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EP1344585A2 - Hydroelastic deep drawing device - Google Patents

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Publication number
EP1344585A2
EP1344585A2 EP03005517A EP03005517A EP1344585A2 EP 1344585 A2 EP1344585 A2 EP 1344585A2 EP 03005517 A EP03005517 A EP 03005517A EP 03005517 A EP03005517 A EP 03005517A EP 1344585 A2 EP1344585 A2 EP 1344585A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
short
drawing device
deep
stroke
cylinder
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
EP03005517A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1344585A3 (en
EP1344585B1 (en
Inventor
Klaus-Jürgen Pahl
Friedrich B Bielfeldt
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.)
Dieffenbacher GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik J Dieffenbacher GmbH and Co
Dieffenbacher GmbH and Co KG
Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
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 J Dieffenbacher GmbH and Co, Dieffenbacher GmbH and Co KG, Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau filed Critical Maschinenfabrik J Dieffenbacher GmbH and Co
Publication of EP1344585A2 publication Critical patent/EP1344585A2/en
Publication of EP1344585A3 publication Critical patent/EP1344585A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1344585B1 publication Critical patent/EP1344585B1/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
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B21D24/08—Pneumatically or hydraulically loaded blank holders

Definitions

  • the invention relates to a hydroelastic deep-drawing device Presses for drawing sheet metal parts according to the preamble of Claim 1.
  • DE-PS 30 22 844 already has a deep-drawing device on tools or presses for drawing sheet metal parts are known, the one of several Printing cylinders and with axially movable in them, with Current pressure medium acted upon the existing drawing cushion for the piston Support a sheet metal holder plate and with another, one in Drawing direction movably guided die cushion receiving die is equipped, the impression cylinder with the impression cylinders of the Sheet support supporting die cushion connected via flow paths and displaced from these pressure cylinders with the drawing process Flow pressure media are acted upon.
  • the invention has set itself the task of avoiding the above Disadvantages of a computer-aided, process-capable, hydroelastic deep drawing to realize, in which the according to the shape geometry of the Workpiece arranged pressure cylinder piston assemblies for that Activate sheet metal holder plate field of action and with an exact Force profile control without disturbance amplitudes is to realize the advantages and achieve effects of a rubber-elastic die cushion system; further the task is to apply greater forces over a cylinder to be able to transmit and this even if additional larger eccentric Loads occur per cylinder unit, as well as a simple and to create low-cost deep-drawing equipment.
  • the stationary design of the deep-drawing device according to the invention is, in particular, conceptually simpler and therefore less expensive than deep-drawing forming presses with a mobile die cushion plate or a multi-point die cushion.
  • the short-stroke piston cylinder systems work in a stationary arrangement for each force action field with less interference and more reliable functions. This also applies to stationary counter-rotating cylinders for the punch movement.
  • the measures and features according to the invention have also made it possible, in particular, to understand the process advantage of a rubber-elastic sheet holder die cushion system for several fields of action of the sheet metal holder plate, but with the advantage and the possibility of computer-aided process control, with the control of the short-stroke piston-cylinder systems for the force fields of action both with same as well as with different pressure depending on the molded part.
  • the Arrangement of the short-stroke piston-cylinder fields of action in kinematic Conversions also allow vertical freedom within the press between ram and table top, because the short-stroke piston-cylinder systems are accommodated within the necessary space for the Die stroke.
  • the ram force can act as a base load on the pull ring effective for a tilt-free force application of the short-stroke piston-cylinder systems be used. This is a trouble-free Process control in the independent hydraulic Pressure action of the short-stroke force fields of action advantageously given.
  • the hydraulic deep-drawing device according to the invention in combination with The short stroke piston cylinder system has advantages in both hydraulic can also be used in mechanical (crank) deep-drawing presses.
  • Each spacer with the associated short-stroke piston is supported in the frame of the force field on a large hydraulic cushion, so that Bumps on the drawing ring automatically with the effect of a rubber elastic Drawing cushion, an even application of force around the drawing ring, be balanced.
  • There is a short-stroke piston-cylinder system for every force field assigned the arrangement of the force fields can be chosen arbitrarily, according to the drawing ring geometry and the tool are required and the force fields are with Consideration of an exact force profile control over the drawing stroke servo-hydraulically controlled.
  • each position is controlled in a position-controlled manner and the sheet metal holder plate is reset in parallel after the deep-drawing operation.
  • the return stroke can take place at high speed, according to a pre-programmable speed profile (acceleration and deceleration) for demolding the drawn part.
  • the advantage here is that the large-area short-stroke piston-cylinder arrangements automatically compensate for control errors in synchronous travel.
  • Another advantage is that the short-stroke piston-cylinder arrangement is servo-hydraulically controlled for fast movements with high precision and low costs with a small oil volume, practically without compression volume.
  • the diameter of the short-stroke cylinder 9 and the short-stroke piston 10 with the Spacers 11 are approximately the same in size and effective area existing boundary of the force fields.
  • the ram is divided in two in an outer ram 8 with the Sheet metal holder plate 12 and an inner plunger, which as a drawing punch 13 own drive, executed.
  • the first is 1 to be regarded as advantageous, in which the Pull stamp upwards.
  • Figures 5 and 6 show a variation in the arrangement of the Short-stroke piston-cylinder systems 20 in the upper plunger 8, for example at Use as a double-acting press 1 from above, the arrangement the short-stroke piston 10 also corresponds to the force fields articulated with larger short-stroke pistons 10 short-stroke cylinders 9 is executed.
  • Figure 2 shows a plan view of the table top 6 of Figure 1, with the Short-stroke piston-cylinder systems 20, the punch 5 and the workpiece 7. At 21 there are several variants of the basin geometries that can be produced located.
  • FIG Figure 3 The enlarged representation of a short-stroke piston-cylinder system 20 is shown in FIG Figure 3 shown. It shows the short-stroke piston 9 integrated in the table top 6 and guided in seals 17 and in guide rings 18.
  • the shaped bolt 15 can with an eccentricity L to the central axis on the Place the closure plate 14 on. If necessary, two and more can also be used Shaped pin 15 may be provided.
  • the short-stroke cylinder 9 is larger than about 200 to 250 mm in diameter the previously used short-stroke cylinders and can therefore also Generate forces up to 80 tons.
  • the support for the shaped bolts 15 is also included a diameter of about 300 mm larger than the usual Short stroke cylinder 9 and thus leaves more scope for positioning from the form bolts 15. Due to the large guide length of the spacer 11 can even with this eccentric load 80 tons without tipping to be dealt with.
  • the arrangement options are illustrated with the Shape of the bolts 15 on the spacer 11. If necessary, the Shaped pin 15 can also be designed as an angle iron.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

The deep drawing device has several force effect fields round one or more drawing punches (5), with each separate force effect field having a fixed integrated short-stroke cylinder system, consisting of a short-stroke cylinder (9) and a short-stroke piston (10), to which a spacer (11) is attached carrying one or more form bolts (15).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydroelastische Tiefzieheinrichtung bei Pressen zum Ziehen von Blechformteilen gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a hydroelastic deep-drawing device Presses for drawing sheet metal parts according to the preamble of Claim 1.

Bei der Metallumformung zur Herstellung von tiefgezogenen Blechformteilen gehört es zum System der Werkzeugtechnik, dass zur Abstützung der Blechhalterplatten Ziehstifte eingesetzt werden. Diese Ziehstifte als Distanzhaltestifte wirkend sind Druckbolzen zwischen der Blechhalterplatte und dem Ziehkissen. Sie sind ein notwendiger Bestandteil des jeweiligen Tiefziehwerkzeuges, das heißt, die Länge der Ziehstifte und ihre Anzahl ist werkzeugbedingt.In metal forming for the production of deep-drawn sheet metal parts is it part of the system of tool technology that supports the Sheet metal holder plates are used. These drawing pens as Distance pins act as pressure bolts between the plate holder plate and the die cushion. They are a necessary part of each Deep-drawing tool, that is, the length of the drawing pins and their number tool-related.

Als.Nachteilig bei diesen mechanischen Ziehstiften hat sich herausgestellt, dass sie verschleißen und sich somit ungleichmäßige Blechhaltekräfte bei starrem Niederhaltersystem im Laufe des Betriebes unkontrolliert einstellen können, welches eine unkontrollierte Faltenbildung vom Formteil bewirkt. Diesen Effekt können elastische Niederhalter durch Zwischenlage einer Gummiplatte verhindern.A disadvantage of these mechanical drawing pins has been found that they wear out and thus contribute to uneven sheet holding forces adjust the rigid hold-down system uncontrollably during operation can, which causes an uncontrolled wrinkling of the molded part. Elastic hold-down devices can achieve this effect by interposing one Prevent rubber sheet.

Aus der DE-PS 30 22 844 ist bereits eine Tiefzieheinrichtung an Werkzeugen oder Pressen zum Ziehen von Blechformteilen bekannt, die ein aus mehreren Druckzylindern und mit in diesen axial bewegbar geführten, mit Strömungsdruckmitteln beaufschlagten Kolben bestehendes Ziehkissen zum Abstützen einer Blechhalterplatte besitzt und mit einem weiteren, einen in Ziehrichtung bewegbar geführten Ziehstempel aufnehmenden Ziehkissen ausgerüstet ist, dessen Druckzylinder mit den Druckzylindern des der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissens über Strömungswege verbunden und mit dem Ziehvorgang aus diesen Druckzylindern verdrängten Strömungsdruckmitteln beaufschlagbar sind.DE-PS 30 22 844 already has a deep-drawing device on tools or presses for drawing sheet metal parts are known, the one of several Printing cylinders and with axially movable in them, with Current pressure medium acted upon the existing drawing cushion for the piston Support a sheet metal holder plate and with another, one in Drawing direction movably guided die cushion receiving die is equipped, the impression cylinder with the impression cylinders of the Sheet support supporting die cushion connected via flow paths and displaced from these pressure cylinders with the drawing process Flow pressure media are acted upon.

Von Bedeutung bei dieser Tiefzieheinrichtung ist, dass beim Niedergehen des von einem Pressenstössel betätigten Ziehringes aus den Druckzylindern des der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissens abströmendes Druckmedium über Leitungen in die Druckzylinder des weiteren Ziehkissens, auf dem der Ziehstempel vertikal bewegbar aufgenommen ist, überströmt und die in den Druckzylindern dieses Ziehkissens geführten Kolben beaufschlagt, die ihrerseits beim Ziehvorgang den Ziehstempel entgegen der Bewegungsrichtung des Ziehringes und der Blechhalterplatte in Ziehrichtung antreiben. Dieser damit verwirklichte unmittelbare Strömungsverbund zwischen den Druckzylindern des Blechhalterplatten-Wirkungsfeldes zu den Druckzylindern des Ziehstempel-Wirkungsfeldes soll eine sogenannte Druckwaage darstellen.It is important with this deep-drawing device that when the by a press ram operated drawing ring from the pressure cylinders of the pressure medium flowing out of the die holder supporting die cushion via lines in the pressure cylinder of the further die cushion on which the Drawing stamp is received vertically movable, overflows and in the Pressure cylinders of this die cushion guided piston, which in turn, during the drawing process, the drawing punch against the direction of movement of the pull ring and the sheet metal holder plate in the pulling direction. This realized direct flow connection between the Printing cylinders of the sheet metal holder plate field of action to the printing cylinders of the drawing punch area of effect should represent a so-called pressure compensator.

Ein Teil der Nachteile mechanischer Ziehstifte konnten mit dieser bekannten Tiefzieheinrichtung vermieden werden. Als nachteilig bei dieser Tiefzieheinrichtung hat sich dennoch herausgestellt:

  • Die entstandenen Kräfte sind nicht reproduzierbar, weil eine Abhängigkeit zwischen der Ziehgeschwindigkeit aufgrund unterschiedlicher Strömungswiderstände entstehen, das heißt, für eine Prozessführung über eine Rechenanlage ist sie nicht geeignet. Der Kräfteverlauf bei der Blechumformung ist weiter von Beginn bis zum Ende des Tiefziehprozesses in etwa parabolisch. Besonders bei flachen Ziehteilen oder auch bei komplizierten Formteil-Geometrien ist es aber zwingend notwendig, am Anfang gezielt in besonderen Wirkungsfeldbereichen des Blechhalterbereiches höhere Blechhalterkräfte einzusteuern.
    • Some of the disadvantages of mechanical drawing pins could be avoided with this known deep-drawing device. However, it turned out to be disadvantageous with this deep-drawing device:
  • The forces generated are not reproducible because there is a dependency between the drawing speed due to different flow resistances, which means that it is not suitable for process control via a computer system. The course of forces in sheet metal forming is roughly parabolic from the beginning to the end of the deep-drawing process. Particularly in the case of flat drawn parts or also complicated molded part geometries, it is imperative at the beginning to specifically control higher sheet metal holder forces in special areas of the sheet metal holder area.

    • Zur Kompensierung dieses Nachteiles ist dann nach DE-OS 33 33 687 ein Drucksteuerventil mit aufgenommen worden, um im Strömungsdurchlauf des Hydrauliköles zwischen Blechhalter und Ziehstempel über dieses Drucksteuerventil, zum Beispiel am Anfang oder auch grundsätzlich über den Gesamtziehverlauf, unterschiedliche Drücke einstellen zu können.To compensate for this disadvantage is then according to DE-OS 33 33 687 Pressure control valve has been added to in the flow passage of the Hydraulic oil between the sheet metal holder and drawing die via this Pressure control valve, for example at the beginning or basically via the Total drawing course, to be able to set different pressures.

    Dabei haben sich in der Praxis folgende Nachteile dieser Tiefzieheinrichtung und ihrer Steuerung herausgestellt:

  • a) Bei unterschiedlichen Druckzuständen im Wirkungsfeld-Blechhalter und Wirkungsfeld-Ziehstempel wird das Öl unterschiedlich komprimiert, wodurch hydraulische Druckspitzen verursacht werden, welche wieder zur Zerstörung der Schmierfilmoberflächenstruktur führen können.
  • b) Das Drucksteuerventil hat einen Lecköl-Verbrauch.
  • c) Aufgrund der Verhältnisse gemäß a) und b) sind keine reproduzierbaren Prozess- bzw. Produktionsabläufe erzielbar, das heißt eine exakte Prozessführung ist nicht möglich und
  • d) Bei der Herstellung von einfachen Einzelbecken mit gleichmäßigem Rand ist diese Art der Tiefzieheinrichtung zu teuer.
    • In practice, the following disadvantages of this deep-drawing device and its control have emerged:
  • a) With different pressure conditions in the field of action sheet metal holder and field of action drawing die, the oil is compressed differently, which causes hydraulic pressure peaks, which in turn can lead to the destruction of the lubricating film surface structure.
  • b) The pressure control valve has a leak oil consumption.
  • c) Due to the conditions according to a) and b), no reproducible process or production processes can be achieved, that is, exact process control is not possible and
  • d) This type of deep-drawing device is too expensive for the production of simple single pools with a uniform edge.

    • Durch den Strömungsverbund bei den beiden genannten Schutzrechten ist allgemein noch der Nachteil verbunden, dass die Ziehstempel-Wegposition, aufgrund der Ölkompressibilität und von Leckagen, nicht exakt reproduzierbar ansteuerbar ist. Due to the flow network in the two mentioned property rights Generally there is also the disadvantage that the punch position, due to oil compressibility and leaks, not exactly reproducible is controllable.

    Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei Vermeidung der genannten Nachteile ein rechnergestütztes, prozessfähiges, hydroelastisches Tiefziehen zu verwirklichen, bei dem die entsprechend der Formgeometrie des Werkstückes angeordneten Druckzylinder-Kolbenanordnungen für das Blechhalterplatten-Wirkungsfeld zu aktivieren und mit der eine exakte Kraftprofil-Regelung ohne Störamplituden zu verwirklichen ist, um die Vorteile und Wirkungen eines gummielastischen Ziehkissensystems zu erreichen; weiter besteht die Aufgabe darin, größere Kräfte über einen Zylinder übertragen zu können und dies auch wenn zusätzliche größere exzentrische Belastungen pro Zylindereinheit auftreten, sowie dafür eine einfache und kostengünstige Tiefzieheinrichtung zu schaffen.The invention has set itself the task of avoiding the above Disadvantages of a computer-aided, process-capable, hydroelastic deep drawing to realize, in which the according to the shape geometry of the Workpiece arranged pressure cylinder piston assemblies for that Activate sheet metal holder plate field of action and with an exact Force profile control without disturbance amplitudes is to realize the advantages and achieve effects of a rubber-elastic die cushion system; further the task is to apply greater forces over a cylinder to be able to transmit and this even if additional larger eccentric Loads occur per cylinder unit, as well as a simple and to create low-cost deep-drawing equipment.

    Die Lösung dieser Aufgabe ist verwirklicht nach der Lehre des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches mit folgenden Merkmalen:

  • a) zur Abstützung und Beaufschlagung der Blechhalteplatte sind mehrere in Anzahl und Fläche wählbare Kraftwirkungsfelder um einen oder mehrere Ziehstempel vorgesehen, wobei jedem Kraftwirkungsfeld ein stationär integriertes Kurzhubkolben-Zylindersystem zugeordnet ist,
  • b) das Kurzhubkolben-Zylindersystem besteht aus einem Kurzhubzylinder mit Kurzhubkolben auf dem ein großflächiges und lang ausgeführtes Distanzstück kippsicher abgestützt ist und darauf ein oder mehrere Formbolzen auf die Blechhalteplatte zentrisch oder exzentrisch andrückbar angeordnet sind und
  • c) die Kurzhubkolben und ihre Distanzstücke sind in ihrem Durchmesser oder nach Ihren Wirkflächen annähernd in der Größe der Umgrenzung der Kraftwirkungsfelder entsprechend ausgeführt.
    • This object is achieved according to the teaching of the characterizing part of the patent claim with the following features:
  • a) for supporting and loading the sheet metal holding plate, a number of force fields, which can be selected in terms of number and area, are provided around one or more drawing rams, each force field being assigned a stationary, integrated short-stroke piston-cylinder system,
  • b) the short-stroke piston-cylinder system consists of a short-stroke cylinder with a short-stroke piston on which a large and long spacer is supported against tipping and one or more form bolts are arranged centrally or eccentrically on the plate holding plate and
  • c) the short-stroke pistons and their spacers are designed in their diameter or according to their active surfaces approximately in the size of the boundary of the force fields.

    • Die stationäre Ausführung der Tiefzieheinrichtung gemäß der Erfindung ist insbesondere konzeptionell einfacher und somit kostengünstiger als Tiefzieh-Umformpressen mit mobiler Ziehkissenplatte oder einem Multipunkt-Ziehkissen. Die Kurzhubkolbenzylindersysteme arbeiten je Kraftwirkungsfeld in stationärer Anordnung störungsärmer und funktionssicherer. Dies gilt auch für stationär angeordnete Gegenlaufzylinder für die Ziehstempelbewegung.
    Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen und Merkmale ist es insbesondere auch gelungen, für mehrere Wirkungsfelder der Blechhalterplatte, den Verfahrensvorteil eines gummielastischen Blechhalter-Ziehkissensystems nachzuvollziehen, aber mit dem Vorteil und der Möglichkeit der rechnergestützten Prozesssteuerung, wobei die Ansteuerung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme für die Kraftwirkungsfelder sowohl mit gleichem als auch mit unterschiedlichem Druck je nach Formteil, möglich ist.    The stationary design of the deep-drawing device according to the invention is, in particular, conceptually simpler and therefore less expensive than deep-drawing forming presses with a mobile die cushion plate or a multi-point die cushion. The short-stroke piston cylinder systems work in a stationary arrangement for each force action field with less interference and more reliable functions. This also applies to stationary counter-rotating cylinders for the punch movement.
    The measures and features according to the invention have also made it possible, in particular, to understand the process advantage of a rubber-elastic sheet holder die cushion system for several fields of action of the sheet metal holder plate, but with the advantage and the possibility of computer-aided process control, with the control of the short-stroke piston-cylinder systems for the force fields of action both with same as well as with different pressure depending on the molded part.

    Durch die Anordnung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme in der Tischplatte bzw. unterhalb der Tischplatte kann eine Freistellung des hergestellten Formteils vom Ziehstempel für eine sichere Formteilentfernung erfolgen. Die Anordnung der Kurzhubkolben-Zylinderwirkungsfelder in kinematischer Umkehrung gestatten ebenfalls einen vertikalen Freiraum innerhalb der Presse zwischen Stössel und Tischplatte, weil die Unterbringung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme innerhalb des notwendigen Freiraumes für den Ziehstempelhub liegt. Die Stösselkraft kann als Grundlast auf den Ziehring wirkend vorteilhaft für eine kippfreie Krafteinwirkung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme eingesetzt werden. Dadurch ist eine störungsfreie Prozessführung in der voneinander unabhängigen hydraulischen Druckeinwirkung der Kurzhub-Kraftwirkungsfelder vorteilhaft gegeben.Due to the arrangement of the short-stroke piston-cylinder systems in the table top or below the table top, an exemption of the manufactured Molding from the die for a safe removal of molded parts. The Arrangement of the short-stroke piston-cylinder fields of action in kinematic Conversions also allow vertical freedom within the press between ram and table top, because the short-stroke piston-cylinder systems are accommodated within the necessary space for the Die stroke. The ram force can act as a base load on the pull ring effective for a tilt-free force application of the short-stroke piston-cylinder systems be used. This is a trouble-free Process control in the independent hydraulic Pressure action of the short-stroke force fields of action advantageously given.

    Die erfindungsgemäße hydraulische Tiefzieheinrichtung in Kombination mit dem Kurzhub-Kolbenzylinder-System ist mit Vorteilen sowohl in hydraulischen als auch in mechanischen (Kurbel-) Tiefziehpressen einsetzbar.The hydraulic deep-drawing device according to the invention in combination with The short stroke piston cylinder system has advantages in both hydraulic can also be used in mechanical (crank) deep-drawing presses.

    Von Vorteil ist weiter:Another advantage is:

    Jedes Distanzstück mit dem zugehörigen Kurzhubkolben stützt sich im Rahmen des Kraftwirkungsfeldes auf einem großen hydraulischen Kissen ab, so dass Unebenheiten am Ziehring automatisch mit dem Effekt eines gummielastischen Ziehkissens, einer gleichmäßigen Krafteinwirkung um den Ziehring herum, ausgeglichen werden. Jedem Kraftwirkungsfeld ist dafür ein Kurzhubkolben-Zylindersystem zugeordnet, wobei die Anordnung der Kraftwirkungsfelder beliebig gewählt werden kann, die entsprechend der Ziehringgeometrie und dem Werkzeug erforderlich sind und die Kraftwirkungsfelder werden mit Rücksicht auf eine exakte Kraftprofilsteuerung über den Ziehhub servohydraulisch geregelt.Each spacer with the associated short-stroke piston is supported in the frame of the force field on a large hydraulic cushion, so that Bumps on the drawing ring automatically with the effect of a rubber elastic Drawing cushion, an even application of force around the drawing ring, be balanced. There is a short-stroke piston-cylinder system for every force field assigned, the arrangement of the force fields can be chosen arbitrarily, according to the drawing ring geometry and the tool are required and the force fields are with Consideration of an exact force profile control over the drawing stroke servo-hydraulically controlled.

    Je nach Werkzeuganforderung wird jede Wegposition lagengeregelt angesteuert und eine parallele Rückstellung der Blechhalterplatte nach der Tiefziehoperation erreicht. Der Rückstellungshub kann dabei mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, nach einem vorprogrammierbarem Geschwindigkeitsprofil (Beschleunigung und Abbremsen) zur Entformung des gezogenen Teils.
    Von Vorteil ist dabei, dass die großflächigen Kurzhubkolben-Zylinderanordnungen Regelfehler in der Synchronfahrt selbsttätig ausgleichen. Weiter ist von Vorteil, dass die Kurzhubkolben-Zylinderanordnung bei hoher Präzision und geringen Kosten mit kleinem Ölvolumen, praktisch ohne Kompressionsvolumen, für schnelle Bewegungen servohydraulisch angesteuert werden.    Depending on the tool requirements, each position is controlled in a position-controlled manner and the sheet metal holder plate is reset in parallel after the deep-drawing operation. The return stroke can take place at high speed, according to a pre-programmable speed profile (acceleration and deceleration) for demolding the drawn part.
    The advantage here is that the large-area short-stroke piston-cylinder arrangements automatically compensate for control errors in synchronous travel. Another advantage is that the short-stroke piston-cylinder arrangement is servo-hydraulically controlled for fast movements with high precision and low costs with a small oil volume, practically without compression volume.

    Mit der Tiefzieheinrichtung nach der Erfindung ist auch die Möglichkeit geschaffen, vorhandene Werkzeuge, die bisher für mechanische Ziehstifte eingesetzt wurden, auch auf diesen hydraulischen Tiefziehapparat universell ohne Abänderung einzusetzen, wobei die Möglichkeit einer sehr hohen Prozessfähigkeit der servohydraulischen Ansteuerung und dem Einsatz unterschiedlicher Verfahrensschritte, zum Beispiel Umschalten von normalem Vorgang Tiefziehen zum Gegenlaufziehen, ein sehr gutes Anwendungsspektrum ermöglicht.With the deep-drawing device according to the invention there is also the possibility created existing tools that were previously used for mechanical drawing pins were used, also on this hydraulic thermoformer universal without modification, with the possibility of a very high Process capability of servohydraulic control and use different process steps, for example switching from normal Deep drawing to counter-current drawing process, a very good one Range of applications enables.

    Die Möglichkeiten aus der Prozessfähigkeit des Verfahrens zur Steuerung des Tiefziehvorganges nach der Erfindung sind insbesondere auch von Bedeutung für die Qualitätssicherung des herzustellenden Tiefziehteiles. Störeinflüsse, wie zum Beispiel Kippen des Pressenstössels oder Unparallelitäten am Werkzeug können durch das angegebene hydraulische Kurzhubkolben-Zylindersystem wirkungsvoll kompensiert werden, um zum Beispiel Faltenbildungen präventiv zu verhindern.The possibilities from the process capability of the process for controlling the Deep-drawing processes according to the invention are also of particular importance for quality assurance of the deep-drawn part to be manufactured. Interference, such as for example tilting of the press ram or non-parallelism on the tool can by the specified hydraulic short-stroke piston-cylinder system can be effectively compensated, for example to prevent wrinkles to prevent.

    Die weiteren Patentansprüche betreffen zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung.The further claims relate to expedient configurations of the Object of the invention.

    Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.The invention is based on exemplary embodiments in the Drawing shown and is described in more detail below.

    Es zeigen:

    Figur 1
    in schematischer Darstellung die Tiefzieheinrichtung nach der Erfindung,
    Figur 2
    eine Draufsicht auf die Tischplatte nach Figur 1 mit eingezeichneten möglichen Beckengeometrien,
    Figur 3
    die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Kurzhubkolben-Zylindersystems im Detail nach einem Ausschnitt "A" aus Figur 1,
    Figur 4
    zwei beispielhafte Anordnungen der Formbolzen auf den Distanzstücken in der Führungsplatte,
    Figur 5
    ein zweites Ausführungsbeispiel der Tiefzieheinrichtung gemäß der Erfindung mit stationärem Kurzhubkolben-Zylindersystem in der Tischplatte und
    Figur 6
    ein drittes Ausführungsbeispiel der Tiefzieheinrichtung gemäß der Erfindung mit im Stössel integrierten Kurzhubkolben-Zylindersystemen beim Einsatz als zweifach wirkende Presse oben.
    Show it:
    Figure 1
    in a schematic representation the deep-drawing device according to the invention,
    Figure 2
    2 shows a top view of the table top according to FIG. 1 with possible pool geometries shown,
    Figure 3
    the formation of a short-stroke piston-cylinder system according to the invention in detail according to a section "A" from Figure 1,
    Figure 4
    two exemplary arrangements of the shaped bolts on the spacers in the guide plate,
    Figure 5
    a second embodiment of the deep-drawing device according to the invention with a stationary short-stroke piston-cylinder system in the table top and
    Figure 6
    a third embodiment of the deep-drawing device according to the invention with short-stroke piston-cylinder systems integrated in the ram when used as a double-acting press above.

    Die Zeichnung zeigt in den Figuren 1, 5 und 6 drei Ausführungsbeispiele der Tiefzieheinrichtung in einer Presse 1 gemäß der Erfindung, wobei die Tischplatte 6 im Pressengestell 2 unten angeordnet ist und der Stössel 8 von oben nach unten für die Schließung und Öffnung des Pressenraumes sowie für die Festlegung des Werkstückes 7 auf der Blechhalterplatte 12 oder auf dem Ziehring 4 dient. Ein Kurzhubkolben-Zylindersystem 2 besteht aus dem Kurzhubzylinder 9, dem Kurzhubkolben 10, dem Distanzstück 11 und darauf abgestützt ein oder mehrere, entsprechend der Ziehringgeometrie ausgeführte Formbolzen 15, wobei sie sich zentrisch oder exzentrisch auf dem grossflächigen Distanzstück 11 abstützen und in der Führungsplatte 19 geführt sind. Die stationäre Anordnung des Kurzhubkolben-Zylindersystems 20 unter, in der Tischplatte 6 oder im äußeren Stössel 8, ermöglicht die Verwendung von einem oder mehreren hydraulischer Ziehstempel 5, die mittels eines hydraulischen Kolbens 3 eine Ziehstempelbewegung von unten nach oben oder von oben nach unten in vertikaler Richtung durchführen. Bei diesen Anordnungen kann somit in vorteilhafter Weise eine einfache Oberkolbenpresse zur Anwendung kommen, mit dem Vorteil:

  • a) Kipplagen mit unterschiedlichen Winkellagen durch Schrägstellung des Stössels 8 können nicht auftreten, wenn die Stösselkonstruktion bzw. - bewegung so ausgeführt ist, dass sich der Stössel 8 zwangsläufig flächig auf die Ziehringplatte 4 abstützt und
  • b) die Anordnung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme 20 kann in entsprechender Grösse und gleicher Weise zu Kraftwirkungsfeldern ausgeführt werden, ebenso die Aufteilung in verschiedene Kraftwirkungsfelder.
    • The drawing shows in Figures 1, 5 and 6 three embodiments of the deep-drawing device in a press 1 according to the invention, wherein the table top 6 is arranged in the press frame 2 below and the ram 8 from top to bottom for the closing and opening of the press room and for the fixing of the workpiece 7 on the sheet metal holder plate 12 or on the drawing ring 4 is used. A short-stroke piston-cylinder system 2 consists of the short-stroke cylinder 9, the short-stroke piston 10, the spacer 11 and, supported thereon, one or more shaped bolts 15 designed according to the drawing ring geometry, wherein they are supported centrically or eccentrically on the large-area spacer 11 and guided in the guide plate 19 are. The stationary arrangement of the short-stroke piston-cylinder system 20 below, in the table top 6 or in the outer plunger 8, allows the use of one or more hydraulic rams 5 which, by means of a hydraulic ram 3, cause a ram movement from bottom to top or from top to bottom in a vertical direction Perform direction. With these arrangements, a simple upper piston press can thus advantageously be used, with the advantage:
  • a) Tilting positions with different angular positions due to the inclination of the plunger 8 cannot occur if the plunger construction or movement is carried out in such a way that the plunger 8 is inevitably supported flat on the drawing ring plate 4 and
  • b) the arrangement of the short-stroke piston-cylinder systems 20 can be carried out in a corresponding size and in the same way for force fields, as can the division into different force fields.

    • Die Durchmesser der Kurzhubzylinder 9 und der Kurzhubkolben 10 mit den Distanzstücken 11 sind in Größe und Wirkfläche in etwa entsprechend der vorhandenen Umgrenzung der Kraftwirkungsfelder ausgeführt. Nach Figur 5 ist dafür der Stössel zweigeteilt in einem äußeren Stössel 8 mit der Blechhalterplatte 12 und einem inneren Stössel, der als Ziehstempel 13 mit eigenem Antrieb wirkt, ausgeführt. Im Rahmen der Erfindung ist das erste Ausführungsbeispiel nach Figur 1 als vorteilhaft anzusehen, bei der der Ziehstempel nach oben wirkt.The diameter of the short-stroke cylinder 9 and the short-stroke piston 10 with the Spacers 11 are approximately the same in size and effective area existing boundary of the force fields. According to Figure 5 therefor the ram is divided in two in an outer ram 8 with the Sheet metal holder plate 12 and an inner plunger, which as a drawing punch 13 own drive, executed. In the context of the invention, the first is 1 to be regarded as advantageous, in which the Pull stamp upwards.

    Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Variation in der Anordnung der Kurzhubkolben-Zylindersysteme 20 im oberen Stössel 8, zum Beispiel bei Einsatz als eine zweifach wirkende Presse 1 von oben, wobei die Anordnung der Kurzhubkolben 10 ebenfalls entsprechend den Kraftwirkungsfeldern gegliedert mit größeren Kurzhubkolben 10 Kurzhubzylindern 9 ausgeführt ist.Figures 5 and 6 show a variation in the arrangement of the Short-stroke piston-cylinder systems 20 in the upper plunger 8, for example at Use as a double-acting press 1 from above, the arrangement the short-stroke piston 10 also corresponds to the force fields articulated with larger short-stroke pistons 10 short-stroke cylinders 9 is executed.

    Die Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Tischplatte 6 nach Figur 1, mit dem Kurzhubkolben-Zylindersysteme 20, dem Ziehstempel 5 und dem Werkstück 7. Mit 21 sind mehrere Varianten der herstellbaren Beckengeometrien eingezeichnet.Figure 2 shows a plan view of the table top 6 of Figure 1, with the Short-stroke piston-cylinder systems 20, the punch 5 and the workpiece 7. At 21 there are several variants of the basin geometries that can be produced located.

    Die vergrößerte Darstellung eines Kurzhubkolben-Zylindersystems 20 ist in der Figur 3 dargestellt. Sie zeigt den Kurzhubkolben 9 in der Tischplatte 6 integriert und in Dichtungen 17 und in Führungsringen 18 geführt. Die Kraftübertragung auf den Formbolzen 15 erfolgt jedoch über einen in zwei Führungsbuchsen 16 kippsicher geführten langen Distanzstück 11 mit gehärteter Verschleißplatte 14. Der Formbolzen 15 kann dabei mit einer Exzentrizität L zur Mittelachse auf der Verschlussplatte 14 aufliegen. Bei Bedarf können auch zwei und mehr Formbolzen 15 vorgesehen sein. The enlarged representation of a short-stroke piston-cylinder system 20 is shown in FIG Figure 3 shown. It shows the short-stroke piston 9 integrated in the table top 6 and guided in seals 17 and in guide rings 18. The power transmission on the form pin 15, however, takes place via one in two guide bushings 16 long spacer 11 guided against tilting with hardened wear plate 14. The shaped bolt 15 can with an eccentricity L to the central axis on the Place the closure plate 14 on. If necessary, two and more can also be used Shaped pin 15 may be provided.

    Der Kurzhubzylinder 9 ist mit etwa 200 bis 250 mm im Durchmesser größer als die bisher üblichen ausgeführten Kurzhubzylinder und kann deswegen auch Kräfte bis 80 to erzeugen. Ebenso ist die Auflage für die Formbolzen 15 mit einem Durchmesser von etwa 300 mm grösser als die üblichen Kurzhubzylinder 9 und lässt damit auch mehr Spielraum für die Positionierung von den Formbolzen 15. Durch die große Führungslänge des Distanzstückes 11 können auch bei dieser exzentrischen Belastung 80 to ohne Kippung bewältigt werden.The short-stroke cylinder 9 is larger than about 200 to 250 mm in diameter the previously used short-stroke cylinders and can therefore also Generate forces up to 80 tons. The support for the shaped bolts 15 is also included a diameter of about 300 mm larger than the usual Short stroke cylinder 9 and thus leaves more scope for positioning from the form bolts 15. Due to the large guide length of the spacer 11 can even with this eccentric load 80 tons without tipping to be dealt with.

    In Figur 4 sind noch die Anordnungsmöglichkeiten veranschaulicht mit der Form der Formbolzen 15 auf dem Distanzstück 11. Bei Bedarf kann der Formbolzen 15 auch als Winkeleisen ausgeführt sein. In Figure 4, the arrangement options are illustrated with the Shape of the bolts 15 on the spacer 11. If necessary, the Shaped pin 15 can also be designed as an angle iron.

    Bezugszeichenliste: DP 1281 EPReference symbol list: DP 1281 EP

    1.1.
    PressePress
    2.Second
    Pressengestellpress frame
    3.Third
    Hydraulischer Kolben für Ziehstempel 5 in Tischplatte oder in Stösselplatte integriertHydraulic piston for die 5 in table top or integrated in pusher plate
    4.4th
    Ziehringdrawing ring
    5.5th
    Ziehstempeldrawing punch
    6.6th
    Tischplattetabletop
    7.7th
    Werkstückworkpiece
    8.8th.
    Stösseltappet
    9.9th
    Kurzhubzylinder (in Tisch oder Stössel integriert)Short stroke cylinder (integrated in table or ram)
    10.10th
    Kurzhubkolben (in Tisch oder Stössel integriert)Short stroke piston (integrated in table or ram)
    11.11th
    Distanzstückspacer
    12.12th
    BlechhalteplatteSheet holding plate
    13.13th
    Ziehstempel im StösselDrawing stamp in the ram
    14.14th
    Verschleißplattewear plate
    15.15th
    Formbolzenshaping pins
    16.16th
    Führungsbuchseguide bush
    17.17th
    Dichtungenseals
    18.18th
    Führungsringguide ring
    19.19th
    Führungsplatteguide plate
    20.20th
    Kurzhubkolben-ZylindersystemShort-stroke piston-cylinder system
    21.21st
    Varianten der herstellbaren BeckengeometrienVariants of the basin geometries that can be produced

    Claims (8)

    Hydroelastische Tiefzieheinrichtung bei Pressen zum Ziehen von Blechformteilen, mit gegenüber hydraulischen Druckzylindern und Druckkolben abgestützten Blechhalteplatte und mit einem in Ziehrichtung bewegbar geführten Ziehstempel, der sich an mindestens einem in einem Zylinder geführten und mit Hydraulik-Medium beaufschlagbaren Kolben abstützt und einem im Oberholm abgestützten auf- und abbewegbar geführten Stössel, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) zur Abstützung und Beaufschlagung der Blechhalteplatte (12) sind mehrere in Anzahl und Fläche wählbare Kraftwirkungsfelder um einen oder mehrere Ziehstempel (5) vorgesehen, wobei jedem Kraftwirkungsfeld ein stationär integriertes Kurzhubkolben-Zylindersystem (20) zugeordnet ist, b) das Kurzhubkolben-Zylindersystem (20) besteht aus einem Kurzhubzylinder (9) mit Kurzhubkolben (10) auf dem ein großflächiges und lang ausgeführtes Distanzstück (11) kippsicher abgestützt ist und darauf ein oder mehrere Formbolzen (15) auf die Blechhalteplatte (12) zentrisch oder exzentrisch andrückbar angeordnet sind und c) die Kurzhubkolben (10) und ihre Distanzstücke (11) sind in ihrem Durchmesser oder nach Ihren Wirkflächen annähernd in der Größe der Umgrenzung der Kraftwirkungsfelder entsprechend ausgeführt. Hydroelastic deep-drawing device for presses for drawing sheet metal parts, with a sheet metal holding plate supported against hydraulic pressure cylinders and pressure pistons and with a drawing die that is movably guided in the direction of drawing, which is supported on at least one piston that is guided in a cylinder and can be acted upon by hydraulic medium and a supported in the upper beam. and movably guided ram, characterized by the following features: a) for supporting and loading the sheet metal holding plate (12), a plurality of force fields, selectable in number and area, are provided around one or more drawing rams (5), each force field being assigned a stationary, integrated short-stroke piston-cylinder system (20), b) the short-stroke piston-cylinder system (20) consists of a short-stroke cylinder (9) with short-stroke piston (10) on which a large and long spacer (11) is supported against tipping and one or more form bolts (15) on the sheet metal holding plate (12) are arranged centrically or eccentrically and c) the short-stroke pistons (10) and their spacers (11) are designed correspondingly in terms of their diameter or according to their active surfaces in the size of the boundary of the force fields. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch unterschiedliche Anordnung der Formbolzen (15) auf den Wirkflächen der Distanzstücke (11) eine Anpassung an ähnliche Werkstücke (7) einer Teilefamilie möglich ist.Hydraulic deep-drawing device according to claim 1, characterized in that an adaptation to similar workpieces (7) of a family of parts is possible by different arrangement of the shaped bolts (15) on the active surfaces of the spacers (11). Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbolzen (15) in Anpassung und entsprechend der zugehörigen Ziehringkontur ausgebildet sind.Hydraulic deep-drawing device according to claim 1 and 2, characterized in that the shaped bolts (15) are designed to match and corresponding to the associated drawing ring contour. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Ziehstempel (5) von unten nach oben wirkend innerhalb oder unterhalb der Tischplatte (6) stationär angeordnet sind. Hydraulic deep-drawing device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the drawing die (s) (5) are arranged in a stationary manner, acting from below to above, inside or below the table top (6). Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Ziehstempel (5) von oben nach unten wirkend innerhalb des zweigeteilten Stössels (8) stationär angeordnet sind.Hydraulic deep-drawing device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the drawing die (s) (5) are arranged in a stationary manner, acting from top to bottom, within the two-part tappet (8). Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubkolben-Zylindersysteme (20) in der Tischplatte (6) stationär angeordnet sind.Hydraulic deep-drawing device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the short-stroke piston-cylinder systems (20) are arranged in a stationary manner in the table top (6). Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubkolben-Zylindersystem (20) stationär im äußeren Stössel (8) integriert sind.Hydraulic deep-drawing device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the short-stroke piston-cylinder system (20) are integrated stationary in the outer plunger (8). Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kraftwirkungsfeld unabhängig von den anderen durch ein Kurzhubkolben-Zylindersystem (20) hydraulisch ansteuerbar ist.Hydraulic deep-drawing device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that each force action field can be controlled hydraulically independently of the others by a short-stroke piston-cylinder system (20).
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