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EP0453955A1 - Drawing device in a press for drawing of sheet metal formed parts - Google Patents

Drawing device in a press for drawing of sheet metal formed parts Download PDF

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Publication number
EP0453955A1
EP0453955A1 EP91106194A EP91106194A EP0453955A1 EP 0453955 A1 EP0453955 A1 EP 0453955A1 EP 91106194 A EP91106194 A EP 91106194A EP 91106194 A EP91106194 A EP 91106194A EP 0453955 A1 EP0453955 A1 EP 0453955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
sheet metal
cheek
metal holder
bolt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91106194A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0453955B1 (en
Inventor
Klaus Dr.-Ing. Siegert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Mueller Weingarten AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Mueller Weingarten AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG, Mueller Weingarten AG filed Critical Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Publication of EP0453955A1 publication Critical patent/EP0453955A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0453955B1 publication Critical patent/EP0453955B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/12—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies mechanically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B21D24/08—Pneumatically or hydraulically loaded blank holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically

Definitions

  • the invention relates to a drawing device in a press for drawing sheet metal parts according to the preamble of claim 1.
  • Known hydraulic drawing devices for presses for drawing sheet metal parts generally consist of an upper, vertically displaceable drawing ram as the upper part of the tool and a lower drawing punch which is stationary on a press table as the lower part of the tool, between which the sheet metal part to be formed is inserted.
  • this is done by a during the actual drawing process Drawing frame, hold-down or sheet metal holder held, which surrounds the drawing punch in one or more parts.
  • the sheet metal holder be arranged directly by several arranged below it Cylinder units are supported, which act directly on the sheet metal holder by means of their own pressure displacement control or regulation.
  • Four cylinders were generally used to support the sheet metal frame symmetrically.
  • Such an arrangement has the advantage that precise control or regulation of the application of force to the sheet metal holder is possible.
  • the small number of cylinder units supporting the sheet metal holder has the disadvantage that the support is insufficient even in certain areas and in the case of parts of complex structure.
  • a large number of cylinders could be arranged below the sheet holder in the press table.
  • each cylinder must be provided with a proportional valve control in order to be able to implement a separate pressure / displacement control or regulation. Such a route is likely to remain very costly.
  • a drawing device for a press according to the type of the present invention has also become known, in which a number of additional printing cylinder units are provided between the pressure cheek and the sheet metal holder.
  • the height of the pressure cheek itself is controlled by at least one pressure unit underneath.
  • Both the individual printing cylinders between the printing cheek and the sheet metal holder and the printing unit for the printing cheek itself can be actively or passively subjected to a control or regulation.
  • the pressurization of the sheet metal holder and thus that of counteracting force of the sheet metal holder acting against the drawing ram essentially due to the pressure cylinder units arranged between the sheet metal holder and the pressure cheek.
  • These are each designed as a stationary pressure cylinder with a continuous piston rod projecting on both sides, the lower piston rod part acting on the pressure cheek and the upper piston rod part acting on the sheet metal holder.
  • a generally provided passive regulation of the outflow of the pressure medium brings about the desired counter-holding force on the sheet metal holder, the counter-holding force between the sheet metal holder and the upper part of the tool during the drawing process being generated exclusively by the pressure cylinders arranged above the pressure cheek with appropriate control.
  • the pressure cheek of the known device which can be pressurized in the center from below, carries out a movement sequence which is synchronized with the ram movement and serves on the one hand to bring the sheet metal holder up to the position for inserting the workpiece and on the other hand to eject the workpiece into the transport plane. A locally different support and force application of this pressure cheek during the drawing process is not provided.
  • the arrangement according to the invention has the advantage over the known devices that various known systems are combined and optimized by means of new measures.
  • the invention provides that, on the one hand, the pressure cheek can be subjected to forces of different localities in any desired fine tuning, even during the entire drawing process, so that already this enables control or regulation of the application of force to the sheet metal holder by the known four-point control or regulation.
  • the counterforce on the sheet metal holder is additionally generated via height-adjustable bolts, which are supported on the pressure cheek, the bolts being distributed over the entire surface of the sheet metal holder and, depending on the required number, supporting the sheet metal holder from below.
  • the invention provides that the bolts provided with an additional drive in their vertical travel are program-controlled.
  • the bolts are therefore not inserted according to their required length, but are inserted vertically in a program-controlled manner using a separate drive.
  • the drive is preferably designed as a mechanically adjustable quill, which is connected to the pressure cheek.
  • a force sensor is provided, which detects the required supporting force per bolt, whereby each bolt movement can be force-controlled by means of a travel infeed. For this purpose, a distance measurement is provided on each bolt.
  • the drawing device 1 in a press serves for drawing a sheet metal part 2.
  • the press has a tool upper part 3 designed as a plunger 3 and vertically movable and a tool lower part 5 resting on a stationary press table 4 and designed as a punch 5.
  • the drawing punch 5 is surrounded by a one-part or multi-part drawing frame 6 designed as a sheet metal holder 6, which fixes the sheet metal part 2 together with the associated circumferential edge of the drawing ram 3 during the forming process.
  • the sheet metal holder 6 is non-positively connected to a pressure cheek 8 via a plurality of pressure bolts 7.
  • the rectangular pressure cheek 8 also called die cushion, is supported in its four corner areas by piston rods 9 of a pressure unit 11 which can be regulated by means of a proportional valve 10 and is adjustable in height.
  • a pressure cylinder 12 with a pressure piston 13 is provided, wherein each of the four pressure units 11 (see FIG. 2) can be regulated individually and independently of one another.
  • the pressure cheek 8 can be subjected to forces of different localities in any desired fine tuning and can thus be adjusted to different heights in the corner regions. This arrangement of the pressure cheek control is explained in DE 32 42 705 C2 of the applicant.
  • the counterforce required between the sheet holder 6 and the ram 3 when the sheet metal part 2 is being drawn is therefore first applied to the pressure cheek 8 by the pressure regulating device 11 accomplished.
  • This so-called four-point control is carried out in such a way that the pressure cheek 8, on which the sheet metal holder 6 is supported by bolts 7, can be individually adjusted in terms of its height adjustment in its four corner regions, the printing units 11 being the pressure / Path-controllable or adjustable lifting cylinders are formed.
  • a rear side member 18 of a car is shown in dashed lines, which would be insufficiently supported in the obliquely hatched area 19, 19 'by a four-point support of the printing units 11.
  • the invention provides, as shown in FIG. 2, that the press table 4 is provided with a close-meshed matrix network with through holes 14 for the bolts 7, which support the sheet metal holder 6 in many ways. As a result, the sheet metal holder 6 can lie very closely against the drawing die 5 and support the sheet metal part directly adjacent to the drawing die.
  • the press table 4 shown in plan view in FIG. 2 therefore contains a close-meshed network of through holes 14 for the pressure bolts 7, which surround the die 5 in a tight fit.
  • all bolts 7 are provided with an additional drive 15, which ensures that the respective bolt 7 can be moved vertically.
  • the bolts 7 on which the sheet metal holder 6 is supported are accordingly not plugged in as usual, but can be extended or retracted depending on the shape of the tool.
  • a displacement sensor 16 is provided on each bolt 7 or on each drive unit 15, which detects the extended bolt length very precisely.
  • each bolt 7 is additionally provided with a force sensor 17 which enables a force-controlled displacement of the individual bolts 7.
  • the force sensor 17 can be arranged between the drive 15 and the pressure cheek 8. In this way, a possible "digging" of a bolt 7 into the sheet metal holder or into the pressure cheek 8 is avoided in connection with the displacement measuring device 16.
  • a possible compression of the bolts 7 can also be detected and compensated for or avoided in good time.
  • the path infeed of each pin 7 when a certain force per pin is specified takes place in a control loop and is programmable by memory. In this way, based on the four-point pressure-displacement control or regulation, a tool-compatible point support with force control or regulation per bolt can take place.
  • the drive for the bolt 7 can each be designed as a mechanically adjustable quill 20 on which the pressure bolt is supported.
  • a nut 21 is let into the pressure cheek 8, in which the quill 20 with the thread 22 moves in a height-adjustable manner.
  • the sleeve is adjusted in the axial direction by motorized rotation of a splined shaft 23.
  • the exact position of the quill 20 is carried out by a controlled stepper motor 24 with a corresponding reduction gear.
  • the pressure sensor 17 ' can be arranged between the drive spindle 20 and the pressure bolt 7.
  • a hydraulic height adjustment of the pressure bolts can of course also be provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

The invention proposes a drawing device in a press for drawing sheet metal formed parts. In order to achieve optimum support of the forces of the blank holder (6), the pressure cheek (8) is regulated in vertically adjustable fashion by a four-point control system which is known per se. In addition, vertically adjustable pins (7) with drives (15) are provided in order to make possible a selective local exertion of force on the blank holder (6). This is controlled or adjusted by means of displacement sensors (16) and force sensors (17). …<IMAGE>…

Description

Die Erfindung betrifft eine Zieheinrichtung in einer Presse zum Ziehen von Blechformteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drawing device in a press for drawing sheet metal parts according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik:State of the art:

Bekannte hydraulische Zieheinrichtungen für Pressen zum Ziehen von Blechformteilen bestehen im allgemeinen aus einem oberen, vertikal verfahrbaren Ziehstößel als Werkzeugoberteil und einem unteren, auf einem Pressentisch stationär aufliegenden Ziehstempel als Werkzeugunterteil, zwischen welchen das zu formende Blechformteil eingelegt wird. Um insbesondere bei großflächigen Werkstücken oder auch bei kompliziert geformten Teilen eine Rißbildung in der Wandung oder Faltungen oder Wellungen in der Oberflächenstruktur des Werkstücks zu vermeiden, wird dieses beim eigentlichen Ziehvorgang durch einen Ziehrahmen, Niederhalter oder Blechhalter gehalten, der einteilig oder mehrteilig den Ziehstempel umgibt. Wie beispielsweise aus der EP 0 074 421 ersichtlich, wird ein solcher Blechhalter von unten her über eine Anzahl von Druckbolzen abgestützt, die sich ihrerseits gegenüber einer vertikal bewegbaren Druckplatte, Ziehkissen oder Druckwange abstützen. Aus der DE 32 42 705 C2 der Anmelderin ist es hierzu bekannt geworden, die Druckwange in ihren Eckbereichen über mehrere, getrennt voneinander regelbare Druckzylindereinheiten in ihrer Höhenverstellung zu regeln, um die darüberliegenden Druckbolzen mit einer unterschiedlich starken Kraft zu beaufschlagen. Hierdurch ist während des gesamten Ziehvorganges die Druckwange mit örtlich unterschiedlich erwünschten Kräften in beliebiger Feinabstellung beaufschlagbar, die diese Kräfte über die Druckbolzen an den Blechhalter weiter überträgt, um dessen Auflagedruck an die notwendigen Erfordernisse anzupassen.Known hydraulic drawing devices for presses for drawing sheet metal parts generally consist of an upper, vertically displaceable drawing ram as the upper part of the tool and a lower drawing punch which is stationary on a press table as the lower part of the tool, between which the sheet metal part to be formed is inserted. In order to avoid crack formation in the wall or folds or corrugations in the surface structure of the workpiece, in particular in the case of large-area workpieces or also in the case of complicatedly shaped parts, this is done by a during the actual drawing process Drawing frame, hold-down or sheet metal holder held, which surrounds the drawing punch in one or more parts. As can be seen, for example, from EP 0 074 421, such a sheet metal holder is supported from below by a number of pressure bolts, which in turn are supported against a vertically movable pressure plate, die cushion or pressure cheek. From DE 32 42 705 C2 of the applicant, it has become known in this regard to regulate the height of the pressure cheek in its corner regions via a plurality of pressure cylinder units which can be controlled separately from one another in order to apply a different force to the pressure bolts above. As a result, the pressure cheek can be acted upon with locally differently desired forces in any fine adjustment during the entire drawing process, which transmits these forces further via the pressure bolts to the sheet metal holder in order to adapt its contact pressure to the necessary requirements.

Durch die zuletzt genannte Anordnung wird zwar eine gute und partielle Unterstützung der Druckwange ermöglicht, so daß bei außermittiger Belastung der Druckwange ein Kippen weitgehend vermieden werden kann. Die Verwendung von mehr oder weniger gleichlangen Bolzen, die je nach Anforderung der Kraftbeaufschlagung auf den Blechhalter in ihrer Anzahl gesteckt werden, weist jedoch den Nachteil auf, daß diese sich sowohl in den Blechhalter als auch in die Druckwange "eingraben" und selbst zusätzlich ggf. aufgestaucht werden können. Hierdurch sind reproduzierbare Verhältnisse bei Wiedereinbau des Werkzeugs in der Regel nicht erzielbar.The last-mentioned arrangement allows good and partial support of the pressure cheek, so that tilting can largely be avoided when the pressure cheek is eccentrically loaded. However, the use of bolts of more or less the same length, which are inserted in number depending on the application of force to the sheet metal holder, has the disadvantage that these "dig" into both the sheet metal holder and the pressure cheek and, if necessary, additionally can be surfaced. As a result, reproducible conditions cannot usually be achieved when the tool is reinstalled.

Um die Verwendung von steckbaren Druckbolzen zu vermeiden, wurde deshalb auch vorgeschlagen, daß der Blechhalter unmittelbar durch mehrere darunter angeordnete Zylindereinheiten abgestützt wird, die mittels einer eigenen Druck-Wegsteuerung oder -regelung direkt auf den Blechhalter einwirken. Dabei wurden im allgemeinen vier Zylinder verwendet, die den Blechrahmen symmetrisch abstützen. Eine solche Anordnung hat zwar den Vorteil, daß eine genaue Steuerung oder Regelung der Kraftbeaufschlagung auf den Blechhalter möglich ist. Die geringe Anzahl von den Blechhalter unterstützenden Zylindereinheiten hat jedoch den Nachteil, daß die Abstützung selbst in bestimmen Bereichen und bei kompliziert aufgebauten Teilen unzureichend ist. Man könnte zwar statt vier Zylindern eine Vielzahl von Zylindern unterhalb des Blechhalters im Pressentisch anordnen. Hier stellt sich jedoch eine räumliche Begrenzung ein, da jeder Zylinder mit einer Proportionalventil-Steuerung versehen werden muß, um eine gesonderte Druck/Weg-Steuerung bzw. -Regelung realisieren zu können. Ein solcher Weg dürfte weiterhin sehr kostenintensiv sein.In order to avoid the use of pluggable pressure bolts, it has therefore also been proposed that the sheet metal holder be arranged directly by several arranged below it Cylinder units are supported, which act directly on the sheet metal holder by means of their own pressure displacement control or regulation. Four cylinders were generally used to support the sheet metal frame symmetrically. Such an arrangement has the advantage that precise control or regulation of the application of force to the sheet metal holder is possible. However, the small number of cylinder units supporting the sheet metal holder has the disadvantage that the support is insufficient even in certain areas and in the case of parts of complex structure. Instead of four cylinders, a large number of cylinders could be arranged below the sheet holder in the press table. Here, however, there is a spatial limitation, since each cylinder must be provided with a proportional valve control in order to be able to implement a separate pressure / displacement control or regulation. Such a route is likely to remain very costly.

Aus der EP 0 173 755 Al ist weiterhin eine Zieheinrichtung für eine Presse nach der Gattung der vorliegenden Erfindung bekannt geworden, bei welcher zwischen Druckwange und Blechhalter eine Reihe zusätzlicher Druckzylindereinheiten vorgesehen sind. Die Druckwange selbst wird durch wenigstens eine darunterliegende Druckeinheit in ihrer Höhenlage gesteuert. Sowohl die einzelnen Druckzylinder zwischen Druckwange und Blechhalter als auch die Druckeinheit für die Druckwange selbst können aktiv oder passiv einer Steuerung oder Regelung unterworfen sein.From EP 0 173 755 A1, a drawing device for a press according to the type of the present invention has also become known, in which a number of additional printing cylinder units are provided between the pressure cheek and the sheet metal holder. The height of the pressure cheek itself is controlled by at least one pressure unit underneath. Both the individual printing cylinders between the printing cheek and the sheet metal holder and the printing unit for the printing cheek itself can be actively or passively subjected to a control or regulation.

Bei dieser bekannten Einrichtung erfolgt die Druckbeaufschlagung des Blechhalters und damit die von unten wirkende Gegenkraft des Blechhalters gegen den Ziehstößel im wesentlichen durch die zwischen Blechhalter und Druckwange angeordneten Druckzylindereinheiten. Diese sind jeweils als stationärer Druckzylinder mit beidseitig herausragender durchgehender Kolbenstange ausgebildet, wobei der untere Kolbenstangenteil auf die Druckwange und der obere Kolbenstangenteil auf den Blechhalter wirkt. Eine im allgemein vorgesehene passive Regelung des Abströmens des Druckmediums bewirkt die gewünschte Gegenhaltekraft auf den Blechhalter, wobei die Gegenhaltekraft zwischen Blechhalter und Werkzeugoberteil während des Ziehvorganges ausschließlich von den oberhalb der Druckwange angeordneten Druckzylindern bei entsprechender Ansteuerung erzeugt wird. Die mittig von unten her druckbeaufschlagbare Druckwange der bekannten Einrichtung führt einen synchron mit der Stößelbewegung nachgeführten Bewegungsablauf aus und dient zum einen dem Hochbringen des Blechhalters in die Stellung zum Einlegen des Werkstücks und zum anderen dem Auswerfen des Werkstücks bis in die Transportebene. Eine örtlich unterschiedliche Unterstützung und Kraftbeaufschlagung dieser Druckwange während des Ziehvorganges ist nicht vorgesehen.In this known device, the pressurization of the sheet metal holder and thus that of counteracting force of the sheet metal holder acting against the drawing ram essentially due to the pressure cylinder units arranged between the sheet metal holder and the pressure cheek. These are each designed as a stationary pressure cylinder with a continuous piston rod projecting on both sides, the lower piston rod part acting on the pressure cheek and the upper piston rod part acting on the sheet metal holder. A generally provided passive regulation of the outflow of the pressure medium brings about the desired counter-holding force on the sheet metal holder, the counter-holding force between the sheet metal holder and the upper part of the tool during the drawing process being generated exclusively by the pressure cylinders arranged above the pressure cheek with appropriate control. The pressure cheek of the known device, which can be pressurized in the center from below, carries out a movement sequence which is synchronized with the ram movement and serves on the one hand to bring the sheet metal holder up to the position for inserting the workpiece and on the other hand to eject the workpiece into the transport plane. A locally different support and force application of this pressure cheek during the drawing process is not provided.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß verschiedene bekannte Systeme vereinigt und mittels neuer Maßnahmen optimiert werden. So sieht die Erfindung vor, daß zum einen die Druckwange selbst während des gesamten Ziehprozesses mit örtlich unterschiedlich erwünschten Kräften in beliebiger Feinabstimmung beaufschlagbar ist, so daß bereits hierdurch eine Steuerung bzw. Regelung der Kraftbeaufschlagung auf den Blechhalter durch die an sich bekannte Vier-Punkte-Steuerung bzw. -Regelung ermöglicht wird. Dabei ist vorgesehen, daß die Gegenhaltekraft auf den Blechhalter zusätzlich über höhenverstellbare Bolzen erzeugt wird, die sich auf der Druckwange abstützen, wobei die Bolzen über die gesamte Fläche des Blechhalters verteilt sind und je nach notwendiger Anzahl den Blechhalter von unten her abstützen. Um reproduzierbare Werte hinsichtlich einer eventuellen Verformung der Bolzen durch Aufstauchen oder eines eventuellen "Eingrabens" der Bolzen sowohl in dem Blechhalter als auch in die Druckwange zu erzeugen bzw. ihre Fehlerbeeinflussung zu eliminieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die mit einem zusätzlichen Antrieb versehenen Bolzen in ihrer vertikalen Verfahrbarkeit programmgesteuert sind. Die Bolzen werden deshalb nicht je nach ihrer benötigten Länge gesteckt, sondern mittels eines separaten Antriebs programmgesteuert vertikal eingefahren.The arrangement according to the invention has the advantage over the known devices that various known systems are combined and optimized by means of new measures. Thus, the invention provides that, on the one hand, the pressure cheek can be subjected to forces of different localities in any desired fine tuning, even during the entire drawing process, so that already this enables control or regulation of the application of force to the sheet metal holder by the known four-point control or regulation. It is provided that the counterforce on the sheet metal holder is additionally generated via height-adjustable bolts, which are supported on the pressure cheek, the bolts being distributed over the entire surface of the sheet metal holder and, depending on the required number, supporting the sheet metal holder from below. In order to produce reproducible values with regard to a possible deformation of the bolts by upsetting or a possible "digging in" of the bolts both in the sheet metal holder and in the pressure cheek or to eliminate their influence on errors, the invention provides that the bolts provided with an additional drive in their vertical travel are program-controlled. The bolts are therefore not inserted according to their required length, but are inserted vertically in a program-controlled manner using a separate drive.

Der Antrieb wird vorzugsweise als mechanisch verstellbare Pinole ausgeführt, die mit der Druckwange verbunden ist. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ein Kraftsensor vorgesehen, der die erforderliche Abstützkraft pro Bolzen erfaßt, wobei mittels einer Weg-Zustellung jede Bolzenbewegung kraftgeregelt erfolgen kann. Hierfür ist eine Wegmessung an jedem Bolzen vorgesehen.The drive is preferably designed as a mechanically adjustable quill, which is connected to the pressure cheek. In an advantageous development of the invention, a force sensor is provided, which detects the required supporting force per bolt, whereby each bolt movement can be force-controlled by means of a travel infeed. For this purpose, a distance measurement is provided on each bolt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1
einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Zieheinrichtung und
Fig. 2
eine Draufsicht auf den Pressentisch mit der Anordnung der Druckwangen-Kraftbeaufschlagungspunkte sowie den Durchbrüchen für eventuelle Bolzenanordnungen.
Further details and advantages of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it
Fig. 1
a longitudinal section through the pulling device according to the invention and
Fig. 2
a plan view of the press table with the arrangement of the pressure cheek force application points and the openings for possible bolt arrangements.

Die in der Figur 1 vereinfacht dargestellte Zieheinrichtung 1 in einer Presse dient zum Ziehen eines Blechformteils 2. Hierfür weist die Presse ein als Ziehstößel 3 ausgebildetes und senkrecht verfahrbares Werkzeugoberteil 3 und ein auf einem stationären Pressentisch 4 aufliegendes, als Ziehstempel 5 ausgebildetes Werkzeugunterteil 5 auf. Der Ziehstempel 5 ist von einem einteiligen oder mehrteiligen, als Blechhalter 6 ausgebildeten Ziehrahmen 6 umgeben, der das Blechformteil 2 zusammen mit dem zugehörigen umlaufenden Rand des Ziehstößels 3 beim Umformvorgang fixiert. Der Blechhalter 6 ist über eine Vielzahl von Druckbolzen 7 mit einer Druckwange 8 kraftschlüssig verbunden. Die rechteckförmige Druckwange 8, auch Ziehkissen genannt, wird in ihren vier Eckbereichen von Kolbenstangen 9 einer mittels Proportionalventil 10 regelbaren Druckeinheit 11 höhenverstellbar abgestützt. Hierfür ist ein Druckzylinder 12 mit Druckkolben 13 vorgesehen, wobei jede der vier Druckeinheiten 11 (s. Fig. 2) einzeln und unabhängig voneinander druckregulierbar ist. Hierdurch kann die Druckwange 8 mit örtlich unterschiedlich erwünschten Kräften in beliebiger Feineinstimmung beaufschlagt und damit in den Eckbereichen unterschiedlich höhenverstellt werden. Diese Anordnung der Druckwangensteuerung ist in der DE 32 42 705 C2 der Anmelderin erläutert. Die beim Ziehvorgang des Blechformteils 2 erforderliche Gegenhaltekraft zwischen dem Blechhalter 6 und dem Ziehstößel 3 wird demnach zunächst durch die Druckregulierungsvorrichtung 11 auf die Druckwange 8 bewerkstelligt. Diese sog. Vier-Punkte-Steuerung bzw. -Regelung ist derart ausgeführt, daß sich die Druckwange 8, auf der sich der Blechhalter 6 über Bolzen 7 abstützt, in ihren vier Eckbereichen einzeln hinsichtlich ihrer Höhenverstellung einstellen läßt, wobei die Druckeinheiten 11 als Druck/Weg-steuerbare bzw. regelbare Hubzylinder ausgebildet sind.The drawing device 1 in a press, shown in simplified form in FIG. 1, serves for drawing a sheet metal part 2. For this purpose, the press has a tool upper part 3 designed as a plunger 3 and vertically movable and a tool lower part 5 resting on a stationary press table 4 and designed as a punch 5. The drawing punch 5 is surrounded by a one-part or multi-part drawing frame 6 designed as a sheet metal holder 6, which fixes the sheet metal part 2 together with the associated circumferential edge of the drawing ram 3 during the forming process. The sheet metal holder 6 is non-positively connected to a pressure cheek 8 via a plurality of pressure bolts 7. The rectangular pressure cheek 8, also called die cushion, is supported in its four corner areas by piston rods 9 of a pressure unit 11 which can be regulated by means of a proportional valve 10 and is adjustable in height. For this purpose, a pressure cylinder 12 with a pressure piston 13 is provided, wherein each of the four pressure units 11 (see FIG. 2) can be regulated individually and independently of one another. As a result, the pressure cheek 8 can be subjected to forces of different localities in any desired fine tuning and can thus be adjusted to different heights in the corner regions. This arrangement of the pressure cheek control is explained in DE 32 42 705 C2 of the applicant. The counterforce required between the sheet holder 6 and the ram 3 when the sheet metal part 2 is being drawn is therefore first applied to the pressure cheek 8 by the pressure regulating device 11 accomplished. This so-called four-point control is carried out in such a way that the pressure cheek 8, on which the sheet metal holder 6 is supported by bolts 7, can be individually adjusted in terms of its height adjustment in its four corner regions, the printing units 11 being the pressure / Path-controllable or adjustable lifting cylinders are formed.

Diese Regelung reicht bei geometrisch einfach geformten Blechformteilen durchaus aus. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Werkstücken, bei denen eine solche Vier-Punkte-Abstützung nicht ausreicht, da die Teile außermittig und nicht symmetrisch ausgebildet sind. In Fig. 2 ist beispielsweise ein hinterer Längsträger 18 eines PKW gestrichelt eingezeichnet, der in dem schräg schraffierten Bereich 19, 19' durch eine Vier-Punkte-Auflage der Druckeinheiten 11 unzureichend abgestützt wäre. Die Erfindung sieht gemäß Darstellung nach Fig. 2 deshalb vor, daß der Pressentisch 4 mit einem engmaschigen Matrixnetz mit Durchgangsbohrungen 14 für die Bolzen 7 versehen ist, die den Blechhalter 6 vielfältig unterstützen. Hierdurch kann sich der Blechhalter 6 sehr eng an den Ziehstempel 5 anlegen und das Blechteil unmittelbar angrenzend am Ziehstempel abstützen. Der in Fig. 2 in Draufsicht dargestellte Pressentisch 4 enthält deshalb ein engmaschiges Netz von Durchgangsbohrungen 14 für die Druckbolzen 7, die den Ziehstempel 5 eng anliegend umgeben. Im Ausführungsbeispiel sind lediglich die mit 14' dargestellten beiden Bohrungen nicht mit Bolzen 7 belegt.This regulation is quite sufficient for geometrically simple shaped sheet metal parts. However, there are a large number of workpieces in which such a four-point support is not sufficient because the parts are eccentric and not symmetrical. In Fig. 2, for example, a rear side member 18 of a car is shown in dashed lines, which would be insufficiently supported in the obliquely hatched area 19, 19 'by a four-point support of the printing units 11. The invention provides, as shown in FIG. 2, that the press table 4 is provided with a close-meshed matrix network with through holes 14 for the bolts 7, which support the sheet metal holder 6 in many ways. As a result, the sheet metal holder 6 can lie very closely against the drawing die 5 and support the sheet metal part directly adjacent to the drawing die. The press table 4 shown in plan view in FIG. 2 therefore contains a close-meshed network of through holes 14 for the pressure bolts 7, which surround the die 5 in a tight fit. In the exemplary embodiment, only the two bores shown with 14 'are not covered with bolts 7.

Erfindungsgemäß sind alle Bolzen 7 mit einem zusätzlichen Antrieb 15 versehen, der eine vertikale Verschiebbarkeit des jeweiligen Bolzens 7 gewährleistet. Die Bolzen 7, auf denen sich der Blechhalter 6 abstützt, werden demnach nicht wie üblich gesteckt, sondern sind je nach Werkzeugform programmgesteuert ein- bzw. ausfahrbar. Hierfür ist ein Wegsensor 16 an jedem Bolzen 7 bzw. an jeder Antriebseinheit 15 vorgesehen, der die ausgefahrene Bolzenlänge genauestens erfaßt.According to the invention, all bolts 7 are provided with an additional drive 15, which ensures that the respective bolt 7 can be moved vertically. The bolts 7 on which the sheet metal holder 6 is supported are accordingly not plugged in as usual, but can be extended or retracted depending on the shape of the tool. For this purpose, a displacement sensor 16 is provided on each bolt 7 or on each drive unit 15, which detects the extended bolt length very precisely.

Um sicherzustellen, daß der Blechhalter 6 mit der erforderlichen Abstützkraft pro Bolzen belastet wird, ist jeder Bolzen 7 zusätzlich mit einem Kraftsensor 17 versehen, der eine kraftgeregelte Weg-Zustellung der einzelnen Bolzen 7 ermöglicht. Der Kraftsensor 17 kann zwischen dem Antrieb 15 und der Druckwange 8 angeordnet sein. Hierdurch wird in Verbindung mit der Wegmesseinrichtung 16 auch ein eventuelles "Eingraben" eines Bolzens 7 in den Blechhalter bzw. in die Druckwange 8 vermieden. Auch eine eventuelle Stauchung der Bolzen 7 kann erfaßt und kompensiert oder rechtzeitig vermieden werden. Die Weg-Zustellung jedes Bolzens 7 bei Vorgabe einer bestimmten Kraft pro Bolzen erfolgt in einem Regelkreis und ist speicherprogrammierbar. Hierdurch kann aufbauend auf die Vier-Punkt-Druck-Weg-Steuerung bzw. -Regelung eine werkzeuggerechte Punktauflage mit Kraft-Steuerung bzw. Regelung pro Bolzen erfolgen.In order to ensure that the sheet metal holder 6 is loaded with the required supporting force per bolt, each bolt 7 is additionally provided with a force sensor 17 which enables a force-controlled displacement of the individual bolts 7. The force sensor 17 can be arranged between the drive 15 and the pressure cheek 8. In this way, a possible "digging" of a bolt 7 into the sheet metal holder or into the pressure cheek 8 is avoided in connection with the displacement measuring device 16. A possible compression of the bolts 7 can also be detected and compensated for or avoided in good time. The path infeed of each pin 7 when a certain force per pin is specified takes place in a control loop and is programmable by memory. In this way, based on the four-point pressure-displacement control or regulation, a tool-compatible point support with force control or regulation per bolt can take place.

Damit sind auch die Voraussetzungen für einen reproduzierbaren Pressenbetrieb gegeben, da sichergestellt werden kann, daß das Werkzeug bei Wiedereinbau durch Einstellung der Druck-Weg-Verläufe sowohl an den vier Eckpunkten der Druckeinheiten 11 als auch durch Einstellung der Einzelkräfte pro Bolzen 7 bzw. der Anfahrwege pro Bolzen 7 entsprechend den aus dem Programmspeicher abrufbaren Werten gleichmäßig bzw. nach Wunsch abgestützt wird, wie dies beispielsweise bei der vorausgegangenen Umformung der Fall war.This also provides the prerequisites for a reproducible press operation, since it can be ensured that the tool when reinstalled by adjusting the pressure-displacement profiles both at the four corner points of the printing units 11 and by adjusting the individual forces per bolt 7 or the approach paths is supported evenly or as desired per bolt 7 in accordance with the values retrievable from the program memory, as was the case, for example, in the previous forming.

Es wäre auch möglich, nicht alle Druckbolzen 7 mit zusätzlichen Antrieben 15 zu versehen, sondern lediglich dort, wo eine zusätzliche Kraftbeeinflussung der Bolzen 7 gewünscht ist. Dies läßt sich mit der Erfindung sehr leicht durchführen, da die Antriebseinheiten 15 wahlweise auch weggelassen werden können und die Bolzen in diesem Fall nach üblicher Art gesteckt werden können.It would also be possible not to provide all pressure bolts 7 with additional drives 15, but only where an additional force influence of the bolts 7 is desired. This can be carried out very easily with the invention, since the drive units 15 can optionally also be omitted and the bolts can be inserted in the usual way in this case.

Der Antrieb für den Bolzen 7 kann jeweils als mechanisch verstellbare Pinole 20 ausgebildet sein, auf welcher sich der Druckbolzen abstützt. Dabei ist eine Mutter 21 in die Druckwange 8 eingelassen, in welcher sich die Pinole 20 mit Gewinde 22 höhenverstellbar bewegt. Durch motorisches Verdrehen einer Vielkeilwelle 23 wird die Pinole in axialer Richtung verstellt. Dabei erfolgt die genaue Position der Pinole 20 durch einen geregelten Schrittmotor 24 mit einem entsprechenden Untersetzungsgetriebe. Der Drucksensor 17' kann in diesem Fall zwischen Antriebspinole 20 und Druckbolzen 7 angeordnet sein. Selbstverständlich kann auch eine hydraulische Höhenverstellung der Druckbolzen vorgesehen sein.The drive for the bolt 7 can each be designed as a mechanically adjustable quill 20 on which the pressure bolt is supported. In this case, a nut 21 is let into the pressure cheek 8, in which the quill 20 with the thread 22 moves in a height-adjustable manner. The sleeve is adjusted in the axial direction by motorized rotation of a splined shaft 23. The exact position of the quill 20 is carried out by a controlled stepper motor 24 with a corresponding reduction gear. In this case, the pressure sensor 17 'can be arranged between the drive spindle 20 and the pressure bolt 7. A hydraulic height adjustment of the pressure bolts can of course also be provided.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Abwandlungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens.The invention is not restricted to the exemplary embodiment shown and described. Rather, it also encompasses all professional developments and modifications of the basic idea of the invention.

Claims (6)

Zieheinrichtung in einer Presse zum Ziehen von Blechformteilen, mit einem als Ziehstößel ausgebildeten, verfahrbaren Werkzeugoberteil und einem, auf einem Pressentisch aufliegenden, als Ziehstempel ausgebildeten, stationären Werkzeugunterteil, mit einem den Ziehstempel umgebenden, als Blechhalter ausgebildeten Ziehrahmen, der unmittelbar über mehrere Verstelleinrichtungen kraftbeaufschlagbar ist und mit wenigstens einer weiteren Druckeinheit zur Höhenverstellung einer Druckwange, wobei sowohl die dem Blechhalter zugeordneten Verstelleinrichtungen als auch die der Druckwange zugeordnete Druckeinheit jeweils unabhängig voneinander steuerbar bzw. regelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ziehvorganges die Druckwange (8) mittels vier in ihren Eckbereichen angeordneten Druckeinheiten (11) höhenverstellbar ist, wobei eine Steuerung bzw. -Regelung mittels Proportionalventil (10) an jeder Druckeinheit (11) vorgesehen ist, und daß die zwischen Blechhalter (6) und Druckwange (8) angeordneten Verstelleinrichtungen (15, 7) als höhenverstellbare Druckbolzen (7) ausgebildet sind, die eine zusätzliche bzw. ergänzende unmittelbare Kraftbeaufschlagung auf den Blechhalter (6) während des Ziehvorganges bewirken.Drawing device in a press for drawing sheet metal parts, with a movable tool upper part designed as a ram and a stationary tool lower part, which rests on a press table and is designed as a ram, with a drawing frame which surrounds the ram and is designed as a sheet metal holder and can be acted upon directly by several adjusting devices and with at least one further pressure unit for adjusting the height of a pressure cheek, both the adjusting devices assigned to the sheet metal holder and the pressure unit assigned to the pressure cheek each being controllable or adjustable independently of one another, characterized in that during the drawing process the pressure cheek (8) is actuated by four in its The pressure units (11) arranged in the corner areas can be adjusted in height, a control or regulation by means of a proportional valve (10) being provided on each printing unit (11), and that between the sheet metal holder (6) and the pressure wall GE (8) arranged adjusting devices (15, 7) are designed as height-adjustable pressure bolts (7), which bring about an additional or supplementary direct application of force to the sheet metal holder (6) during the drawing process. Zieheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Blechhalter (6) und Druckwange (8) angeordneten Verstelleinrichtungen (15, 7) aus einem sich auf der Druckwange (8) abstützenden Antrieb (15) mit darüber angeordneten, durch den Antrieb (15) vertikal verfahrbaren Druckbolzen (7) bestehen.Drawing device according to claim 1, characterized in that the adjusting devices (15, 7) arranged between the sheet metal holder (6) and the pressure cheek (8) consist of a drive (15) supported on the pressure cheek (8) with the drive (15 ) vertically movable pressure bolts (7). Zieheinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ausfahrbare Bolzenlänge jeweils mittels eines Wegsensors (16) erfaßbar ist und daß vorzugsweise die Kraft auf jeden Bolzen (7) mittels eines Kraftsensors (17) meßbar ist.Pulling device according to claim 1 or 2, characterized in that the extendable bolt length can in each case be detected by means of a displacement sensor (16) and that the force on each bolt (7) can preferably be measured by means of a force sensor (17). Zieheinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (15) für den Bolzen (7) und/oder der Bolzen (7) selbst in einem engmaschigen Matrixnetz angeordnet ist, wobei der Pressentisch (4) ein entsprechendes Bohrungsbild für den Durchlaß der Bolzen (7) aufweist.Drawing device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the drive (15) for the bolt (7) and / or the bolt (7) itself is arranged in a close-meshed matrix network, the press table (4) providing a corresponding hole pattern for has the passage of the bolt (7). Zieheinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechhalter über seine gesamte Fläche mittels höhenverstellbarer Druckbolzen (7) und/oder mittels Druckbolzen (7) allein partiell beaufschlagbar ist.Drawing device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sheet holder can be partially acted upon over its entire surface by means of height-adjustable pressure bolts (7) and / or by means of pressure bolts (7). Zieheinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (15) als mechanisch verstellbare Pinole (20) ausgebildet ist, wobei die Pinole (20) in einer mit der Druckwange (8) fest verbundenen Mutter (21) drehbar und mittels eines Stellmotors (24) antreibbar und höhenverstellbar gelagert ist.Drawing device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the drive (15) is designed as a mechanically adjustable quill (20), the quill (20) being rotatable in a nut (21) which is firmly connected to the pressure cheek (8) is drivable and height-adjustable by means of an actuator (24).
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