CH671731A5

CH671731A5 -

Info

Publication number: CH671731A5
Application number: CH55987A
Authority: CH
Inventors: Hanspeter Beer
Original assignee: Sig Schweiz Industrieges
Priority date: 1987-02-13
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1989-09-29
Also published as: EP0278897A3; EP0278897A2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Beim spanlosen Bearbeiten von Halbzeug, z.B. einem Blech oder einer Folie, wird meist das Halbzeug mittels eines Niederhalters gegen einen Gegenhalter angepresst und hierauf mittels eines Bearbeitungswerkzeuges, z.B. eines Ziehstempels, eines Stanzdorns oder eines Drück- oder Biegewerkzeuges bearbeitet. Aus der DE-OS 3 039 351, gegen welche der Anspruch 1 abgegrenzt ist, ist eine Presse dieser Art bekannt, bei welcher der Niederhalter mit einem durch ein erstes Hydraulikventil angesteuerten ersten Hydraulikzylinderaggregat verbunden ist. Ein im Kolben des ersten Zylinderaggregates angeordnetes zweites Zylinderaggregat ist kol-benseitig mit der Kolbenseite des ersten Zylinderaggregates und stangenseitig mit einem Druckregelventil verbunden. Damit lässt sich die auf das Werkzeug wirkende Kraft im Verhältnis zur Anpresskraft des Niederhalters einstellen. When cutting semi-finished products without cutting, e.g. a sheet or a film, the semi-finished product is usually pressed against a counterholder using a hold-down device and then pressed using a processing tool, e.g. a punch, a punch or a pressing or bending tool. From DE-OS 3 039 351, against which claim 1 is delimited, a press of this type is known in which the hold-down device is connected to a first hydraulic cylinder unit controlled by a first hydraulic valve. A second cylinder unit arranged in the piston of the first cylinder unit is connected on the piston side to the piston side of the first cylinder unit and on the rod side to a pressure control valve. This enables the force acting on the tool to be adjusted in relation to the pressing force of the hold-down device.

Bei diesen bekannten Pressen fahrt der Niederhalter mit voller Geschwindigkeit gegen den Gegenhalter und wird hier über eine sehr kurze Distanz abgebremst. Dies hat unangenehmen Lärm und grosse Materialbeanspruchung sowohl der Presse, als auch des Halbzeuges zur Folge. In these known presses, the hold-down device runs against the counter-holder at full speed and is braked here over a very short distance. This results in unpleasant noise and high material stress on both the press and the semi-finished product.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist schon vorgeschlagen worden, den Gegenhalter federnd zu lagern, so dass er den Schlag des Niederhalters elastisch auffangt (z.B. DE-OS 2 332 522). Dies bringt jedoch nur bedingt Abhilfe, weil an die Stelle der Verzögerung des Niederhalters die Beschleunigung des ebenfalls recht massiven Gegenhalters tritt. EP-A 74 421 versucht dieses Problem dadurch zu lösen, dass der Gegenhalter unmittelbar vor dem Auftreffen des Niederhalters mittels eines Hydraulikkolbens nach unten beschleunigt wird. Dieser Vorschlag führt jedoch zu sehr aufwendigen Einstellarbeiten und langen Umrüstzeiten. To avoid these disadvantages, it has already been proposed to resiliently mount the counter-holder so that it elastically absorbs the blow-down of the hold-down device (e.g. DE-OS 2 332 522). However, this only provides a limited remedy because the deceleration of the hold-down takes the place of the acceleration of the also very solid counter-hold. EP-A 74 421 tries to solve this problem in that the counter-holder is accelerated downwards by means of a hydraulic piston immediately before it hits the hold-down device. However, this proposal leads to very complex adjustment work and long changeover times.

Ein weiteres Problem, z.B. beim Tiefziehen in bekannten Pressen, besteht darin, dass der Hub des Tiefziehstempels mechanisch begrenzt wird, z.B. im Betätigungszylinder oder durch die Form des Gesenkes. Sollen z. B. Behälter unterschiedlicher Tiefe hergestellt werden, so sind jeweils aufwendige Umrüstarbeiten erforderlich. Another problem, e.g. in deep drawing in known presses, the stroke of the deep drawing punch is limited mechanically, e.g. in the actuating cylinder or by the shape of the die. Should z. B. Containers of different depths are made, so expensive retrofitting work is required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Umrüstzeit drastisch reduziert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The invention has for its object to develop a press according to the preamble of claim 1 such that the changeover time can be drastically reduced. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Die Ausbildung des ersten Hydraulikventils als Servoventil mit Wegrückführung hat den Vorteil, dass der Niederhalter im Eilgang mit erheblich grösserer Geschwindigkeit als bei bekannten Pressen bis unmittelbar vor die Anlage am Halbzeug gefahren und dort hydraulisch abgebremst werden kann, so dass er sanft aufsetzt. Dadurch können Lärm und hohe Materialbeanspruchungen vermieden werden. Die Umstellung auf andere Materialstärken ist sehr einfach und rasch durch Umprogrammieren der Steuereinheit möglich. Die Ausbildung des zweiten Hydraulikventils als Servoventil mit Wegrückführung hat ebenfalls den Vorteil, dass die Werkzeugbewegung so programmiert werden kann, dass das Werkzeug sanft aufsetzt und damit Lärm vermieden wird. Ausserdem kann mit dieser Ausbildung z. B. beim Tiefziehen erreicht werden, dass die Ziehgeschwindigkeit regelbar ist. Dies führt bei geringfügig variierenden Materialstärken des Halbzeuges zu besser konstanten Arbeitsresultaten als bei der über den Druck regelbaren Ziehkraft. Beim Tiefziehen von z.B. Bechern kann die Bechertiefe sehr rasch durch Umprogrammieren des Stempelhubes verändert werden, so dass sich geringe Umrüstzeiten ergeben. The design of the first hydraulic valve as a servo valve with position feedback has the advantage that the hold-down device can be moved in rapid traverse at a much higher speed than with known presses to the plant in front of the system and can be braked hydraulically there so that it touches down gently. This prevents noise and high material stress. The changeover to other material thicknesses is very simple and quick, by reprogramming the control unit. The design of the second hydraulic valve as a servo valve with position feedback also has the advantage that the tool movement can be programmed so that the tool attaches gently and noise is avoided. In addition, with this training z. B. can be achieved in deep drawing that the drawing speed is adjustable. With slightly varying material thicknesses of the semi-finished product, this leads to better constant work results than with the pulling force which can be regulated via the pressure. When deep drawing e.g. The depth of the cup can be changed very quickly by reprogramming the punch stroke so that the changeover times are short.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch eine Tiefziehpresse. An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. The only figure shows an axial section through a deep-drawing press.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung in der Anwendung bei einer Tiefziehpresse zum Herstellen von Verpackungsbechern aus einer Aluminiumfolie 1 erläutert. Die Presse umfasst einen Niederhalter 2, einen Gegenhalter 3 und einen Tiefziehstempel 4. Der Niederhalter 2 wird durch ein erstes Hydraulikzylinderaggregat 5, der Stempel 4 durch ein zweites Zylinderaggregat 6 betätigt. Beide Zylinderaggregate 5, 6 sind mit je einem durch eine Steuereinheit 7 angesteuerten Servoventil 8,9 mit Wegrückführung verbunden. Die beiden Zylinderaggregate 5, 6 sind koaxial angeordnet, wobei der mit dem Niederhalter 2 über eine hohe Kolbenstange 14 verbundene Kolben des Aggregates 5 als Ringkolben 15 ausgebildet ist, der auf dem Zylinder 16 des Zylinderaggregates 6 geführt ist. Der Kolben 17 des inneren Zylinderaggregates 6 ist über eine Kolbenstange 18 mit dem Stempel 4 verbunden. Die beiden Servoventile 8, 9 sind gleich aufgebaut, so dass nachfolgend lediglich der Aufbau und die Betriebsweise des Ventils 9 beschrieben ist. In the exemplary embodiment shown, the invention is explained in use in a deep-drawing press for producing packaging cups from an aluminum foil 1. The press comprises a holding-down device 2, a counter-holding device 3 and a deep-drawing die 4. The holding-down device 2 is actuated by a first hydraulic cylinder unit 5, the die 4 by a second cylinder unit 6. Both cylinder units 5, 6 are each connected to a servo valve 8, 9, which is controlled by a control unit 7, and which is fed back. The two cylinder units 5, 6 are arranged coaxially, the piston of the unit 5 connected to the hold-down device 2 via a high piston rod 14 being designed as an annular piston 15 which is guided on the cylinder 16 of the cylinder unit 6. The piston 17 of the inner cylinder unit 6 is connected to the plunger 4 via a piston rod 18. The two servo valves 8, 9 are constructed identically, so that only the structure and the mode of operation of the valve 9 are described below.

Das Ventil 9 hat als Eingangsglied einen Schrittmotor 22. Dieser ist mit der Steuereinheit 7 verbunden. Der Drehwinkel und die Winkelgeschwindigkeit seiner Abtriebswelle 23 entsprechen dem durch die Steuereinheit 7 vorgegebenen Hub und der Hubgeschwindigkeit des Stempels 4. Die Abtriebswelle 23 des Schrittmotors 22 trägt einen Flansch 24, mit welchem rotationssteif, aber axial beweglich ein Flansch 25 einer Steuerwelle 26 gekoppelt ist. Die Steuerwelle 26 hat The valve 9 has a stepper motor 22 as an input element. This is connected to the control unit 7. The angle of rotation and the angular velocity of its output shaft 23 correspond to the stroke predetermined by the control unit 7 and the stroke speed of the plunger 4. The output shaft 23 of the stepping motor 22 carries a flange 24 to which a flange 25 of a control shaft 26 is coupled in a rotationally rigid but axially movable manner. The control shaft 26 has

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

671 731 671 731

an ihrem gegenüberliegenden Ende ein Gewinde 27. In dieses greift eine Mutter 28 ein, die im Gehäuse 29 des Ventils 9 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist. Die Mutter a thread 27 at its opposite end engages in this a nut 28 which is rotatably mounted in the housing 29 of the valve 9 but is axially immovable. The mother

28 ist starr mit einer Gewindespindel 30 mit Steilgewinde verbunden, in die eine Mutter 31 des Kolbens 17 des Zylinderaggregates 6 eingreift. Das Ventil 9 hat einen im Gehäuse 28 is rigidly connected to a threaded spindle 30 with a steep thread into which a nut 31 of the piston 17 of the cylinder unit 6 engages. The valve 9 has one in the housing

29 axial verschiebbar gelagerten Schieber 32. Der Schieber 32 hat zwei Flansche 33, 34, die mit Steuerkanten im Gehäuse 29 den Zufluss von Öl aus einem Druckraum 35, der unter Speisedruck P steht, in Arbeitskammern 36, 37, sowie den Abfluss aus den Arbeitskammern 36, 37 in Rücklaufräume 38 steuern. Die Arbeitskammern 36, 37 sind mit je einem der Arbeitsräume 39,40 des Zylinderaggregates 6 verbunden. Der Schieber 32 ist mittels einer Feder 41 gegen eine Schulter der Steuerwelle 26 gedrückt, so dass er den Axialbewegungen der Steuerwelle 26 folgt. 29 axially displaceably mounted slide 32. The slide 32 has two flanges 33, 34 which, with control edges in the housing 29, the inflow of oil from a pressure chamber 35, which is under feed pressure P, into working chambers 36, 37, and the outflow from the working chambers 36, 37 control in return spaces 38. The working chambers 36, 37 are each connected to one of the working spaces 39, 40 of the cylinder unit 6. The slide 32 is pressed against a shoulder of the control shaft 26 by means of a spring 41 so that it follows the axial movements of the control shaft 26.

Im Betrieb arbeitet der Stempelantrieb wie folgt: Wird die Abtriebswelle 23 des Schrittmotors 22 in Abtriebsrichtung betrachtet um einen bestimmten Winkel im Uhrzeigersinn gedreht, so nimmt sie über die Kupplung 24, 25 die Steuerwelle 26 mit. Diese schraubt sich in die Mutter 28 ein und verschiebt sich axial nach unten. Der Schieber 32 folgt dieser Axialverschiebung und öffnet die Verbindung zwischen dem Druckraum 35 und der Arbeitskammer 37, sowie zwischen der Arbeitskammer 36 und dem Rücklaufraum 38. Der Kolben 17 bewegt sich nach unten. Dessen Axialverschiebung bewirkt über die Mutter 31 und die Gewindespindel 30 eine Drehung der Mutter 28 im Drehsinn der Abtriebswelle 23. Die Steuerwelle 26 mit dem Schieber 32 wird dadurch wieder nach oben verschoben. Der Schieber 32 befindet sich wieder in der dargestellten Neutrallage, wenn die Drehung der Abtriebswelle 23 und der Mutter 28 betrags-mässig gleich sind. Die Axiallage des Kolbens 17 folgt also dem Drehwinkel der Abtriebswelle 23. In operation, the stamp drive operates as follows: If the output shaft 23 of the stepping motor 22, viewed in the output direction, is rotated clockwise by a certain angle, it drives the control shaft 26 via the coupling 24, 25. This screws into the nut 28 and moves axially downwards. The slide 32 follows this axial displacement and opens the connection between the pressure chamber 35 and the working chamber 37, and between the working chamber 36 and the return chamber 38. The piston 17 moves downward. Whose axial displacement causes a rotation of the nut 28 in the direction of rotation of the output shaft 23 via the nut 31 and the threaded spindle 30. The control shaft 26 with the slide 32 is thereby displaced upwards again. The slide 32 is again in the neutral position shown when the rotation of the output shaft 23 and the nut 28 are equal in terms of amount. The axial position of the piston 17 thus follows the angle of rotation of the output shaft 23.

Das Servoventil 8 ist gleich aufgebaut wie das Servoventil 9, nur dass hier die Mutter 31' zur Wegrückführung des Ringkolbens 15 direkt mit dem Niederhalter 2 verbunden und die Gewindespindel 30' entsprechend länger ist. The servo valve 8 is constructed in the same way as the servo valve 9, except that here the nut 31 'for returning the annular piston 15 is connected directly to the hold-down device 2 and the threaded spindle 30' is correspondingly longer.

Zum Tiefziehen der das Halbzeug bildenden Folie 1 wird zunächst der Niederhalter 2 abgesenkt. Dazu ist die Steuereinheit 7 so programmiert, dass der Ringkolben 15 mit der durch die maximale Öffnung des Ventils 8 und den Speisedruck P vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit im Eilgang bis unmittelbar oberhalb der Anlage an der Folie 1 bewegt wird. An dieser Stelle wird die Absenkgeschwindigkeit verlangsamt, der Niederhalter also hydraulisch gebremst. Er setzt dann mit sehr geringer Geschwindigkeit und daher kleiner kinetischer Energie auf die auf dem Gegenhalter 3 aufliegende Folie 1 auf. Dadurch wird sowohl die Folie 1, als auch der Niederhalter 2 und der Gegenhalter 3 geschont und der bei herkömmlichen Pressen übliche Lärm wird vollständig vermieden. Der durch die Steuereinheit 7 vorgewählte Endhub des Niederhalters 2 wird um wenige Zehntelsmillimeter grösser gewählt als der tatsächlich erreichbare Hub. Dadurch bleibt der Schieber 32' des Ventils 8 in der Endstellung etwas ausgelenkt, so dass der volle Speisedruck P auf den Ringkolben 15 wirkt. Bei einer Änderung der Materialstärke der Folie 1 muss an der Steuereinheit 7 lediglich die Endstellung des Niederhalters 2 sowie die Stellung.umprogrammiert werden, in welcher der Niederhalter 2 abgebremst wird. Diese Umstellung ist daher sehr rasch möglich. To deep-draw the film 1 forming the semi-finished product, the hold-down device 2 is first lowered. For this purpose, the control unit 7 is programmed in such a way that the annular piston 15 is moved in rapid traverse at the maximum speed predetermined by the maximum opening of the valve 8 and the feed pressure P up to immediately above the system on the film 1. At this point the lowering speed is slowed down, i.e. the hold-down device is braked hydraulically. It then sets onto the film 1 resting on the counter-holder 3 at a very low speed and therefore with a small kinetic energy. As a result, both the film 1 and the hold-down device 2 and the counter-holder 3 are protected and the noise which is usual in conventional presses is completely avoided. The end stroke of the hold-down device 2 preselected by the control unit 7 is selected to be a few tenths of a millimeter larger than the stroke that can actually be achieved. As a result, the slide 32 'of the valve 8 remains somewhat deflected in the end position, so that the full feed pressure P acts on the annular piston 15. If the material thickness of the film 1 changes, only the end position of the holding-down device 2 and the position in which the holding-down device 2 is braked need be reprogrammed on the control unit 7. This changeover is therefore possible very quickly.

Sobald der Niederhalter 2 gegen die Folie 1 angepresst ist, wird der Stempel 4 abgesenkt, und zwar ebenfalls mit maximaler Zustellgeschwindigkeit bis unmittelbar vor seinem Auftreffen auf die Folie 1. Hier wird die Zustellgeschwindigkeit auf das für das Tiefziehen gewünschte Mass reduziert. Der Stempel 4 setzt daher ebenfalls sanft und ohne Lärm auf die Folie 4 auf und zieht aus ihr einen Becher, dessen Tiefe durch den mittels der Steuereinheit 7 vorprogrammierten Hub des Stempels 4 gegeben ist. Eine Änderung der Bechertiefe ist daher sehr einfach und rasch durch Umprogrammieren der Steuereinheit 7 möglich, ohne dass Werkzeuge oder Anschläge ausgewechselt oder verstellt werden müssen. As soon as the hold-down device 2 is pressed against the film 1, the punch 4 is lowered, also at the maximum delivery speed until immediately before it hits the film 1. Here, the delivery speed is reduced to the level desired for deep drawing. The stamp 4 is therefore also placed gently and without noise on the film 4 and pulls a cup from it, the depth of which is given by the stroke of the stamp 4 pre-programmed by the control unit 7. A change in the cup depth is therefore possible very simply and quickly by reprogramming the control unit 7 without the need to replace or adjust tools or stops.

Durch den Einsatz von anderen Werkzeugen auf die beiden Kolbenstangen 14,18 kann z.B. der Niederhalter 2 mit einer Schneide versehen werden, so dass bei entsprechender Ausbildung des Gegenhalters 3 zuerst ein Formstück aus einem Folienband ausgestanzt und dann das ausgestanzte Teil tiefgezogen wird. By using other tools on the two piston rods 14, 18, e.g. the hold-down device 2 are provided with a cutting edge, so that if the counter-holder 3 is designed accordingly, a shaped piece is first punched out of a foil strip and then the punched-out part is deep-drawn.

Je nach Aufgabe und Art des Werkzeuges kann es zweckmässig sein, weitere koaxiale Zylinderaggregate um die Aggregate 5, 6 herum anzuordnen, wobei die weiteren Zylinderaggregate wiederum Ringkolben und hohle Kolbenstangen haben und zweckmässig ebenfalls durch je ein separates Servoventil mit Wegrückführung des Kolbenhubes angesteuert werden. Depending on the task and type of tool, it may be appropriate to arrange further coaxial cylinder units around the units 5, 6, the further cylinder units in turn having ring pistons and hollow piston rods and are also appropriately controlled by a separate servo valve with feedback of the piston stroke.

Die dargestellte Presse eignet sich nicht nur zum Tiefziehen, sondern bei Einsatz entsprechender Werkzeuge auch zum Stanzen, Prägen, Biegen, Lochen usw. sowie Kombinationen davon. The press shown is not only suitable for deep drawing, but also for punching, embossing, bending, punching, etc., as well as combinations thereof, if appropriate tools are used.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

671 731

1. Press for non-cutting processing of a flat semi-finished product (11), comprising a first hydraulic cylinder unit (5) controlled via a first hydraulic valve (8), which is connected to a hold-down device (2) for pressing the hold-down device (2) against that on a counter-holder (3) placed semi-finished product (1), and a second hydraulic cylinder unit (6) controlled via a second hydraulic valve (9), which is connected to a processing tool (4) for processing the semi-finished product (1), characterized in that at least one of the valves is designed as a servo valve (8, 9) with a return of the stroke of the associated cylinder unit (5, 6), and that the servo valve (8, 9) is connected to a control unit (7) via which at least the stroke of the associated cylinder unit ( 5, 6) can be selected.

2. Press according to claim 1, characterized in that the servo valve (8,9) is controlled by a stepper motor (22).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Press according to claim 1 or 2, characterized in that the path feedback comprises a threaded spindle (30).

4. Press according to claim 3, characterized in that the threaded spindle (30) is screwed into a nut (31) on the moving member (15, 17) of the associated cylinder unit (5, 6).

5. Press according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two cylinder units (5, 6) are arranged coaxially, the outer first cylinder unit (5) having an annular piston (15) and a hollow piston rod (14).

6. Press according to claim 5, characterized in that the annular piston (15) of the first cylinder unit (5) on the cylinder (16) of the second cylinder unit (6) is guided.

7. Press according to claim 5 or 6, characterized in that it has at least one further coaxial cylinder unit with a further annular piston and a further hollow piston rod.