EP0703018A1 - Mechanical or hydraulic press - Google Patents

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EP0703018A1
EP0703018A1 EP95113596A EP95113596A EP0703018A1 EP 0703018 A1 EP0703018 A1 EP 0703018A1 EP 95113596 A EP95113596 A EP 95113596A EP 95113596 A EP95113596 A EP 95113596A EP 0703018 A1 EP0703018 A1 EP 0703018A1
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EP
European Patent Office
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pressure
press
cheek
superimposed
workpiece
Prior art date
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EP95113596A
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German (de)
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Erich Harsch
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Mueller Weingarten AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Mueller Weingarten AG
Mueller Weingarten AG
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Publication date
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Publication of EP0703018B1 publication Critical patent/EP0703018B1/en
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    • 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
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/008—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 involving vibration, e.g. ultrasonic
    • 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 mechanical or hydraulic press according to the preamble of claim 1.
  • proportional or servo valves are used to control or regulate the pressures in the sheet metal holder sets and thus to regulate the sheet metal holding force, the sheet metal holding cylinder being assigned a sensor which, via a control device, the desired pressure change in the sheet metal holding cylinder depending on the respective drawing step by means of proportional or servo valves.
  • a single-acting drawing press has become known from DE-32 42 705 C2, in which the pressure cheek arranged in the press table can be acted upon by several piston / cylinder units with locally different cushioning forces, in order in particular to be able to machine asymmetrical large drawing parts with locally different desired forces.
  • a different drawing capacity in the respective areas of a workpiece can be achieved by deliberately changing the drawing gap.
  • different pressures can be generated for the sheet metal holder. Accordingly, there is a force regulation for a differentiated support of the pressure cheek, which transmits the different force to the sheet metal holding device or the workpiece.
  • a press to be used for drawing and deep drawing operations has also become known, which is also designed as a single-acting press and whose hydraulically supported pressure cheek acts on the lower part of the tool or the drawing punch.
  • the drawing process on the drawing punch can be influenced in the sense of a sheet metal deformation by specifically influencing the pressure on the pressure cheek.
  • the sheet metal to be processed must therefore not only be influenced by a sheet metal holder or sheet hold-down device surrounding the drawing die. Rather, the flow of the sheet on the lower part of the tool or on the drawing die itself can be controlled by means of a targeted pressure regulation via the pressure cheek.
  • This arrangement may work satisfactorily for the application of force to a sheet metal plunger and for simply shaped parts. However, it cannot be used with complicated parts and in particular with single-acting presses, since a targeted regulation of the sheet metal holding forces via a pressure cheek is required here.
  • the invention is based on the object of achieving a further improvement in the working method, in particular of a single-acting press, with an optimal flow behavior of the workpiece also taking place in the tool itself.
  • the present invention is based on the main idea that an optimal flow behavior of the workpiece can be achieved, in particular in a single-acting press, in that the pressure cheek arranged in the press table is acted upon by a pressure control for generating a targeted pressure profile during the forming process, which is additionally superimposed on a specific pressure oscillation , wherein a constant change of the force application between a maximum and a minimum value is generated such that the workpieces are continuously loaded and unloaded.
  • This makes the flow behavior similar to that of the named EP 0 438 747, positively influenced, whereby the flow behavior of the workpiece can be influenced both by means of a sheet metal holder and in the forming tool itself.
  • the sheet metal holder or hold-down device surrounding the lower tool can be subjected to a certain predetermined constant or controllable workpiece holding force via the pressure cheek in order to fix the sheet metal, for example, during a deep-drawing process.
  • a superimposed pulsating pressure fluctuation can be imposed on this base load on the sheet metal holder, which enables constant loading and unloading.
  • a given pressure control is therefore provided with a superimposed pressure oscillation.
  • the pressure cheek acting on the lower tool can equally be used with a predetermined pressure profile d. H. a workpiece holding pressure, which in turn is superimposed by a pressure vibration.
  • a pressure profile d H. a workpiece holding pressure, which in turn is superimposed by a pressure vibration.
  • a pressure oscillation can be superimposed on a workpiece holding pressure acting as a base load by separate pistons / cylinder units which are assigned to the respective pressure cheek and which in particular interact with the pistons / cylinder units to generate the base load.
  • Suitable pressure oscillation frequencies are selected which generate constant loading and unloading of the workpiece to be machined in such a way that the deformation process is optimized.
  • the press 1 shown in FIG. 1 shows only the lower part of such a press.
  • a movable sliding table 3 On a stationary press table 2, a movable sliding table 3 is attached, which serves to support a lower tool, not shown.
  • a one-part or multi-part pressure cheek 4 - also called pressure cushion or die cushion - which is pressurized by piston-cylinder units 5, 6 from below.
  • the piston / cylinder units 5, 6 are anchored stationary in the press table 2 and can also consist of a central unit.
  • the respective piston rod 7 of each piston / cylinder unit 5, 6 engages under the pressure cheek 4 in a symmetrical arrangement with respect to the symmetry center line 8 or in the symmetry center line 8.
  • the pressurization of the piston / cylinder units 5, 6 takes place via control valves 9, 10, which are designed as proportional valves or servo valves.
  • the piston / cylinder units 5, 6 with pressure medium are supplied via the supply lines 11, 12 supplied, wherein a common pressure connection line 13 is provided.
  • a hydraulic medium is preferably used as the pressure medium.
  • the proportional valves 9, 10 are regulated by a control which is only shown schematically, which is designated 14 in the proportional valve 10 and is only shown symbolically.
  • a control curve 16 which is shown as an example in the p / t diagram 15 (FIG. 2b).
  • This control curve 16 represents a kind of "base load", i. H. an output force that the piston / cylinder units 5, 6 exert on the pressure cheek 4, respectively.
  • Each of the piston / cylinder units 5, 6 can be equipped with an individual base load or control curve 16 depending on the nature of the workpiece and the forming conditions.
  • the design of the piston / cylinder units 5, 6 can also be designed in accordance with the exemplary embodiment according to DE 32 42 705 C2. Reference is hereby expressly made to the versions of the corresponding compressed air device there.
  • the press according to the invention has an equal number of piston / cylinder units 17, 18, which are integrated between the pressure cheek 4 and the piston rod 7 of the respective piston / cylinder unit 5, 6.
  • These piston / cylinder units each have a piston 19 which can be acted on from both sides and which is firmly clamped in a hydraulic medium by an upper cylinder chamber 20 and a lower cylinder chamber 21.
  • the piston Via the hydraulic feed lines 22, 23, the piston, which can be acted upon on both sides, is supplied with pressure medium in such a way that it carries out an upward and downward pressure oscillation.
  • the control unit 24, the one can apply predetermined pressurization to the piston 19 by alternating pressurization of the pressure chambers 20, 21.
  • diagram 25 FIG.
  • an oscillation profile 26 is generated, which is superimposed on the base load from the piston-cylinder units 5, 6 (FIG. 2c).
  • a basic load 16 is shown in diagram 25 (FIG. 2c), for example, which is superimposed on a harmonic 26 between a maximum value 27 and a minimum value 28.
  • the piston 29 of the piston-cylinder unit 17, 18 moves up and down periodically and thus exerts an alternating pressure on the pressure cheek 4.
  • the pressure cheek is coupled to the workpiece via a certain number of pressure bolts 30 introduced in a manner known per se.
  • a superimposed pressure vibration can also be applied directly via the proportional valves 9, 10.
  • the proportional valves have to be provided with a valve control which generates a base load 16 and a superimposed oscillating load 26.
  • the pressure system shown in FIGS. 1 and 2 for acting on the lower tool can equally be transferred to the upper tool of the press.
  • Hydraulically preloaded pressure points are located between the press drive and the ram for power transmission and overload protection.
  • the oscillating pressure of a single tool can be superimposed on the hydraulic pressure of this system, which generates a constant pulsation of the upper tool in order to create a constant relief and load on the workpiece.
  • the pulsating pressure fluctuation is determined experimentally in terms of its pressure level and alternating frequency depending on the nature of the workpiece, the alternating frequency being in the order of magnitude of approximately 10 to 40 Hz. Similar relationships are shown for another machine arrangement in EP 0 438 774, already cited.

Abstract

The press (1), in particular, for forming and drawing operations incorporates a press ram with a top tool half and a press table with a bottom tool half. The blank holding force between the tool halves - in the case where the press is a single-action press - is adjustable by means of a pressure control unit. The pressure control unit (5, 9) or (6, 10) controls the pressure supplied to a pressure cheek (4) which in the press table (2) acts on the bottom tool half. A pressure oscillation is superimposed on the predetermined blank holding force in such a way that the latter is alternatingly increased and decreased during the forming/drawing process. Alternatively, the press may be provided with a pressure control unit for controlling the force exerted by the press ram on the top tool half.

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische oder hydraulische Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mechanical or hydraulic press according to the preamble of claim 1.

Mechanische und hydraulische Pressen sind Maschinen der Umformtechnik zur Bearbeitung von Werkstücken und insbesondere Blechteilen. Insbesondere zum Umformen von Ziehteilen ist es erforderlich, das Werkstück in spezieller Weise zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug der Presse einzuspannen, wobei verschiedenartige Blechhaltesysteme bekannt sind. Aus der Zeitschrift Z: Blech Rohre Profile 39 (1992) 1, Seiten 44 bis 48 sind Zieheinrichtungen bekanntgeworden, die teilweise ein aufwendiges System mit Steuerung beinhalten, um eine gezielte Übertragung der Blechhaltekräfte zu ermöglichen.Mechanical and hydraulic presses are machines of metal forming technology for processing workpieces and in particular sheet metal parts. In particular for forming drawn parts, it is necessary to clamp the workpiece in a special way between the upper tool and the lower tool of the press, various types of sheet metal holding systems being known. From the magazine Z: Blech Rohr Profile 39 (1992) 1, pages 44 to 48, drawing devices have become known, some of which contain a complex system with control, in order to enable a targeted transmission of the sheet metal holding forces.

Bei Ziehpressen unterscheidet man zwischen den sogenannten doppelwirkenden und einfachwirkenden Pressen, wobei bei doppeltwirkenden Ziehpressen der den Pressenstößel umgebende Blechhalterstößel eine gegenüber diesem voreilende Bewegung durchführt und das Blech so lange gezielt und ggf. geregelt nachgebend festhält, bis der Umformvorgang am Werkstück beendet ist. Eine solche Regelung der Blechhaltekraft während des Ziehvorganges zeigt beispielsweise die DE 36 40 507 C2.In the case of drawing presses, a distinction is made between the so-called double-acting and single-acting presses, in the case of double-acting drawing presses the sheet metal plunger surrounding the press ram performs a leading movement relative to this and holds the sheet in a targeted and possibly controlled manner until the forming process on the workpiece is finished. Such a regulation of the sheet metal holding force during the drawing process is shown, for example, in DE 36 40 507 C2.

Bei dieser bekannten Einrichtung werden zur Steuerung bzw. Regelung der Drücke in den Blechhaltergarnituren und damit zur Regelung der Blechhaltekraft Proportional- oder Servoventile eingesetzt, wobei dem Blechhalterzylinder ein Sensor zugeordnet ist, der über ein Steuergerät die gewünschte Druckänderung im Blechhalterzylinder in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ziehvorschritt mittels der Proportional- oder Servoventile regelt.In this known device, proportional or servo valves are used to control or regulate the pressures in the sheet metal holder sets and thus to regulate the sheet metal holding force, the sheet metal holding cylinder being assigned a sensor which, via a control device, the desired pressure change in the sheet metal holding cylinder depending on the respective drawing step by means of proportional or servo valves.

Bei einfachwirkenden Pressen ist demgegenüber nur ein einfacher Pressenstößel vorhanden. Durch eine Anordnung eines zusätzlichen Ziehapparates im Pressentisch wird bei einfachwirkenden Pressen ein Ziehstempel auf der Aufspannplatte eines Pressentisches befestigt, während ein zusätzlicher Blechhalter auf ihm verschiebbar gelagert ist und von unten her über mehrere Druckstifte unter Einwirkung einer Druckwange steht. Dabei ist die Ziehmatrize am Pressenstößel befestigt (s. Z: Blech Rohre Profile a.a.O. Seite 44, linke Spalte, Seite 45 Bild 1).In contrast, with single-acting presses there is only a simple press ram. By arranging an additional drawing apparatus in the press table, a drawing punch is attached to the clamping plate of a press table in single-acting presses, while an additional sheet holder is slidably mounted on it and is under the action of a pressure cheek from below by means of several pressure pins. The drawing die is attached to the press ram (see Z: Sheet metal tube profiles, see above, page 44, left column, page 45, picture 1).

Aus der DE-32 42 705 C2 ist eine einfachwirkende Ziehpresse bekanntgeworden, bei welcher die im Pressentisch angeordnete Druckwange von mehreren Kolben/Zylindereinheiten mit örtlich unterschiedlicher Kissenkraft beaufschlagbar ist, um insbesondere auch asymmetrische große Ziehteile mit örtlich unterschiedlich erwünschten Kräften bearbeiten zu können. Durch diese unterschiedliche Regelung der Kräfte an einer Druckwange kann ein unterschiedliches Ziehvermögen in den jeweiligen Bereichen eines Werkstücks durch gezielte Veränderung des Ziehspaltes erreicht werden. Für Werkstücke, die eine unsymmetrische Kraftbeaufschlagung erfordern, können damit unterschiedliche Drücke zur Blechhalterung erzeugt werden. Es erfolgt demnach eine Kraftregulierung für eine differenzierte Unterstützung der Druckwange, wobei diese die unterschiedliche Kraft auf die Blechhalteeinrichtung bzw. das Werkstück weiterleitet.A single-acting drawing press has become known from DE-32 42 705 C2, in which the pressure cheek arranged in the press table can be acted upon by several piston / cylinder units with locally different cushioning forces, in order in particular to be able to machine asymmetrical large drawing parts with locally different desired forces. Through this different regulation of the forces on a pressure cheek, a different drawing capacity in the respective areas of a workpiece can be achieved by deliberately changing the drawing gap. For workpieces that require an asymmetrical application of force, different pressures can be generated for the sheet metal holder. Accordingly, there is a force regulation for a differentiated support of the pressure cheek, which transmits the different force to the sheet metal holding device or the workpiece.

Aus der EP 0 173 184 B1 ist weiterhin eine für Zieh- und Tiefziehoperationen zu verwendende Presse bekanntgeworden, die ebenfalls als einfachwirkende Presse ausgebildet ist und deren hydraulisch abgestützte Druckwange auf das Werkzeugunterteil bzw. den Ziehstempel einwirkt. Auch hier kann durch eine gezielte Druckbeeinflussung der Druckwange der Ziehvorgang am Ziehstempel im Sinne einer Blechverformung beeinflusst werden. Das zu bearbeitende Blech muß demzufolge nicht nur durch einen den Ziehstempel umgebenden Blechhalter oder Blechniederhalter beeinflußt werden. Vielmehr kann das Fließen des Bleches auch am Werkzeugunterteil bzw. am Ziehstempel selbst durch eine gezielte Druckregulierung über die Druckwange gesteuert werden.From EP 0 173 184 B1 a press to be used for drawing and deep drawing operations has also become known, which is also designed as a single-acting press and whose hydraulically supported pressure cheek acts on the lower part of the tool or the drawing punch. Here, too, the drawing process on the drawing punch can be influenced in the sense of a sheet metal deformation by specifically influencing the pressure on the pressure cheek. The sheet metal to be processed must therefore not only be influenced by a sheet metal holder or sheet hold-down device surrounding the drawing die. Rather, the flow of the sheet on the lower part of the tool or on the drawing die itself can be controlled by means of a targeted pressure regulation via the pressure cheek.

Die bekannten Einrichtungen und insbesondere die eingangs erwähnte Veröffentlichung aus Z: Blech Rohre Profile... zeigen auf, daß es nach wie vor eines hohen technischen Aufwandes bedarf, um sowohl bei doppeltwirkenden als auch bei einfachwirkenden Pressen optimale Umformbedingungen insbesondere bei komplizierten Werkstücken zu erhalten. Hierbei werden prozeßgesteuerte Druckregeleinrichtungen zur Regelung der Blechhaltekraft eingesetzt, um ein optimales Fließen des Bleches im Werkzeug zu ermöglichen.The known devices and in particular the publication from Z: Blech Rohr Profile ... mentioned at the outset show that a high level of technical effort is still required in order to obtain optimum forming conditions, in particular in the case of complicated workpieces, in both double-acting and single-acting presses. Here, process-controlled pressure regulating devices are used to regulate the sheet metal holding force in order to enable the sheet to flow optimally in the tool.

Aus der weiteren Veröffentlichung EP 0 438 774 B1 ist eine doppelwirkende hydraulische Presse bekanntgeworden, dessen Blechhalterstößel mittels einer Ventilsteuerung während der Verformung des Bleches mit einer Kraft beaufschlagt wird, die mit einer geeigneten Frequenz, z. B. 20 bis 30 Hz zyklisch zwischen einem Minimal- und einem Maximal-Wert wechselt, um zu ermöglichen, daß sich das Blech den jeweiligen Verformungserfordernissen anpaßt. Demzufolge ist bei einer solchen Presse kein dem Ziehfortschritt angepaßter Druckregelkreis vorgesehen, sondern der Blechhalterstößel wird mit einem vorgegebenen Anpreßdruck auf das Werkstück gepreßt, wobei diesem Anpreßdruck eine Druckschwingung zwischen einem Minimal- und einem Maximal-Wert zyklisch überlagert wird. Hierdurch wird dem Material bei einer Druck- und damit Kraftentlastung die Gelegenheit zum Nachfließen in das Werkzeug gegeben.From the further publication EP 0 438 774 B1 a double-acting hydraulic press has become known, the sheet metal plunger of which is acted upon by means of a valve control during the deformation of the sheet with a force which is at a suitable frequency, e.g. B. 20 to 30 Hz changes cyclically between a minimum and a maximum value to enable the sheet to adapt to the respective deformation requirements. Accordingly, in such a press there is no pressure control loop adapted to the progress of drawing, but the sheet metal plunger is pressed onto the workpiece with a predetermined contact pressure pressed, a cyclical pressure oscillation between a minimum and a maximum value is superimposed on this contact pressure. In this way, the material is given the opportunity to flow into the tool when the pressure is relieved and the force is relieved.

Diese Anordnung mag zur Kraftbeaufschlagung eines Blechhalterstößels und bei einfach geformten Teilen zufriedenstellend arbeiten. Sie ist jedoch bei komplizierten Teilen und insbesondere bei einfachwirkenden Pressen nicht einsetzbar, da es hier einer gezielten Regelung der Blechhaltekräfte über eine Druckwange bedarf.This arrangement may work satisfactorily for the application of force to a sheet metal plunger and for simply shaped parts. However, it cannot be used with complicated parts and in particular with single-acting presses, since a targeted regulation of the sheet metal holding forces via a pressure cheek is required here.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Verbesserung der Arbeitsweise insbesondere einer einfachwirkenden Presse zu erzielen, wobei ein optimales Fließverhalten des Werkstücks auch im Werkzeug selbst erfolgen soll.The invention is based on the object of achieving a further improvement in the working method, in particular of a single-acting press, with an optimal flow behavior of the workpiece also taking place in the tool itself.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Presse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebene Merkmale gelöst. Die weiteren Ansprüche stellen vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen bzw. Alternativlösungen dar.This object is achieved on the basis of a press according to the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part. The further claims represent advantageous and expedient further developments or alternative solutions.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß ein optimales Fließverhalten des Werkstücks insbesondere bei einer einfachwirkenden Presse dadurch erzielbar ist, daß die im Pressentisch angeordnete Druckwange mit einer Druckregelung zur Erzeugung eines gezielten Druckprofils während des Umformvorgangs beaufschlagt ist, der zusätzlich eine bestimmte Druckschwingung überlagert wird, wobei ein ständiges Wechseln der Kraftbeaufschlagung zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert derart erzeugt wird, daß das Werkstücke kontinuierlich belastet und entlastet wird. Hierdurch wird das Fließverhalten, ähnlich wie bei der benannten EP 0 438 747, positiv beeinflußt, wobei das Werkstück sowohl mittels eines Blechhalters als auch im Umformwerkzeug selbst in seinem Fließverhalten beeinflußt werden kann. Beispielsweise kann bei einer einfachwirkenden Presse der das Unterwerkzeug umgebende Blechhalter oder Niederhalter über die Druckwange mit einer bestimmten vorgegebenen konstanten oder regelbaren Werkstück-Haltekraft beaufschlagt werden, um das Blech beispielsweise bei einem Tiefziehvorgang zu fixieren. Dieser Grundlast auf dem Blechhalter kann eine überlagerte pulsierende Druckschwankung auferlegt werden, die ein ständiges Belasten und Entlasten ermöglicht. Eine vorgegebene Druckregelung wird demzufolge mit einer überlagerten Druckschwingung versehen.The present invention is based on the main idea that an optimal flow behavior of the workpiece can be achieved, in particular in a single-acting press, in that the pressure cheek arranged in the press table is acted upon by a pressure control for generating a targeted pressure profile during the forming process, which is additionally superimposed on a specific pressure oscillation , wherein a constant change of the force application between a maximum and a minimum value is generated such that the workpieces are continuously loaded and unloaded. This makes the flow behavior similar to that of the named EP 0 438 747, positively influenced, whereby the flow behavior of the workpiece can be influenced both by means of a sheet metal holder and in the forming tool itself. For example, in a single-acting press, the sheet metal holder or hold-down device surrounding the lower tool can be subjected to a certain predetermined constant or controllable workpiece holding force via the pressure cheek in order to fix the sheet metal, for example, during a deep-drawing process. A superimposed pulsating pressure fluctuation can be imposed on this base load on the sheet metal holder, which enables constant loading and unloading. A given pressure control is therefore provided with a superimposed pressure oscillation.

Sofern bei einer normalen Umformpresse kein separater Blechhalter vorgesehen ist, so kann die auf das Unterwerkzeug einwirkende Druckwange gleichermaßen mit einem vorgegeben Druckprofil d. h. einem Werkstückhaltedruck, beaufschlagt werden, dem wiederum eine Druckschwingung überlagert wird. Auch hier ist es möglich, eine ständige Belastung und Entlastung des zu bearbeitenden Blechteils zu erhalten, wodurch das Fließverhalten günstig beeinflußt wird.If no separate sheet metal holder is provided in a normal forming press, the pressure cheek acting on the lower tool can equally be used with a predetermined pressure profile d. H. a workpiece holding pressure, which in turn is superimposed by a pressure vibration. Here, too, it is possible to maintain a constant load and relief on the sheet metal part to be machined, which has a favorable influence on the flow behavior.

Die Überlagerung einer Druckschwingung auf eine als Grundlast wirkenden Werkstückhaltedruck kann durch separate Kolben/Zylindereinheiten erfolgen, die der jeweiligen Druckwange zugeordnet sind und die insbesondere mit den Kolben/Zylindereinheiten zur Erzeugung der Grundlast zusammenwirken. Dabei werden geeignete Druckschwingungsfrequenzen gewählt, die eine ständige Belastung und Entlastung des zu bearbeitenden Werkstücks derart erzeugen, daß der Verformungsvorgang optimiert wird.A pressure oscillation can be superimposed on a workpiece holding pressure acting as a base load by separate pistons / cylinder units which are assigned to the respective pressure cheek and which in particular interact with the pistons / cylinder units to generate the base load. Suitable pressure oscillation frequencies are selected which generate constant loading and unloading of the workpiece to be machined in such a way that the deformation process is optimized.

Diese Schwingungen können jedoch auch ohne zwischengeschaltete Kolben/Zylindereinheiten direkt an den Druckwangenzylinder über die Servoventile erzeugt werden. Zur Vermeidung von Fehlregelungen ist die Grundlastregelung des Servoventiles gedämpft oder träge ausgeführt.However, these vibrations can also be generated directly to the pressure cheek cylinder via the servo valves without any intermediate piston / cylinder units. For To avoid incorrect control, the base load control of the servo valve is damped or slow.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert.Further details and advantages of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description of this embodiment.

Die

Fig. 1
zeigt eine schematische Darstellung des Pressentisches einer einfachwirkenden Presse in Seitenansicht.
Fig. 2
zeigt Druck-Zeitdiagramme 2a bis 2c wobei 2c eine Synthese von 2a und 2b darstellt.
The
Fig. 1
shows a schematic representation of the press table of a single-acting press in side view.
Fig. 2
shows pressure-time diagrams 2a to 2c, wherein 2c represents a synthesis of 2a and 2b.

Die in der Fig. 1 dargestellte Presse 1 zeigt lediglich den unteren Teil einer solchen Presse.The press 1 shown in FIG. 1 shows only the lower part of such a press.

Auf einem stationären Pressentisch 2 ist ein verfahrbarer Schiebetisch 3 befestigt, der zur Auflage eines nicht näher dargestellten Unterwerkzeugs dient. Unterhalb des Pressentisches 3 befindet sich eine einteilige oder mehrteilige Druckwange 4 - auch Druckkissen oder Ziehkissen genannt -, die von Kolben-Zylindereinheiten 5, 6 von unten her druckbeaufschlagt ist. Die Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 sind im Pressentisch 2 stationär verankert und können auch aus einer zentralen Einheit bestehen. Die jeweilige Kolbenstange 7 jeder Kolben/Zylindereinheit 5, 6 untergreift die Druckwange 4 in symmetrischer Anordnung zur Symmetriemittellinie 8 oder in der Symmetriemittellinie 8.On a stationary press table 2, a movable sliding table 3 is attached, which serves to support a lower tool, not shown. Below the press table 3 there is a one-part or multi-part pressure cheek 4 - also called pressure cushion or die cushion - which is pressurized by piston-cylinder units 5, 6 from below. The piston / cylinder units 5, 6 are anchored stationary in the press table 2 and can also consist of a central unit. The respective piston rod 7 of each piston / cylinder unit 5, 6 engages under the pressure cheek 4 in a symmetrical arrangement with respect to the symmetry center line 8 or in the symmetry center line 8.

Die Druckbeaufschlagung der Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 erfolgt über Regelventile 9, 10, die als Proportionalventile oder Servoventile ausgebildet sind. Über die Zuleitungen 11, 12 werden die Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 mit Druckmedium versorgt, wobei eine gemeinsame Druckanschlußleitung 13 vorgesehen ist. Als Druckmedium wird vorzugsweise ein Hydraulikmedium verwendet.The pressurization of the piston / cylinder units 5, 6 takes place via control valves 9, 10, which are designed as proportional valves or servo valves. The piston / cylinder units 5, 6 with pressure medium are supplied via the supply lines 11, 12 supplied, wherein a common pressure connection line 13 is provided. A hydraulic medium is preferably used as the pressure medium.

Die Proportionalventile 9, 10 werden über eine nur schematisch dargestellte Steuerung geregelt, die beim Proportionalventil 10 mit 14 bezeichnet und nur symbolisch dargestellt ist. Entsprechend dem gezeigten Diagramm 15 (Fig. 2b) erfolgt die Regelung nach einer Regelkurve 16, die in dem p/t-Diagramm 15 (Fig. 2b) beispielhaft dargestellt ist. Diese Regelkurve 16 stellt eine Art "Grundlast" dar, d. h. eine Ausgangskraft, die die Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 auf die Druckwange 4 jeweils ausüben. Jedes der Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 kann mit einer individuellen Grundlast bzw. Regelkurve 16 je nach Werkstückbeschaffenheit und Umformbedingungen ausgestattet sein.The proportional valves 9, 10 are regulated by a control which is only shown schematically, which is designated 14 in the proportional valve 10 and is only shown symbolically. According to the diagram 15 shown (FIG. 2b), the regulation is carried out according to a control curve 16, which is shown as an example in the p / t diagram 15 (FIG. 2b). This control curve 16 represents a kind of "base load", i. H. an output force that the piston / cylinder units 5, 6 exert on the pressure cheek 4, respectively. Each of the piston / cylinder units 5, 6 can be equipped with an individual base load or control curve 16 depending on the nature of the workpiece and the forming conditions.

Die Ausführung der Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 kann auch entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach der DE 32 42 705 C2 ausgebildet sein. Auf die dortigen Ausführungen der entsprechenden Drucklufteinrichtung wird hiermit ausdrücklich verwiesen.The design of the piston / cylinder units 5, 6 can also be designed in accordance with the exemplary embodiment according to DE 32 42 705 C2. Reference is hereby expressly made to the versions of the corresponding compressed air device there.

Zusätzlich zu den Kolben/Zylindereinheiten 5, 6 weist die erfindungsgemäße Presse eine gleiche Anzahl von Kolben/Zylindereinheiten 17, 18 auf, die zwischen der Druckwange 4 und der Kolbenstange 7 der jeweiligen Kolben/Zylindereinheit 5, 6 integriert sind. Diese Kolben/Zylindereinheiten weisen jeweils einen doppelseitig beaufschlagbaren Kolben 19 auf, der durch einen oberen Zylinderraum 20 und einen unteren Zylinderraum 21 fest in einem Hydraulikmedium eingespannt ist. Über die Hydraulikzuleitungen 22, 23 wird der doppelseitig beaufschlagbare Kolben mit Druckmedium derart versorgt, daß er eine auf- und abwärtsgerichtete Druckschwingung durchführt. Hierfür dient die Regeleinheit 24, die eine vorgegebene Druckbeaufschlagung auf den Kolben 19 durch eine alternierende Druckbeaufschlagung der Druckräume 20, 21 vornehmen kann. Dabei wird beispielsweise gemäß dem Diagramm 25 (Fig. 2a) ein Schwingungsprofil 26 erzeugt, welches der Grundlast aus den Kolbenzylindereinheiten 5, 6 überlagert wird (Fig. 2c). Im Diagramm 25 (Fig. 2c) ist beispielsweise eine solche Grundlast 16 eingezeichnet, welcher eine Oberschwingung 26 zwischen einem Maximalwert 27 und einem Minimalwert 28 überlagert ist. Demzufolge bewegt sich der Kolben 29 der Kolbenzylindereinheit 17, 18 periodisch nach oben und nach unten und übt damit einen wechselnden Druck auf die Druckwange 4 aus. Hierdurch kommt es z. B. zu einer harmonischen, gleichbleibenden Druckschwingung, die eine ständige Krafterhöhung und Kraftreduzierung auf die Druckwange 4 und damit auf das zu bearbeitenden Werkstück ausübt. Dabei geschieht die Ankopplung der Druckwange zum Werkstück über eine bestimmte Anzahl von eingebrachten Druckbolzen 30 in an sich bekannter Weise.In addition to the piston / cylinder units 5, 6, the press according to the invention has an equal number of piston / cylinder units 17, 18, which are integrated between the pressure cheek 4 and the piston rod 7 of the respective piston / cylinder unit 5, 6. These piston / cylinder units each have a piston 19 which can be acted on from both sides and which is firmly clamped in a hydraulic medium by an upper cylinder chamber 20 and a lower cylinder chamber 21. Via the hydraulic feed lines 22, 23, the piston, which can be acted upon on both sides, is supplied with pressure medium in such a way that it carries out an upward and downward pressure oscillation. The control unit 24, the one can apply predetermined pressurization to the piston 19 by alternating pressurization of the pressure chambers 20, 21. For example, according to diagram 25 (FIG. 2a), an oscillation profile 26 is generated, which is superimposed on the base load from the piston-cylinder units 5, 6 (FIG. 2c). Such a basic load 16 is shown in diagram 25 (FIG. 2c), for example, which is superimposed on a harmonic 26 between a maximum value 27 and a minimum value 28. As a result, the piston 29 of the piston-cylinder unit 17, 18 moves up and down periodically and thus exerts an alternating pressure on the pressure cheek 4. This causes z. B. to a harmonious, constant pressure vibration, which exerts a constant increase in force and reduction in force on the pressure cheek 4 and thus on the workpiece to be machined. Here, the pressure cheek is coupled to the workpiece via a certain number of pressure bolts 30 introduced in a manner known per se.

Anstelle der separaten Kolbenzylindereinheiten 17, 18 kann eine überlagerte Druckschwingung auch unmittelbar über die Proportionalventile 9, 10 aufgebracht werden. Hierfür müssen die Proportionalventile mit einer Ventilsteuerung versehen werden, die eine Grundlast 16 sowie eine überlagerte schwingende Last 26 erzeugt.Instead of the separate piston-cylinder units 17, 18, a superimposed pressure vibration can also be applied directly via the proportional valves 9, 10. For this purpose, the proportional valves have to be provided with a valve control which generates a base load 16 and a superimposed oscillating load 26.

Prinzipiell läßt sich das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Drucksystem zur Beaufschlagung des Unterwerkzeuges gleichermaßen auch auf das Oberwerkzeug der Presse übertragen. Zwischen Pressenantrieb und Stößel befinden sich zur Kraftübertragung und als Überlastschutz hydraulisch vorgespannte Druckpunkte. Dem hydraulischen Druck dieses Systemes kann bei einem Einfachwerkzeug ein schwingender Druck überlagert werden, der ein ständiges Pulsieren des Oberwerkzeugs erzeugt, um eine ständige Entlastung und Belastung auf das Werkstück zu erzeugen.In principle, the pressure system shown in FIGS. 1 and 2 for acting on the lower tool can equally be transferred to the upper tool of the press. Hydraulically preloaded pressure points are located between the press drive and the ram for power transmission and overload protection. The oscillating pressure of a single tool can be superimposed on the hydraulic pressure of this system, which generates a constant pulsation of the upper tool in order to create a constant relief and load on the workpiece.

Die pulsierende Druckschwankung wird in ihrer Druckhöhe sowie Wechselfrequenz je nach Werkstückbeschaffenheit experimentell ermittelt, wobei die Wechselfrequenz in der Größenordnung von ca. 10 bis 40 Hz liegen können. Ähnliche Relationen zeigt für eine andere Maschinenanordnung die bereits zitierte EP 0 438 774.The pulsating pressure fluctuation is determined experimentally in terms of its pressure level and alternating frequency depending on the nature of the workpiece, the alternating frequency being in the order of magnitude of approximately 10 to 40 Hz. Similar relationships are shown for another machine arrangement in EP 0 438 774, already cited.

Die Erfindung ist demzufolge nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und Ausgestaltungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche sowie der Offenbarung.

1
Presse
2
stationärer Pressentisch
3
Schiebetisch
4
Druckwange
5
Kolben/Zylindereinheit
6
Kolben/Zylindereinheit
7
Kolbenstange
8
Symmetrische Mittellinie
9
Regelventil
10
Regelventil
11
Zuleitung
12
Zuleitung
13
Druckanschlußleitung
14
Pfeil
15
p/t-Diagramm
16
Regelkurve
17
Kolben/Zylindereinheit
18
Kolben/Zylindereinheit
19
Kolben
20
oberer Zylinderraum
21
unterer Zylinderraum
22
Hydraulikzuleitung
23
Hydraulikzuleitung
24
Regeleinheit
25
Diagramm
26
Schwingungsprofil
27
Maximumwert
28
Minimalwert
29
Kolben
30
Druckbolzen
The invention is therefore not limited to the illustrated and described embodiment. Rather, it also encompasses all professional training and refinements within the framework of intellectual property rights and disclosure.
1
Press
2nd
stationary press table
3rd
Sliding table
4th
Pressure cheek
5
Piston / cylinder unit
6
Piston / cylinder unit
7
Piston rod
8th
Symmetrical center line
9
Control valve
10th
Control valve
11
Supply
12th
Supply
13
Pressure connection line
14
arrow
15
p / t diagram
16
Control curve
17th
Piston / cylinder unit
18th
Piston / cylinder unit
19th
piston
20th
upper cylinder space
21
lower cylinder space
22
Hydraulic supply line
23
Hydraulic supply line
24th
Control unit
25th
diagram
26
Vibration profile
27
Maximum value
28
Minimum value
29
piston
30th
Pressure bolt

Claims (7)

Presse, insbesondere für Umform- und Ziehoperationen mit einem Pressenstößel mit Werkzeugoberteil sowie einem Pressentisch mit Werkzeugunterteil, wobei eine Blechhaltekraft zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil bei einer einfachwirkenden Presse mittels einer Druckregeleinheit regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregeleinheit (5, 9) bzw. (6, 10) zur regelbaren Druckbeaufschlagung einer auf das Werkzeugunterteil einwirkenden Druckwange (4) im Pressentisch (2) vorgesehen ist und daß während der Werkstückbearbeitung dem vorgegebenen Werkstück-Haltedruck (16) eine gleichbleibende, pulsierende Druckschwingung (26) derart überlagert ist, daß eine abwechselnde Erhöhung und Reduzierung der Werkstück-Haltekraft erfolgt.Press, in particular for forming and drawing operations with a press ram with upper tool part and a press table with lower tool part, a sheet holding force between lower part and upper tool part can be regulated in a single-acting press by means of a pressure control unit, characterized in that the pressure control unit (5, 9) or ( 6, 10) is provided for the controllable pressurization of a pressure cheek (4) acting on the lower tool part in the press table (2) and that a constant, pulsating pressure oscillation (26) is superimposed on the given workpiece holding pressure (16) during workpiece machining in such a way that a alternately increasing and reducing the workpiece holding force. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung einer Werkstück-Haltekraft mittels der Druckwange (4) ein oder mehrere Kolben/Zylindereinheiten (5, 6) mit Proportional- oder Servoventilen (9, 10) vorgesehen sind, die eine regelbare Druckbeaufschlagung der Druckwange (4) und damit eine Werkstück-Haltekraft bewirken und daß diesem Werkstück-Haltdruck (16) auf die Druckwange (4) eine pulsierende Druckschwingung (26) überlagert ist.Press according to claim 1, characterized in that one or more piston / cylinder units (5, 6) with proportional or servo valves (9, 10) are provided to regulate a workpiece holding force by means of the pressure cheek (4), which provide a controllable pressurization of the Pressure cheek (4) and thus cause a workpiece holding force and that a pulsating pressure oscillation (26) is superimposed on this workpiece holding pressure (16) on the pressure cheek (4). Presse nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß Druckschwingungen (26) mittels wenigstens einer zusätzlichen Kolben/Zylindereinheit (17, 18) erzeugbar sind, die zwischen der ersten Kolben/Zylindereinheit (5, 6) und der Druckwange (4) angeordnet ist.Press according to claim 1 or 2, characterized in that pressure vibrations (26) can be generated by means of at least one additional piston / cylinder unit (17, 18) which is arranged between the first piston / cylinder unit (5, 6) and the pressure cheek (4). Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerte Druckschwingung (26) mittels Servo- Regelventile (9, 10) unmittelbar erfolgt.Press according to claim 2, characterized in that the superimposed pressure oscillation (26) takes place directly by means of servo control valves (9, 10). Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerte pulsierende Druckbeaufschlagung auf die Druckwange (4) mittels einer geeigneten Frequenz derart erfolgt, daß die Kraftbeaufschlagung auf das Werkstück und damit die Werkstück-Haltekraft zwischen einem Minimum (28) und einem Maximum (27) einstellbar ist.Press according to one of claims 1 to 4, characterized in that the superimposed pulsating pressure on the pressure cheek (4) takes place by means of a suitable frequency such that the force applied to the workpiece and thus the workpiece holding force is between a minimum (28) and a Maximum (27) is adjustable. Presse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckeinheiten (5, 6) auf eine gemeinsame Druckwange (4) oder mehrere Druckeinheiten (5, 6) auf mehrere partielle Druckwangen einwirken, wobei die Druckeinheiten (5, 6) unabhängig voneinander regelbar sind und wobei dem regelbaren Druck eine zusätzliche, pulsierende Druckschwingung überlagerbar ist.Press according to one or more of the preceding claims, characterized in that several printing units (5, 6) act on a common printing cheek (4) or several printing units (5, 6) act on several partial printing cheeks, the printing units (5, 6) being independent are controllable from each other and an additional, pulsating pressure oscillation can be superimposed on the controllable pressure. Presse, insbesondere für Umform- und Ziehoperationen mit einem Pressenstößel mit Werkzeugoberteil sowie einem Pressentisch mit Werkzeugunterteil, wobei eine Blechhaltekraft zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil bei einer einfachwirkenden Presse mittels einer Druckregeleinheit regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckregeleinheit auf den Stößel mit Oberwerkzeug einwirkt, wobei der Stößelkraft eine pulsierende Druckschwingung im Sinne einer Minimal- und Maximal-Belastung des Werkstücks überlagert ist.Press, in particular for forming and drawing operations with a press ram with upper tool part and a press table with lower tool part, a sheet holding force between lower tool part and upper tool part can be regulated in a single-acting press by means of a pressure control unit, characterized in that the pressure control unit acts on the ram with upper tool, whereby a pulsating pressure oscillation in the sense of a minimum and maximum load on the workpiece is superimposed on the ram force.
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