne¬ ten, größeren Antriebsdruckraum 187 abgegrenzte, ring¬ förmige Antriebεdruckraum 188 iεt über eine Versorgungε- leitung 189 permanent an den Niederdruckverεorgungsaus- gang 101 des Druckversorgungsaggregatε 72 angeschlos- sen.
Der über das Nachlaufregelventil 99 mit Druck beauf- εchlagbare oder entlaεtbare größerflächig begrenzte An¬ triebεdruckraum 187, der gehäuεefeεt durch einen Gehäu- εedeckel 191 abgeεchlossen iεt, ist mittels des Nach¬ laufregelventils 99 mit Antriebsdruck beau schlagbar oder zum Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggre¬ gatε 72 hin druckentlaεtbar, wobei daε Nachlaufregel¬ ventil 99 hinεichtlich seiner Ausbildung als 3/3-Wege- ventil, seiner Ansteuerung mittels eines Schrittmotors 192 zur Ansteuerung des Positions-Sollwerteε deε Kol- benε 59 deε Auswerfers und der Ausbildung seiner Posi- tions-Istwert-Rückmeldeeinrichtung mit einem eine Rück- meldespindel 193 antreibenden Zahnrad 194, mit dem eine Zahnstange 196 in Eingriff steht, die als Endabschnitt einer mit dem Kolben 59 des Auswerfers 58 fest verbun¬ denen Kolbenstange 197 ausgebildet iεt, welche druck¬ dicht verεchiebbar durch den Gehäuεedeckel 191 hindurch¬ tritt, mit dem zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugs¬ hübe deε Antriebεkolbens 36 des Antriebszylinders 14 vorgesehenen Nachlaufregelventil 79 völlig analog ist und insoweit auf die anhand der Fig. 4 gegebene Be¬ schreibung dieseε Nachlaufregelventilε 79 verwieεen werden kann.
Der Druck-(p)Versorgungsanεchluß 198 deε Nachlaufre¬ gelventilε 99 deε Auswerfers 58 ist ebenfalls über die Versorgungεleitung 189 mit dem Niederdruckauεgang 101 deε Druckverεorgungsaggregats 72 permanent verbunden. Der Entlastungs-(T)Anεchluß 199 deε Nachlaufregelven¬ tils 99 des Auswerferε 58 iεt über eine Rücklaufleitung direkt mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungs¬ aggregats 72 verbunden. Auch bei dem für den Auεwerfer 58 vorgeεehenen Nachlaufregelventil 99 iεt in dessen - im Ergebnis sperrender - Grundstellung 0 der Steuer¬ ausgang 201 des Nachlaufregelventils 99 mit dessen p- Versorgungsanschluß 198 über eine Eingangεdroεεel 202 und mit dem T-Entlaεtungsanschluß 199 über eine Aus- gangsdrossel 203 verbunden.
Zur Überwachung des in den unteren - größer flächig be¬ grenzten - Antriebsdruckraum 187 des Auswerfers 58 ein¬ gekoppelten Druckes ist ein elektromechanischer oder elektronischer Drucksensor 204 vorgesehen, dessen elek¬ trisches Ausgangssignal ein eindeutiges Maß für den in dem unteren Antriebεdruckraum 187 deε Auεwerferε 58 herrschenden Druck ist und als Informationε-Eingabe der elektronischen Steuereinheit 120 zugeleitet ist.
Durch die Bewegungssteuerung des Auswerfers 58 mittels des Nachlaufregelventils 99 ist es möglich, die fertig geprägte Münze oder Medaille während des Ausrückenε auε dem Prägering 12 zwiεchen dem Oberεtempel 16 der Preεεe und deren Unterεtempel 13 gleichεam eingespannt zu hal¬ ten und diese in eine definierte Position zu bringen, in der sie mittels des Greifers erfaßt und sicher fi¬ xiert werden kann, bevor der Antriebszylinder 14 und der Auswerfer 58 zu einer Aufwärtsbewegung einerseits und zu einer Abwärtsbewegung andererseits angesteuert werden, die zur Freigabe der Münze bzw. Medaille zu de¬ ren Entnahme aus dem Arbeitsraum 31 der Presεe führt.

Claims

Patentansprüche
1. Presse für eine Kalt-Verformung von Metall-Werk¬ stücken, die durch eine prägende, tiefziehende, fließpreεεende, kalibrierende, einεenkende oder feinεchneidende Bearbeitung in eine eng tolerierte Form bringbar εein εollen, insbesondere Münz- oder Medaillen-Präge-Presse mit
a) einem doppelt wirkenden linearen Hydrozylinder alε Leiεtungs-Antrieb, der bei einem maximalen Betriebsdruck um 300 bar auf die Entfaltung von zur Verformung deε Werkstückes nutzbaren Kräften zwischen 106 N und 108 N, je nach Dimensionierung der Querschnitte seines Kolbens und Gehäuses, ausgelegt ist,
b) einem die im Betrieb der Preεse auftretenden Re¬ aktionskräfte aufnehmenden, alε in sich geschloε- sener Rahmen auεgebildeten Preεsengestell, das ein antriebsεeitigeε Joch, an deεεen rahmeninne¬ rer Seite der Antriebεzylinder axial abgeεtützt iεt und ein wiederlagerseitiges Joch, an dessen rahmeninnerer Seite das zur Bearbeitung vorgeεe- hene Werkεtück axial abεtützbar ist und diese beiden Joche zugfest miteinander verbindende Wangen umfaßt, die bezüglich der zentralen Längs¬ achse der Presεe einander diametral gegenüber¬ liegend angeordnet εind und mit c) einer durch programmgesteuert oder manuell aus¬ lösbare Ausgangsεignale einer elektronischen Steuereinheit betätigbaren Steuerventilanordnung für die Bewegungssteuerung des Antriebszylinder¬ kolbens, gekennzeichnet durch die folgenden Merk¬ male:
d) das Gehäuse (26) des Antriebszylinders (14) bil¬ det sowohl das antriebsseitige Joch (19) des Presεengestells (18) , als auch mit Teilbereichen seines Mantels Abschnitte der Wangen (23,24) des Presεengestells, wobei der lichte seitliche Abstand D der Wangen nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der das Oberwerkzeug (16) der Presse (10) tragenden Kolbenstange (96) des Antriebszylinders (14) ;
e) der Kolben (36) des Antriebszylinders (14) hat eine einen Antriebsdruckraum (71) beweglich be¬ grenzende Kolbenfläche (82) des Betrages A2, die im Betrieb der Preεεe (10) permanent dem Ausgangs¬ druck des Druckversorgungεaggregats (72) ausge¬ setzt ist, wodurch auf den Kolben (36) eine die¬ sen vom Werkstück (11) weg drängende Kraft FR=p*A2 resultiert, des weiteren eine dem Betra¬ ge nach größere Kolbenfläche (81) des Betrages A-^, durch deren Druckbeaufschlagung und -entla- εtung auf daε Werkεtück (11) zu gerichtete Eil- und Laεt-Vorschubbewegungen sowie Rückzugsbewe¬ gungen des Kolbens (36) steuerbar sind, und eine weitere, größerflächige Antriebsfläche (86) des Betrages A3, durch deren zusätzliche Druckbeauf¬ schlagung Last-Vorschubbewegungen des Kolbens (36) des Antriebszylinderε (14) εteuerbar sind;
f) zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugshübe des Kolbens (36) des Antriebszylinders (14) ist ein Nachlaufregelventil (79) vorgesehen, das mit elektrisch, z.B. durch Impulsanεteuerung eines Schrittmotors, steuerbarer inkrementaler Vorgabe der Positionε-Sollwerte deε Antriebs-Zylinderkol- benε (36) und mechaniεcher Rückmeldung (76,77) deε Positions-Iεt-Werteε deε Antriebszylinderkol¬ bens (36) arbeitet, wobei über dieses Nachlauf¬ regelventil (79) die Druckbeaufschlagung und - entlastung beider für den Vorschubbetrieb nutz¬ barer Kolbenflächen (81 und 86) erfolgt;
g) es iεt ein elektromechaniεcher oder elektroni- εcher Druckεensor (161) vorgesehen, der ein für den am Steuerauεgang (127) des Nachlauf-Regel¬ ventils (79) herrschenden Druck charakteristi¬ sches Ausgangεεignal abgibt, daε als Druck-Ist- Wert-Signal der die Positions-Sollwert-Vorgabe steuernden elektroniεchen Steuereinheit (120) zugeleitet iεt.
Preεse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das, daε Gehäuse des Antriebszylinders (14) als Joch (19), die seitlichen Wangen (23,24) und das widerlagerseitige Joch (21) umfassende Pressenge¬ stell (18) einstückig ausgeführt ist.
3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressengestell (18) zweiteilig ausgebildet ist, mit zwei der Grundform nach topfförmigen Gehäuse¬ teilen (26,27), die durch mindestens zwei und vor¬ zugsweise vier durch Bohrungen der Wangenabschnitte (23',24') hindurchtretende, vorgespannte Zuganker (43) zusammengehalten sind, deren Vorεpannung ins- geεamt zwischen dem 1,6-fachen und dem 2,5-fachen, vorzugsweiεe dem doppelten der maximalen Kraft Fmaχ entεpricht, die mittelε des Antriebszylinders (14) der Presεe (10) entfaltbar ist.
4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene (41) der beiden Gehäuseteil (26,27) zwischen dem kreisringförmigen Rand des Mantelbe- reichε (39) des das Gehäuse des Antriebszylinders
(14) bildenden - oberen - Gehäuseteils (26) der Presse und den Stirnflächen vom unteren Gestellteil
(27) aufragender Wangenabschnitte (23' ,24') dersel¬ ben verläuft.
5. Preεεe nach einem der Anεprüche 1 biε 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (36) deε Antriebszy¬ linders (14) zwei durch eine Kolbenstange (61) lös¬ bar fest miteinander verbundene in koaxialen Boh- rungεεtufen (64,66) unterschiedlichen Durchmessers (D1 bzw. D2) druckdicht verschiebbar geführte Kol- benflansche (62,63) entsprechend verschiedenen Durchmesserε hat, wobei die Kolbenstange (61) gegen eine die beiden Bohrungsεtufen (64,66) miteinander verbindende Gehäusebohrung (67) abgedichtet ist, wobei weiter innerhalb der dem Durchmesser (D^ nach kleineren Bohrungsstufe (64) durch den gegen diese abgedichteten Kolbenflansch (62) ein oberer Antriebsdruckraum (69) , innerhalb desεen der klei¬ nere Kolbenflanεch auf im wesentlichen seiner ge¬ samten Stirnfläche (81) des Betrages (A.,) mit Druck beaufεchlagbar ist, gegen einen von der Kolbenstan¬ ge (61) axial durchsetzten ringzylindriεchen An- triebεdruckraum (71) abgegrenzt ist, innerhalb des¬ sen der Kolbenflansch (62) auf der Ringfläche (82) deε Betrages (A2) mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei durch den dem Durchmesser (D2) nach größeren Kolbenflansch (63) des Antriebskolbenε (36) ein weiterer von der Kolbenεtange (61) axial durchsetz¬ ter ringzylindrischer Antriebsdruckraum (83) axial beweglich begrenzt ist, innerhalb desεen der An- triebεkolben (36) auf εeiner größten Antriebεflache (86) , die den Betrag (A3) hat, mit Druck beauf¬ εchlagbar iεt.
Preεεe nach einem der Anεprüche 1 biε 5, dadurch gekennzeichnet, daß daε Verhältniε (A1/A2) der größeren Fläche (81) zu der kleineren Fläche (82) deε kleineren Kolbenflansches (62) des Antriebszy¬ linderkolbens (36) einen Wert zwischen 4 und 1,4, vorzugsweiεe einen Wert um 2 hat.
7. Presse nach einem der Ansprüche 1 biε 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (A.,/A3) der Be¬ träge der größeren Fläche (81) des kleineren Kol- benflanεcheε (62) zu der Antriebsfläche (86) des größeren Kolbenflansches (63) des Antriebskolbens (36) einen Wert zwischen 1/6 und 1/12, vorzugsweise einen Wert um 1/8 hat.
8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckversorgungsaggregat (72) der Presse (10) auf zwei verschiedenen Aus- gangsdruckniveaus (pN und pH) betreibbar ist.
9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (pH/pN) des höheren Ausgangsdruckni- vaus (pH) zu dem niedrigen Ausgangsdruckniveau (pN) mindestens annähernd und vorzugsweise dem Wert
VA3/(A1 - A2) + 1' entspricht.
10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis pH/pN einen Wert um 4 hat.
11. Presse nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckversorgungsaggregat (72) einen Niederdruckspeicher (103) und einen Hochdruckspeicher (104) umfaßt, die mittels je ei¬ ner Pumpe (106 bzw. 107) , die vorzugsweiεe einen gemeinεamen elektromotoriεchen Antrieb (116) haben, auf ihre durch Druckbegrenzungεventile (113,114) definiert einstellbare Ausgangsdruckniveaus (pN und pH) aufladbar sind und mittels zweier durch Aus- gangεεignale der elektronischen Steuereinheit (120) ansteuerbare DruckversorgungsSteuerventile (118 bzw. 124) alternativ an mindeεtenε einen Druckver¬ sorgungsausgang (102) anschließbar sind.
12. Presεe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (119) des das Auεgangsdruckniveau des Hochdruckspeichers (104) bestimmenden Druckbe- grenzungsventilε (114) mit dem Druckauεgang (121) der Niederdruckpumpe (106) bzw. der Eingangεεeite deε Speicherladeventilε (108) deε Niederdruckspei- chers (103) verbunden ist.
13. Presse nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckversorgungsaggregat (72) einen Druckversorgungsanεchluß (101) hat, an dem lediglich der niedrigere Verεorgungεdruck (pN) deε Druckverεorgungεaggregatε (72) bereitεtellbar ist.
14. Presεe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckversorgungε- anεchluß (102) , an dem sowohl der hohe Ausgangε¬ druck (pH) als auch der niedrige Ausgangεdruck (pN) deε Druckverεorgungsaggregats (72) über je ein Druckversorgungsεteuerventil (124 bzw. 119) bereit¬ stellbar ist, mit dem Druckversorgungsanschluß (101) , an dem lediglich der niedrigere Ausgangs- druck (pN) deε Druckversorgungsaggregats (72) über das Versorgungssteuerventil (119) , das an den Nie- derdruckεpeicher (103) angeschlossen ist, bereit¬ stellbar ist, ein Rückschlagventil (127) geschaltet ist, das durch relativ höheren Druck am Hochdruck¬ ausgang (102) als am Niederdruck-Ausgang (101) des Druckversorgungsaggregats (72) in seinen εperrenden Zustand und durch relativ höheren Druck am Nieder- druck-Verεorgungεanεchluß (101) als am Hochdruck- Versorgungsanschluß (102) in seine Offenstellung gesteuert ist.
15. Presεe nach einem der Anεprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Druckversorgungssteuer¬ ventil (119) , über das der Niederdruckεpeicher (103) an die beiden Druckauεgänge (101 und 102) des Druckversorgungsaggregats (72) anschließbar ist, ein Strommengenregler (122) parallel geschaltet ist.
16. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein als elektrisch ansteuerba¬ res, vorzugsweise als 2/2-Wege-Magnetventil ausge¬ bildetes Flächen-Umschaltventil (84) vorgesehen ist, das eine sperrende Grundstellung (0) hat und durch Ansteuerung mit einem Auεgangεεignal der elektroniεchen Steuereinheit (120) in εeine Durch- flußεtellung (I) umεchaltbar iεt, in welcher der Steueranεchluß (127) deε Nachlaufregelventilε (79) mit dem Verεorgungεanεchluß (130) deε großflächig begrenzten Antriebsdruckraums (83) des Antriebshy- dozylinders (14) - zusätzlich - verbunden ist.
17. Presεe nach einem der Anεprüche 1 biε 16, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des durch den größeren Kolbenflansch (63) des Antriebszylinders (14) be¬ grenzen Antriebsdruckraumes (83) ein drucklos ge¬ haltener Hydrauliköl-Nachlaufräum (88) angeordnet ist, der eine mindestens der Summe der Hubvolumina des größeren und deε kleineren Kolbenflanεcheε (62,63) des Antriebszylinderkolbenε (36) entspre- chende Hydraulikolmenge enthält und über ein steu¬ erbares Nachströmventil (89) , daε eine sperrende Grundstellung (0) und als Schaltstellung I eine Durchflußstellung hat, mit dem durch den größeren Kolbenflansch (63) begrenzten Antriebsdruckraum (83) des Antriebszylinderε (14) verbindbar iεt, und daß dieεer Hydrauliköl-Nachlaufrau über eine Über¬ laufleitung (91) mit dem Vorratsbehälter (92) des Druckversorgungεaggregats (72) verbunden ist.
18. Presse nach Anεpruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachströmventil (89) ein elektriεch vor¬ steuerbares, druckgesteuertes, vorzugsweise als 2/2-Wegeventil mit federzentrierter - sperrender - Grundstellung (0) und offener Schaltstellung (I) ausgebildeteε Umschaltventil ist, das durch Ein- kopplung des niedrigen Auεgangεdruckes (pN) in eine erste Steuerkammer (164) , die über ein elektrisch ansteuerbareε Vorεteuerventil (162) erfolgt, in seine Offenstellung (I) steuerbar iεt.
19. Presse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachströmventil (89) eine zweite Steuerkam¬ mer (166) hat, aus deren Druckbeaufεchlagung eine das Nachströmventil (89) in dessen Grundstellung (0) drängende Kraft resultiert, und daß in diese zweite Steuerkammer (166) permanent der im großflä¬ chig begrenzten Antriebsdruckraum (83) des Antriebs- hydrozylinderε (14) herrschende Druck eingekoppelt ist.
20. Presse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Steuerkammer (164) des Nachström- ventilε (89) axial beweglich begrenzende Steuerflä¬ che (f.,), auε deren ventilgesteuerter Niederdruck¬ beaufschlagung die das Nachströmventil (89) in des¬ sen Durchflußεtellung (I) drängende Steuerkraft re¬ εultiert, deutlich kleiner ist als die die zweite Steuerkammer (166) axial beweglich begrenzende Steuerfläche (f2) , aus deren Beaufschlagung mit dem in dem großen Antriebsdruckraum (83) des Antriebs¬ zylinders (14) herrschenden Druck die das Nachström¬ ventil (89) in dessen sperrende Grundstellung (0) zurückdrängende Gegenkraft resultiert, wobei das Verhältnis (f.,/f2) dieεer Steuerflächen (f.,/f2) ei¬ nen Wert zwiεchen 1/3 und 1/9, vorzugsweise einen Wert um 1/6 hat.
21. Presse nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der (T-)Rücklaufanschluß (133) des Nachlaufregelventils (79) an einen zu dem Nach¬ laufraum (88) führende Rücklaufleitung angeschlos¬ sen ist, und daß zu dem Flächenumschaltventil (84) ein Rückschlagventil (169) als Rückströmventil hy¬ draulisch parallel geschaltet ist, das durch rela¬ tiv höheren Druck im großflächig begrenzten An¬ triebsdruckraum (83) deε Antriebε-Hydrozylinders (14) als am Steueranschluß (127) des Nachlaufregel¬ ventils (79) in seine Offenstellung gesteuert und sonεt sperrend ist.
22. Presεe nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des großflächig be¬ grenzten Antriebsdruckraumeε (83) des Antriebshy- drozylinderε (14) ein relativ kleinvolu iger, von der das Oberwerkzeug tragenden Kolbenstange (96) des Antriebszylinderkolbens (36) axial durchsetzter Ringraum (87) angeordnet ist, der drucklos gehalten mit Hydrauliköl verfüllt ist und mit dem oberhalb des großflächig begrenzten Antriebsdruckraumeε (83) angeordneten Nachlaufräum (88) in εtändig kommuni¬ zierender Verbindung steht.
23. Presse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der drucklose Ringraum (87) axial gehäusefest durch die obere Stirnseite einer von unten in die Bohrungsεtufe (66) des großen Durchmessers (D2) eingesetzten Gleithülse (94) gebildet ist.
24. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Ausheben des durch die Kaltverformung mittels der Presse (10) erzielten Teils (11) vorgesehener Auswerfer (58) als Antrieb einen doppeltwirkenden, als Differentialzylinder ausgebildeten Hydrozylinder umfaßt, der mittels ei¬ nes weiteren Nachlaufregelventils (99) steuerbar ist.
25. Presεe nach Anεpruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferzylinder (58) einen oberen ring¬ förmigen Antriebsdruckraum (188) hat, in den im Be¬ trieb permanent der niedrige Ausgangsdruck (pN) oder der hohe Ausgangsdruck (pH) des Druckversor¬ gungsaggregats (72) eingekoppelt ist und einen größerflächig begrenzten, unteren Antriebsdruckraum (187) , in dem der Druck mittels des Nachlaufregel¬ ventils (99) steuerbar ist, dessen P-Versorgungsan- schluß (198) ebenfalls an denjenigen Druckausgang (101 oder 102) des Druckversorgungsaggregatε (72) angeschlossen ist, an den auch der ringförmige An¬ triebsdruckraum (188) des Auswerferzylinders (58) angeschlossen ist.
26. Presse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die durch die größere Kolbenstufe (181) des Auswerferzylinders (58) gebildeten An¬ triebsflächen, durch die die beiden Antriebεdruck- räume (188,187) axial beweglich begrenzt εind, die¬ selbe Dimensionierung haben wie die durch den klei- neren Kolbenflansch (62) des Antriebszylinderkol¬ bens (36) gebildeten Antriebsflächen (81 bzw. 82) .
27. Presεe nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Auswerferzylinder (58) auf eine Auswerfkraft bis 30% der vom Antriebszylinder (14) entfaltbaren Presεenkraft ausgelegt ist.
28. Presεe nach einem der Anεprüche 24 biε 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung deε im größeren Antriebεdruckraum (187) des Auswerferzylinders (58) herrschenden Druckes ein elektromechanischer oder elektronischer Drucksenεor (204) vorgesehen ist, dessen elektrisches Ausgangsεignal der elektroni- εchen Steuereinheit (120) alε Druck-Istwert-Infor- mationssignal zugeleitet ist.
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