CN104972684A

CN104972684A - 用于加工工件的冲压装置

Info

Publication number: CN104972684A
Application number: CN201510150641.XA
Authority: CN
Inventors: B.道布; D.黑泽
Original assignee: Graebener Pressensysteme GmbH and Co KG
Current assignee: Graebener Pressensysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2015-10-14
Also published as: US20150273779A1; TW201538308A; KR20150114379A; JP2015196195A; EP2926920A1

Abstract

本发明涉及一种用于加工工件的冲压装置、尤其肘杆压力机，其带有下模具单元且带有对此可移动的上模具单元，在其中，上模具单元包括带有挺杆件的压紧装置，借助于挺杆件可相对下模具单元压紧待加工的工件，而下模具单元包括带有另一挺杆件的保持装置，借助于该挺杆件可对着上模具单元的模具件保持待加工的工件，其中，挺杆件可分别借助于驱动装置相对上模具单元和/或下模具单元移位，且其中，保持装置和/或压紧装置包括用于桥接相应的驱动装置的加速阶段的桥接器件，在该加速阶段中相应的驱动装置可加速到相应的挺杆速度上。

Description

用于加工工件的冲压装置

技术领域

本发明涉及一种用于加工工件的冲压装置、尤其肘杆压力机(Kniehebelpresse)，其带有下模具单元且带有可相对于此行驶的上模具单元，在其中上模具单元包括带有挺杆件(Stoesselteil)(借助于其可相对下模具单元压紧待加工的工件)的压紧装置(Niederhalteeinrichtung)，而下模具单元包括带有另一挺杆件(借助于其可对着上模具单元的模具件(Werkzeugteil)保持待加工的工件)的保持装置(Gegenhalteeinrichtung)，其中，挺杆件分别可借助于驱动装置相对上模具单元和/或下模具单元移位。

背景技术

这种类型的冲压装置由现有技术已知。在一些成型过程(例如精切)中需要压紧器和保持器(Gegenhalter)，以便精确地加工工件。通常，压紧器(Niederhalter)作为挺杆件位于上模具单元中且在成型过程中齐平地处在工件的待成型的材料上，以便反作用于在成型过程中出现的压应力和拉应力。通常，保持器作为另外的挺杆件就处在待成型的材料之下。其在整个成型过程期间以尽可能恒定的力例如对着来自上方的切割冲头(Schneidstempel)保持，以便确保受控制的成型过程。紧接该成型过程，保持器或关于此的另外的挺杆件可用作用于被剪切的部分的抛出器(Auswerfer)。压紧器和保持器可机械地(例如通过机械的弹簧元件)、气动地或液压地(例如通过气动地或液压地驱动的弹簧元件)来实施。

发明内容

本发明目的在于将这种类型的装置改进成使得进一步提高其制造精度和可靠性。

本发明的目的由一种带有下模具单元且带有对此可移动的上模具单元的用于加工工件的冲压装置、尤其肘杆压力机来实现，在其中上模具单元包括带有挺杆件(借助于其可相对下模具单元压紧待加工的工件)的压紧装置，而下模具单元包括带有另外的挺杆件(借助于其可对着上模具单元的模具件保持待加工的工件)的保持装置，其中，挺杆件分别可借助于驱动装置相对上模具单元和/或下模具单元移位，且其中，冲压装置特征在于，保持装置和/或压紧装置包括用于桥接相应的驱动装置的加速阶段的桥接器件(Ueberbrueckungsmittel)，在加速阶段中相应的驱动装置可加速到相应的挺杆速度上。

通过这样的桥接器件实现将相应的挺杆件在绕开其本来的驱动装置的情况下在例如剪切过程等开始时立即加速到与此对应的挺杆件的速度上。

根据本发明，下模具单元的保持装置当前例如可从一开始就精确地同步于上模具单元或关于此的切割冲头等的运动移动。由此可显著提高制造精度。

当前，对于本来的驱动装置提供带有足够大的时间窗的响应时间，以便将相应的驱动装置同样加速到相应的挺杆速度上，例如在该驱动装置接下来驱动保持装置之前。

因为该桥接器件被集成在保持装置中或者增加地或备选地被集成在压紧装置中，相应的挺杆件可在结构上非常简单地独立于其本来的驱动装置由相应的对应的挺杆件来加速。

因此，利用当前的桥接器件实现整体上提供驱动器(借助于其可在剪切过程开始时实现尤其保持装置的运动精确同步到上模具单元的挺杆件速度上)的重要目的。

例如在实现剪切操作之后，相应的挺杆件(其速度根据本发明被同步)例如可承担抛出器功能，其关于其行程优选地可自由编程。

在本发明的意义中，术语“冲压装置”说明了该类型的压力机，在其中上模具单元相对下模具单元或反过来被移动，以便由此借助于至少一个模具加工工件。显而易见，该冲压装置可几乎任意地来设计。当其实施为肘杆压力机且在此特别实施为带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机时，是特别有利的，因为其常常参与大量高精度的加工过程。下面还结合与示例性地构造为带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机的冲压装置进一步来详细阐述附加的优点。

术语“上模具单元”当前说明压力机的压力机挺杆(Pressenstoessel)，其为了加工工件相对压力机台被移动。

相应地，术语“下模具单元”当前说明相关的压力机的压力机台。

在当前的冲压装置处所使用的模具或模具件可以是不同性质的。例如其可以是剪切模具，如之后还来阐述的那样。

压紧装置的挺杆件包括压紧器。相应地，保持装置的另外的挺杆件包括保持器。

与保持装置相比，随着上模具单元经过下死点，压紧装置的运动不被停止。压紧装置在上模具单元的向上运动期间在限定的路径上作为刮削装置(Abstreifer)起作用。在刮削期间，压紧装置的运动此外须同步于挺杆运动进行。

对于压紧或保持装置的运行原则上设置有两个运行模式：设立和自动。除了手动敲击之外，操作者在设立运行(Einrichtbetrieb)中可自动地驶向预先输入的额定位置或驶向与冲压位置匹配的耦合位置。压紧或保持装置可被彼此独立地移动，但是决不多个同时移动。活动的装置的选择经由按钮借助于可视化单元实现。同样可能在输入额定值之后对于装置生成相应的移动轮廓。特别对于保持装置，可经由输入栏作为功能编号输入期望的功能“保持-抛出(=1)”或“仅抛出(=2)”。在自动运行中，所选出的装置被激活且经由凸轮盘(Kurvenscheibe)被耦合于上模具单元的运动。在设立运行中所设置的值是有效的。此处，多个装置也可一起被选择和激活。

无论如何，借助于当前的桥接器件可有利地来桥接为了以合适的方式将相应的驱动装置加速到挺杆件的速度上以便时间上延迟地仅驱动与其相关联的挺杆件所需要的时间段。

显而易见，在本发明的意义中所设置的桥接器件可以是各种形式。一优选的实施变体然而设置成，该桥接器件包括气动弹簧装置。这样的气动弹簧装置可在结构上简单地在下模具单元或上模具单元中来设计。

当气动弹簧装置包括氮气弹簧时，当前的气动弹簧装置在结构上特别适宜地实现。

当桥接器件包括多于10mm或多于20mm、优选25mm的反应行程(Reaktionsweg)时，是特别有利的。借助于这样的反应行程可保证，相应的驱动装置在加工过程期间可被加速到与其相关联的挺杆件的速度上。

此外，当前的25mm的反应弹簧行程可借助于氮气弹簧在结构上简单地且可靠地来提供。

就此而言，气动弹簧装置在冲压装置处集成在压紧或保持装置内本身已是有利的。已仅出于该原因，关于该气动弹簧装置的特征在没有本发明的其余特征的情况下也是有利的。

按照使用形式，10mm或20mm的较小的反应行程已可足以提供必需的桥接时间段。当反应行程为25mm时，在任何情况中可运行可靠地提供这样必需的桥接时间段。

显而易见，该反应行程也还可更大地来选择。然而这不是很有意义，因为通过25mm的反应行程可提供测定足够的响应时间。此外，更大的反应弹簧行程需要仅不必要地多的结构空间。

当反应行程借助于在活塞件的活塞顶(Kolbenboden)与气缸壳体的气缸壳体端壁之间的填充有压力介质的压力腔来形成时，这样的反应行程当前在结构上简单地来设计。压力介质可以是不同类型。优选地，其包括氮气。

当桥接器件布置在挺杆件与驱动装置之间时，桥接器件可在结构上特别有利地被集成到当前的冲压装置的上模具单元中或到下模具单元中。

此外，当桥接器件具有气缸壳体和活塞件时，是有利的，其中，挺杆件布置在气缸壳体处。由此，桥接器件的部件可被紧凑地集成到冲压装置中。这在设计上可利用气动弹簧装置来获得。

当挺杆件通过接片元件(Stegelement)与气缸壳体端壁相间隔地布置在气缸壳体处时，下模具单元的面向上模具单元的区域可在构造上简单地由布置在下模具单元内的桥接器件来克服。

当桥接器件具有气缸壳体和在其中被引导的活塞件时，桥接器件可在结构上简单且快速地响应，其中，气缸壳体在上模具单元的冲压方向上可移位地布置在下模具单元中。

如果桥接器件具有气缸壳体和在其中被引导的活塞件，其中，气缸壳体在上模具单元或下模具单元的导向套(Fuehrungsbuchse)中可移动地被引导，气缸壳体一方面可相对上模具单元或下模具单元而另一方面可相对活塞件被移动。

此外，当桥接器件具有气缸壳体和在其中被引导的活塞件时，是有利的，其中，气缸壳体可借助于活塞件相对上模具单元或下模具单元移动。由此，气缸壳体可经由活塞件借助于驱动装置在结构上简单地被移位。例如当保持装置的另外的挺杆件应与上模具单元同步地被移动时，或者当保持装置的另外的挺杆件应作为用于被加工的工件的抛出器起作用时，是这样的情况。

当桥接器件具有气缸壳体和在其中被引导的活塞件时，相应的挺杆件可容易地相对上模具单元或下模具单元被移位，其中，活塞件布置在驱动装置的偏心轮传动装置(Exzentertrieb)的连杆件(Pleuelteil)处。

当气动弹簧装置以带有大于100kN的值或带有大于200kN的值、优选地带有300kN的值的弹簧预紧力F预紧时，尤其在下模具单元的另外的挺杆件处可施加有足够的反力。

本发明的重要的核心尤其是另外的挺杆件或保持器在例如剪切过程等开始的时刻同步到挺杆件或上模具单元的速度上。借助于当前的桥接器件可保证，另外的挺杆件或保持装置从该时刻起至少近似以与挺杆件或上模具单元相同的速度移动。

根据本发明的另一方面，当前的目的也由一种带有下模具单元、带有对此可移动的上模具单元且带有用于在故障中保护冲压装置的过载保险单元的用于加工工件的冲压装置、尤其肘杆压力机来实现，在其中上模具单元包括带有挺杆件(借助于其可相对下模具单元压紧待加工的工件)的压紧装置，而下模具单元包括带有另外的挺杆件(借助于其可对着上模具单元的模具件保持待加工的工件)的保持装置，其中，挺杆件分别可借助于驱动装置相对上模具单元和/或下模具单元移位，且其中，冲压装置特征在于，保持装置和/或压紧装置包括用于桥接用于触发过载保险单元的触发时间的桥接器件。

尽管有大量安全措施(例如设置过载保险单元)，由于故障经常引起在冲压装置处的不能修补的或至少非常成本集中的损坏。因为该桥接器件被集成在保持装置中或者增加地或备选地被集成在压紧装置中，可显著降低在冲压装置故障时产生严重损害的危险。就此而言，借助于先前已详细说明的桥接器件同样可显著降低该危险。

就此而言的故障可由于在冲压装置处的任何错误而出现。例如，工件被从先前的循环中不正确地运出且其例如还处在下模具单元的模具中。或者保持装置由于其驱动装置的故障不移开。

过载保险单元可以是最不同的结构形式。优选地其如此使得在故障情况中尤其保持装置和/或压紧装置的驱动器被无力矩地(Safe Torque Off)接通，使得大致设计为滑块曲柄驱动器(Schubkurbelantrieb)的驱动装置可被压到其下部的延伸位置(Strecklage)中，使得在相应的挺杆件处不产生关键的压紧力或保持力。

当冲压装置包括控制和/或调节装置(借助于其可根据桥接器件触发过载保险单元)时，可运行可靠地进行真正的过载保险单元的触发。借助于这样的控制和/或调节装置，过载保险单元可快速且及时地被响应。

借助于前面已阐述的气动弹簧装置，也可提供独立的第一过载保护元件，借助于其可避免在冲压装置处的功能构件的机械过载，即使当在此不引起冲压装置的真正的过载保险单元的触发时。该反应行程当前也立即提供过载弹簧行程。

就此而言，气动弹簧装置集成在冲压装置处的压紧装置或者保持装置内本身已是有利的，如前面已进一步说明的那样。仅已出于该原因，关于该气动弹簧装置的特征在无本发明的其余特征的情况下也是有利的。

尤其可通过在挺杆件与驱动装置之间布置桥接器件将独立的第一过载保护元件在结构上简单地靠近一部位布置，在该部位处过载力可在构造上简单地至少部分被吸收和补偿。这尤其适用于气动弹簧装置。

借助于本发明特别良好地实现有利地改进开头已提及的带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机。

该精切割和成型压力机尤其满足提高的质量要求或提高的对最小公差的要求且特别地满足了尤其汽车领域中的供应商的规定。特别地，利用这些精切割和成型压力机可在汽车领域中制造带有较高的光滑切割份额(Glattschnittanteil)的构件。因此，当前的冲压装置尤其对于在常规和精密切割的质量领域中的用户是有利的，因为这些用户明显扩大了其生产型谱且可生产带有提高的切割质量的零件。特别地利用带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机，可通过在多级组合模具或传递模具中制造高精度零件来降低生产成本。此外，最小的再加工需求节省了复杂的工艺步骤且相应地也降低了操作成本。此外，带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机提供了还更高的系统刚性，由此在不同的材料厚度和强度下使狭窄的构件公差和可靠的重复精度成为可能。除了成型过程通过多级组合模具或传递模具的优化设计之外，可前置或后置有附加的工艺步骤。由此，带有伺服肘杆驱动器的精切割和成型压力机在冲压操作期间尤其特别允须切割、拉拔、压印、打孔和/或校准。此外，前置或后置的工艺例如螺纹成形、拼接或焊接当前可被集成。由于伺服技术，可使挺杆走向最佳地匹配于成型和/或切割工艺。附加地，通过使用可加装的压紧和保持模块可使制造带有提高的光滑切割份额的切割件成为可能。对于客户这意味着，模具的灵活性、生产效率和使用寿命的提高。

例如，根据DIN 8580的制造方法被划分成六个主要类别，即成型(Urformen)、变形、分离、接合、覆层和材料特性改变。分离是通过改变固体的形状制造，其中，结合被局部完全消除。在此，最终形状包含在初始形状中。组合的物体的分解也与分离相关联。主要类别“分离”又进一步被划分成分割、切削和蚀刻。切割或剪切属于子类别分割。精切割在该工作的范围中说明了带有可分类在剪切与精切之间的切割质量的切割件的制造。进一步的划分根据切割方法实现，取决于用于工件限制的切割面。在切除(Ausschneiden)、打孔、切下(Abschneiden)、切断(Ausklinken)、切入(Einschneiden)和修剪(Beschneiden)之间有区别。对于精切割感兴趣的是这两个方法切除和打孔。切除和打孔的特点是，这些方法具有本身闭合的切割线。在切除的情况下由冲头通过冲裁板(Schneidplatte)按压的工件部分形成工件且板的剩余部分作为废料被运走，而在打孔的情况下切出的部分是废料。产生内轮廓。

切割工具主要包括切割冲头、阴模(Matrize)或冲裁板和压紧器。压紧器防止材料的挠曲和太大的再流动(Nachfliessen)。工件的待切割的材料可以以板片的形式、作为带或作为条在切割冲头与阴模之间被推动且通过切割冲头的向下运动被分离。为了避免在此产生的毛边(Butzen)卡住，通过阴模的裂口大多不是柱状的，而是其设有后角(Freiwinkel)。真正的模具构造取决于对被切割的工件的要求。

剪切可被分成五个阶段。在第一阶段期间，首先将压紧器置于板上且构建压紧力F_NH。在第二阶段中，将切割冲头置于板上且引起冲压装置和模具的弹性变形。由于切割缝隙在板中产生弯矩，其导致弯曲变形。在切割缝隙的区域中构造有环形区域。这是在板表面与切割元件之间的接触区域。在第三阶段中产生真正的切割阶段。此处，冲头侵入板中且使其塑性变形。在第四阶段中，材料的流动能力被耗尽。产生脆性断裂且板的剩余横截面撕开。由于突然的断折，冲压装置且尤其但是上模具单元或压力机挺杆被激励成振动。在第五和最后的阶段中，切割冲头直至达到上模具单元的下死点将被切割的毛边压入阴模通道中。通常，断裂面和光滑切割的高度作为板厚s的份额来评估。根据这些份额，可将不同厚度的板相互比较。高质量的切割件特征在于在较高的光滑切割份额和90o的断裂面角度下较小的棱边缩入(Kanteneinzug)、较小的断裂面份额(Bruchflaechenanteil)和较小的切割毛刺。除了切割元件的所使用的材料、材料厚度和磨损状态之外，断面图(Schnittbild)的质量主要由切割缝隙u来确定。如果切割缝隙u太小，在切割板时已出现裂缝。对此的原因是比较高的横向应力。在工件处不产生直的切割面、而是产生裂缝。如果切割缝隙u太大，裂缝就在力最大值之后产生。作为可能的切割缝隙来说明u=0.02x板厚s至u=0.1x板厚s。同样取决于切割缝隙的是模具的使用寿命。光滑切割的与断裂的切割面的比对于剪切的零件而言为大约三分之一至三分之二。由于特别的功能要求，这样的零件的切割面须被再加工。在剪切时，力在板中和在板处起作用。在切割缝隙处作用的是竖直力分量F_V和F_V'以及水平力分量F_H和F_H'。其与出现的摩擦力形成动态的平衡。力分量的作用点的间距引起力矩的形成，其在切割线闭合的情况下引起板在冲头之下而在阴模之上的拱起(Aufwoelbung)。为了补偿该拱曲，必需的反力矩可通过反冲头来施加。在无压紧力的情况下，板还将在阴模之上拱曲。为了节省通过传统的剪切制造的零件的再加工耗费(时间、成本)开发了改善切割面质量的方法。在修剪时，在两个工艺阶段中由于在材料中的更好的应力情况光滑切割份额被增大。在第一阶段中，零件以较小的加工余量被预切割，以便在第二步骤中通过另外的剪切来分离该再切割余量(Nachschneizugabe)。对切(Gegenschneiden)同样是二阶段的过程。该方法的特点是模具活动元件(Werkzeugaktivelement)的双重存在。在第一步骤中，板从一侧至在出现断裂之前不久被切入。在第二步骤中，工件从另一侧通过第二模具被分离。利用该方法获得无毛刺和改善的光滑切割份额。作为最后的修改的剪切方法应提及带有较小的切割缝隙u<0.05x板厚s的常规切割(Normalschneiden)。对于该方法，然而不存在系统性试验(例如模具使用寿命)。与传统剪切一样，根据DIN 8580的精切属于主要类别分离，更确切地说属于子类别分割。与剪切或带有光滑分割面的剪切相比，在精切的情况下存在改变的工艺参数，其引起切割件的改善的质量特征。对于该方法典型的是模具结构、作用力、环齿(Ringzacke)和切割缝隙。随着压紧器的安放，环齿被压到板中。此外，反冲头从下面压向板。由此产生的压应力这样影响分离过程，使得光滑切割份额在板的整个厚度上延伸。在切割过程之后，压紧器用作刮削器。反冲头用作抛出器，其将零件从阴模向上推动，在那里落料(Ausschnitt)被取出。液压地来产生用于环齿和保持器的力。在直至大约1600kN(≈160t)的机器中机械地、在2500kN至14000kN的较大的机器中液压地产生切割力。在精切时变化的工艺参数产生与剪切相比不同的切割力曲线。弹性的阶段和切割阶段是相同的，然而缺少撕裂阶段和振动阶段，因此也不存在切割冲击(Schnittschlag)。如已提及的那样，切割面的质量通过切割缝隙来确定。在正常的剪切中切割缝隙在百分之五至百分之十之间时，在精切时其处在待切割的板厚s的大约0.5%。

独立于其实施方案，压紧或保持装置理想地还满足以下框架条件：

- 压紧或保持装置可根据上模具单元的运动被移动，

- 压紧或保持装置可彼此独立地编程，

- 压紧或保持装置可装备有用于过程监控的压力测量部，

- 压紧或保持装置可包含机械的过载保护，以便避免或减少损害，

- 须存在足够的时间和路径用于加速，

- 在成型结束之后，保持装置的保持器应作为抛出器起作用，

- 操作者须具有通过简单的操作方案将压紧或保持装置与成型过程匹配且必要时调整保持力或压紧力的可能性。

附图说明

本发明的另外的特征、效果和优点根据附图和接下来的说明来阐述，在其中示例地示出了带有伺服肘杆驱动器且带有用于桥接用于操纵过载保险单元的响应时间的桥接器件的根据本发明的精切割和成型压力机。在此不必在所有的附图中标出和阐述相同的部件。其中：

图1示意性地显示了带有伺服肘杆驱动器且带有用于桥接用于触发过载保险单元的触发时间的桥接器件且带有为此的控制和/或调节装置的精切割和成型压力机的视图；

图2A示意性地显示了带有图1中的精切割和成型压力机的保持装置的压缩的气动弹簧装置的驱动装置的起始位置；

图2B示意性地显示了带有图1中的精切割和成型压力机的保持装置的弹开的气动弹簧装置的驱动装置的接下来的位置；

图2C示意性地显示了带有图1中的精切割和成型压力机的同步于上模具单元被移动的保持装置的驱动装置的另一位置；

图2D示意性地显示了带有图1中的精切割和成型压力机的被移动到下面的反转位置中的保持装置的驱动装置的另一位置；

图3示意性地显示了用于示例地阐述图1和2中的精切割和成型压力机的压紧或保持装置的驱动装置的功能的滑块曲柄传动装置；

图4示意性地显示了关于图1至3中的保持装置的抛出器运动学的图表；

图5示意性地显示了在图1中的精切割和成型压力机处的加工过程期间的功能流程；以及

图6示意性地显示了与切割冲头的特征曲线相关联地尤其关于保持器-抛出器功能的特征曲线的图表。

附图标记清单

1 冲压装置

2 肘杆压力机

3 精切割和成型压力机

4 伺服肘杆驱动器

5 压力机架

6 上侧

7 压力机挺杆

8 上模具单元

9 模具件

10 切割冲头

11 下侧

12 压力机台

13 下模具单元

14 底部基础

15 另外的模具件

16 阴模

17 毛边

18 工件

19 板带

20 压紧装置

21 挺杆件

22 压紧器

23 驱动装置

24 保持装置

25 另外的挺杆件

26 保持器

27 另外的驱动装置

28 偏心轮传动装置

29 另外的偏心轮传动装置

30 马达

31 另外的马达

33 控制和/或调节装置

35 以太CAT连接

38 PROFI总线

39压力机控制单元

40 可视化单元

41 马达内部的旋转编码器

42 另外的旋转编码器

44 轴控制部

45 实时以太网连接

50 桥接器件

51 连杆

52 气动弹簧装置

53 氮气弹簧

54 气缸壳体

55 活塞件

56 压力介质

57 压力腔

58 高度

59 反应行程

60 活塞顶

61 气缸壳体端壁

62 空穴

63 导向套

64 肩部区域

65 接片元件

66 钻孔

67 上侧板

68 止挡

75 滑块曲柄传动装置

76 曲柄

78 图表

80 上棱边

90 坐标系

91 横坐标轴

92 纵坐标轴

93 行程

94 行程

95 位置

96 开始

97 时刻

98 抛出器运动

x 输送方向

z 竖直方向。

具体实施方式

示例地在图1中所示的冲压装置1是肘杆压力机2且尤其是带有伺服肘杆驱动器4的精切割和成型压力机3。因为这样的伺服肘杆驱动器4由现有技术已知，当前不进一步探讨其构件和工作原理。

冲压装置1具有被焊接的压力机架5，在其处在其上侧6处布置伺服肘杆驱动器4。在伺服肘杆驱动器4之下，压力机挺杆7作为上模具单元8在竖直方向z(冲压方向或抛出方向)上在压力机架5处可移位地被引导。上模具单元8作为模具件9例如携带切割冲头10(参见图2A至2C)。在压力机架5的下侧11处布置有压力机台12作为下模具单元13，借助于其将压力机架5固定在底部基础(Bodenfundament)14上。下模具单元13携带另外的模具件15，其在该实施例中包括阴模16(参见图2A至2D)，切割冲模10通过其可从在输送方向x上有节奏地被输送的工件18中冲裁出毛边17(参见图2C)。对此，使上模具单元8在方向z上向下模具单元13运动。在冲裁之后，使上模具单元8在方向z上又从下模具单元13向前移动。在该情况中，工件18是板带(Blechband)19(又参见图2)。

冲压装置1在该实施例中此外还包括这里未示出的过载保险单元，如果在加工过程期间产生故障，过载保险单元那么运转，以便防止冲压装置1的较大损害。为了在加工过程期间能够相对下模具单元13压紧工件18，上模具单元8包括压紧装置20。该压紧装置20具有以压紧器22的设计的挺杆件21。在此，挺杆件21借助于驱动装置23可相对上模具单元8移位；亦即在方向z上。为了在加工过程期间能够从下面对着工件18对着实际的冲压方向保持，下模具单元13装备有保持装置24。保持装置24具有以保持器26的设计的另外的挺杆件25。在此，另外的挺杆件25可借助于另外的驱动装置27相对下模具单元13移位；亦即同样在方向z上。这两个彼此分离地起作用的且工作的驱动装置23和27除了其相应的挺杆件21或25之外大致结构相同地来实施且在该实施例中分别包括偏心轮传动装置28或29，其通过马达30或31来驱动。

为了冲压装置1的控制或调节，其包括控制和/或调节装置33。在此，变换器(Umrichter)(未示出)经由以太CAT连接35被连结到CX(未示出)处。经由PROFI总线38与压力机控制单元39和可视化单元40交换数据。此外，用于调节驱动装置23和27的马达内部的旋转编码器41以及另外的用于压紧和保持装置20或24的位置确定的旋转编码器42被直接联接到变换器处。为了能够在CX中加工现实的或模拟的冲压角度，冲压装置1的轴控制部44和驱动装置23和27的控制部或旋转编码器42经由实时以太网(RT-Ethernet)45相连接。通过CX的可彼此独立地构造的以太接口，这两个接口中的一个可被用于将CX连结到机器/公司网络中。另一接口可独立于此地被定址且由此用作纯RT-Ethernet连接45。保持力和压紧力经由压电传感器来测定。为了不引入另外的新系统，使用与还用于在压力机处的冲压力测量的相同的传感器和分析单元。压电传感器的输出信号在电荷放大器中被增强且定标到0V至10V的模拟输出电压上。0V相应于F=0kN；8V在此相应于F=300kN。“缺少的”2V用作用于识别过载的备用。电荷放大器的输出信号经由模拟输入卡来读入和进一步处理。压紧和保持装置20或24被调节位置且部分同步于上模具单元8移动。在此所使用的控制PC直接经由实时以太网连接与压力机控制单元39相连接，从而可随时确保相对上模具单元8的同步运动，不管当前以冲压装置1来行驶哪个曲线。压紧和保持装置20或24的运动优选地经由电子凸轮盘来实现。该凸轮盘根据过程且根据所选择的冲压曲线来单独生成。经由输入掩码，操作者对于该曲线的计算预设据点。用于最佳的运动引导的轨迹通过插值在控制部内自动地生成。如果冲压装置1已到达其下死点，保持装置24在那里停留在锁止位置中。抛出运动随着达到预设的冲压角度开始。控制装置被编程成使得超过上模具单元8的下死点的同步运动同样是可能的。所使用的配置马达-变换器是可再生的。马达的变得自由的能量优选地被引回到变换器的中间电路中。如果其被完全负载，该能量盈余被回馈到联接网中。对于上模具单元8仅应作为“传统的”抛出器工作的情况，这可经由操作掩码来拨号。因此，提供三个可能性：

1. 保持(同步于上模具单元8)直至到达下死点-停留-抛出；

2. 保持(同步于上模具单元8)超过下死点-作为“副效应”抛出切除的材料；

3. 纯抛出功能。

为了在切割开始时刻尽可能无延迟地使另外的挺杆件25的运动适应于挺杆件21的运动，冲压装置1根据本发明具有桥接器件50(参见图2)用于桥接用于尤其另外的驱动装置27(尤其参见图2)的可靠的加速的响应时间，其中，该桥接器件50优选地直接在压紧装置20中和/或在保持装置24中来执行。

借助于桥接器件50，另外的挺杆件25可单独通过挺杆件21的运动被加速，即在绕开另外的驱动装置27的情况下。

同样地，借助于桥接器件50在故障的情况中可提供足够的时间，直到冲压装置1的真正的过载保险单元可触发且起作用。

根据按照图2A至2D的图示，桥接器件50示例性地与保持装置24相联系地来详细阐述，其中，附图标记为了清晰性起见分布到各个附图2A至2D上。

桥接器件50布置在另外的挺杆件25与驱动装置27的连杆51之间，其中，桥接器件50在该实施例中设计为带有氮气弹簧53的气动弹簧装置52。

气动弹簧装置52为此具有气缸壳体54和在其中被引导的活塞件55，其中，气缸壳体54和活塞件55包围以氮气N₂作为压力介质56填充的压力腔57。

在此，压力腔57的高度58被选择成使得保持装置24的另外的挺杆件25在绕开驱动装置27的情况下可在方向z上向下被移位大约25mm。由此提供足够大的时间窗，以便相应地加速驱动装置27(在利用其来驱动另外的挺杆件25之前)。另一方面，另外的挺杆件25在紧急情况中可在方向z上被向下移位至少25mm，而在此不必移动活塞件55或驱动装置27。由此获得时间，直到可激活真正的过载保险单元。

就此而言，气动弹簧装置52总共提供25mm的反应行程59。该反应行程59因此借助于在活塞件55的活塞顶60与气缸壳体54的气缸壳体端壁61之间的压力腔57的高度58来形成。压力腔57且尤其活塞顶60位于由气缸壳体54总体构造的空穴62中。

在此，气缸壳体54在下模具单元13的导向套63中可独立于活塞件55移动地被引导。因此，可在加工过程期间使整个气缸壳体54在方向z上向下向驱动装置27移动。在此，活塞件55无须相应地随气缸壳体54移位。

尽管如此，气缸壳体54可借助于活塞件55相对下模具单元13移位，因为活塞顶60可与气缸壳体54的肩部区域64这样相互作用，使得当活塞件55在方向z上向下向底部基础14被移动时气缸壳体54被活塞件55带动。

在气缸壳体54处，挺杆件25通过接片元件65(此处仅示例性地编号)与气缸壳体端壁61相间隔地布置，其中，接片元件65被引导穿过下模具单元13的上侧板67的钻孔66(此处仅示例性地编号)。

尤其由于保持装置24的较复杂的运动过程，将这些运动过程划分成两个阶段是有意义的。

保持的第一阶段可被称为“拉伸垫-阶段”。在上模具单元8已驶过其下死点之后，然后抛出的第二阶段开始。在每分钟最大60冲程的冲压冲程数的情况下(关于标准运动学，不带挺杆移动曲线的修改)，对保持装置24的足够高的要求是带有300kN(=30t)的保持力、带有25mm的冲程且带有相对上模具单元8的同步性。

根据图2A至2D的图示，示例地显示了在不同的按规定运转的运行状态期间以保持装置24为例的四个位置。相同的机械条件优选地也适用于压紧装置20。

在图2A中所示的起始位置中，另外的挺杆件25贴靠在板带19的下侧处。对此，另外的驱动装置27被调整成使得气缸壳体54借助于活塞件55在方向z上被向上模具单元8移动。在此，位于压力腔57中的压力介质56被压缩成使得活塞件55在空穴62中在气缸壳体端壁61的方向上被移动5mm，由此压力腔57相应地缩小。在此，气缸壳体54的上棱边(且因此间接地还有与气缸壳体54固定地连接的保持器26)贴靠在止挡68处。尤其地，氮气弹簧53(其立刻设立机械的过载保险)在此因此被压缩5mm。

如果现在上模具单元8在下模具单元13的方向上行驶，活塞件55向下移动该5mm，直到活塞顶60到达肩部区域64处(参见图2B)。在该动作中，另外的挺杆件25然而不变地留在其之前所占据的位置(参见图2A)中，因为活塞件55直到那时还可自由地在空穴62中移动。在压力腔57中压力介质56的压力高到使得另外的挺杆件25尽管压力腔57增大仍不可测量或仅可忽略地少地相对板带19移动。就此而言，气缸壳体54的上棱边进一步贴靠在止挡68处。另外的挺杆件25和上模具单元8的运动大致进行直到彼此异步。

按照根据图2B的位置，上模具单元8的模具件9现在到达板带19。在切割过程开始时，现在才在绕开另外的驱动装置27的情况下使另外的挺杆件25与切割冲头10同步地向下移动。就此而言，气动弹簧装置52可用作“拉伸垫”。

在该5mm“空行程”之后，才可直接通过另外的驱动装置27使另外的挺杆件25向下移动(参见图2C和2D)。

按照根据图2C的另一位置，毛边17被从板带19切出，其中，另外的挺杆件25接着被驱动装置27进一步向下移位。这尤其由此发生，即气缸壳体54被活塞件55带动。

按照根据图2D的下面的位置，另外的挺杆件25位于其最下面的位置中，从该位置借助于驱动装置27使其又在方向z上向上模具单元8移动。在此，压力介质56在压力腔57中又根据前述方式被压缩且循环又从前面开始。

按照根据图3的图示，驱动装置23或25的功能按照滑块曲柄传动装置75简化示例性地来说明，其中r-曲柄76(偏心)的半径[mm]；l-连杆51的长度[mm]；z-挺杆件25的冲程[mm]；α-曲柄76的旋转角度[o]以及λ-曲柄长度与连杆长度之间的比。

在此适用下面的关系式：

　　　　　　　　　[3.1]

对于挺杆位置z，根据滑块曲柄传动装置75的尺寸和旋转角度α得出关系式

　　　　　　　　　[3.2]

借助于已知的关系式

　　　　　　　　　　　[3.3]

和[3.1]根据的转换可如下示出

　　　　　　　　[3.4]

通过将公式[3.4]带入公式[3.2]中对于挺杆冲程得到：

　　　　　　　[3.5]

以用于推杆比例的缩写得出：

　　　　　　　　[3.6]

挺杆件行程根据公式[3.6]的计算对于z得出正的值。对于抛出的挺杆位置的计算，然而负的值更有意义。因此将公式[3.6]的右侧乘以-1。

按照根据图4的图示，现在显示了关于对于r=12.5mm和l=252.5mm的抛出的运动学的图表78。

对于在图5中所示的在冲压装置1处的加工过程期间的功能流程尤其适用该假设，即保持装置24位于下模具单元13中而压紧装置20位于上模具单元8中。对于位置值的输入且对于抛出移动曲线的计算进一步假设，另外的挺杆件25在延伸位置中(在上死点中)处于α=0o。这意味着，另外的挺杆件25的上棱边80与下模具单元13或模具齐平。如果保持装置24被完全沉下(下死点)，其处于α=180o；s=-25mm。对于压紧移动曲线的测定，以正的运动学工作更有意义。在延伸位置中，挺杆件21被完全移出且处于α=0o；s=+25mm。在α=180o的曲柄角度下，挺杆件21与压紧装置20齐平。

相应的挺杆的速度以通过行程根据时间的导数来计算。

　　　　　　　　　[3.7]

以[3.6]由此得出：

　　　　　　[3.8]

作为近似可如下来计算速度。

　　　　　　　　　[3.9]

在预设的负荷下在驱动轴处的转矩近似以

　　　　　　　　　　　　　　[3.10]

来计算。

公式[3.10]仅说明了所需要的将负荷施加到驱动器上的力矩。对于驱动器的设计须附加地考虑加速力矩。

如开头已提及的那样，保持装置24的功能可被划分成两个分离的阶段。第一阶段是“拉伸垫阶段”，在其中保持装置24自限定的位置起同步于上模具单元8的运动偏移且对于模具件9或工件18用作保持器。第二阶段是“抛出阶段”。随着到达上模具单元8的下死点，第一阶段结束。有利地设置成，保持装置24停留在至此到达的位置中，直到在抛出阶段开始时达到限定的开始角度(冲压装置1的曲柄角度)。

对于抛出运动，使保持装置24的运动方向翻转。抛出阶段最晚随到达冲压装置1的上死点结束。保持装置24的运动过程随冲压装置1在上死点的起动开始。限定的位置(保持装置24自该位置起须同步于上模具单元8)说明了在下死点之前挺杆的位置。在每分钟60冲程的冲压冲程数量和10mm的碰撞位置的情况下，上模具单元8需要大约0.4秒，直到其到达该位置。在该时间中，保持装置24须被移动到-5mm的位置上。

按照根据图6的图示，在坐标系90中以另外的挺杆件25或关于此的保持器26与挺杆件21或关于此的切割冲头10相关联示例性地显示了功能特征曲线。在此，在坐标系90的横坐标轴91处标出相应的驱动装置23或27的曲柄角度。在纵坐标轴92处一方面标出保持器26的行程93且另一方面标出切割冲头10的行程94。

可良好辨识出的是，保持器26借助于另外的驱动装置27被移入直到位置95中，以便接着借助于桥接器件50的气动弹簧装置52被抬起另外5mm且在此被压向工件18的下侧(参见图2A)。如果现在从上面使切割冲头10向工件18移动(参见图2B)，保持器26已在切割过程开始96时在绕开本来的另外的驱动装置27的情况下被同步到切割冲头10的速度上，直至时刻97，在其处切割冲头10又被向上移动。接着，保持器26可经历可自由编程的抛出运动98，其中，保持器26在此通过另外的驱动装置27来驱动。

显而易见，前述实施例仅是根据本发明的冲压装置1的第一设计方案。就此而言，本发明的设计方案不限于该实施例。

Claims

1. 一种用于加工工件(18)的冲压装置(1)、尤其肘杆压力机(2)，其带有下模具单元(13)且带有对此能够移动的上模具单元(8)，在其中所述上模具单元(8)包括带有挺杆件(21)的压紧装置(20)，借助于所述挺杆件(21)能够相对所述下模具单元(13)压紧待加工的工件(18)，而所述下模具单元(13)包括带有另外的挺杆件(25)的保持装置(24)，借助于另外的所述挺杆件(25)能够对着所述上模具单元(8)的模具件(9)保持待加工的工件(18)，其中，所述挺杆件(21,25)能够分别借助于驱动装置(23,27)相对所述上模具单元(8)和/或所述下模具单元(13)移位，其特征在于，所述保持装置(24)和/或所述压紧装置(20)包括用于桥接相应的所述驱动装置(23,27)的加速阶段的桥接器件(50)，在所述加速阶段中相应的所述驱动装置(23,27)能够加速到相应的挺杆速度上。

2. 根据权利要求1所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)包括气动弹簧装置(52)。

3. 根据权利要求2所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述气动弹簧装置(52)包括氮气弹簧(53)。

4. 根据权利要求1至3中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)包括大于10mm或大于20mm、优选地25mm的反应行程(59)。

5. 根据权利要求4所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述反应行程(59)借助于在活塞件(55)的活塞顶(60)与气缸壳体(54)的气缸壳体端壁(61)之间的填充有压力介质(56)的压力腔(57)来形成。

6. 根据权利要求1至5中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)布置在所述挺杆件(21,25)与所述驱动装置(23,27)之间。

7. 根据权利要求1至6中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)具有气缸壳体(54)和在其中被引导的活塞件(55)，其中，所述挺杆件(21,25)布置在所述气缸壳体(54)处。

8. 根据权利要求7所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述挺杆件(21,25)通过接片元件(64)与气缸壳体端壁(61)相间隔地布置在所述气缸壳体(54)处。

9. 根据权利要求1至8中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)具有气缸壳体(54)和在其中被引导的活塞件(55)，其中，所述气缸壳体(54)在所述上模具单元(8)的冲压方向上可移位地布置在所述下模具单元(13)中。

10. 根据权利要求1至9中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)具有气缸壳体(54)和在其中被引导的活塞件(55)，其中，所述气缸壳体(54)在所述上模具单元(8)或所述下模具单元(13)的导向套(63)中可移动地被引导。

11. 根据权利要求1至10中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)具有气缸壳体(54)和在其中被引导的活塞件(55)，其中，所述气缸壳体(54)借助于所述活塞件(55)相对所述上模具单元(8)或所述下模具单元(13)能够移位。

12. 根据权利要求1至11中任一项所述的冲压装置(1)，其特征在于，所述桥接器件(50)具有气缸壳体(54)和在其中被引导的活塞件(55)，其中，所述活塞件(55)布置在所述驱动装置(23,27)的偏心轮传动装置(28,29)的连杆件(51)处。