PRESSE FÜR EINE KALTVERFORMUNG VON METALLWERKSTÜCKEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Presse für eine Kaltverformung von Metallwerkstücken, die durch eine prägende, tiefziehende, fließpressende, kalibrierende, einsenkende oder feinschneidende Bearbeitung in eine eng tolerierte Form bringbar sein sollen, insbesondere eine Münz- oder Medaillenprägepresse zum Prägen von Münzen oder Medaillen mit hoher Oberflächenqualität und mit den weiteren, im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten, gattungsbestimmenden Merkmalen.

[0002] Derartige Pressen, die einen hydraulischen Leistungsantrieb haben, in der Regel einen doppeltwirkenden linearen 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 eingehend erläutert.

[0003] In der üblichen Gestaltung solcher Pressen ist sowohl aus konstruktiven als auch aus ergonomischen Gründen - Anordnung des Arbeitsbereiches etwa in Brusthöhe einer Bedienungsperson - der Antriebszylinder, mit dessen Kolben das Oberwerkzeug der Presse, z.B. ein Prägestempel, lösbar fest über seine Werkzeugaufnahme verbunden ist, oberhalb des Arbeitsbereiches angeordnet, während das als Widerlager für das zu bearbeitende Werkstück dienende Unterwerkzeug an einer den Arbeitsbereich an seiner Unterseite begrenzenden Werkzeugaufnahme angeordnet ist, die das Widerlager für das der Kaltverformung zu unterwerfende Werkstück bildet.

[0004] Das Pressengestell, das die im Verformungsbetrieb der Presse auftretenden Reaktionskräfte unter möglichst geringer Eigenverformung aufnehmen muß, ist üblicherweise als in sich geschlossener, der Grundform nach rechteckiger Rahmen ausgebildet, der ein antriebsseitiges Joch, ein widerlagerseitiges Joch und diese beiden Joche miteinander verbindende seitliche Wangen umfaßt, wobei der Antriebszylinder an der rahmeninneren Unterseite des antriebseitigen Joches montiert ist und die Werkzeugaufnahme für das Unterwerkzeug an dem unteren, widerlagerseitigen Joch des Pressengestells axial abgestützt ist.

[0005] Nachteilig an der insoweit erläuterten - bekannten - Bauart hydraulisch angetriebener Pressen ist die relativ große laterale - rechtwinklig zur zentralen Längsachse des Antriebs-Hydrozylinders gemessene Ausdehnung des Pressengestells, dessen Wangen, seitlich an dem Antriebs-Hydrozylinder-Gehäuse vorbeitretend einen relativ großen Abstand voneinander haben müssen, mit der Folge, daß sowohl im Bereich der antriebs- und widerlagerseitigen Joche des Pressengestells als auch in dessen die beiden Joche miteinander verbindenden Wangen erhebliche Biegemomente auftreten, die nur durch entsprechende Querschnittsvergrößerungen der Joche aufgefangen 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 erheblicher Anteil der installierten Leistung dazu benötigt wird, das Pressengestell gleichsam vorzuspannen, damit die Pressenkräfte auf das Werkstück übertragen werden können.

[0006] Soweit Pressen der bekannten Bauart zum Prägen von Münzen eingesetzt werden, die eine konstante Dicke haben sollen, wird dies durch eine Anschlagbegrenzung mit Hilfe beidseits des Prägebereichs angeordneter Festanschläge, die genau justiert werden müssen, erreicht, wobei durch solche Anschläge jedoch zusätzlicher lateraler Bauraum benötigt wird, der zu einer entsprechenden Verbreiterung des Pressengestells und zu einer entsprechenden Verstärkung desselben zwingt.

[0007] Für die Justierung der Anschläge auf eine vorgegebene Dicke von Münzen, deren Prägung auch eine definierte Mindestkraft erfordert, sind zeitaufwendige Justierarbeiten und Prägeversuche erforderlich, bevor mit einem kontinuierlichen Prägebetrieb begonnen werden kann.

[0008] 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 lateralen Verformungen ausgesetzt ist und daß sie zusätzlich zu einem druckkontrollierten Betrieb ohne Erfordernis von Festanschlägen auch einen exakt wegkontrollierten Betrieb in einem weiten Bereich ausnutzbarer Pressenkräfte ermöglicht.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale (d) bis (g) des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0010] Durch die hiernach vorgesehene bauliche Integration des Antriebs-Hydrozylinder in das Pressengestell, derart, daß das der Grundform nach kreiszylindrische Zylindergehäuse sowohl das antriebseitige Joch des Pressengestells als auch mit denjenigen Umfangsbereichen seines Mantels Abschnitte der Wangen des Pressengestells bildet, über die das antriebseitige Joch mit dem widerlagerseitigen Joch zugfest verbunden ist, wird insgesamt eine wesentlich schlankere und auch in axialer Richtung weniger ausgedehnte Bauweise des Pressengestells erzielt, wobei sich bei vergleichbaren Querschnitten der Wangen des Pressengestells gegenüber einer Presse konventioneller Bauart Rahmenlängungen ergeben, die weniger als 50 % der bei konventioneller Bauart hinzunehmenden Rahmenlängungen betragen. Die schon allein hierdurch erreichbare Reduzierung der für den Betrieb des Druckversorgungsaggregates der Presse zu installierenden elektrischen Leistung ist erheblich.

[0011] Auch durch die Gestaltung des Antriebszylinders mit einer kleinflächigen "Eilgang"-Stufe und einer großflächigen, bedarfsweise zuschaltbaren "Last-Kolbenstufe" des Antriebskolbens in Kombination mit dessen Bewegungssteuerung mittels eines mit elektrisch impulsgesteuerter inkrementaler Positions-Sollwertvorgabe und mechanischer Positions-Istwert-Rückmeldung arbeitenden Nachlaufregelventils ist eine bedarfsgerechte weggesteuerte Veränderung der Pressenkraft und insoweit besonders rationelle Nutzung der installierten Antriebsleistung möglich. Durch die Kombination der nachlaufgeregelten Bewegungssteuerung des Antriebszylinderkolbens mit der Antriebsdruck-Überwachung mittels eines elektronischen Drucksensors ist z.B. ein Prägen von Münzen mit gleichmäßiger Oberflächenqualität auch dann möglich, wenn die Dicke der Rohlinge in einem relativ weiten Bereich streut, da z.B. aus einer differenzierenden Verarbeitung des Ausgangssignals des Drucksensors erkennbar ist, ab welcher Kolbenposition der Oberstempel der Presse auf den Rohling auftrifft und sodann diese Position als Referenzposition für den weiteren Prägevorgang benutzbar ist, der dann entsprechend der zu erzielenden Profiltiefe inkremental exakt weggesteuert durchführbar ist.

[0012] Verglichen mit der gemäß Anspruch 2 vorgesehenen, einstückigen Gestaltung des Pressengestells, die eine optimale 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 Stabilität.

[0013] Mit den durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 angegebenen Gestaltungen und Auslegungen des Antriebszylinderkolbens, in Kombination mit der durch die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 angegebenen Auslegung des Druckversorgungsaggregats auf ein niedriges Ausgangsdruckniveau und ein hohes Ausgangsdruckniveau lassen sich für den Betrieb der Presse günstige Abstufungen der Pressenkräfte erzielen.

[0014] Durch die Merkmale der Ansprüche 11 bis 15 sind bevorzugte Gestaltungen eines auf zwei verschiedenen Ausgangsdruckniveaus benutzbaren Druckversorgungsaggregats angegeben, das mit einer eine besonders gute Ausnutzung der installierten Leistung ermöglichenden Speicher-Ladetechnik arbeitet.

[0015] Durch die Merkmale der Ansprüche 16 bis 23 sind konstruktiv einfache und funktionell günstige Gestaltungen hydraulischer Schaltungs- und Funktionselemente der Presse angegeben, die eine rasche Umschaltung zwischen Eilstufen- und Laststufenbetrieb des Antriebszylinders ermöglichen, die eine 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.

[0016] Mittels eines gemäß den Merkmalen der Ansprüche 24 bis 28 gestalteten Auswerfers ist ein - gleichsam synchroner - Betrieb der Presse dahingehend möglich, daß eine fertig geprägte Medaille zwischen Oberstempel und Unterstempel noch eingespannt aus dem Prägering ausgehoben 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.

[0017] Die erfindungsgemäße Presse ist in einer Auslegung auf eine maximale Preßkraft von beispielsweise 4x10⁶ N mit einem Eigengewicht von nur etwa 1 % dieser Kraft realisierbar und, verglichen mit einer konventionellen Presse, mit einer elektrischen installierten Antriebsleistung betreibbar, die nur etwa 30 % derjenigen des Leistungsbedarfs einer konventionellen Presse entspricht.

[0018] Der Bewegungsablauf des Pressenwerkzeuges und gegebenenfalls 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 Drucküberwachung gleichsam als Referenz für den durch die Ansteuerung des Schrittmotors des Nachlaufregelventils über den Weg gesteuerten Ablauf der Pressenzyklen ausgenutzt werden. In einem solchen programmiert-gesteuerten Betrieb der Presse lassen sich wegen der rationellen Umschaltbarkeit von Eil- und Lastvorschubbetrieb mit vergrößerter Antriebsfläche des Antriebszylinders vergleichsweise hohe Taktzahlen erreichen. Die Presse ist aber auch einem selbsttätig druckgesteuerten Betrieb dahingehend zugänglich, daß ab einem Auftreffen des Pressenwerkzeugs auf den Rohling, was mittels der Druckübrwachung aus einem Anstieb des Antriebsdruckes erkennbar ist, die Auslösung eines Vorschubschrittimpulses jeweils dann erfolgt, wenn sich nach Ausführung eines inkrementalen 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, ständig 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.

[0019] Diese Art der Steuerung eines Prägevorgangs ist insbesondere für die Durchführung einer "Muster"-Prägung geeignet, anhand derer Erkenntnisse für eine optimierte Programmierung seriell durchgeführter Prägevorgänge gewonnen werden sollen.

[0020] Es versteht sich, daß die Presse in sinngemäßer Anpassung 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.

[0021] Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Presse ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1

eine Gesamtansicht einer als Münzen- und Medaillenprägepresse ausgebildeten erfindungsgemäßen Presse mit hydraulischem Antriebszylinder und hydraulisch angetriebenem Auswerfer, teilweise im Schnitt längs einer die zentrale Längsachse der Presse enthaltenden Radialebene derselben;

Fig. 2

ein Hydraulikschaltbild der elektrohydraulischen Steuerung der Presse gemäß Fig. 1 sowie des Druckversorgungsaggregats;

Fig. 3

einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1;

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 Funktion der Presse gemäß Fig. 1.

[0022] Die in den Fig. 1 und 2 jeweils insgesamt mit 10 bezeichnete Presse sei zum Zweck der Erläuterung als eine zum Prägen von Münzen oder Medaillen hoher Oberflächenqualität geeignete Prägepresse vorausgesetzt, in der z.B. flach-kreisscheibenförmige Rohlinge 11, innerhalb eines Münzringes 12 angeordnet, der die radiale Begrenzung der Prägeform bildet, zwischen einem feststehenden Unterstempel 13 und einem beweglichen, mittels eines Antriebs-Hydrozylinders 14 vertikal verfahrbaren Oberstempel 16 einer prägenden Kaltverformung unterwerfbar sind, 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 Oberstempels 16 und des Münzringes 12 vorgegeben sind.

[0023] Die Presse 10 ist als vertikale Presse mit senkrecht verlaufender zentraler Längsachse 17 ausgebildet, entlang derer die auf den Rohling 11 zu und von diesem wieder weggerichteten Eil- und Arbeitsvorschubbewegungen sowie die Rückzugsbewegungen des Oberstempels 16 erfolgen.

[0024] In einer typischen Auslegung der Presse 10 ist diese auf eine auf die Rohlinge 11 ausübbare Prägekraft von maximal 4x10⁶ N ausgelegt.

[0025] 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 abgestützt 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 widerlagerseitigen Joch 21 zugfest miteinander verbindende Wangen 23,24 umfaßt und die beim Prägevorgang auftretenden Reaktionskräfte aufnimmt.

[0026] Das Pressengestell 18 umfaßt ein oberes, der Grundform nach zylindrisch-topfförmig gestaltetes Gestellteil, in das der Antriebs-Hydrozylinder 19 integriert ist, derart, daß dieses Gestellteil 26 das Gehäuse des Antriebszylinders 14 bildet sowie ein unteres, der Grundform nach zylindrisch-blockförmiges Gehäuseteil 27, von dessen Oberseite zwei im Querschnitt kreissegmentförmige Säulen 23',24' gleicher Höhe abfragen, welche untere Abschnitte der das antriebseitige Joch 19 und das widerlagerseitige Joch 21 miteinander verbindenen Wangen 23,24 bilden. Die beiden Säulen 23',24' bilden mit ihren inneren, aufeinander zuweisenden, parallel zueinander verlaufenden, ebenen Begrenzungsflächen 28,29 die seitlichen Begrenzungen des fensterförmigen Arbeitsbereichs 31 der Presse 10, innerhalb dessen gut zugänglich die den Oberstempel 16 tragende, obere Stempelaufnahme 32, der Münzring 12 und der diesen tragende, massive Stützring 33 sowie der Unterstempel 13 und die diesen tragende untere Stempelaufnahme 22 angeordnet sind. Das untere Gestellteil 27 ist einschließlich seiner Säulen 23',24' symmetrisch bezüglich der zwischen den beiden inneren, ebenen Begrenzungsflächen 28,29 verlaufenden, die zentrale Achse 17 enthaltenden vertikalen Längsmittelebene 34 des Pressengestells 18 ausgebildet.

[0027] Dasselbe gilt, abgesehen von einer zur Sicherung des Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 gegen ein Verdrehen in seinem Gehäuse vorgesehen, lediglich schematisch angedeuteten Geradführung 37, die ein mit einer Längsnut des Kolbens 36 in gleitfähig formschlüssigem Eingriff stehendes, gehäusefest angeordnetes Führungsstück umfaßt, auch für das das Gehäuse des Antriebszylinders 14 und das Joch 19 des Pressengestells 18 bildende obere Gestellteil 26.

[0028] Das obere Gestellteil 26, das denselben Außendurchmesser (D + 2d) wie das untere Gestellteil 27 hat, sitzt mit der ringförmigen, ebenen Endstirnfläche 38 seines ringzylindrischen Mantels 39 auf den ebenen, rechtwinklig zur zentralen Längsachse 17 des Pressengestells verlaufenden kreissegmentförmigen Endstirnflächen 41,42 der beiden aufragenden Säulen 23',24' des unteren Gestellteils 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 entfaltbaren Prägekraft entspricht, die von dem Pressengestell 18 bei möglichst geringer Verformung desselben auffangbar sein muß, und gleichmäßig über die vier Zuganker 43 verteilt ist. Bei dem zur Erläuterung gewählten Auslegungsbeispiel, bei dem die Presse 10 eine maximale Prägekraft von 4x10⁶ N entfaltet, ist somit jeder der Zuganker 43 mit 2x10⁶ N vorgespannt.

[0029] Die Zuganker 43 sind, wie der Darstellung der Fig. 1 entnehmbar, als langgestreckte Zugstäbe ausgebildet, die durch innerhalb des Querschnittsbereiches der Säulen 23',24' des unteren Gehäuseteils 27 verlaufende Durchgangsbohrungen 44 des unteren Gehäuseteils 27 hindurchtreten und über Gewinde-Endabschnitte 46 in Ankergewinden 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 vorgesehenen, an der Unterseite des unteren Gestellteils 27 herausragenden Gewindeabschnitten 49 der Zuganker 43 in kämmendem Eingriff stehen und sich an der unteren Begrenzungsfläche 51 des unteren Gestellteils 27 abstützen.

[0030] Die zentralen Achsen 52 der durchgehenden Bohrungen 44 des unteren Gestellteils 27 und der diesen entsprechendem Gewinde-Sackbohrungen 47 des oberen Gestellteils 26 liegen, wie der Fig. 3 entnehmbar, auf einem Bohrungskreis 53, dessen Radius r den Wert

hat, wobei mit D der lichte Abstand der Säulen 23',24' voneinander, mit d deren größte radiale Dicke und mit d' die Dicke des Mantels 39 des oberen, zylindrisch-topfförmigen Gestellteils 26 bezeichnet sind.

[0031] Die Anordnung der Durchgangsbohrungen 44 des unteren Gestellteils 27 ist symmetrisch bezüglich der rechtwinklig zu den ebenen Begrenzungsflächen 28,29 der Säulen 23',24' verlaufenden vertikalen Quermittelebene des unteren Gestellteils 27.

[0032] Der in praxi höchstmögliche wählbare azimutale Abstand α_d, den die zentralen Achsen 52 der Durchgangsbohrungen 44 von der vertikalen Quermittelebene 54 aus gemessen haben können, ist durch diejenige Anordnung der Bohrungen 44 bestimmt, in welcher der rechtwinklig zur jeweiligen ebenen Begrenzungsfläche 28 bzw. 29 der Säulen 23' bzw. 24' gemessene Abstand (a_s) der jeweils zentralen Bohrungsachse 52 von dieser ebenen Begrenzungsfläche 28 bzw. 29 gleich dem radialen Abstand (a_r) der jeweiligen zentralen Achse 52 von der äußeren, zylindrischen Mantelfläche 56 bzw. 57 der jeweiligen Säule 23' bzw. 24' ist. Hierbei ist natürlich vorausgesetzt, daß der Durchmesser der Zuganker 43 und der von diesen durchsetzten Bohrungen 44 etwa gleich dem Wert der genannten Abstände a_s und a_r 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 α_d der zentralen Bohrungsachsen 52 von der Quermittelebene 54 zwischen 20° und knapp 40° erreichen, was für eine gute Verteilung der im Pressengestell 18 wirksamen Vorspannkräfte ausreichend ist.

[0033] In den Jochbereich 21 des unteren Gestellteils 27 ist ein insgesamt mit 58 bezeichneter Auswerfer integriert, der seinerseits als doppeltwirkender linearer Hydrozylinder ausgebildet ist, dessen insgesamt mit 59 bezeichneter Kolben an der unteren Stempelaufnahme 22 angreift und soweit nach oben verfahrbar ist, daß die geprägte Münze oder Medaille außer Eingriff mit dem Münzring 12 gebracht werden kann.

[0034] Zur Erläuterung des Antriebskonzepts der Presse 10 und deren funktioneller Eigenschaften sei nunmehr wieder auf das Hydraulikschaltbild der Fig. 2 Bezug genommen, in der anhand der Fig. 1 und 3 hinsichtlich ihrer baulichen Gestaltung schon erläuterte Bau- und Funktionselemente mit denselben Bezugszeichen belegt sind wie in den Fig. 1 und 3, was auch den Verweis auf deren Beschreibung anhand dieser Fig. beinhalten soll.

[0035] Der Kolben 36 des als Leistungsantrieb vorgesehenen Hydrozylinders 14 hat zwei durch eine Kolbenstange 61 fest miteinander verbundene Kolbenflansche 62,63 der unterschiedlichen Durchmesser D₁ und D₂, die in Bohrungsstufen 64,66 entsprechend verschiedenen Durchmessers druckdicht verschiebbar geführt sind, wobei die Kolbenstange 61 durch eine die beiden Bohrungsstufen 64,66 miteinander verbindende zentrale Durchgangsbohrung 67 druckdicht verschiebbar hindurchtritt.

[0036] Innerhalb der gemäß der Darstellung der Fig. 1 und 2 von oben her in das zylindrisch-topfförmige Gestellteil 26 eingebrachten, dem Durchmesser nach kleineren Bohrungsstufe 64, die mittels eines Gehäusedeckels 68 druckdicht abgeschlossen ist, ist durch den dem Durchmesser D₁ nach kleineren Kolbenflansch 62 ein oberer Antriebsdruckraum 69 gegen einen unteren, von der Kolbenstange 61 axial durchsetzten, ringförmigen Antriebsdruckraum 71 druckdicht beweglich abgegrenzt, in den permanent der momentan anstehende Ausgangsdruck des insgesamt mit 72 bezeichneten Druckversorgungsaggregats eingekoppelt ist, das auf einen Betrieb mit verschiedenen Werten des maximalen Ausgangsdruckes ausgelegt ist.

[0037] Durch eine zentrale Bohrung 73 des Gehäusedeckels 68 ist, in dieser druckdicht verschiebbar, eine schlanke Kolbenstange 74 des Antriebskolbens 36 des Antriebszylinders 14 herausgeführt, deren freies Ende 76 als Zahnstange ausgebildet ist, durch deren im Betrieb der Presse 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 Rückmelde-Einrichtung eines zur Bewegungssteuerung des Oberstempels 16 der Presse 10 vorgesehenen Nachlauf-Regelventils 79 ist, das mit elektrisch steuerbarer Vorgabe des Sollwertes der Position des Antriebszylinderkolbens 36 bzw. des Oberstempels 16 und mechanischer Rückmeldung des Positions-Istwertes über den Zahnstangentrieb 76,77 arbeitet.

[0038] Über dieses Nachlaufregelventil 79, das nachfolgend anhand 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.

[0039] Der Betrag A₁ der Ringfläche 81, auf der der kleinere Kolbenflansch 62 einem in den oberen Antriebsdruckraum 69 eingekoppelten Druck ausgesetzt ist, um den Faktor 2 größer als der Betrag A₂ der Ringfläche 82 der kleineren 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 Druckversorgungsaggregats 72 ausgesetzt ist.

[0040] Durch den in der größeren Bohrungsstufe 66 des oberen Gestellteils 26 druckdicht verschiebbaren größeren Kolbenflansch 63 des Antriebszylinder-Kolbens 36 ist ein weiterer, von der die beiden Kolbenflansche 62 und 63 miteinander verbindenden Kolbenstange 61 axial durchsetzter, ringförmiger Antriebsdruckraum 83 axial beweglich begrenzt, in den ebenfalls über das Nachlauf-Regelventil 79 und ein diesem nachgeschaltetes Flächen-Zuschaltventil 84 Druck einkoppelbar ist, mit dem der größere Kolbenflansch 36 auf einer Ringfläche 86 beaufschlagbar ist, deren Betrag A3 wesentlich größer ist als der Betrag A1 der oberen Ringfläche 81 der kleineren Kolbenstufe 62, wobei in einer typischen Auslegung der Presse 10 das Verhältnis A1/A3 etwa den Wert 1/8 hat.

[0041] 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 Nachlaufraum 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 Antriebsdruckraum 83 verbindbar ist.

[0042] Der Nachlaufraum steht über eine Überlaufleitung 91 mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregats 72 in Verbindung und hat eine Aufnahmekapazität, die mindestens 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 - abwärts - gerichtete Eil-Vorschub- und Last-Vorschubbewegungen des Kolbens 36 des Antriebs-Hydrozylinders 14 steuerbar sind.

[0043] Die gehäusefeste axiale Begrenzung des drucklosen Ringraumes 87 ist, wie am besten aus der Fig. 1 ersichtlich, durch die obere Ringstirnfläche 93 einer in die Bohrungsstufe 66 des großen Durchmessers D₂ druckdicht und verschiebefest eingesetzten Gleithülse 94 gebildet, in der der Antriebskolben 36 mit einer die Gleithülse 94 axial durchsetzenden Kolbenstange 96 druckdicht verschiebbar geführt ist, wobei der Durchmesser dieser Kolbenstange 96, die auch in der obersten Endposition des Antriebskolbens 36 noch mit einem kurzen Endabschnitt 36' in den Arbeitsraum 31 der Presse 10 hineinragt, nur geringfügig kleiner ist als der seitliche Abstand D der aufragenden Säulen 23',24' des unteren Gestellteils 27, der wiederum etwas kleiner ist als der dem Außendurchmesser der Gleithülse 94 entsprechende Durchmesser D₂ der größeren Bohrungsstufe 66, so daß die Hülse mit kreisabschnittsförmigen Randbereichen ihrer unteren Ringstirnfläche 97 auf den ebenen Endstirnflächen 41,42 der Säulen 23',24' vertikal abgestützt ist.

[0044] Das Volumen der Hydraulikölmenge, die aus dem drucklosen Ringraum 87 verdrängt wird, der über eine Abströmleitung 98 direkt mit dem Nachlaufraum 88 verbunden ist, entspricht etwa 1/3 bis 1/2 des Volumens derjenigen Hydraulikölmenge, 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.

[0045] Bevor im weiteren auf die Steuerung von Preß- und Prägevorgängen mittels des Nachlaufregelventils 79, des Flächenzuschaltventils 84 und des Nachströmventils 89 sowie eines weiteren Nachlaufregelventils 99 eingegangen wird, das zur Steuerung des Auswerfers 58 vorgesehen ist, sei zunächst noch auf Einzelheiten der Gestaltung und Auslegung des Druckversorgungsaggregates 72 eingegangen, das eine Druckversorgung der Presse 10 auf zwei verschiedenen Ausgangsdruckniveaus von z.B. 70 bar und z.B. 280 bar vermittelt und dementsprechend einen Niederdruck-Versorgungsausgang 101 und einen Hochdruck-Versorgungsausgang 102 hat, an dem jedoch auch der niedere Ausgangsdruck von 60 bar bereitstellbar ist.

[0046] Das Druckversorgungsaggregat 72 umfaßt einen Niederdruckspeicher 103 und einen Hochdruckspeicher 104, die mittels je einer Hydraulikpumpe 106 bzw. 107 und über je ein als Rückschlagventil dargestelltes Speicher-Ladeventil 108 bzw. 109, das durch höheren Druck am Druckausgang der zugeordneten Pumpe 106 bzw. 107 als am Versorgungsanschluß 111 bzw. 112 des Niederdruckspeichers 103 bzw. des Hochdruckspeichers 104 in seine Offenstellung gelangt und sonst sperrend ist, aufladbar sind.

[0047] Das Druckniveau, auf das der jeweilige Druckspeicher 103 bzw. 104 aufladbar ist, ist durch je ein Druckbegrenzungsventil 113 bzw. 114 mit einstellbarem Druckgrenzwert bestimmt. Die beiden Hydraulikpumpen 106,107 haben einen gemeinsamen elektromotorischen Antrieb 116, der jeweils dann eingeschaltet wird, wenn das Ausgangsdruckniveau mindestens eines der beiden Druckspeicher 103,104 auf einen Wert abgefallen ist, der z.B. 5 % niedriger ist als der durch das jeweilige Druckbegrenzungsventil 113 bzw. 114 festgelegte Druck-Grenzwert und wieder ausgeschaltet wird, sobald dieser überschritten wird.

[0048] Die diesbezügliche Art der selbsttätigen Ansteuerung des Pumpenantriebs 116 ist durch zwei Druckschalter 117,118 mit einstellbarer Hysterese veranschaulicht.

[0049] Der Ausgang 110 des das Ausgangsdruckniveau des Hochdruckspeichers 104 bestimmenden Druckbegrenzungsventils 114 ist mit dem an den Druckausgang der Niederdruckpumpe 106 angeschlossenen Eingang 115 des das Ausgangsdruckniveau des Niederdruckspeichers 103 bestimmenden Druckbegrenzungsventils 113 verbunden, das daher mit dem Druckbegrenzungsventil 114 des Hochdruckspeichers 104 hydraulisch in Reihe geschaltet ist.

[0050] Durch diese hydraulische Serienschaltung der beiden Druckbegrenzungsventile 113,114 wird erreicht, daß im Zuge von Auflade-Phasen des Niederdruckspeichers 103, wahrend derer der Hochdruckspeicher 104 einer Aufladung nicht bedarf, die diesem zugeordnete Hydraulikpumpe 107 auch zur Aufladung des Niederdruckspeichers 103 mitwirkt.

[0051] Zwischen den Versorgungsanschluß 111 des Niederdruckspeichers 103 und den Niederdruckversorgungsausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 ist ein - erstes - Druckversorgungssteuerventil 119 geschaltet, das als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist, das eine federzentrierte - sperrende - Grundstellung 0 hat und bei Ansteuerung seines Steuermagneten 121 mit einem Ausgangssignal einer zur Betriebssteuerung der Presse 10 vorgesehenen elektronischen Steuereinheit 120 in eine Durchflußstellung I umschaltbar ist, in welcher der Versorgungsanschluß 111 des Niederdruckspeichers 103 unmittelbar mit dem Niederdruckversorgungsausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden ist und daher der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 an diesem Niederdruckversorgungsausgang 101 bereitgestellt ist.

[0052] Zu dem als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildeten ersten Druckversorgungssteuerventil 119 ist ein als druckkompensierte Drossel ausgebildeter Strommengenregler 122 parallelgeschaltet, über den auch dann, wenn sich das Druckversorgungs-Steuerventil 119 in seiner sperrenden Grundstellung 0 befindet, ein dem Betrage nach geringer Hydrauliköl-Strom zum einen zu dem Niederdruckausgang 101 des 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 Hochdruckausgang 102 in seine Offen-Stellung gesteuert und sonst sperrend ist.

[0053] Das Druckversorgungsaggregat 72 umfaßt weiter ein zweites als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildetes (Hoch-) Druckversorgungssteuerventil 124, das zwischen den Versorgungsanschluß 112 des Hochdruckspeichers 104 und den Hochdruckausgang 102 des DruckversorgungsaggregatS 72 geschaltet ist.

[0054] Die - federzentrierte - Grundstellung 0 dieses zweiten DruckversorgungssteuerventilS 124 ist seine Sperrstellung, die bei Erregung seines Steuermagneten 126 mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 120 eingenommene erregte Stellung I seine Durchfluß-Stellung, in welcher der Versorgungsanschluß 112 des Hochdruckspeichers 104 mit dem Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden, dieser jedoch - wegen der Sperrwirkung des Rückschlagventils 123 gegen das Niederdruck-Versorgungssteuerventil 119 und den Strommengenregler 122 abgesperrt ist.

[0055] Solange beide Druckversorgungssteuerventile 119 und 124 ihre sperrende Grundstellung 0 einnehmen, steht an beiden Druckausgängen 101 und 102 des Druckversorgungsaggregats 72 der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 an und kann wegen des durch den Strommengenregler 122 begrenzten Ölstroms für einen "langsamen", von Hand gesteuerten Notbetrieb der Presse genutzt werden. Im betriebsbereiten Zustand der Presse 10 und ihres Druckversorgungsaggregats 72 ist bei geöffnetem Niederdruck-Versorgungssteuerventil 121 und gesperrtem Hochdruck-Versorgungssteuerventil 124 an beiden Druckausgängen 101,102 des Druckversorgungsaggregats 72 der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 mit hoher hydraulischer Leistung nutzbar, da der Strommengenregler 122 durch das Versorgungssteuerventil 119 überbrückt ist.

[0056] Ist gleichzeitig auch das zweite Versorgungssteuerventil 124 des Druckversorgungsaggregats 72 in seine Durchflußstellung I umgeschaltet, so ist am Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 der Ausgangsdruck des Hochdruckspeichers 104 bereitgestellt, während am Niederdruckausgang 101 weiterhin der Ausgangsdruck des Niederdruckspeichers 103 ansteht.

[0057] Im Unterschied zu dem Antriebszylinder 14 der Presse 10, dessen Druckversorgung über den Hochdruckausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 erfolgt, so daß der Antriebszylinder 14 wahlweise auf dem niedrigen Ausgangsdruckniveau des Niederdruckspeichers 103 oder dem hohen Ausgangsdruckniveau des Hochdruckspeichers 104 versorgbar ist, ist der Auswerfer 58 ausschließlich über den Niederdruckausgang 101 des Druckversorgungsaggregates 72 druckversorgt.

[0058] Bei der insoweit geschilderten Auslegung des Druckversorgungsaggregats 72 und Gestaltung des Antriebszylinders 14 der Presse 10 kann diese in vier verschiedenen Werten F_max1 bis F_max4 der maximal erreichbaren Prägekraft entsprechenden Betriebsarten benutzt werden, nämlich:

1. Einstellung des Druckversorgungsaggregats 72 auf niedrigen Ausgangsdruckpegel am Druckversorgungsausgang 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 Antriebsdruckraum 69, während der durch die größere Kolbenstufe 63 begrenzte ringförmige Antriebsdruckraum 83 drucklos bleibt und in diesem Antriebsdruckraum 83 über das in seine Durchfluß-Stellung I umgeschaltete Nachströmventil 89 Hydrauliköl aus dem Nachlaufraum 88 nachströmen kann. Da der durch den kleineren Kolbenflansch 62 axial beweglich begrenzte Ringraum 71 permanent an den Druckversorgungsausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72 angeschlossen ist, an dem wahlweise der niedrige Ausgangsdruck p_N oder der hohe Ausgangsdruck p_H bereitgestellt wird, ist in dieser Betriebsart der Presse die von dieser maximal entfaltbare Prägekraft F_max1 durch die Beziehung

gegeben.

2. Die Betriebsart ist hinsichtlich der ausschließlichen Nutzung des kleineren Kolbenflansches 62 zur Antriebssteuerung der Presse 10 dieselbe wie unter 1. erläutert, jedoch wird das Druckversorgungsaggregat 72 auf dem höheren Ausgangsdruckniveau p_H am Druckversorgungsausgang 102 betrieben, so daß sich für den Maximalwert F_max2 der entfaltbaren Prägekraft die Beziehung

ergibt.

3. Das Druckversorgungsaggregat 72 ist auf den Betrieb mit niedrigem Ausgangsdruckniveau p_N am Druckversorgungsausgang 102 eingestellt, jedoch wird nunmehr die Entfaltung der Pressenkraft sowohl durch Druckeinkopplung in den oberen, durch den kleineren Kolbenflansch 62 beweglich begrenzten Antriebsdruckraum 69 als auch in den durch den größeren Kolbenflansch 63 des Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 beweglich begrenzten, von der seine beiden Kolbenflansche 62 und 63 miteinander verbindenden Kolbenstange 61 axial durchsetzten Antriebsdruckraum 83 gesteuert, wobei in dieser Betriebsart der Presse 10 der Maximalwert F_max3 der erreichbaren Prägekraft durch die Beziehung

gegeben ist.
In dieser Betriebsart ist in derjenigen Phase derselben, in der Druck in den großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 angekoppelt wird, das Flächenzuschaltventil 84 aus seiner sperrenden Grundstellung 0 in seine Durchflußstellung I umgeschaltet, in welcher der Steueranschluß 127 des Nachlaufregelventils 79 der permanent an den Versorgungsanschluß 128 des oberen, durch den kleineren Kolbenflansch 62 beweglich begrenzten Antriebsdruckraumes 69 des Antriebszylinders 14 angeschlossen ist, auch mit dem Versorgungsanschluß 130 des durch den größeren Kolbenflansch 63 axial beweglich begrenzten ringförmigen Antriebsdruckraumes 83 verbunden ist, während in dieser Druckaufbau-Betriebsphase das Nachströmventil 89 in seine sperrende Grundstellung 0 zurückgeschaltet ist und dadurch der Versorgungsanschluß 128 des größerflächig begrenzten Antriebsdruckraumes 83 gegen den Nachlaufraum 88 abgesperrt ist.

4. Steuerung der Prägekraft-Entfaltung wie unter 3. erläutert, jedoch unter Ausnutzung des hohen Ausgangsdruckniveaus p_H am Druckversorgungsausgang 102 des Druckversorgungsaggregats 72.

[0059] Der Maximalwert F_max4 ist in dieser Betriebsart der Presse 10 durch die Beziehung

   gegeben.

[0060] Zur Erläuterung einer speziellen und bevorzugten Auslegung der Presse 10 sei angenommen, daß das Druckversorgungsaggregat 72 auf dem niedrigen Ausgangsdruckniveau p_N von 70 bar und dem hohen Ausgangsdruckniveau p_H von 280 bar benutzbar ist. Für die wirksame Fläche A₁ des kleineren Kolbenflansches 62, durch die der obere Antriebsdruckraum 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 Kolbenflansches 63, mit der dieser den Antriebsdruckraum 83 beweglich begrenzt ein Wert von 1500 cm³ gewählt ist. Bei dieser - angenommenen - Auslegung der Presse 10 ergeben sich für deren in den verschiedenen Betriebsarten erreichbaren Maximalwerte F_max1 bis F_max4 der Pressenkräfte unter Vernachlässigung von Reibungskräften die Werte 70 kN, 280 kN, 1120 kN sowie 4480 kN, die in dem Verhältnis 1/4/4²/4³ stehen.

[0061] Eine derartige exponentielle Stufung der Maximalwerte F_max1 bis F_max4 läßt sich für den Fall, daß ein bestimmtes Verhältnis

der wirksamen Kolbenflanschflächen des Kolbens 36 des Antriebszylinders 14 vorgegeben ist, im allgemeinen Fall dadurch erreichen, daß für das Verhältnis

der nutzbaren Ausgangsdrücke des Druckversorgungsaggregates 72 der Wert

eingestellt wird, z.B. durch entsprechende Einstellung der Grenzwerte der Druckbegrenzungsventile 113 und 114 und, für den Fall, daß das Verhältnis

der nutzbaren Ausgangsdrücke des Druckversorgungsaggregates 72 vorgegeben ist, das Flächenverhältnis

der genannten "Antriebs"-Flächen 81 (A₁), 82 (A₂) und 86 (A₃) auf den Wert

ausgelegt wird.

[0062] Das zur Steuerung der Eil- und Last-Vorschubbewegungen des Antriebszylinderkolbens 36 bzw. des Oberstempels 16 der Presse 10 vorgesehene Nachlaufregelventil 79, das seinem Aufbau nach als bekannt vorausgesetzt werden kann, so daß eine ins Detail gehende bauliche Erläuterung dieses Ventils einschließlich der Art seiner elektrischen Ansteuerung mittels eines elektrischen Schrittmotors oder eines AC-Motors 129 zur Vorgabe von Positions-Sollwerten des Antriebszylinderkolbens 36 sowie der Positions-Istwert-Rückmeldung über den Zahnstangentrieb 76,77 und die Rückmeldespindel 78 nicht erforderlich ercheint, ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als 3/3-Wege-Proportionalventil ausgebildet, das durch Ansteuerung des Sollwertvorgabe-Motors 129 in alternativen Drehrichtungen in alternative Funktionsstellungen I und II steuerbar ist, die den alternativen Bewegungsrichtungen "abwärts" und "aufwärts" des Antriebszylinderkolbens 36 des Antriebszylinders 14 der Presse 10 zugeordnet sind.

[0063] In der dargestellten Grundstellung 0 des Nachlaufregelventils 79 sind dessen mit dem sowohl auf hohem wie auch auf niedrigem Ausgangsdruckniveau p_H und p_N permanent verbundener P-Versorgungsanschluß 131, der über eine Rücklaufleitung 132 mit dem Nachlaufraum 88 verbundene T-Versorgungsanschluß 133 und der permanent mit dem Versorgungsanschluß 128 des oberen Antriebsdruckraumes 69 des Antriebszylinders 14 permanent verbundene Steueranschluß 127 über eine Eingangsdrossel 134 und eine Ausgangsdrossel 136 jeweils hohen Strömungswiderstandes miteinander verbunden, so daß diese Grundstellung 0 des Nachlaufregelventils 79 gleichsam als Sperrstellung wirkt, in welcher der Steuerausgang 127 des Nachlaufregelventils 79 sowohl gegen dessen P-Versorgungsanschluß 131 als auch gegen dessen T-Versorgungsanschluß 133 abgesperrt ist, gleichwohl jedoch Regelvorgänge, die nur kleine Volumenströme erfordern, noch möglich sind.

[0064] Für das Nachlaufregelventil 79 ist - innerhalb bekannter Varianten - eine Auslegung und Gestaltung vorausgesetzt, zu deren Erläuterung nunmehr auch auf die halbschematische Darstellung der Fig. 4 Bezug genommen sei. Hierbei ist das Nachlauf-Regelventil als Schieberventil vorausgesetzt, dessen Ventilkörper durch das 3/3-Wegeventilsymbol präsentiert ist. Innerhalb des im wesentlichen durch den P-Versorgungsanschluß 131 den T-Versorgungsanschluß 133 und den Steueranschluß 127 des Ventils 79 repräsentierten Gehäuses desselben, das feststehend angeordnet ist und beim dargestellten Ausführungsbeispiel auf das antriebsseitige Joch 19 des Pressengestells 18 montiert ist, ist der Ventilkörper des Nachlaufregelventils 79 parallel zur gemeinsamen zentralen Längsachse 137 der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 einer durch diesen antreibbaren Hohlwelle 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 Durchflußstellungen I und II steuerbar ist.

[0065] Die Hohlwelle 139 hat an ihrem Schrittmotor-seitigen Ende eine innere Geradverzahnung 141, über die sie mit einer komplementären äußeren Geradverzahnung 142 der Abtriebswelle 138 in spielfrei kämmendem, jedoch axial gleitfähigem Eingriff steht, wodurch die Hohlwelle 139 rotatorisch antreibbar und relativ zu der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 axial hin- und herverschiebbar ist.

[0066] An ihrem der Abtriebswelle 138 des Schrittmotors 129 abgewandten Ende ist die Hohlwelle mit einem zu dem Gewinde der Gewindespindel 78 komplementären Innengewinde 143 versehen, über das sie in spielfrei kämmendem, als nicht selbsthemmend vorausgesetzten 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 Umdrehung 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.

[0067] Zur Übertragung der axialen Hin- und Herbewegungen der Hohlwelle 139 auf den Ventilkörper des Nachlaufregelventils 79 sind an dessen einander gegenüberliegenden Stirnseiten formschlüssig angreifende Betätigungselemente 147 und 148 vorgesehen, die mittels je eines Kugellagers 149 bzw. 151 mit der Hohlwelle 139 verschiebefest verbunden, gegenüber deren Rotationsbewegungen jedoch entkoppelt sind und durch ihren formschlüssigen Eingriff mit dem Ventilkörper des Nachlaufregelventils 79 gegen ein Verdrehen gesichert sind.

[0068] 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 Uhrzeigersinn, 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 Funktionsstellung I gelangt, in welcher der T-Anschluß 133 des Nachlaufregelventils 79 gegen den Nachlaufraum 88 abgesperrt ist und der Steueranschluß 127 des Nachlaufregelventils 79 über einen in dieser Funktionsstellung I freigegebenen Durchflußpfad 154 des Nachlaufregelventils 79, dessen Querschnitt mit zunehmender Auslenkung des Ventilkörpers in Richtung des Pfeils 144 der Fig. 4, zu dieser proportional zunimmt, mit dem Druckversorgungsanschluß 102 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden ist, an dem, je nach Ansteuerung der Druckversorgungssteuerventile 119 und 124 des Druckversorgungsaggregats 72 der niedrige oder der hohe Ausgangsdruck p_N oder p_H ansteht, der für den Betrieb der Presse 10 genutzt werden soll.

[0069] Durch die hieraus resultierende Druckbeaufschlagung mindestens des oberen Antriebsdruckraumes 69, der durch den kleineren Kolbenflansch 62 des Antriebszylinderkolbens 36 axial beweglich begrenzt ist, erfolgt eine Verschiebung des Antriebszylinderkolbens 36 in Richtung des Pfeils 156 der Fig. 1, die auf den zu prägenden Rohling 11 zu gerichtet ist und zu einer in Richtung des Pfeils 156' erfolgenden Verschiebung der mit dem Antriebszylinderkolben 36 fest verbundenen Zahnstange 76 führt, aus der, gesehen in Richtung des Pfeils 157 der Fig. 4 ein rotatorischer Antrieb des Zahnrades 77 des Zahnstangentriebes 76,77 resultiert, durch den die Gewindespindel 78 zu einer Rotation in Richtung des Pfeils 158 der Fig. 4 angetrieben wird, d.h. im Gegenuhrzeigersinn, wodurch die Hohlwelle 139 nunmehr eine in Richtung des Pfeils 159 der Fig. 4 gerichtete Verschiebung erfährt, durch die der Ventilkörper des Nachlaufregelventils 79 wieder im Sinne der Rückkehr in seine - "sperrende" - Grundstellung 0 bewegt wird, mit der der Stillstand des Antriebskolbens 36 des Antriebs-Hydorzylinders 14 verknüpft ist.

[0070] Die Geschwindigkeit, mit der sich der Antriebskolben 36 in Richtung des Pfeils 156' auf den Rohling 11 zubewegt, ist, solange über das Nachlaufregelventil 79 Hydrauliköl hinreichend rasch nachströmen kann, durch die Frequenz der Ansteuerimpulse bestimmt, mit denen der Schrittmotor 129 angesteuert wird, wobei mit jedem Impuls eine inkrementale Drehung des Rotors des Schrittmotors 129 um jeweils denselben Winkelbetrag erfolgt.

[0071] Durch die Anzahl der ab Beginn der Bewegung des Antriebszylinderkolbens 36 dem Schrittmotor 129 zugeführten Ansteuerimpulse ist somit ein Momentanwert der Sollposition des Antriebszylinderkolbens 36 vorgegeben, dem seine Ist-Position um einen Nachlaufweg nacheilt, der dem durch das Übersetzungsverhältnis des Zahnstangentriebes 76,77 dividierten Betrag der Auslenkung des Ventilkörpers des Nachlaufregelventils 79 aus seiner Grundstellung 0 entspricht.

[0072] Wird die Ausgabe von Positions-Sollwertimpulsen, mit denen der Schrittmotor 129 angesteuert wird, beendet, so bewirkt die den Zahnstangentrieb 76,77 und die Rückmeldespindel 78 umfassende - mechanische - Rückmeldeeinrichtung des Nachlaufregelventils 79, daß dieses in seine Grundstellung 0 zurückgestellt wird, wobei der Antriebskolben 36 mit exponentiell abnehmender Geschwindigkeit 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.

[0073] Läuft der Oberstempel 16 im Verlauf einer insoweit geschilderten 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 Antriebskolbens 36 einen erhöhten Widerstand entgegensetzt, 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.

[0074] Zur Überwachung des im Vorschubbetrieb des Hydrozylinders 14 in dessen oberem Antriebsdruckraum 69 herrschenden Druckes p_V ist ein Drucksensor 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 p_V ist und von der elektronischen Steuereinheit 120 als solches auswertbar ist.

[0075] Das Nachströmventil 89 ist als über ein elektrisch ansteuerbares Vorsteuerventil 162 hydraulisch in seine Schaltstellung I - seine Durchflußstellung - schaltbares 2/2-Wege-Ventil mit federzentrierter Sperrstellung 0 als Grundstellung ausgebildet, wobei die Vorspannung seiner Ventilfeder 163, durch die das Nachströmventil 69 in seine Grundstellung 0 gedrängt wird, klein gegen die Schaltkraft ist, die das Nachströmventil 89 in dessen Schaltstellung I - seine Durchflußstellung - drängt, wenn seine eine Steuerkammer 164 über das Vorsteuerventil 162 mit Steuerdruck beaufschlagt ist und gleichzeitig 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 Antriebszylinders 14 steht und durch eine dem Betrage nach größere Steuerfläche axial beweglich begrenzt ist als die über das Vorsteuerventil 162 hydraulisch ansteuerbare Steuerkammer 164, wobei das diesbezügliche Flächenverhältnis etwa 6/1 beträgt.

[0076] Das Vorsteuerventil 162 ist als 3/2-Wege-Magnetventil ausgebildet, in dessen federzentrierter Grundstellung 0 die kleinerflächig begrenzte, eine Steuerkammer 164 des Nachströmventils 89 mit dem T-Anschluß 133 des Nachlaufregelventils 79 oder direkt mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregats verbunden ist und der Niederdruckausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 gegen die genannte Steuerkammer 164 des Nachströmventils 89 abgesperrt ist. Durch Erregung seines Steuermagneten 167 mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 120 ist das Vorsteuerventil in eine Schaltstellung I umschaltbar, in welcher die kleinerflächig begrenzte Steuerkammer 164 des Nachströmventils 89 mit dem am Niederdruck-Ausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 anstehenden Ausgangsdruck beaufschlagt ist und diese Steuerkammer 164 gegen den T-Anschluß 133 des Nachlaufregelventils 79 bzw. den Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregats 72 abgesperrt ist.

[0077] Das Flächen-Zuschaltventil 84 ist als elektrisch ansteuerbares 2/2-Wege-Magnetventil mit federzentrierter - sperrender - Grundstellung 0 ausgebildet, das durch Erregung seines Steuermagneten 168 mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 120 in seine als Schaltstellung I vorgesehene Durchflußstellung steuerbar ist, in welcher der Steueranschluß 127 des Nachlaufregelventils auch mit dem großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 des Antriebs-Hydrozylinders 14 kommunizierend verbunden ist.

[0078] Zu dem Flächen-Zuschaltventil 84 ist ein Rückströmventil 169 parallelgeschaltet, das beim dargestellten, speziellen Ausführungsbeispiel als Rückschlagventil ausgebildet ist, das durch relativ höheren Druck in dem größerflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 des Antriebs-Hydrozylinders 14 als in seinem oberen, kleinerflächig begrenzten Antriebsdruckraum 69 in seine Offen-Stellung gesteuert und sonst sperrend ist. Über dieses Rückströmventil 169 kann in Aufwärtsbewegungsphasen des Antriebszylinderkolbens 36, durch die z.B. lediglich der auf die Münze 11 ausgeübte Druck verringert werden soll, Hydrauliköl aus dem großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 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 Flächen-Zuschaltventil 84 ebenfalls seine sperrende Grundstellung 0 einnimmt.

[0079] In einer typischen Auslegung des zur Antriebssteuerung des Antriebs-Hydrozylinders 14 vorgesehenen Nachlaufregelventils 129 ist dessen Schrittmotor durch eine Folge von 4000 Ansteuerimpulsen zur Ausführung einer vollständigen 360°-Umdrehung seiner Abtriebswelle 138 ansteuerbar, d.h. pro Ansteuerimpuls zur Ausführung einer inkrementalen Drehung von 0,09 Grad. Bei einem ebenfalls typischen Umfang des Zahnrades 77 des Zahnstangentriebes 76,77 der mechanischen Positions-IstwertRückmeldeeinrichtung 76,77,78,139 des Nachlaufregelventils 79 von 40 mm entspricht dies einer Genauigkeit der Positions-Sollwertvorgabe sowie auch deren Rückmeldung und damit auch der Einstellbarkeit des Hubes des Antriebskolbens 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 erwünschten Prägung erforderlich ist, auf 1 % genau kontrollierbar ist, wenn

(a) bekannt ist, bei welchem Betrag der von der Presse 10 entfaltbaren Prägekraft die zu prägende Münze oder Medaille als geprägt anzusehen ist und

(b) diese Prägekraft mit hinreichender Genauigkeit einstellbar ist.

[0080] Die Bedingung (a) ist auf einfache Weise durch Versuch oder Rechnung ermittelbar. Die Bedingung (b) ist - ebenfalls auf einfache Weise - durch die Auslegung des Nachlaufregelventils 79 erfüllbar.

[0081] Die Presse 10 ist daher innerhalb eines weiten Dimensionsbereiches zu prägender Münzen oder Medaillen auf optimale Werte ihres Hubes und/oder der Prägekraft einstellbar und mit hoher Genauigkeit steuerbar.

[0082] Das Prägen einer Münze oder einer Medaille ist mit der Presse 10 manuell oder automatisch gesteuert z.B. wie folgt durchführbar:

[0083] Davon ausgehend, daß der Rohling 11 in seiner für die prägende Bearbeitung geeigneten Position innerhalb des Münzringes 12 und auf dem Unterstempel 13 aufliegend angeordnet ist und der Antriebszylinderkolben 36 und mit diesem der Oberstempel 16 sich in seiner oberen Endstellung befindet, in der der lichte Abstand zwischen dem Rohling 11 und dem Unterstempel z.B. 6 cm beträgt, wird für die einleitende Phase eines Prägezyklus zunächst die unter 1. erläuterte Betriebsart gewählt, in der an beiden Druckversorgungsausgängen 101 und 102 des Druckversorgungsaggregates 72 dessen niedriger Ausgangsdruck p_N bereitgestellt ist. Das Vorsteuerventil 162 wird, angesteuert durch ein Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 120 in seine Funktionsstellung I umgeschaltet, wodurch das Abströmventil 89 in seine Durchflußstellung I geschaltet wird, in welcher der Nachlaufraum 88 mit dem großflächig begrenzten Antriebsdruckraum 83 des Antriebszylinders 14 verbunden ist, so daß aus diesem, sobald der Antriebskolben 36 eine auf den Rohling 11 zugerichtete Verschiebung erfährt, Hydrauliköl in den Nachlaufraum 88 abströmen kann. Die Presse ist jetzt auf einen mittels des Nachlaufregelventils 79 steuerbaren Betrieb in der unter Ziff. 1 erläuterten Betriebsart vorbereitet. Das Nachlauf-Regelsystem ist aktiviert, wobei jedoch, so lange der Schrittmotor 129 nicht mit Positions-Sollwert-Vorgabeimpulsen angesteuert ist, der Antriebskolben 14 in seiner oberen Endstellung stehen bleibt, die eine geregelte Position ist, in welcher der im oberen, durch den kleineren Kolbenflansch 62 begrenzten Antriebsdruckraum 69 des Antriebszylinders 14 herrschende Druck, Eigengewicht des Antriebszylinderkolbens 36 und Reibungsverluste nicht gerechnet, aufgrund des Flächenverhältnisses A₁/A₂ dem halben Wert des in dem durch den kleineren Kolbenflansch 62 beweglich begrenzten Ringraum 71 herrschenden Druckes - des am Druckversorgungsausgang 102 des Druckversorgungsaggregates 72 bereitgestellten Ausgangsdruckes -, entspricht.

[0084] Wird nunmehr der Schrittmotor 129 mit "Vorwärts"-Steuerimpulsen angesteuert, wodurch das Nachlaufregelventil in seine Funktionsstellung I gelangt, wird der Druck im oberen Antriebsdruckraum 69 um einen Betrag Δp_N - geringfügig - erhöht, wodurch die auf den Rohling 11 zu gerichtete Vorschubbewegung des Antriebskolbens 36 einsetzt. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Antriebskolben 36 abwärts bewegt, ist durch die Frequenz bestimmbar, 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, zweckmäßigerweise so hoch gewählt, daß der am Druckversorgungsausgang 102 des Druckversorgungsaggregates 72 bereitstellbare Volumenstrom weitestgehend ausgenutzt wird, um eine möglichst hohe Kolbengeschwindigkeit in dieser Phase des Eil-Vorschubes zu erreichen.

[0085] In diesem Eil-Vorschub-Betrieb der Presse 10 wird mindestens ein überwiegender Teil der Distanz durchlaufen, die der Oberstempel 16 in der Ausgangsstellung von dem zu bearbeitenden Rohling 11 hatte.

[0086] Soll ein möglichst sanftes 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 kurzzeitig unterbrochen und danach mit niedriger Frequenz fortgesetzt, so daß der Oberstempel 16 entsprechend langsam auf den Rohling 11 auftrifft.

[0087] Sobald dies der Fall ist, tritt in dem oberen Antriebsdruckraum 69 des Antriebszylinders 14 ein Druckanstieg ein, wobei der mittels des Drucksensors 161 erfaßbare Absolutbetrag dieses Druckes ein direktes Maß für die auf den Rohling 11 wirkende Präge-Kraft ist.

[0088] Das Ausgangssignal des Drucksensors 161 kann daher zur Beendigung der Ausgabe von Ansteuerimpulsen für den Schrittmotor 129 ausgenutzt werden, wenn ein vorgeschriebener Wert des Prägedruckes bzw. der Prägekraft erreicht ist, der für den herzustellenden Münzentyp zuvor als optimal ermittelt worden war.

[0089] Mit Hilfe des Drucksensors 161 ist ein besonders rascher Ablauf eines Prägevorgangs in der Weise steuerbar, daß der Eilvorschub-Betrieb des Antriebszylinders bis zum Auftreffen des Oberstempels 16 auf den Rohling 11 und auch darüber hinaus noch fortgesetzt wird, bis das Ausgangssignal des Drucksensors 161 einen einstellbar-vorgebbaren Schwellenwert überschreitet und dadurch die Reduzierung der Frequenz ausgelöst wird, mit der Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 abgegeben werden und hiernach, wenn der für das Prägen des jeweiligen Münzentyps günstigste Wert der Prägekraft erreicht ist, die Ausgabe von "Vorwärts"-Ansteuerimpulsen für den Schrittmotor 129 beendet wird.

[0090] Durch diese - druckgesteuerte - Reduzierung der Ausgabefrequenz 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 selbsttätig gesteuerten Prägevorgänge erzielten Münzen oder Medaillen gleich bleibt.

[0091] 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 gesteuerten Prägung erfolgt die Abzählung der Ansteuerimpulse, deren Summe beim erläuterten Ausführungsbeispiel in Schrittweiten von 1/100 mm, abgesehen von dem jeweiligen Nachlaufweg des Antriebszylinderkolbens 36, ein Maß für dessen Momentanposition ist, von dem Moment an, zu dem der Antriebszylinderkolben, nachdem seine Abwärtsbewegung eingesetzt hat, eine obere Referenzposition passiert, die z.B. mittels eines elektronischen Positionsgebers 171 oder -schalters erfaßbar ist, mittels dessen z.B. die Position des oberen, freien Endes der Zahnstange 76 des zur Positions-Istwert-Rückmeldung auf das Nachlaufregelventil 79 vorgesehenen Zahnstangentriebes 76,77 genau erfaßbar ist.

[0092] Die von der elektronischen Steuereinheit 120 anhand der ausgegebenen Ansteuerimpulse erfaßte Position des Antriebskolbens 36 bzw. des Oberstempels 16 der Presse 10 ist dann immer auf diese mittels des elektronischen Positionsgebers 171 erfaßte Referenzposition bezogen.

[0093] Zur Erläuterung für die Presse 10 spezifischer funkioneller Eigenschaften, die sich aus der insoweit erläuterten Art der Bewegungssteuerung des Antriebskolbens 36 nach dem Nachlauf-Regelprinzip in Kombination mit einer fortlaufenden Messung des Druckes im oberen Antriebsdruckraum 69 des Antriebs-Hydrozylinders 14 ergehen, mit dem, falls dieser auch mit Druckbeaufschlagung seines größerflächig begrenzten Antriebsdruckraumes 83 betrieben wird, der in diesem herrschende Druck identisch ist und mittels desselben Drucksensors 161 erfaßbar ist, sei nunmehr auf das schematisch stark vereinfachte Diagramm 175 der Fig. 5a Bezug genommen, in dem die zeitliche Entwicklung des als Ordinate aufgetragenen, mittels des Drucksensors 161 erfaßbaren, im oberen Antriebsdruckraum 69 und/oder in dem größerflächig begrenzten Antriebsdruckraum 89 des Antriebshydrozylinders 14 herrschenden Druckes dargestellt 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 angenommen, daß ab diesem Zeitpunkt t₁, den die elektronische Steuereinheit 120 aus seiner differenzierenden Verarbeitung des Ausgangssignals des Drucksensors 161 daran erkennt, daß eine plötzliche Drucksteigerung eintritt, die Ausgabefrequenz der Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 soweit erniedrigt wird, daß die Zeitspanne t, die verstreicht, bis im Zeitpunkt t₂ der nächste Ansteuerimpuls abgegeben wird, durch den der Schrittmotor 129 in "Vorwärtsrichtung" angesteuert wird, hinreichend langdauernd bemessen ist, das nach Ablauf der Zeitspanne t das Nachlauf-Regelventil 79, nachdem es im Zeitpunkt t₁ mit einem durch die Positions-Sollwert-Vorgabe bestimmten Öffnungshub in seine Funktionsstellung I gesteuert worden war, seine sperrende Grundstellung im Zeitpunkt t₂ wieder erreicht oder nahezu erreicht hat, was die elektronische Steuereinheit daran erkennt, daß der in die Antriebskammer(n) 69 und/oder 83 eingesteuerte Antriebsdruck sich nicht mehr ändert, was gleichbedeutend damit ist, daß das Nachlaufregelventil 79 seine Grundstellung 0 wieder erreicht hat und auch gleichbedeutend damit, daß die Prägung mit einer Tiefe eingesetzt hat, die der mit einem Ansteuerimpuls verknüpften Schrittweite des Vorschubweges des Antriebszylinderkolbens 36 entspricht.

[0094] Die mit dem ersten "Präge"impuls verknüpfte Druckerhöhung p₁ ist relativ niedrig, da das in dem durch den Unterstempel 13, den Prägering 12 und den Oberstempel 16 begrenzten Raum eingeschlossene Material des Rohlings noch relativ viel Raum hat, in den es ausweichen kann, der jedoch mit jedem Vorschub-Schritt des Oberstempels 16 abnimmt. Demgemäß sind die mit jedem der weiteren Prägeschritte, die in den Zeitpunkten t₂, t₃, usw. ausgelöst werden, verknüpften Druckänderungen p₂, p₃, usw. dem Betrage nach zunehmend größer, bis schließlich die einer gleichmäßigen räumlichen Verfüllung des durch die Prägewerkzeuge begrenzten Raumes durch das Material des Rohlings entsprechende Konfiguration der herzustellenden Münze oder Medaille erreicht ist und damit eine weitere Formänderung derselben praktisch nicht mehr möglich ist.

[0095] Davon ausgehend, daß diese Situation durch den letzten, vor dem Zeitpunkt t_n an den Schrittmotor 129 abgegebenen "Vorwärts"-Steuerimpuls erreicht worden sei, ergeben sich für die Druckerhöhungen Δp_n und Δp_n+1, die als Folge zu den Zeitpunkten t_n und t_n+1 ausgelöster weiterer Vorwärts-Ansteuerimpulse für den Schrittmotor 129 auftreten, dieselben oder annähernd dieselben Werte, die etwa derjenigen Druckerhöhung entsprechen, die auf den letzten Ansteuerimpuls folgte, der noch zu einer prägenden Verformung des Rohlings 11 geführt hatte.

[0096] Die Konstanz der auf schrittweise Ansteuerungen des Schrittmotors 129 folgenden Druckänderungen Δp_n und Δp_n+1, usw. ergibt sich daraus, daß, nachdem die Münze geprägt ist, der Antriebszylinder 14 nur noch eine elastische Aufweitung des Pressengestells 18 bewirken kann, die zu einer zu dieser Aufweitung proportionalen Reaktionskraft und damit zu konstanten Werten des Druckanstieges pro Vorschubschritt führt.

[0097] Aus einer Überwachung der Druckanstiege Δp_i (i = 1,2, ...,n, n+1) ist es daher möglich, den Prägezustand des zu bearbeitenden Rohlings zu erkennen und auch festzustellen, welcher Druck erforderlich ist, um eine Münze oder Medaille vorgegebener Größe und Profiltiefe mit der Presse 10 prägen zu können.

[0098] Der anhand der Fig. 5a geschilderte Prägevorgang kann in der Weise selbsttätig gesteuert werden, daß ein Ansteuerimpuls für den Schrittmotor jeweils - erst - dann ausgelöst wird, nachdem ein durch einen vorausgegangenen Ansteuerimpuls ausgelöster Vorschub-Bewegungsschritt des Antriebskolbens 36 zum Stillstand gekommen ist.

[0099] Dieser Stillstand kann durch zeitliche Differentiation des Ausgangssignals des Drucksensors 161 festgestellt werden oder durch eine zeitliche Differentiation des Ausgangssignals des Positionsgebers 171, falls dieser für eine kontinuierliche Erfassung der Position des Antriebszylinderkolbens 36 ausgelegt ist, oder auch durch das Ausgangssignal eines - nicht dargestellten - Positionssensors, mit dem Auslenkungen des Ventilkörpers des Nachlaufregelventils 79 aus seiner Grundstellung erfaßbar sind.

[0100] Der Prägevorgang einer Medaille mit hoher Oberflächenqualität, die eine Prägekraft des Betrages F_max erfordert, die z.B. durch einen Prägeprozeß ermittelt worden ist, wie anhand der Fig. 5a dem Grundgedanken nach erläutert, kann mit der Presse 10 auch wie durch das Diagramm 176 der Fig. 5b veranschaulicht, in der Weise gesteuert werden, daß der Prägeprozeß über mehrere Prägezyklen verteilt wird, in denen der Rohling unterschiedlichen Maximalwerten der Prägekraft ausgesetzt wird.

[0101] Bei dem durch das Diagramm 176 der Fig. 5b, in der als Ordinate die Prägekraft und als Ordinate die Zeit aufgetragen ist, veranschaulichten Prägeprozeß wird in einem ersten Zyklus die Prägekraft bis auf etwa 50 % des Maximalwertes F_max gesteigert und hiernach für eine Zeitspanne t₁ konstant gehalten. Danach wird die Prägekraft auf einen niedrigen Wert von z.B. 10 bis 15 % der maximalen Prägekraft zurückgenommen und für eine Entlastungszeitspanne der Dauer t₂ auf dem niedrigen Wert gehalten. Hierauf wird die Prägekraft entsprechend den zweiten ansteigenden Ast 172 des F/t-Diagramms 176 wieder gesteigert, bis ein gegenüber dem ersten konstant gehaltenen Wert der Prägekraft höherer Wert derselben von beispielsweise 80 % der maximalen Prägekraft F_max erreicht ist. Die Prägekraft wird wiederum für eine Prägezeitspanne t₃ konstant gehalten und anschließend auf einen Wert abgesenkt, der niedriger ist als der im ersten Prägezyklus erreichte Wert der Prägekraft, jedoch höher als derjenige Wert, bis auf den die Prägekraft im ersten Prägezyklus abgesenkt worden war. Beim dargestellten Durchführungsbeispiel wird die Prägekraft bis auf etwa 40 % der maximalen Prägekraft F_max abgesenkt und wiederum für eine Entlastungszeitspanne der Dauer t₄ auf dem niedrigen Wert konstant gehalten. Nach Ablauf dieser Entlastungszeitspanne wird die Prägekraft bis auf deren Maximalwert F_max erhöht und für die Dauer der Prägezeitspanne t₅ konstant gehalten, wie durch den dritten ansteigenden Ast 173 des F/t-Diagramms 176 und den zur Abszisse parallelen Abschnitt 177 der F/t-Verlaufskurve, auf dem Niveau der maximalen Prägekraft F_max verlaufend, repräsentiert. Nach Ablauf der dritten Prägezeitspanne t₅ wird die Prägekraft wieder abgesenkt und für eine dritte Entlastungszeitspanne t₆ 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 vierten ansteigenden Ast 174 des Diagramms 176 repräsentiert, wieder auf deren Maximalwert F_max angehoben und für eine Prägezeitspanne der Dauer t₇ gehalten wird.

[0102] Zur Beendigung des Prägeprozesses, der nach diesem vierten Prägezyklus, gegebenenfalls auch nach weiteren Prägezyklen der geschilderten Art erfolgen kann, wird die mittels des Antriebszylinders 14 auf die nunmehr fertig geprägte Medaille ausgeübte Kraft gemäß dem letzten abfallenden Ast 178 des F/t-Diagramms 176 auf einen Minimalwert F_min erniedrigt, der 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 Arbeitsbereich 31 der Presse 10 zu bringen, wo erst die Medaille zu ihrer mittels eines nicht dargestellten Greifers erfolgenden Entnahme aus der Presse freigegeben wird.

[0103] Der als doppeltwirkender Differentialzylinder ausgebildete Auswerfer 58, dessen Auswurfhübe und Rückzugshübe mittels des Nachlaufregelventils 99 steuerbar sind, muß in der Lage sein, eine Auswerf- bzw. Ausschubkraft von mindestens 10 kN zu entfalten, die für den Fall erforderlich ist, daß nach dem Abschluß eines Prägeprozesses der Oberstempel 16 schon von der geprägten Münze oder Medaille abgehoben ist und diese lediglich noch aus dem Prägering 12 ausgeschoben werden muß, um mittels des Greifers der Presse 10 entnommen werden zu können.

[0104] Zweckmäßigerweise ist der Auswerfer 58 jedoch auf einen deutlich höheren Betrag der maximalen Ausschubkraft ausgelegt, der gleich demjenigen ist, der im Prägebetrieb der Presse entfaltbar ist, wenn diese in ihrer unter 1. erläuterten Betriebsart arbeitet, d.h. bei dem zur Erläuterung gewählten Auslegungsbeispiel eine Ausschubkraft von 70 kN entfalten kann, die erforderlichenfalls ausreicht, um den Antriebskolben 36 des Antriebszylinders 14 der Presse, während die geprägte Münze oder Medaille noch zwischen dem Unterstempel 13 und dem Oberstempel 16 angeordnet ist, gegen eine durch Druckbeaufschlagung des oberen Antriebsdruckraumes 69 des Antriebszylinders 14 mit relativ niedriger Druck erzeugte, abwärts gerichtete Kraft, zurückzuschieben.

[0105] Demgemäß ist der Antriebskolben 59 des Auswerfers 58 als Stufenkolben ausgebildet, der eine dem Durchmesser nach größere Kolbenstufe 181 und eine dem Durchmesser nach kleinere Kolbenstufe 182 umfaßt, mit denen der Antriebskolben 59 in Bohrungsstufen 183 und 184 entsprechend verschiedenen Durchmessers D₁ 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 sind, druckdicht verschiebbar geführt ist, wobei der Durchmesser D₃ der dem Durchmesser nach kleineren Kolbenstufe 182 bzw. der diese aufnehmenden Bohrung 184 dem Durchmesser der zentralen Durchgangsbohrung 67 entspricht, durch die die Kolbenstange 61 hindurchtritt, die den dem Durchmesser nach kleineren Kolbenflansch 62 des Antriebskolbens 36 des Antriebs-Hydrozylinders 14 mit dessen größerem Kolbenflansch 63 verbindet.

[0106] Der von der kleineren Kolbenstufe 182 axial durchsetzte axial beweglich durch die größere Kolbenstufe 181 begrenzte und gegenüber dem unterhalb dieser angeordneten, größeren Antriebsdruckraum 187 abgegrenzte, ringförmige Antriebsdruckraum 188 ist über eine Versorgungsleitung 189 permanent an den Niederdruckversorgungsausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 angeschlossen.

[0107] Der über das Nachlaufregelventil 99 mit Druck beaufschlagbare oder entlastbare größerflächig begrenzte Antriebsdruckraum 187, der gehäusefest durch einen Gehäusedeckel 191 abgeschlossen ist, ist mittels des Nachlaufregelventils 99 mit Antriebsdruck beauf schlagbar oder zum Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregats 72 hin druckentlastbar, wobei das Nachlaufregelventil 99 hinsichtlich seiner Ausbildung als 3/3-Wegeventil, seiner Ansteuerung mittels eines Schrittmotors 192 zur Ansteuerung des Positions-Sollwertes des Kolbens 59 des Auswerfers und der Ausbildung seiner Positions-Istwert-Rückmeldeeinrichtung mit einem eine Rückmeldespindel 193 antreibenden Zahnrad 194, mit dem eine Zahnstange 196 in Eingriff steht, die als Endabschnitt einer mit dem Kolben 59 des Auswerfers 58 fest verbundenen Kolbenstange 197 ausgebildet ist, welche druckdicht verschiebbar durch den Gehäusedeckel 191 hindurchtritt, mit dem zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugshübe des Antriebskolbens 36 des Antriebszylinders 14 vorgesehenen Nachlaufregelventil 79 völlig analog ist und insoweit auf die anhand der Fig. 4 gegebene Beschreibung dieses Nachlaufregelventils 79 verwiesen werden kann.

[0108] Der Druck-(p)Versorgungsanschluß 198 des Nachlaufregelventils 99 des Auswerfers 58 ist ebenfalls über die Versorgungsleitung 189 mit dem Niederdruckausgang 101 des Druckversorgungsaggregats 72 permanent verbunden. Der Entlastungs-(T)Anschluß 199 des Nachlaufregelventils 99 des Auswerfers 58 ist über eine Rücklaufleitung direkt mit dem Vorratsbehälter 92 des Druckversorgungsaggregats 72 verbunden. Auch bei dem für den Auswerfer 58 vorgesehenen Nachlaufregelventil 99 ist in dessen - im Ergebnis sperrender - Grundstellung 0 der Steuerausgang 201 des Nachlaufregelventils 99 mit dessen p-Versorgungsanschluß 198 über eine Eingangsdrossel 202 und mit dem T-Entlastungsanschluß 199 über eine Ausgangsdrossel 203 verbunden.

[0109] Zur Überwachung des in den unteren - größer flächig begrenzten - Antriebsdruckraum 187 des Auswerfers 58 eingekoppelten Druckes ist ein elektromechanischer oder elektronischer Drucksensor 204 vorgesehen, dessen elektrisches Ausgangssignal ein eindeutiges Maß für den in dem unteren Antriebsdruckraum 187 des Auswerfers 58 herrschenden Druck ist und als Informations-Eingabe der elektronischen Steuereinheit 120 zugeleitet ist.

[0110] Durch die Bewegungssteuerung des Auswerfers 58 mittels des Nachlaufregelventils 99 ist es möglich, die fertig geprägte Münze oder Medaille während des Ausrückens aus dem Prägering 12 zwischen dem Oberstempel 16 der Presse und deren Unterstempel 13 gleichsam eingespannt zu halten und diese in eine definierte Position zu bringen, in der sie mittels des Greifers erfaßt und sicher fixiert 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 deren Entnahme aus dem Arbeitsraum 31 der Presse führt.

Ansprüche

1. Presse für eine Kalt-Verformung von Metall-Werkstücken, die durch eine prägende, tiefziehende, fließpressende, kalibrierende, einsenkende oder feinschneidende Bearbeitung in eine eng tolerierte Form bringbar sein sollen, insbesondere Münz- oder Medaillen-Präge-Presse mit

a) einem doppelt wirkenden linearen Hydrozylinder (14) als Leistungs-Antrieb, der bei einem maximalen Betriebsdruck um 300 bar auf die Entfaltung von zur Verformung des Werkstückes nutzbaren Kräften zwischen 10⁶ N und 10⁸ N, je nach Dimensionierung der Querschnitte seines Kolbens (36) und Gehäuses (26), ausgelegt ist,

b) einem die im Betrieb der Presse auftretenden Reaktionskräfte aufnehmenden, als in sich geschlossener Rahmen ausgebildeten Pressengestell (18), das ein antriebsseitiges Joch (19), an dessen rahmeninnerer Seite der Antriebszylinder axial abgestützt ist und ein wiederlagerseitiges Joch (21), an dessen rahmeninnerer Seite das zur Bearbeitung vorgesehene Werkstück (11) axial abstützbar ist und diese beiden Joche zugfest miteinander verbindende Wangen umfaßt, die bezüglich der zentralen Längsachse der Presse einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind und mit

c) einer durch programmgesteuert oder manuell auslösbare Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinheit (120) betätigbaren Steuerventilanordnung für die Bewegungssteuerung des Antriebszylinderkolbens (36), gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) das Gehäuse (26) des Antriebszylinders (14) bildet 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);

e) der Kolben (36) des Antriebszylinders (14) hat eine einen Antriebsdruckraum (71) beweglich begrenzende Kolbenfläche (82) des Betrages A₂, die im Betrieb der Presse (10) permanent dem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats (72) ausgesetzt ist, wodurch auf den Kolben (36) eine diesen vom Werkstück (11) weg drängende Kraft

resultiert, des weiteren eine dem Betrage nach größere Kolbenfläche (81) des Betrages A₁, durch deren Druckbeaufschlagung und -entlastung auf das Werkstück (11) zu gerichtete Eilund Last-Vorschubbewegungen sowie Rückzugsbewegungen des Kolbens (36) steuerbar sind, und eine weitere, größerflächige Antriebsfläche (86) des Betrages A₃, durch deren zusätzliche Druckbeaufschlagung Last-Vorschubbewegungen des Kolbens (36) des Antriebszylinders (14) steuerbar 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 Impulsansteuerung eines Schrittmotors, steuerbarer inkrementaler Vorgabe der Positions-Sollwerte des Antriebs-Zylinderkolbens (36) und mechanischer Rückmeldung (76,77) des Positions-Ist-Wertes des Antriebszylinderkolbens (36) arbeitet, wobei über dieses Nachlaufregelventil (79) die Druckbeaufschlagung und - entlastung beider für den Vorschubbetrieb nutzbarer Kolbenflächen (81 und 86) erfolgt;

g) es ist ein elektromechanischer oder elektronischer Drucksensor (161) vorgesehen, der ein für den am Steuerausgang (127) des Nachlauf-Regelventils (79) herrschenden Druck charakteristisches Ausgangssignal abgibt, das als Druck-Ist-Wert-Signal der die Positions-Sollwert-Vorgabe steuernden elektronischen Steuereinheit (120) zugeleitet ist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das, das Gehäuse des Antriebszylinders (14) als Joch (19), die seitlichen Wangen (23,24) und das widerlagerseitige Joch (21) umfassende Pressengestell (18) einstückig ausgeführt ist.

3. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressengestell (18) zweiteilig ausgebildet ist, mit zwei der Grundform nach topfförmigen Gehäuseteilen (26,27), die durch mindestens zwei und vorzugsweise vier durch Bohrungen der Wangenabschnitte (23',24') hindurchtretende, vorgespannte Zuganker (43) zusammengehalten sind, deren Vorspannung insgesamt zwischen dem 1,6-fachen und dem 2,5-fachen, vorzugsweise dem doppelten der maximalen Kraft F_max entspricht, die mittels des Antriebszylinders (14) der Presse (10) entfaltbar ist.

4. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene (41) der beiden Gehäuseteil (26,27) zwischen dem kreisringförmigen Rand des Mantelbereichs (39) des das Gehäuse des Antriebszylinders (14) bildenden - oberen - Gehäuseteils (26) der Presse und den Stirnflächen vom unteren Gestellteil (27) aufragender Wangenabschnitte (23',24') derselben verläuft.

5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (36) des Antriebszylinders (14) zwei durch eine Kolbenstange (61) lösbar fest miteinander verbundene in koaxialen Bohrungsstufen (64,66) unterschiedlichen Durchmessers (D₁ bzw. D₂) druckdicht verschiebbar geführte Kolbenflansche (62,63) entsprechend verschiedenen Durchmessers hat, wobei die Kolbenstange (61) gegen eine die beiden Bohrungsstufen (64,66) miteinander verbindende Gehäusebohrung (67) abgedichtet ist, wobei weiter innerhalb der dem Durchmesser (D₁) nach kleineren Bohrungsstufe (64) durch den gegen diese abgedichteten Kolbenflansch (62) ein oberer Antriebsdruckraum (69), innerhalb dessen der kleinere Kolbenflansch auf im wesentlichen seiner gesamten Stirnfläche (81) des Betrages (A₁) mit Druck beaufschlagbar ist, gegen einen von der Kolbenstange (61) axial durchsetzten ringzylindrischen Antriebsdruckraum (71) abgegrenzt ist, innerhalb dessen der Kolbenflansch (62) auf der Ringfläche (82) des Betrages (A₂) mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei durch den dem Durchmesser (D₂) nach größeren Kolbenflansch (63) des Antriebskolbens (36) ein weiterer von der Kolbenstange (61) axial durchsetzter ringzylindrischer Antriebsdruckraum (83) axial beweglich begrenzt ist, innerhalb dessen der Antriebskolben (36) auf seiner größten Antriebsfläche (86), die den Betrag (A₃) hat, mit Druck beaufschlagbar ist.

6. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (A₁/A₂) der größeren Fläche (81) zu der kleineren Fläche (82) des kleineren Kolbenflansches (62) des Antriebszylinderkolbens (36) einen Wert zwischen 4 und 1,4, vorzugsweise einen Wert um 2 hat.

7. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (A₁/A₃) der Beträge der größeren Fläche (81) des kleineren Kolbenflansches (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 Ausgangsdruckniveaus (p_N und p_H) betreibbar ist.

9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (p_H/p_N) des höheren Ausgangsdrucknivaus (p_H) zu dem niedrigen Ausgangsdruckniveau (p_N) mindestens annähernd und vorzugsweise dem Wert

entspricht.

10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis p_H/p_N 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 einer Pumpe (106 bzw. 107), die vorzugsweise einen gemeinsamen elektromotorischen Antrieb (116) haben, auf ihre durch Druckbegrenzungsventile (113,114) definiert einstellbare Ausgangsdruckniveaus (p_N und p_H) aufladbar sind und mittels zweier durch Ausgangssignale der elektronischen Steuereinheit (120) ansteuerbare Druckversorgungssteuerventile (118 bzw. 124) alternativ an mindestens einen Druckversorgungsausgang (102) anschließbar sind.

12. Presse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (110) des das Ausgangsdruckniveau des Hochdruckspeichers (104) bestimmenden Druckbegrenzungsventils (114) mit dem Druckausgang der Niederdruckpumpe (106) bzw. der Eingangsseite des Speicherladeventils (108) des Niederdruckspeichers (103) verbunden ist.

13. Presse nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckversorgungsaggregat (72) einen Druckversorgungsanschluß (101) hat, an dem lediglich der niedrigere Versorgungsdruck (p_N) des Druckversorgungsaggregats (72) bereitstellbar ist.

14. Presse nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Druckversorgungsanschluß (102), an dem sowohl der hohe Ausgangsdruck (p_H) als auch der niedrige Ausgangsdruck (p_N) des Druckversorgungsaggregats (72) über je ein Druckversorgungssteuerventil (124 bzw. 119) bereitstellbar ist, und den Druckversorgungsanschluß (101), an dem lediglich der niedrigere Ausgangsdruck (p_N) des Druckversorgungsaggregats (72) über das Versorgungssteuerventil (119), das an den Niederdruckspeicher (103) angeschlossen ist, bereitstellbar ist, ein Rückschlagventil (123) geschaltet ist, das durch relativ höheren Druck am Hochdruckausgang (102) als am Niederdruck-Ausgang (101) des Druckversorgungsaggregats (72) in seinen sperrenden Zustand und durch relativ höheren Druck am Niederdruck-Versorgungsanschluß (101) als am Hochdruck-Versorgungsanschluß (102) in seine Offenstellung gesteuert ist.

15. Presse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Druckversorgungssteuerventil (119), über das der Niederdruckspeicher (103) an die beiden Druckausgänge (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 ansteuerbares, vorzugsweise als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildetes Flächen-Umschaltventil (84) vorgesehen ist, das eine sperrende Grundstellung (0) hat und durch Ansteuerung mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit (120) in seine Durchflußstellung (I) umschaltbar ist, in welcher der Steueranschluß (127) des Nachlaufregelventils (79) mit dem Versorgungsanschluß (130) des großflächig begrenzten Antriebsdruckraums (83) des Antriebshydozylinders (14) - zusätzlich - verbunden ist.

17. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des durch den größeren Kolbenflansch (63) des Antriebszylinders (14) begrenzen Antriebsdruckraumes (83) ein drucklos gehaltener Hydrauliköl-Nachlaufraum (88) angeordnet ist, der eine mindestens der Summe der Hubvolumina des größeren und des kleineren Kolbenflansches (62,63) des Antriebszylinderkolbens (36) entsprechende Hydraulikölmenge enthält und über ein steuerbares Nachströmventil (89), das eine sperrende Grundstellung (0) und als Schaltstellung I eine Durchflußstellung hat, mit dem durch den größeren Kolbenflansch (63) begrenzten Antriebsdruckraum (83) des Antriebszylinders (14) verbindbar ist, und daß dieser Hydrauliköl-Nachlaufraum über eine Überlaufleitung (91) mit dem Vorratsbehälter (92) des Druckversorgungsaggregats (72) verbunden ist.

18. Presse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachströmventil (89) ein elektrisch vorsteuerbares, druckgesteuertes, vorzugsweise als 2/2-Wegeventil mit federzentrierter - sperrender - Grundstellung (0) und offener Schaltstellung (I) ausgebildetes Umschaltventil ist, das durch Einkopplung des niedrigen Ausgangsdruckes (p_N) in eine erste Steuerkammer (164), die über ein elektrisch ansteuerbares Vorsteuerventil (162) erfolgt, in seine Offenstellung (I) steuerbar ist.

19. Presse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachströmventil (89) eine zweite Steuerkammer (166) hat, aus deren Druckbeaufschlagung eine das Nachströmventil (89) in dessen Grundstellung (0) drängende Kraft resultiert, und daß in diese zweite Steuerkammer (166) permanent der im großflächig begrenzten Antriebsdruckraum (83) des Antriebshydrozylinders (14) herrschende Druck eingekoppelt ist.

20. Presse nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Steuerkammer (164) des Nachströmventils (89) axial beweglich begrenzende Steuerfläche (f₁), aus deren ventilgesteuerter Niederdruckbeaufschlagung die das Nachströmventil (89) in dessen Durchflußstellung (I) drängende Steuerkraft resultiert, 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 Antriebszylinders (14) herrschenden Druck die das Nachströmventil (89) in dessen sperrende Grundstellung (0) zurückdrängende Gegenkraft resultiert, wobei das Verhältnis (f₁/f₂) dieser Steuerflächen (f₁,f₂) einen Wert zwischen 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 eine zu dem Nachlaufraum (88) führende Rücklaufleitung angeschlossen ist, und daß zu dem Flächenumschaltventil (84) ein Rückschlagventil (169) als Rückströmventil hydraulisch parallel geschaltet ist, das durch relativ höheren Druck im großflächig begrenzten Antriebsdruckraum (83) des Antriebs-Hydrozylinders (14) als am Steueranschluß (127) des Nachlaufregelventils (79) in seine Offenstellung gesteuert und sonst sperrend ist.

22. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des großflächig begrenzten Antriebsdruckraumes (83) des Antriebshydrozylinders (14) ein relativ kleinvolumiger, 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 Antriebsdruckraumes (83) angeordneten Nachlaufraum (88) in ständig kommunizierender 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 Bohrungsstufe (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 eines weiteren Nachlaufregelventils (99) steuerbar ist.

25. Presse nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferzylinder (58) einen oberen ringförmigen Antriebsdruckraum (188) hat, in den im Betrieb permanent der niedrige Ausgangsdruck (p_N) oder der hohe Ausgangsdruck (p_H) des Druckversorgungsaggregats (72) eingekoppelt ist und einen größerflächig begrenzten, unteren Antriebsdruckraum (187), in dem der Druck mittels des Nachlaufregelventils (99) steuerbar ist, dessen P-Versorgungsanschluß (198) ebenfalls an denjenigen Druckausgang (101 oder 102) des Druckversorgungsaggregats (72) angeschlossen ist, an den auch der ringförmige Antriebsdruckraum (188) des Auswerferzylinders (58) angeschlossen ist.

26. Presse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die größere Kolbenstufe (181) des Auswerferzylinders (58) gebildeten Antriebsflächen, durch die die beiden Antriebsdruckräume (188,187) axial beweglich begrenzt sind, dieselbe Dimensionierung haben wie die durch den kleineren Kolbenflansch (62) des Antriebszylinderkolbens (36) gebildeten Antriebsflächen (81 bzw. 82).

27. Presse nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferzylinder (58) auf eine Auswerfkraft bis 30% der vom Antriebszylinder (14) entfaltbaren Pressenkraft ausgelegt ist.

28. Presse nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des im größeren Antriebsdruckraum (187) des Auswerferzylinders (58) herrschenden Druckes ein elektromechanischer oder elektronischer Drucksensor (204) vorgesehen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit (120) als Druck-Istwert-Informationssignal zugeleitet ist.

Claims

1. Press for the cold working of metal workpieces intended to be given a shape with close tolerances by embossing, deep-drawing, extruding, calibrating, hobbing or precision-blanking machining operations, in particular a coin or medal embossing press, with

a) a double-acting linear hydraulic cylinder (14) as the actuator which, having a maximum operating pressure of approximately 300 bar, is designed to develop forces between 10⁶ N and 10⁸ N, depending on the dimensioning of the cross sections of its piston (36) and housing (26), which can be used for working the workpiece,

b) a press frame (18) which takes up the reaction forces occurring during operation of the press, is formed as a self-contained frame and comprises a yoke (19), on the drive side, at whose side within the frame the drive cylinder is axially supported, a yoke (21), on the abutment side, at whose side within the frame the workpiece (11) provided for machining can be axially supported, and cheeks which connect these two yokes together in a tension-resistant manner and are located diametrically opposite one another with respect to the central longitudinal axis of the press, and with

c) a control valve arrangement which can be actuated by output signals, which can be triggered under program control or manually, from an electronic control unit (120) for controlling the movement of the drive cylinder piston (36), characterised by the following features:

d) the housing (26) of the drive cylinder (14) forms both the yoke (19) of the press frame (18) on the drive side and, with partial regions of its jacket, portions of the cheeks (23, 24) of the press frame, wherein the clear lateral spacing D of the cheeks is only slightly greater than the diameter of the piston rod (96), which bears the upper tool (16) of the press (10), of the drive cylinder (14);

e) the piston (36) of the drive cylinder (14) has a piston area (82) of a magnitude A₂ which delimits a drive pressure chamber (71) in a mobile manner and which is permanently exposed to the output pressure of the pressure supply unit (72) during operation of the press (10), resulting in a force

on the piston (36) which urges the latter away from the workpiece (11), as well as a piston area (81) which is of a greater magnitude A₁ and through whose exposure to and relief from pressure rapid and load feed movements directed towards the workpiece (11) and return movements of the piston (36) can be controlled, and a further, larger drive area (86) of a magnitude A₃, through whose additional exposure to pressure load feed movements of the piston (36) of the drive cylinder (14) can be controlled;

f) an follow-up control valve (79) is provided to control the feed and return strokes of the piston (36) of the drive cylinder (14), which valve operates with an electrically, e.g. by pulse triggering of a stepping motor, controllable incremental presetting of the desired position values of the drive cylinder piston (36) and mechanical feedback (76, 77) of the actual position value of the drive cylinder piston (36), wherein the two piston areas (81 and 86) usable for the feed operation are exposed to and relieved of pressure via this overtravel control valve (79);

g) an electromechanical or electronic pressure sensor (161) is provided which delivers an output signal which is characteristic of the pressure prevailing at the control output (127) of the follow-up control valve (79) and which is supplied as an actual pressure value signal to the electronic control unit (120) controlling the desired position value presetting.

2. Press according to claim 1, characterised in that the press frame (18) comprising the housing of the drive cylinder (14) as a yoke (19), the lateral cheeks (23, 24) and the yoke (21) on the abutment side is made in one piece.

3. Press according to claim 1, characterised in that the press frame (18) is formed in two parts, with two parts (26, 27) whose basic shape is that of a pot and which are held together by at least two, preferably four, pretensioned tie rods (43) which pass through bores in the cheek portions (23', 24') and the total pretensioning of which is between 1.6 and 2.5 times, preferably twice, the maximum force F_max which can be developed by means of the drive cylinder (14) of the press (10).

4. Press according to claim 3, characterised in that the separating plane (41) of the two housing parts (26, 27) extends between the circular edge of the jacket region (39) of the - upper - housing part (26), which forms the housing of the drive cylinder (14), of the press and the end faces of cheek sections (23', 24') thereof projecting up from the lower frame part (27).

5. Press according to one of claims 1 to 4, characterised in that the piston (36) of the drive cylinder (14) has two piston flanges (62, 63) which are firmly connected together in a releasable manner by a piston rod (61), can be displaced in a pressure-tight manner in coaxial bore stages (64, 66) of different diameters (D₁ and D₂, respectively) and are of correspondingly different diameters, wherein the piston rod (61) is sealed off from a housing bore (67) connecting together the two bore stages (64, 66), wherein, furthermore, an upper drive pressure chamber (69), inside which the smaller piston flange can be exposed to pressure substantially over its entire end face (81) of the magnitude (A₁), is delimited inside the bore stage (64) with the smaller diameter (D₁) by the piston flange (62), sealed off from the latter, from an annular cylindrical drive pressure chamber (71) which is axially traversed by the piston rod (61) and inside which the piston flange (62) can be exposed to pressure over the annular area (82) of the magnitude (A₂), and wherein a further annular cylindrical drive pressure chamber (83) is delimited in an axially mobile manner by the piston flange (63), which has the greater diameter (D₂), of the drive piston (36), which chamber is axially traversed by the piston rod (61) and inside which the drive piston (36) can be exposed to pressure over its largest drive area (86) of the magnitude (A₃).

6. Press according to one of claims 1 to 5, characterised in that the ratio (A₁/A₂) of the larger area (81) to the smaller area (82) of the smaller piston flange (62) of the drive cylinder piston (36) has a value between 4 and 1.4, preferably a value of approximately 2.

7. Press according to one of claims 1 to 6, characterised in that the ratio (A₁/A₃) of the magnitudes of the larger area (81) of the smaller piston flange (62) to the drive area (86) of the larger piston flange (63) of the drive piston (36) has a value between 1/6 and 1/12, preferably a value of approximately 1/8.

8. Press according to one of claims 1 to 7, characterised in that the pressure supply unit (72) of the press (10) can be operated at two different output pressure levels (p_N and p_H).

9. Press according to claim 8, characterised in that the ratio (p_H/p_N) of the higher output pressure level (p_H) to the lower output pressure level (p_N) corresponds at least approximately and preferably to the value

.

10. Press according to claim 9, characterised in that the ratio p_H/p_N has a value of approximately 4.

11. Press according to one of claims 8 to 10, characterised in that the pressure supply unit (72) comprises a low-pressure reservoir (103) and a high-pressure reservoir (104) which can be charged by means of a respective pump (106 and 107), which preferably have a common electric motor drive (116), to their output pressure levels (p_N and p_H), which can be set to defined values by pressure relief valves (113, 114), and can be connected alternately by means of two pressure supply control valves (118 and 124), which can be triggered by output signals from the electronic control unit (120), to at least one pressure supply outlet (102).

12. Press according to claim 11, characterised in that the outlet (110) of the pressure relief valve (114) determining the output pressure level of the high-pressure reservoir (104) is connected to the pressure outlet of the low-pressure pump (106) and to the inlet side of the reservoir charging valve (108) of the low-pressure reservoir (103).

13. Press according to one of claims 8 to 12, characterised in that the pressure supply unit (72) has a pressure supply connection (101) at which only the lower supply pressure (p_N) of the pressure supply unit (72) can be provided.

14. Press according to one of claims 11 to 13, characterised in that a check valve (123) is connected between the pressure supply connection (102), at which both the high output pressure (p_H) and the low output pressure (p_N) of the pressure supply unit (72) can be provided via a respective pressure supply control valve (124 and 119), and the pressure supply connection (101), at which only the lower output pressure (p_N) of the pressure supply unit (72) can be provided via the supply control valve (119), which is connected to the low-pressure reservoir (103), which valve (123) is controlled by a pressure at the high-pressure outlet (102) which is relatively higher than that at the low-pressure outlet (101) of the pressure supply unit (72) so as to move into its blocking state and by a pressure at the low-pressure supply connection (101) which is relatively higher than that at the high-pressure supply connection (102) so as to move into its open position.

15. Press according to one of claims 11 to 14, characterised in that a flow volume regulator (122) is connected in parallel with the pressure supply control valve (119), via which the low-pressure reservoir (103) can be connected to the two pressure outlets (101 and 102) of the pressure supply unit (72).

16. Press according to one of claims 1 to 15, characterised in that an area reversing valve (84) designed so as to be triggered electrically, preferably as a 2/2-way solenoid valve, is provided, which valve has a blocking normal position (0) and can be changed over by triggering with an output signal from the electronic control unit (120) to its through-flow position (I), in which the control connection (127) of the follow-up control valve (79) is - additionally - connected to the supply connection (130) of the drive pressure chamber (83), of a large delimited area, of the hydraulic drive cylinder (14).

17. Press according to one of claims 1 to 16, characterised in that a hydraulic oil overtravel chamber (88), which is kept at zero pressure, is located above the drive pressure chamber (83) delimited by the larger piston flange (63) of the drive cylinder (14), which chamber contains a quantity of hydraulic oil which corresponds at least to the sum of the swept volumes of the larger and the smaller piston flange (62, 63) of the drive cylinder piston (36) and can be connected via a controllable afterflow valve (89), which has a blocking normal position (0) and, as switched position I, a through-flow position, to the drive pressure chamber (83), which is delimited by the larger piston flange (63), of the drive cylinder (14), and that this hydraulic oil overtravel chamber is connected via an overflow line (91) to the storage container (92) of the pressure supply unit (72).

18. Press according to claim 17, characterised in that the afterflow valve (89) is an electrically precontrollable, pressure-controlled reversing valve which is preferably formed as a 2/2-way valve with a spring-centred - blocking - normal position (0) and an open switched position (I) and which can be controlled so as to move into its open position (I) by coupling the low output pressure (p_N) into a first control chamber (164), which is effected via a pilot valve (162) which can be electrically triggered.

19. Press according to claim 18, characterised in that the afterflow valve (89) has a second control chamber (166) whose exposure to pressure results in a force which urges the afterflow valve (89) into its normal position (0), and that the pressure prevailing in the drive pressure chamber (83), of a large delimited area, of the hydraulic drive cylinder (14) is permanently coupled into this second control chamber (166)

20. Press according to claim 19, characterised in that the control area (f₁), which delimits the first control chamber (164) of the afterflow valve (89) in an axially mobile manner and whose valve-controlled exposure to low pressure results in the control force which urges the afterflow valve (89) into its through-flow position (I), is clearly smaller than the control area (f₂), which delimits the second control chamber (166) in an axially mobile manner and whose exposure to the pressure prevailing in the large drive pressure chamber (83) of the drive cylinder (14) results in the counterforce which urges the afterflow valve (89) back into its blocking normal position (0), wherein the ratio (f₁/f₂) of these control areas (f₁, f₂) has a value between 1/3 and 1/9, preferably a value of approximately 1/6.

21. Press according to one of claims 16 to 20, characterised in that the (T-)return connection (133) of the follow-up control valve (79) is connected to a return line leading to the overtravel chamber (88), and that a check valve (169) acting as a return flow valve is hydraulically connected in parallel with the area reversing valve (84) and is controlled by a pressure in the drive pressure chamber (83), of a large deliminated are, of the hydraulic drive cylinder (14) which is relatively higher than that at the control connection (127) of the follow-up control valve (79) so as to move into its open position, otherwise being in a blocking position.

22. Press according to one of claims 1 to 21, characterised in that a relatively small-volume annular chamber (87) is located below the drive pressure chamber (83), of a large delimited area, of the hydraulic drive cylinder (14), which chamber (87) is axially traversed by the piston rod (96), which bears the upper tool, of the drive cylinder piston (36), is filled with hydraulic oil while being kept at zero pressure and is in constant communication with the overtravel chamber (88) located above the drive pressure chamber (83) of a large delimited area.

23. Press according to claim 22, characterised in that the annular chamber (87) at zero pressure is formed so as to be axially integral with the housing by the upper end face of a sliding sleeve (94) inserted from below into the bore stage (66) of the large diameter (D₂).

24. Press according to one of claims 1 to 23, characterised in that an ejector (58), provided for ejecting the part (11) obtained by cold working by means of the press (10), comprises as the drive a double-acting hydraulic cylinder which is formed as a differential cylinder and which can be controlled by means of a further follow-up control valve (99).

25. Press according to claim 24, characterised in that the ejector cylinder (58) has an upper annular drive pressure chamber (188), into which the low output pressure (p_N) or the high output pressure (p_H) of the pressure supply unit (72) is permanently coupled during operation, and a lower drive pressure chamber (187), of a larger delimited area, in which the pressure can be controlled by means of the overtravel control valve (99), the P-supply connection (198) of which is likewise connected to the pressure outlet (101 or 102) of the pressure supply unit (72) to which the annular drive pressure chamber (188) of the ejector cylinder (58) is also connected.

26. Press according to claim 24 or 25, characterised in that the drive areas which are formed by the larger piston stage (181) of the ejector cylinder (58) and by which the two drive pressure chambers (188, 187) are delimited in an axially mobile manner have the same dimensions as the drive areas (81 and 82) formed by the smaller piston flange (62) of the drive cylinder piston (36).

27. Press according to claim 24 or 25, characterised in that the ejector cylinder (58) is designed for an ejection force of up to 30% of the press force which can be developed by the drive cylinder (14).

28. Press according to one of claims 24 to 27, characterised in that an electromechanical or electronic pressure sensor (204) is provided to monitor the pressure prevailing in the larger drive pressure chamber (187) of the ejector cylinder (58), the electrical output signal of which sensor is supplied to the electronic control unit (120) as an actual pressure value information signal.

Revendications

1. Presse destinée au formage à froid de pièces métalliques devant pouvoir être amenées à une forme à tolérances serrées grâce à un usinage par matriçage, emboutissage profond, fluage, calibrage, fonçage ou découpage de précision, notamment presse à frapper des monnaies ou des médailles, comprenant :

a) un vérin hydraulique linéaire (14) à double action qui remplit la fonction d'un entraînement de puissance conçu pour développer, en présence d'une pression maximale de service de 300 bars,des forces comprises entre 10⁶ N et 10⁸ N, utilisables pour le formage de la pièce, en fonction du dimensionnement des sections transversales de son piston (36) et de son carter (26),

b) un bâti (18) qui absorbe les forces de réaction apparaissant lors du fonctionnement de la presse, est réalisé comme un cadre par lui-même fermé et présente une culasse (19) située du côté de l'entraînement et offrant un appui axial au vérin d'entraînement, par son côté d'encadrement intérieur ; une culasse (21) située du côté de la contre-butée et pouvant offrir un appui axial, par son côté d'encadrement intérieur, à la pièce (11) destinée à l'usinage ; et des joues occupant des positions mutuelles diamétralement opposées par rapport à l'axe médian longitudinal de la presse, et reliant ces deux culasses l'une à l'autre avec résistance à la traction, et

c) un dispositif à valves de commande, qui est affecté à la commande des mouvements du piston (36) du vérin d'entraînement et peut être actionné par des signaux de sortie d'une unité de commande électronique (120), déclenchables manuellement ou par commande programmée, caractérisée par les particularités suivantes :

d) le carter (26) du vérin d'entraînement (14) forme, à la fois, la culasse (19) du bâti (18) de la presse qui est située du côté de l'entraînement et, par des régions partielles de son enveloppe, des segments des joues (23, 24) dudit bâti de la presse, l'espacement latéral intérieur D desdites joues n'excédant que légèrement le diamètre de la tige (96) du piston du vérin d'entraînement (14), portant l'outil supérieur (16) de la presse (10) ;

e) le piston (36) du vérin d'entraînement (14) comporte une surface (82) de dimension A₂ qui délimite, avec mobilité, une chambre (71) de pression d'entraînement et qui, lors du fonctionnement de la presse (10), est exposée en permanence à la pression de sortie du groupe (72) d'alimentation en pression, de sorte que le piston (36) est soumis à l'action d'une force

qui le repousse à l'écart de la pièce (11) ; en outre, une surface (81) de dimension supérieure A₁, dont la sollicitation par pression et dont la détente de pression peuvent commander des mouvements d'avance en régime accéléré et en charge du piston, dirigés vers la pièce (11), ainsi que des mouvements de retrait dudit piston (36) ; et une surface supplémentaire d'entraînement (86) de dimension A₃ et d'une plus grande superficie, dont la sollicitation additionnelle par pression peut commander des mouvements d'avance en charge du piston (36) du vérin d'entraînement (14) ;

f) pour commander les courses d'avance et de retrait du piston (36) du vérin d'entraînement (14), il est prévu une valve (79) de régulation par poursuite qui fonctionne par prédétermination incrémentielle des valeurs de consigne des positions du piston (36) du vérin d'entraînement, pouvant être commandée électriquement, par exemple par activation d'un moteur pas à pas au moyen d'impulsions ; et par rétrosignalisation mécanique (76, 77) de la valeur réelle de la position dudit piston (36) du vérin d'entraînement, cette valve (79) de régulation par poursuite assurant la sollicitation par pression et la détente de pression des deux surfaces (81 et 86) du piston, pouvant être utilisées pour le fonctionnement en mode avance ;

g) il est prévu un capteur de pression (161) électromécanique ou électronique délivrant un signal de sortie qui est caractéristique de la pression régnant à la sortie de commande (127) de la valve (79) de régulation par poursuite et est appliqué, en tant que signal de valeur réelle de la pression, à l'unité de commande électronique (120) commandant la prédétermination des valeurs de consigne des positions.

2. Presse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le bâti (18) de ladite presse, englobant le carter du vérin d'entraînement (14) se présentant comme une culasse (19), les joues latérales (23, 24) et la culasse (21) située du côté de la contre-butée, est réalisé d'un seul tenant.

3. Presse selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le bâti (18) de ladite presse est réalisé en deux parties, avec deux parties (26, 27) de carter présentant une configuration de base en forme de cuvette, et dont la cohésion est assurée par au moins deux et, de préférence, par quatre tirants (43) qui sont soumis à une précharge, traversent des trous des segments (23', 24') des joues, et dont la précharge correspond globalement à entre 1,6 fois et 2,5 fois, préférentiellement au double de la force maximale F_max pouvant être développée au moyen du vérin d'entraînement (14) de la presse (10).

4. Presse selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le plan de séparation (41) des deux parties (26, 27) de carter s'étend entre le bord, en forme d'anneau circulaire, de la région périphérique (39) de la partie - supérieure - (26) du carter de la presse, qui forme le carter du vérin d'entraînement (14), et les faces extrêmes de segments (23', 24') des joues de ladite presse, qui se dressent depuis la partie inférieure (27) du bâti.

5. Presse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le piston (36) du vérin d'entraînement (14) comporte deux collerettes (62, 63) qui sont reliées rigidement l'une à l'autre de manière libérable, par une tige (61) dudit piston, sont guidées à coulissement, avec étanchéité à la pression, dans des échelonnements coaxiaux d'alésage (64, 66) de diamètres différents (D₁, respectivement D₂), et présentent des diamètres conséquemment différents, presse dans laquelle la tige (61) du piston est rendue étanche vis-à-vis d'un alésage (67) du carter qui relie l'un à l'autre les deux échelonnements d'alésage (64, 66) ; dans laquelle en outre, à l'intérieur de l'échelonnement d'alésage (64) présentant le diamètre inférieur (D₁), la collerette (62) du piston, dont l'étanchéité est assurée vis-à-vis dudit échelonnement, délimite une chambre supérieure (69) de pression d'entraînement à l'intérieur de laquelle la collerette plus petite du piston peut être sollicitée par une pression, pour l'essentiel sur l'intégralité de sa face extrême (81) de dimension (A₁), par rapport à une chambre (71) de pression d'entraînement revêtant la forme d'un anneau cylindrique, parcourue axialement par la tige (61) du piston, et à l'intérieur de laquelle la collerette (62) dudit piston peut être sollicitée par une pression sur la face annulaire (82) de dimension (A₂) ; et dans laquelle la collerette (63) du piston d'entraînement (36) qui est pourvue du diamètre supérieur (D₂) délimite, avec mobilité axiale, une autre chambre (83) de pression d'entraînement revêtant la forme d'un anneau cylindrique, parcourue axialement par la tige (61) du piston, et à l'intérieur de laquelle ledit piston d'entraînement (36) peut être sollicité par une pression sur sa surface maximale d'entraînement (86) de dimension (A₃).

6. Presse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le rapport (A₁/A₂), entre la surface plus grande (81) et la surface plus petite (82) de la collerette (62) plus petite du piston (36) du vérin d'entraînement, présente une valeur comprise entre 4 et 1,4, de préférence une valeur de 2.

7. Presse selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que le rapport (A₁/A₃), entre les dimensions de la surface plus grande (81) de la collerette (62) plus petite, et de la surface d'entraînement (86) de la collerette (63) plus grande du piston d'entraînement (36), présente une valeur comprise entre 1/6 et 1/12, de préférence une valeur de 1/8.

8. Presse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le groupe (72) d'alimentation en pression de ladite presse (10) peut être actionné à deux niveaux différents de pression de sortie (p_N et p_H).

9. Presse selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le rapport (p_H/p_N), entre le niveau supérieur (P_H) de pression de sortie et le niveau inférieur (p_N) de pression de sortie, correspond au moins approximativement et préférentiellement à la valeur

.

10. Presse selon la revendication 9, caractérisée par le fait que le rapport p_H/p_N présente une valeur de 4.

11. Presse selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que le groupe (72) d'alimentation en pression comprend un accumulateur de basse pression (103) et un accumulateur de haute pression (104) qui, au moyen d'une pompe considérée (106, respectivement 107) comportant de préférence un entraînement commun (116) par moteur électrique, peuvent être chargés à leurs niveaux de pression de sortie (p_N et p_H) pouvant être réglés, de manière définie, par l'intermédiaire de limiteurs de pression (113, 114); et qui peuvent être alternativement raccordés à au moins une sortie (102) d'alimentation en pression, au moyen de deux valves (118, respectivement 124) de commande de l'alimentation en pression, pouvant être activées par des signaux de sortie de l'unité de commande électronique (120).

12. Presse selon la revendication 11, caractérisée par le fait que la sortie (110) du limiteur de pression (114), déterminant le niveau de pression de sortie de l'accumulateur de haute pression (104), est reliée à la sortie de pression (121) de la pompe (106) de basse pression ou, respectivement, au côté entrée de la valve (108) de charge de l'accumulateur de basse pression (103).

13. Presse selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée par le fait que le groupe (72) d'alimentation en pression possède un raccord (101) d'alimentation en pression, sur lequel peut être uniquement élaborée la plus faible pression d'alimentation (p_N) dudit groupe (72) d'alimentation en pression.

14. Presse selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisée par le fait qu'un clapet antiretour (123) est interposé entre le raccord (102) d'alimentation en pression sur lequel tant la forte pression de sortie (p_H), que la faible pression de sortie (p_N) du groupe (72) d'alimentation en pression, peuvent être élaborées par l'intermédiaire d'une valve considérée (124, respectivement 119) de commande de l'alimentation en pression, et le raccord (101) d'alimentation en pression sur lequel seule la plus faible pression de sortie (p_N) dudit groupe (72) d'alimentation en pression peut être élaborée, par l'intermédiaire de la valve (119) de commande de l'alimentation qui est raccordée à l'accumulateur de basse pression (103), ledit clapet étant commandé vers son état bloquant par une pression relativement plus grande, à la sortie de haute pression (102), qu'à la sortie de basse pression (101) du groupe (72) d'alimentation en pression, et étant commandé vers sa position ouverte par une pression relativement plus grande, sur le raccord (101) d'alimentation en basse pression, que sur le raccord (102) d'alimentation en haute pression.

15. Presse selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisée par le fait qu'un régulateur de débit (122) est branché en parallèle avec la valve (119) de commande de l'alimentation en pression, par l'intermédiaire de laquelle l'accumulateur de basse pression (103) peut être raccordé aux deux sorties de pression (101 et 102) du groupe (72) d'alimentation en pression.

16. Presse selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par le fait qu'il est prévu une valve (84) de commutation superficielle qui est réalisée sous la forme d'une valve magnétique de préférence du type 2/2 pouvant être activée électriquement, présente une position fondamentale de blocage (O) et peut être commutée, par activation à l'aide d'un signal de sortie de l'unité de commande électronique (120), vers sa position d'écoulement (I) dans laquelle le raccord de commande (127) de la valve (79) de régulation par poursuite est - additionnellement - relié au raccord d'alimentation (130) de la chambre (83) de pression d'entraînement du vérin hydraulique d'entraînement (14), munie d'une grande délimitation superficielle.

17. Presse selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée par le fait qu'une chambre (88) de post-écoulement d'huile hydraulique, maintenue exempte de pression et disposée au-dessus de la chambre (83) de pression d'entraînement, délimitée par la collerette (63) plus grande du piston du vérin d'entraînement (14), renferme une quantité d'huile hydraulique correspondant au moins à la somme des volumes refoulés par les collerettes plus grande et plus petite (62, 63) du piston (36) du vérin d'entraînement, et peut être reliée à ladite chambre (83) de pression d'entraînement du vérin d'entraînement (14), délimitée par la collerette (63) plus grande dudit piston, par l'intermédiaire d'une valve commandable (89) de post-afflux présentant une position fondamentale de blocage (O) et une position d'écoulement en tant que position de commutation I ; et par le fait que cette chambre de post-écoulement d'huile hydraulique est reliée, par l'intermédiaire d'un conduit de tropplein (91), au récipient de réserve (92) du groupe (72) d'alimentation en pression.

18. Presse selon la revendication 17, caractérisée par le fait que la valve (89) de post-afflux est une valve de commutation qui peut être pilotée électriquement, est commandée par une pression, se présente de préférence comme un distributeur du type 2/2 comprenant une position fondamentale (O) - bloquante - centrée par ressort et une position de commutation ouverte (I), et peut être commandée vers sa position ouverte (I) par admission de la faible pression de sortie (p_N) dans une première chambre de commande (164), assurée par une valve de pilotage (162) activable électriquement.

19. Presse selon la revendication 18, caractérisée par le fait que la valve (89) de post-afflux présente une seconde chambre de commande (166) dont la sollicitation, par une pression, se traduit par une force poussant ladite valve (89) de post-afflux vers sa position fondamentale (O) ; et par le fait que la pression régnant dans la chambre (83) de pression d'entraînement du vérin hydraulique d'entraînement (14), munie d'une grande délimitation superficielle, est admise en permanence dans cette seconde chambre de commande (166).

20. Presse selon la revendication 19, caractérisée par le fait que la surface de commande (f₁) qui délimite, avec mobilité axiale, la première chambre de commande (164) de la valve (89) de post-afflux et dont la sollicitation par une basse pression, commandée par valve, se traduit par la force de commande poussant ladite valve (89) de post-afflux vers sa position d'écoulement (I), est nettement plus petite que la surface de commande (f₂) qui délimite la seconde chambre de commande (166) avec mobilité axiale et dont la sollicitation, par la pression régnant dans la grande chambre (83) de pression d'entraînement du vérin d'entraînement (14), se traduit par la force antagoniste repoussant ladite valve (89) de post-afflux vers sa position fondamentale bloquante (O), le rapport (f₁/f₂),entre ces surfaces de commande (f_1,f₂), présentant une valeur comprise entre 1/3 et 1/9, de préférence une valeur de 1/6.

21. Presse selon l'une des revendications 16 à 20, caractérisée par le fait que le raccord de retour (133) (en T) de la valve (79) de régulation par poursuite est relié à un conduit de retour menant à la chambre (88) de post-écoulement ; et par le fait qu'un clapet antiretour (169), branché hydrauliquement en paralléle avec la valve (84) de commutation superficielle, en tant que clapet de reflux, est commandé vers sa position ouverte par une pression plus forte, dans la chambre (83) de pression d'entraînement à grande délimitation superficielle du vérin hydraulique d'entraînement (14), que sur le raccord de commande (127) de ladite valve (79) de régulation par poursuite, et exerce sinon un effet de blocage.

22. Presse selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisée par le fait qu'une chambre annulaire (87) à volume relativement petit, située au-dessous de la chambre (83) de pression d'entraînement à grande délimitation superficielle du vérin hydraulique d'entraînement (14), est parcourue axialement par la tige (96) du piston (36) du vérin d'entraînement, portant l'outil supérieur, est emplie d'huile hydraulique en étant maintenue exempte de pression et est en communication permanente avec la chambre (88) de post-écoulement, située au-dessus de ladite chambre (83) de pression d'entraînement à grande délimitation superficielle.

23. Presse selon la revendication 22, caractérisée par le fait que la chambre annulaire (87) exempte de pression est formée, avec assujettissement axial au carter, par la face extrême supérieure d'une douille de glissement (94) insérée, par en bas, dans l'échelonnement (66) d'alésage muni du grand diamètre (D₂).

24. Presse selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisée par le fait qu'un éjecteur (58), prévu pour soulever la pièce (11) résultant du formage à froid au moyen de ladite presse (10), comporte, en tant qu'entraînement, un vérin hydraulique à double action qui est réalisé sous la forme d'un vérin différentiel et peut être commandé au moyen d'une valve supplémentaire (99) de régulation par poursuite.

25. Presse selon la revendication 24, caractérisée par le fait que le vérin éjecteur (58) comprend une chambre supérieure annulaire (188) de pression d'entraînement dans laquelle est admise en permanence, en service, la faible pression de sortie (p_N) ou la forte pression de sortie (p_H) du groupe (72) d'alimentation en pression ; et une chambre inférieure (187) de pression d'entraînement, à plus grande délimitation superficielle, dans laquelle la pression peut être commandée au moyen de la valve (99) de régulation par poursuite dont le raccord (198) d'alimentation en pression est pareillement relié à la sortie de pression (101 ou 102) dudit groupe (72) d'alimentation en pression, à laquelle est également raccordée la chambre annulaire (188) de pression d'entraînement du vérin éjecteur (58).

26. Presse selon la revendication 24 ou 25, caractérisée par le fait que les surfaces d'entraînement formées par le plus grand épaulement (181) du piston du vérin éjecteur (58), et par l'intermédiaire desquelles les deux chambres (188, 187) de pression d'entraînement sont délimitées avec mobilité axiale, ont le même dimensionnement que les surfaces d'entraînement (81, respectivement 82) formées par la collerette (62) plus petite du piston (36) du vérin d'entraînement.

27. Presse selon la revendication 24 ou 25, caractérisée par le fait que le vérin éjecteur (58) est conçu pour une force d'éjection atteignant jusqu'à 30 % de la force de pressage pouvant être développée par le vérin d'entraînement (14).

28. Presse selon l'une des revendications 24 à 27, caractérisée par le fait qu'il est prévu, pour surveiller la pression régnant dans la plus grande chambre (187) de pression d'entraînement du vérin éjecteur (58), un capteur de pression (204) électromécanique ou électronique dont le signal électrique de sortie est appliqué à l'unité de commande électronique (120), en tant que signal d'information de valeurs réelles de la pression.

Zeichnung