EP0768127A2 - Ziehvorrichtung für eine Presse - Google Patents

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EP0768127A2
EP0768127A2 EP96116085A EP96116085A EP0768127A2 EP 0768127 A2 EP0768127 A2 EP 0768127A2 EP 96116085 A EP96116085 A EP 96116085A EP 96116085 A EP96116085 A EP 96116085A EP 0768127 A2 EP0768127 A2 EP 0768127A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pressure
cylinder
piston rod
acceleration
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
EP96116085A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0768127A3 (de
EP0768127B1 (de
Inventor
Siegfried Baur
Heinz Horn
Hartmut Dexling
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.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
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Publication date
Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Publication of EP0768127A2 publication Critical patent/EP0768127A2/de
Publication of EP0768127A3 publication Critical patent/EP0768127A3/de
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Publication of EP0768127B1 publication Critical patent/EP0768127B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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 pulling device for a press according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • the sheet inserted into the tool or a sheet holder is first pressed against the sheet holder by the drawing ring and then moved together with the sheet holder against the holding force exerted by the drawing device.
  • the sheet held between the sheet holder and the drawing ring is deformed by the drawing punch of the tool half on the press table.
  • the plunger In addition to the holding force to be exerted by the pulling device, the plunger must also support the inertia forces caused by the acceleration of the movable sheet metal holder and pulling device masses at the beginning of the Deformation take effect, overcome.
  • DE-OS 40 28 920 discloses a mechanical or hydraulic press with a pulling device for drawing work or a drawing step of a step press.
  • the workpiece is clamped in a known manner using a sheet metal holder.
  • the movement of the press ram is transmitted to at least one hydraulic cylinder, the hydraulic medium of which acts via a control or positively controlled on a further pressure cylinder and in particular a damping cylinder, which has a die cushion and is thus connected to the sheet metal holder and thereby accelerates the sheet metal holder in the direction of drawing.
  • a disadvantage of the mechanical or hydraulic press known from the aforementioned publication is that the acceleration of the lower die of the press takes place depending on the path of the ram of the press, which means that there is no possibility of accelerating or starting the acceleration of the lower die with the Sheet holder can be freely defined or changed.
  • a generic pulling device for a press is known from DE-OS 36 40 788.
  • a pulling device for a press with a mechanically moved ram and with a sheet metal holder is described, the holding force acting on the sheet against the pulling direction is applied via a piston rod of a pressurized pressure cylinder that is pressurized with pressure medium, the piston rod being pressurized with a pressure piston Effective surface is operatively connected and a ram path-dependent control is provided, by means of which the plunger can be pre-accelerated in the direction of drawing before the drawing plunger is placed on the sheet metal holder by acting on the active surface with hydraulic fluid.
  • the assigned pressure chamber can be connected on the one hand to the pressure chamber of a pre-acceleration cylinder and, via a follow-up control, to a reservoir for hydraulic fluid.
  • a disadvantage of the pulling device described is that it can also be controlled as a function of the path of the pulling ram of the press and that a relatively long time is required to accelerate the lower tool in the pulling direction.
  • the arrangement described is relatively susceptible to vibrations.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a drawing device for a press, by means of which the lower tool or the sheet metal holder arranged on the lower tool and thus also the workpiece can be accelerated in the drawing direction quickly and independently of the path of the drawing ram of the press.
  • pressure medium can be fed very quickly into the second pressure chamber during acceleration of the pre-acceleration piston and the pre-acceleration piston together with the piston rod can be accelerated correspondingly quickly in the direction of pull.
  • the quantity of pressure medium displaced from the first pressure chamber by the pre-acceleration piston is fed to a dosing cylinder, by means of which the path of the pre-acceleration piston which it is intended to cover during the pre-acceleration phase of the drawing process, i.e. during the acceleration of the sheet metal holder to the speed of the drawing ram, can be set.
  • the pressure build-up takes place after the displacement of pressure medium from the feed cylinder by the feed piston and during the controlled discharge of pressure medium displaced by the feed plunger from the feed cylinder.
  • the pre-acceleration of the lower tool of the press or the sheet metal holder and the pressure build-up for the forming process take place in two separate and successive or in common stages.
  • the control of the corresponding components or assemblies which initiate the acceleration of the pre-acceleration piston can take place independently of the position of the drawing ram, so that the time at which acceleration of the pre-acceleration piston and all components and assemblies directly or indirectly connected to it starts to be adjustable.
  • the pre-acceleration piston is arranged concentrically to the piston rod, whereby the entire pulling device according to the invention can be constructed in an extremely space-saving manner.
  • a stop can be provided on the end of the piston rod facing away from the sheet metal holder.
  • the stop can be designed as an adjustable stop member.
  • pressure pins 2 are arranged on a pressure box 1, of which only one pressure pin 2 is shown in the view according to FIG. 1 for reasons of clarity.
  • the lower tool, not shown, of the press with the sheet metal holder is attached to the pressure pins 2.
  • the pressure box 1 is connected to a piston rod 4 acting parallel to the direction of drawing (arrow 3), which is guided in a suitable and known manner.
  • a pre-acceleration cylinder 5 Concentric to the piston rod 4 is a pre-acceleration cylinder 5 which is fixed to the press and has a pre-acceleration piston 6 provided therein and displaceable in the axial direction of the piston rod 4.
  • the pre-acceleration cylinder 5 has a first pressure chamber 7 and a second pressure chamber 8, the first pressure chamber 7 being assigned a first active surface 9 and the second pressure chamber 8 a second active surface 10 of the pre-acceleration piston 6.
  • the first pressure chamber 7 and the second pressure chamber 8 are arranged one above the other.
  • other arrangements of the pressure spaces 7, 8 with respect to one another are also possible.
  • the same pressure is applied to the first active surface 9 and to the second active surface 10 from a pressure accumulator 11 of a known type.
  • the pressure accumulator 11 can be charged to a suitable pressure by means of a pump 12.
  • a suitable hydraulic fluid or compressed air can be used as the pressure medium.
  • the pressure contained in the pressure accumulator 11 or the pressure medium contained therein is supplied to the first pressure chamber 7 and the second pressure chamber 8 via a cartridge 13 in the basic position of the drawing device shown in FIG the annular design of the first active surface 9, which is provided to be larger than the second active surface 10, which is also annular, the pre-acceleration piston 6 is held in its position shown in FIG. 1.
  • the cartridge 13 is controlled such that the pressure present in the pressure accumulator 11 is only present in the second pressure chamber 8, and at the same time a proportional valve 14, which is arranged between the first pressure chamber 7 and a press-tight metering cylinder 15, is opened, it is due to the lower pressure of the pre-acceleration pistons 6 in the first pressure chamber 7 compared to the second pressure chamber 8 is accelerated in the direction of pull 3, pressure medium from the first pressure chamber 7 being fed to the metering cylinder 15 in a controlled manner via the proportional valve 14.
  • a metering piston 16 is arranged in the metering cylinder 15 and is displaced downward in the view according to FIG. 1 by the pressure medium displaced from the first pressure chamber 7.
  • the pre-acceleration cylinder 5 is operatively connected to the piston rod 4 in a suitable manner the piston rod 4 and the pressure box 1 connected to it, with all the components attached to it, including the sheet metal holder, accelerated by the pressure medium conveyed from the pressure accumulator 11 into the second pressure chamber 8 to a speed which corresponds to the speed of the drawing plunger (not shown) Press corresponds.
  • the pre-acceleration path is limited by the metering piston 16, which is displaceably guided in the metering cylinder 15, i.e. as soon as the metering piston 16 is at its stop, the pre-acceleration process or the pre-acceleration phase is completed and further acceleration of the pre-acceleration piston 6 and the piston rod 4 by pressure medium from the pressure accumulator 11 is no longer possible.
  • a press-resistant feed cylinder 17 is also connected to the pressure box 1.
  • a plurality of press-resistant feed cylinders 17 connected to the pressure box 1 can also be provided.
  • a feed piston rod 18, which produces the connection to the pressure box 1 and a feed piston 19, which is provided separately from the feed piston rod 18, are displaceably arranged parallel to the pulling direction 3.
  • a first pressure medium volume 20 is provided between the advance piston rod 18 and the advance piston 19, and a second pressure medium volume 21 is provided on the side of the advance piston 19 facing away from the first pressure medium volume 20.
  • the supply piston rod 18 is also moved in the direction of pull 3, as a result of which the first pressure medium volume 20 moves downward unchanged together with the supply piston 19 and, at the same time, the second pressure medium volume 21 is pressed into a further pressure accumulator 22 by the supply piston 19, which likewise moves in the pulling direction 3.
  • the second pressure medium volume 21 displaced by the advance piston 19 is provided in such a way that after the pre-acceleration phase has ended, that is to say when the metering piston 16 of the metering cylinder 15 is in its intended end position, the advance piston 19 has also reached its end position.
  • the second pressure medium volume 21 and the volume of the pressure medium present in the first pressure chamber 7 of the pre-acceleration cylinder 5 must be provided such that they each define the same path of the pressure box 1 or the piston rod 4.
  • the ram of the press sits on the sheet metal holder and the sheet metal holder or the pressure box 1 is moved further in the direction of pull 3 by the ram of the press.
  • a corresponding pressure must be built up, which acts counter to the direction of drawing 3.
  • a regulated pressure suitable for the forming process can be set by means of a suitable regulation.
  • a suitable device or arrangement for controlling the pneumatic cylinder 25 is known from practice, which is why it will not be discussed in more detail here.
  • the cartridge 13 is actuated, so that the same pressure prevails in the first pressure chamber 7 and in the second pressure chamber 8, as a result of which, owing to the larger first active surface 9, the pre-acceleration piston 6 counter to the direction of pull 3 into the basic position shown in FIG. 1 is moved.
  • the pre-acceleration piston 6 is thus moved back into its basic position independently of the piston rod 4 and the pressure box 1.
  • the metering piston 16 is also returned to its starting position in a suitable manner, the volume of pressure medium contained in the metering cylinder 15 being conveyed back into the first pressure chamber 7.
  • the first pressure medium volume 20 is refilled to a preset value and from the further one Pressure accumulator 22 is supplied with pressure medium in the second pressure medium volume 21, as a result of which the supply piston 19 also moves into its basic position counter to the direction of drawing 3.
  • a stop member 36 which is adjustable by means of a worm wheel 27 is provided, which in the present exemplary embodiment interacts with a stop nut 28, so that the depth of the pulling device can be adjusted in a simple manner by means of the parallel to the pulling direction 3 Stop member 36 can be adjusted.
  • the stop member 36 is displaced by the pre-acceleration piston 6 during the pre-acceleration phase in the direction of pull 3 and in doing so presses on the stop nut 28 firmly connected to the piston rod 4, as a result of which the pressure box 1 is accelerated.
  • piston rod 4 is provided with a damping device 29, by means of which the piston rod 4, with all the components connected thereto, in particular with the pressure box 1, can be brought into its basic position shown in FIG. 1 after the shaping process.
  • pre-acceleration of the pressure box 1 with the lower tool of the press or the sheet metal holder attached thereon can be achieved quickly and independently of the path or the position of the pulling ram of the press.
  • control of the described components or assemblies takes place in a known manner by means of a control, not shown.
  • FIG. 2 shows a section of a diagram in which the stroke of the drawing ram is plotted against the angle of rotation of the drive, a curve 30 for a possible movement of the drawing ram of a press and a curve 31 for a possible movement of the printing box 1 and thus also of the sheet metal holder.
  • the sheet holder is accelerated from a freely definable or dynamic point 32, which is not dependent on the path of the ram of the press.
  • the acceleration or pre-acceleration of the sheet metal holder or pressure box 1 takes place up to a point 33 at which the speed of the pressure box 1 corresponds to the speed of the drawing ram. From point 33, the pressure builds up in the feed cylinder 17 (see FIG. 1) and the pressure box 1 is moved further in the direction of drawing 3 at the speed of the drawing ram.

Abstract

Eine Ziehvorrichtung für eine Presse weist einen Ziehstößel und einen Blechhalter mit einem darin gehaltenen Blech auf. Auf das Blech ist eine der Ziehrichtung (3) entgegenwirkende Haltekraft über eine parallel zur Ziehrichtung verschiebbare Kolbenstange (4) aufbringbar. Es ist eine Steuerung vorgesehen, durch die vor dem Aufsetzen des Ziehstößels auf dem Blechhalter der Blechhalter in Ziehrichtung beschleunigbar ist. Hierzu ist ein pressenfester Vorbeschleunigungszylinder (5) mit einem mit der Kolbenstange wirkverbundenen Vorbeschleunigungskolben mit unterschiedlich großen, entgegengesetzt wirkenden ersten und zweiten Wirkflächen vorgesehen, wobei der Vorbeschleunigungszylinder (5) einen ersten und einen zweiten Druckraum (7,8) aufweist. Die entgegengesetzt zur Ziehrichtung wirkende erste Wirkfläche des Vorbeschleunigungskolbens ist größer vorgesehen als die zweite Wirkfläche. Der erste und der zweite Druckraum des Vorbeschleunigungszylinders sind mit einem Druckspeicher (11) und der erste Druckraum (7) ist zusätzlich mit einem Dosierzylinder (15) verbindbar, in welchem ein Dosierkolben (16) verschiebbar geführt ist. Parallel zu der Kolbenstange (4) ist ein pressenfester Vorlaufzylinder (17) mit einer Vorlaufkolbenstange (18) und einem von der Vorlaufkolbenstange getrennten Vorlaufkolben (19) vorgesehen. Zwischen der Vorlaufkolbenstange und dem Vorlaufkolben ist ein gesteuert aus dem Vorlaufzylinder abführbares erstes Druckmittelvolumen (20) vorgesehen und von dem Vorlaufkolben (19) ist ein zweites Druckmittelvolumen (4) aus dem Vorlaufzylinder (17) verdrängbar. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ziehvorrichtung für eine Presse nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art.
  • Beim Arbeitshub des Ziehstößels einer Presse wird zunächst das in das Werkzeug bzw. einen Blechhalter eingelegte Blech durch den Ziehring gegen den Blechhalter gedrückt und danach zusammen mit dem Blechhalter entgegen der von der Ziehvorrichtung aufgebrachten Haltekraft verschoben. Das zwischen dem Blechhalter und dem Ziehring gehaltene Blech wird durch den Ziehstempel der Werkzeughälfte auf dem Pressentisch verformt. Neben der von der Ziehvorrichtung aufzubringenden Haltekraft muß der Ziehstößel auch die Massenträgheitskräfte, die durch die Beschleunigung der beweglichen Blechhalter- und Ziehvorrichtungsmassen zum Beginn der Verformung zur Wirkung kommen, überwinden.
  • Beim Auftreffen des Oberwerkzeugs der Presse auf den Blechhalter entsteht stets ein verhältnismäßig harter Schlag mit nachfolgenden Schwingungen, der mit einer entsprechenden großen Lärmentwicklung verbunden ist. Gleichzeitig muß der Blechhalter schlagartig auf die Geschwindigkeit des Pressenstößels beschleunigt werden.
  • Um den beim Auftreffen des Oberwerkzeuges der Presse auf den Blechhalter entstehenden Schlag zu vermeiden, ist aus der DE-OS 40 28 920 eine mechanische oder hydraulische Presse mit einer Zieheinrichtung für Zieharbeiten oder eine Ziehstufe einer Stufenpresse bekannt. Das Werkstück wird hierbei auf bekannte Weise mittels eines Blechhalters verspannt. Um den beim Auftreffen des Oberwerkzeuges auf dem Blechhalter entstehenden Aufschlag und insbesondere den Aufschlaglärm zu dämpfen, wird die Bewegung des Pressenstößels auf wenigstens einen Hydraulikzylinder übertragen, dessen Hydraulikmedium über eine Regelung oder zwangsgesteuert auf einen weiteren Druckzylinder und insbesondere einen Dämpfungszylinder einwirkt, der mit einem Ziehkissen und damit dem Blechhalter in Verbindung steht und hierdurch den Blechhalter in Ziehrichtung beschleunigt.
  • Nachteilig an der aus der genannten Offenlegungsschrift bekannten mechanischen oder hydraulischen Presse ist jedoch, daß die Beschleunigung des Unterwerkzeuges der Presse in Abhängigkeit vom Weg des Ziehstößels der Presse erfolgt, wodurch keine Möglichkeit gegeben ist, die Beschleunigung bzw. den Startpunkt der Beschleunigung des Unterwerkzeuges mit dem Blechhalter frei festzulegen bzw. zu verändern.
  • Eine gattungsgemäße Ziehvorrichtung für eine Presse ist aus der DE-OS 36 40 788 bekannt. In der genannten Offenlegungsschrift ist eine Ziehvorrichtung für eine Presse mit einem mechanisch bewegten Ziehstößel und mit einem Blechhalter beschrieben, dessen auf das Blech entgegen der Ziehrichtung wirkende Haltekraft über eine druckmittelbeaufschlagte Kolbenstange eines pressenfesten Druckzylinders aufgebracht wird, wobei die Kolbenstange mit einem Druckkolben mit in Ziehrichtung beaufschlagbarer Wirkfläche wirkverbunden ist und eine stößelwegabhängig arbeitende Steuerung vorgesehen ist, durch die vor dem Aufsetzen des Ziehstößels auf den Blechhalter dieser durch Beaufschlagung der Wirkfläche mit Hydraulikflüssigkeit in Ziehrichtung vorbeschleunigbar ist. Der der Wirkfläche des Druckkolbens zugeordnete Druckraum ist einerseits mit dem Druckraum eines Vorbeschleunigungszylinders und über eine Nachlaufsteuerung mit einem Reservoir für Hydraulikflüssigkeit verbindbar.
  • Nachteilig an der beschriebenen Ziehvorrichtung ist jedoch, daß diese ebenfalls in Abhängigkeit vom Weg des Ziehstößels der Presse ansteuerbar ist und daß verhältnismäßig viel Zeit benötigt wird, um das Unterwerkzeug in Ziehrichtung zu beschleunigen. Außerdem ist die beschriebene Anordnung verhältnismäßig anfällig für auftretende Schwingungen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ziehvorrichtung für eine Presse vorzusehen, mittels welcher das Unterwerkzeug bzw. der auf dem Unterwerkzeug angeordnete Blechhalter und somit auch das Werkstück schnell und unabhängig vom Weg des Ziehstößels der Presse in Ziehrichtung beschleunigbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch die beschriebene Anordnung des Vorbeschleunigungszylinders kann an dem Vorbeschleunigungszylinder permanent Druck aus dem Druckspeicher anliegen, da dieser in Grundstellung der Presse, d.h. vor Beginn des Ziehvorganges und vor dem Beginn der Abwärtsbewegung des Ziehstößels, trotz gleichzeitiger Beaufschlagung der ersten und zweiten Wirkfläche mit einem Druckmittel, vorzugsweise Hydraulikflüssigkeit, von der größeren ersten Wirkfläche in Grundstellung gehalten ist.
  • Somit kann in den zweiten Druckraum während des Beschleunigens des Vorbeschleunigungskolbens sehr schnell Druckmittel zugeführt und der Vorbeschleunigungskolben zusammen mit der Kolbenstange entsprechend schnell in Ziehrichtung beschleunigt werden.
  • Die hierbei aus dem ersten Druckraum von dem Vorbeschleunigungskolben verdrängte Druckmittelmenge wird einem Dosierzylinder zugeführt, mittels welchem der Weg des Vorbeschleunigungskolbens, den dieser während der Vorbeschleunigungsphase des Ziehvorganges, also während des Beschleunigens des Blechhalters auf die Geschwindigkeit des Ziehstößels, zurücklegen soll, einstellbar ist.
  • Mittels des parallel zu der Kolbenstange angeordneten Vorlaufzylinders, in welchem die Vorlaufkolbenstange und der Vorlaufkolben verschieblich geführt sind, wird nach dem Vorbeschleunigen des Blechhalters auf die Geschwindigkeit des Ziehstößels ein Druck aufgebaut, welcher für die Umformung des in dem Blechhalter befindlichen Bleches notwendig ist.
  • Der Druckaufbau erfolgt hierbei nach dem Verdrängen von Druckmittel aus dem Vorlaufzylinder durch den Vorlaufkolben und während des gesteuerten Abführens von von dem Vorlaufstößel verdrängtem Druckmittel aus dem Vorlaufzylinder.
  • Somit erfolgen bei der erfindungsgemäßen Ziehvorrichtung die Vorbeschleunigung des Unterwerkzeuges der Presse bzw. des Blechhalters sowie der Druckaufbau für den Umformvorgang in zwei getrennten und aufeinanderfolgenden oder in gemeinsamen Stufen. Gleichzeitig kann die Ansteuerung der entsprechenden Bauteile bzw. Baugruppen, welche die Beschleunigung des Vorbeschleunigungskolbens einleiten, unabhängig von der Stellung des Ziehstößels erfolgen, so daß der Zeitpunkt des Beginns der Beschleunigung des Vorbeschleunigungskolbens und aller damit direkt oder indirekt verbundenen Bauteile und Baugruppen einstellbar ist.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Vorbeschleunigungskolben konzentrisch zur Kolbenstange angeordnet ist, wodurch die gesamte erfindungsgemäße Ziehvorrichtung äußerst platzsparend aufgebaut werden kann.
  • Um die Ziehtiefe der Ziehvorrichtung verstellbar vorzusehen, kann an dem dem Blechhalter abgewandten Ende der Kolbenstange ein Anschlag vorgesehen sein. Der Anschlag kann hierbei als verstellbares Anschlagglied ausgebildet sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Vertikalschnitt durch den Vorbeschleunigungsbereich einer erfindungsgemäßen Ziehvorrichtung, und
    Fig. 2
    ein Diagramm zur Darstellung der Bewegungsabläufe von Ziehstößel und Blechhalter während der Vorbeschleunigungsphase.
  • Bezugnehmend auf Fig. 1 ist schematisch ein Vertikalschnitt durch eine Ziehvorrichtung für eine Presse dargestellt.
  • Hierbei sind auf einem Druckkasten 1 Druckstifte 2, von denen in der Ansicht nach der Fig. 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nur ein Druckstift 2 dargestellt ist, angeordnet. An den Druckstiften 2 ist das nicht dargestellte Unterwerkzeug der Presse mit dem Blechhalter angebracht.
  • Der Druckkasten 1 ist mit einer parallel zur Ziehrichtung (Pfeil 3) wirkenden Kolbenstange 4 verbunden, welche auf geeignete und bekannte Art und Weise geführt ist.
  • Konzentrisch zur Kolbenstange 4 ist ein pressenfester Vorbeschleunigungszylinder 5 mit einem darin vorgesehenen und in Axialrichtung der Kolbenstange 4 verschiebbaren Vorbeschleunigungskolben 6 angeordnet. Der Vorbeschleunigungszylinder 5 weist einen ersten Druckraum 7 sowie einen zweiten Druckraum 8 auf, wobei dem ersten Druckraum 7 eine erste Wirkfläche 9 und dem zweiten Druckraum 8 eine zweite Wirkfläche 10 des Vorbeschleunigungskolbens 6 zugeordnet sind.
  • Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmanns, den Vorbeschleunigungszylinder 5 auch getrennt von der Kolbenstange 4 vorzusehen.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der erste Druckraum 7 und der zweite Druckraum 8 übereinander angeordnet. Es sind jedoch auch andere Anordnungen der Druckräume 7, 8 zueinander möglich.
  • In der in der Fig. 1 dargestellten Grundstellung der Ziehvorrichtung, also vor Beginn des Umformvorganges, steht an der ersten Wirkfläche 9 und an der zweiten Wirkfläche 10 der selbe Druck aus einem Druckspeicher 11 bekannter Bauart an. Der Druckspeicher 11 kann hierbei mittels einer Pumpe 12 auf einen geeigneten Druck aufgeladen werden.
  • Als Druckmittel können eine geeignete Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft verwendet werden.
  • Der in dem Druckspeicher 11 enthaltene Druck bzw. das darin enthaltene Druckmittel wird in der in der Fig. 1 dargestellten Grundstellung der Ziehvorrichtung über ein Cartridge 13 sowohl dem ersten Druckraum 7 als auch dem zweiten Druckraum 8 zugeführt, wobei aufgrund der ringförmigen Ausbildung der ersten Wirkfläche 9, die größer vorgesehen ist als die ebenfalls ringförmig ausgebildete zweite Wirkfläche 10, der Vorbeschleunigungskolben 6 in seiner in der Fig. 1 dargestellten Stellung gehalten wird.
  • Wird das Cartridge 13 derart angesteuert, daß der in dem Druckspeicher 11 vorhandene Druck nur noch in dem zweiten Druckraum 8 anliegt, und wird gleichzeitig ein Proportionalventil 14, welches zwischen dem ersten Druckraum 7 und einem pressenfesten Dosierzylinder 15 angeordnet ist, geöffnet, so wird aufgrund des in dem ersten Druckraum 7 gegenüber dem zweiten Druckraum 8 vorhandenen geringeren Druckes der Vorbeschleunigungskolben 6 in Ziehrichtung 3 beschleunigt, wobei Druckmittel aus dem ersten Druckraum 7 über das Proportionalventil 14 gesteuert dem Dosierzylinder 15 zugeführt wird.
  • In dem Dosierzylinder 15 ist ein Dosierkolben 16 angeordnet, welcher durch das aus dem ersten Druckraum 7 verdrängte Druckmittel in der Ansicht nach der Fig. 1 nach unten verschoben wird.
  • Da der Vorbeschleunigungszylinder 5 mit der Kolbenstange 4 auf geeignete Weise wirkverbunden ist, werden die Kolbenstange 4 und der mit dieser verbundene Druckkasten 1 mit allen daran angebrachten Bauteilen, also auch mit dem Blechhalter, durch das aus dem Druckspeicher 11 in den zweiten Druckraum 8 geförderte Druckmittel auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, welche der Geschwindigkeit des Ziehstößels (nicht dargestellt) der Presse entspricht.
  • Durch den in dem Dosierzylinder 15 verschiebbar geführten Dosierkolben 16 wird der Vorbeschleunigungsweg begrenzt, d.h. sobald sich der Dosierkolben 16 an seinem Anschlag befindet, ist der Vorbeschleunigungsvorgang bzw. die Vorbeschleunigungsphase abgeschlossen und eine weitere Beschleunigung des Vorbeschleunigungskolbens 6 und der Kolbenstange 4 durch Druckmittel aus dem Druckspeicher 11 nicht mehr möglich.
  • Aus dem ersten Druckraum 7 wird von dem Vorbeschleunigungskolben 6 nur so viel Druckmittel verdrängt, wie benötigt wird, um den Druckkasten 1 mit den daran angebrachten Bauteilen auf die Geschwindigkeit des Ziehstößels zu beschleunigen. Diese Druckmittelmenge kann durch eine geeignete Einstellung der Anschläge bzw. einer Wegbegrenzung des Dosierkolbens 16 in dem Dosierzylinder 15 festgelegt werden.
  • Parallel zu der Kolbenstange 4 ist ein ebenfalls mit dem Druckkasten 1 verbundener pressenfester Vorlaufzylinder 17 vorgesehen. Selbstverständlich können auch mehrere mit dem Druckkasten 1 verbundene pressenfeste Vorlaufzylinder 17 vorgesehen sein. In jedem der Vorlaufzylinder 17 sind eine die Verbindung mit dem Druckkasten 1 herstellende Vorlaufkolbenstange 18 sowie ein separat von der Vorlaufkolbenstange 18 vorgesehener Vorlaufkolben 19 parallel zur Ziehrichtung 3 verschiebbar angeordnet. Zwischen der Vorlaufkolbenstange 18 und dem Vorlaufkolben 19 ist ein erstes Druckmittelvolumen 20 und auf der dem ersten Druckmittelvolumen 20 abgewandten Seite des Vorlaufkolbens 19 ist ein zweites Druckmittelvolumen 21 vorgesehen.
  • Beim Vorbeschleunigen des Druckkastens 1 wird dieser in der Ansicht nach der Fig. 1 wie beschrieben in Ziehrichtung 3 nach unten bewegt.
  • Hierdurch wird auch die Vorlaufkolbenstange 18 in Ziehrichtung 3 bewegt, wodurch sich das erste Druckmittelvolumen 20 unverändert zusammen mit dem Vorlaufkolben 19 nach unten bewegt und gleichzeitig das zweite Druckmittelvolumen 21 von dem sich ebenfalls in Ziehrichtung 3 bewegenden Vorlaufkolben 19 in einen weiteren Druckspeicher 22 gedrückt wird.
  • Das von dem Vorlaufkolben 19 verdrängte zweite Druckmittelvolumen 21 ist hierbei so vorgesehen, daß nach Beendigung der Vorbeschleunigungsphase, also wenn sich der Dosierkolben 16 des Dosierzylinders 15 in seiner vorgesehenen Endposition befindet, auch der Vorlaufkolben 19 seine Endposition erreicht hat. Dies bedeutet, daß das zweite Druckmittelvolumen 21 und das Volumen des in dem ersten Druckraum 7 des Vorbeschleunigungszylinders 5 vorhandenen Druckmittels so vorgesehen sein müssen, daß diese jeweils denselben Weg des Druckkastens 1 bzw. der Kolbenstange 4 festlegen.
  • In dem Vorlaufzylinder 17 findet somit während der Vorbeschleunigungsphase kein Druckanstieg bzw. Druckaufbau statt.
  • Zu diesem Zeitpunkt, also nach Beendigung der Vorbeschleunigungsphase, sitzt der Ziehstößel der Presse auf dem Blechhalter auf und der Blechhalter bzw. der Druckkasten 1 werden von dem Ziehstößel der Presse weiter in Ziehrichtung 3 bewegt. Nunmehr muß, um die Umformung des in dem Blechhalter eingelegten Bleches durchzuführen, ein entsprechender Druck aufgebaut werden, welcher entgegengesetzt zur Ziehrichtung 3 wirkt.
  • Dies erfolgt dadurch, daß der Vorbeschleunigungskolben 6 nun stehen bleibt, während das erste Druckmittelvolumen 20 über ein weiteres Proportionalventil 23 gesteuert von der Vorlaufkolbenstange 18 aus dem Vorlaufzylinder 17 verdrängt und in einen Tank 24 für Druckmittel gefördert wird.
  • Gleichzeitig bewegen sich die Kolbenstange 4 und der Druckkasten 1 weiter in Ziehrichtung 3.
  • Durch das gesteuerte Abführen des ersten Druckmittelvolumens 20 aus dem Vorlaufzylinder 17 kann mittels einer geeigneten Regelung ein für den Umformvorgang geeigneter geregelter Druck eingestellt werden.
  • Soll nach Beendigung des Umformvorganges, also wenn sich der Ziehstößel der Presse in seinem unteren Totpunkt befindet, der Druckkasten 1 wieder nach oben gefahren werden, so wird ein mit der Kolbenstange 4 zusammenwirkender Pneumatikzylinder 25, dessen Kolben 26 während des Umformvorganges in Ziehrichtung 3 bewegt wurde, auf geeignete Art und Weise mit Druckluft derart beaufschlagt, daß sich der Kolben 26 des Pneumatikzylinders 25 entgegen der Ziehrichtung 3 bewegt und hierbei die Kolbenstange 4 und den Druckkasten 1 mit allen daran angebrachten Bauteilen wieder in seine Grundposition bringt.
  • Eine geeignete Einrichtung bzw. Anordnung zur Ansteuerung des Pneumatikzylinders 25 ist aus der Praxis bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden soll.
  • Gleichzeitig wird das Cartridge 13 angesteuert, so daß in dem ersten Druckraum 7 und in dem zweiten Druckraum 8 jeweils wieder der selbe Druck vorherrscht, wodurch aufgrund der größeren ersten Wirkfläche 9 der Vorbeschleunigungskolben 6 entgegen der Ziehrichtung 3 in die in der Fig. 1 dargestellte Grundstellung bewegt wird.
  • Der Vorbeschleunigungskolben 6 wird somit unabhängig von der Kolbenstange 4 und dem Druckkasten 1 wieder in seine Grundposition bewegt.
  • Auch der Dosierkolben 16 wird auf geeignete Art und Weise wieder in seine Ausgangsposition gefahren, wobei das in dem Dosierzylinder 15 enthaltene Druckmittelvolumen wieder in den ersten Druckraum 7 gefördert wird.
  • Das erste Druckmittelvolumen 20 wird wieder auf einen voreingestellten Wert aufgefüllt und aus dem weiteren Druckspeicher 22 wird Druckmittel in das zweite Druckmittelvolumen 21 gefördert, wodurch sich auch der Vorlaufkolben 19 entgegen der Ziehrichtung 3 in seine Grundstellung bewegt.
  • Somit ist wieder die in der Fig. 1 dargestellte Grundstellung der Ziehvorrichtung hergestellt, wonach ein erneuter Umformvorgang eingeleitet werden kann.
  • An dem dem Druckkasten 1 abgewandten Ende der Kolbenstange 4 ist ein mittels eines Schneckenrades 27 verstellbares Anschlagglied 36 vorgesehen, das in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Anschlagmutter 28 zusammenwirkt, so daß die Ziehtiefe der Ziehvorrichtung auf einfache Art und Weise mittels des parallel zur Ziehrichtung 3 einstellbaren Anschlaggliedes 36 eingestellt werden kann. Das Anschlagglied 36 wird von dem Vorbeschleunigungskolben 6 während der Vorbeschleunigungsphase in Ziehrichtung 3 verschoben und drückt hierbei auf die fest mit der Kolbenstange 4 verbundene Anschlagmutter 28, wodurch der Druckkasten 1 beschleunigt wird.
  • Mittels des Anschlaggliedes 36 und der Anschlagmutter 28 wird die Bewegung des Druckkastens 1 bzw. der mit dem Druckkasten 1 verbundenen Kolbenstange 4 entgegen der Ziehrichtung 3 begrenzt.
  • Des weiteren ist die Kolbenstange 4 mit einer Dämpfungseinrichtung 29 versehen, mittels welcher die Kolbenstange 4 mit allen damit verbundenen Bauteilen, insbesondere mit dem Druckkasten 1, gedämpft in ihre in der Fig. 1 dargestellte Grundposition nach dem Umformvorgang gebracht werden kann.
  • Es liegt selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes, auch den Dosierzylinder 15 mit einer geeigneten Dämpfungseinrichtung zu versehen, um ein schlagartiges Abbremsen des Dosierkolbens 16 beim Erreichen seiner Endposition zu vermeiden.
  • Mit der beschriebenen Ziehvorrichtung kann somit schnell und unabhängig vom Weg bzw. der Stellung des Ziehstößels der Presse eine Vorbeschleunigung des Druckkastens 1 mit dem darauf angebrachten Unterwerkzeug der Presse bzw. dem darauf angebrachten Blechhalter erreicht werden.
  • Die Ansteuerung der beschriebenen Bauteile bzw. Baugruppen erfolgt auf bekannte Weise mittels einer nicht dargestellten Steuerung.
  • Fig. 2 zeigt ausschnittsweise in einem Diagramm, in welchem der Hub des Ziehstößels über dem Drehwinkel des Antriebs abgetragen ist, eine Kurve 30 für eine mögliche Bewegung des Ziehstößels einer Presse sowie eine Kurve 31 einer möglichen Bewegung des Druckkastens 1 und somit auch des Blechhalters.
  • Während des Arbeitshubes des Ziehstößels wird der Blechhalter von einem frei definierbaren bzw. dynamischen Punkt 32 an, der nicht von dem Weg des Ziehstößels der Presse abhängig ist, beschleunigt. Die Beschleunigung bzw. Vorbeschleunigung des Blechhalters bzw. Druckkastens 1 erfolgt hierbei bis zu einem Punkt 33, an welchem die Geschwindigkeit des Druckkastens 1 der Geschwindigkeit des Ziehstößels entspricht. Ab dem Punkt 33 erfolgt der Druckaufbau in dem Vorlaufzylinder 17 (s. Fig. 1) und der Druckkasten 1 wird mit der Geschwindigkeit des Ziehstößels weiter in Ziehrichtung 3 bewegt.
  • Außerdem ist in der Fig. 2 eine weitere Kurve 34 dargestellt, welche den Druckaufbau für den Umformvorgang nach Beendigung der Vorbeschleunigungsphase über dem Drehwinkel darstellt.
  • Aus der Kurve 34 ist ersichtlich, daß der Druckaufbau an dem Punkt 33, an dem die Vorbeschleunigung des Druckkastens 1 beendet ist, beginnt und bis zu einem weiteren Punkt 35 reicht, an welchem gesteuert das erste Druckmittelvolumen 20 aus dem Vorlaufzylinder 17 abgeführt wird. Ab diesem Zeitpunkt wird der Druck in dem Vorlaufzylinder bis zur Beendigung des Umformvorganges geregelt.

Claims (7)

  1. Ziehvorrichtung für eine Presse, mit einem Ziehstößel und mit einem Blechhalter mit einem darin gehaltenen Blech, wobei auf das Blech eine der Ziehrichtung entgegenwirkende Haltekraft über eine parallel zur Ziehrichtung verschiebbare Kolbenstange aufbringbar ist, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, durch die vor dem Aufsetzen des Ziehstößels auf den Blechhalter der Blechhalter in Ziehrichtung beschleunigbar ist, und mit einem pressenfesten Vorbeschleunigungszylinder mit einem mit der Kolbenstange wirkverbundenen Vorbeschleunigungskolben mit unterschiedlich großen, entgegengesetzt wirkenden ersten und zweiten Wirkflächen, wobei der Vorbeschleunigungszylinder einen ersten und einen zweiten Druckraum aufweist und die entgegengesetzt zur Ziehrichtung wirkende erste Wirkfläche des Vorbeschleunigungskolbens größer vorgesehen ist als die zweite Wirkfläche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Druckraum (7,8) des Vorbeschleunigungszylinders (5) mit einem Druckspeicher (11) und der erste Druckraum (7) zusätzlich mit einem Dosierzylinder (15) verbindbar sind, in welchem ein Dosierkolben (16) verschiebbar geführt ist, wobei parallel zu der Kolbenstange (4) ein pressenfester Vorlaufzylinder (17,) mit einer Vorlaufkolbenstange (18) und einem von der Vorlaufkolbenstange (18) getrennten Vorlaufkolben (19) vorgesehen ist, und wobei zwischen der Vorlaufkolbenstange (18) und dem Vorlaufkolben (19) ein gesteuert aus dem Vorlaufzylinder (17) abführbares erstes Druckmittelvolumen (20) vorgesehen und von dem Vorlaufkolben (19) ein zweites Druckmittelvolumen (21) aus dem Vorlaufzylinder (17) verdrängbar ist.
  2. Ziehvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Vorbeschleunigungskolben (6) konzentrisch zur Kolbenstange (4) angeordnet ist.
  3. Ziehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß an dem von dem Blechhalter abgewandten Ende der Kolbenstange (4) ein Anschlag (36) zum Begrenzen der Ziehtiefe angebracht ist.
  4. Ziehvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als verstellbares Anschlagglied (36) ausgebildet ist.
  5. Ziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Vorlaufkolben (19) verdrängte zweite Druckmittelvolumen (21) in einen weiteren Druckspeicher (22) förderbar ist.
  6. Ziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Druckraum (7) in dem Vorbeschleunigungszylinder (5) und dem Dosierzylinder (15) ein Proportionalventil (14) vorgesehen ist.
  7. Ziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß das erste Druckmittelvolumen (20) zwischen der Vorlaufkolbenstange (18) und dem Vorlaufkolben (19) über ein weiteres Proportionalventil (23) abführbar ist.
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