DE102006010648A1 - Device for a metal working press for regulation of sheet holding force between the tool lower part and upper part, in forming of drawn parts, especiially for automobile industry, has elastic element in form of hydraulic or pneumatic cushion - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ziehkissen-Vorrichtung für eine Umformpresse nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The The invention relates to a die cushion device for a forming press after Preamble of claim 1.
Zum
Umformen von Ziehteilen ist es erforderlich, das auf ein Unterwerkzeug
aufgelegte Werkstück
zu halten. Dazu wird das Werkstück
zwischen einem speziellen Blechhalter und dem herab fahrenden Oberwerkzeug
eingespannt. Dabei muss der vom Stößel während des Niedergangs aufgebrachten
Kraft eine Gegenkraft über
eine geregelt nachgebende Vorrichtung entgegenwirken. Hierfür wird die Gegenkraft
auf den Blechhalter durch eine darunter liegende Druckwange, auch
Druckkissen oder Ziehkissen genannt, aufgebracht. Der Aufbau eines
solchen Ziehkissens ist im „Handbuch
der Umformtechnik, S. 46, Schuler 1996" dargestellt. In der
Charakteristisch für alle hydraulisch und pneumatisch betätigten Ziehkissen ist der sehr hohe Steuerungs- und Regelungsaufwand zur Erzielung der gewünschten Weg- und Kraftfunktionen.Characteristic for all hydraulically and pneumatically operated Cushion is the very high control and regulatory effort for Achieving the desired Path and force functions.
In
jüngster
Zeit sind Ziehkissen bekannt geworden, bei denen diese Weg- und
Kraftfunktionen von NC-gesteuerten elektrischen Antrieben erzeugt werden.
Die
Ein Nachteil ist sicherlich, dass die elektrischen Antriebe für das Ziehkissen miteinander gekoppelt sind. Die heutigen Anforderungen insbesondere der Automobilindustrie an eine Umformpresse erfordern eine variable Druckverteilung an der Druckwange. Durch die Kopplung der Antriebe wird dies verhindert.One Disadvantage is certainly that the electric drives for the die cushion coupled together. The today's requirements in particular The automotive industry to a forming press require a variable Pressure distribution on the pressure cheek. By coupling the drives this is prevented.
Ferner wird offenbart, dass die Bewegung des Ziehkissens über elektrische Wellen einerseits zwischen dem Stößel und dem Ziehkissen und andererseits zwischen mehreren zum Ziehkissen gehörenden Servomotoren synchronisiert wird. Dabei kann die erforderliche Ziehkraft durch Änderung des Motormomentes während des Tiefziehvorganges angespannt werden. Die hierzu erforderliche Vorrichtung und die zur Regelung erforderlichen Verfahrensschritte sind nicht offenbart. Prinzipiell kommen zur Regelung solcher Vorrichtungen zwei unterschiedliche Varianten in Frage, eine kraftabhängige und eine wegabhängige Regelung.Further discloses that the movement of the die cushion via electrical Waves on the one hand between the plunger and the drawing cushion and on the other hand, between several belonging to the die cushion servomotors is synchronized. In this case, the required pulling force by changing of the engine torque during be tightened the thermoforming process. The required for this Device and the process steps required for the control are not revealed. In principle, come to the control of such devices two different variants in question, a force - dependent and a path-dependent Regulation.
Bei einer kraftabhängigen Regelung wird die Kissenkraft über einen Druckaufnehmer für jeden Kissendruckpunkt erfasst. Die Kraftaufnehmer können beispielsweise piezoelektrische oder resistive Dehnungsaufnehmer sein. Alternativ kann die Kissenkraft indirekt über den Motorstrom der Servomotoren erfasst werden. Über eine NC-Steuereinrichtung werden dann die ermittelten Kräfte mit hinterlegten Kraft-Sollwerten verglichen und die Servomotoren entsprechend angesteuert.at a force-dependent Regulation will overflow the pillow force a pressure transducer for recorded each pad pressure point. The force transducer can, for example be piezoelectric or resistive strain transducer. alternative can indirectly override the pillow force the motor current of the servomotors are detected. Via an NC control device then become the determined forces compared with stored force setpoints and the servomotors controlled accordingly.
Bei einer wegabhängigen Regelung berechnet eine Steuerung eine so genannte elektronische Positions-Kurvenscheibe, die den Soll-Verlauf der Kissenposition in Abhängigkeit von der Stößelposition beinhaltet. Die Positions-Kurvenscheibe wird in Form einer Tabelle, einer mathematischen Funktion oder einer Kombination aus beiden in der Steuerung gespeichert. Die Kissenposition wird durch eine Lageregelung beeinflusst, die ihren Sollwert aus der entsprechend der aktuellen Stößelposition ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe erhält. Durch die Bewegung des Stößels werden fortlaufend Lage-Sollwerte an einen Lageregler übergeben. Der über einen Leistungsverstärker angesteuerte Servomotor und die wirkverbundene Druckwange folgen der Positions-Kurvenscheibe.at a path-dependent Control, a controller calculates a so-called electronic position cam, the desired course of the pad position in response to the plunger position includes. The position cam is in the form of a table, a mathematical function or a combination of both stored in the controller. The pillow position is by a Position control affects their setpoint from the corresponding the current ram position receives read position cam. Through the movement of the Become a pestle continuous position setpoints passed to a position controller. The over a power amplifier controlled servo motor and the operatively connected pressure plate follow the position cam.
Bei
der in der
Da die reduzierten Massen der Motorträgheitsmomente auf das Ziehkissen bzw. auf die Druckwange sehr hoch sind, ist eine kraftabhängige Regelung der offenbarten Vorrichtung ebenfalls problematisch.There the reduced masses of engine moments of inertia on the die cushion or on the pressure cheek are very high, is a force-dependent control the disclosed device also problematic.
Aufgabe und Vorteil der ErfindungTask and Advantage of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik eine Ziehkissen-Vorrichtung mit NC-gesteuerten elektrischen Antrieben zu entwickeln, welche eine wegabhängige Regelung der Ziehkraft ermöglicht. Außerdem soll die Möglichkeit einer Überlastsicherung der Ziehkissen-Vorrichtung geschaffen werden. Insbesondere soll dies mit einem möglichst geringen baulichen Aufwand realisiert werden.Of the Invention is based on the object, starting from the prior art a die cushion device with NC controlled electric drives to develop what a path-dependent control of the pulling force allows. Furthermore should the possibility an overload protection the die cushion device are created. In particular, should do this with one as possible low construction costs are realized.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ziehkissen-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst.These Task is based on a die cushion device after the Oberbegriff of claim 1 by the characterizing features of Claim 1 solved.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem Hauptanspruch angegebenen Ziehkissen-Vorrichtung verwirklicht.In the dependent claims are advantageous developments and improvements in the main claim specified die cushion device realized.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, in die Bewegungsübertragungskette, Motor, Gewindespindel, Spindelmutter und Druckwange, ein hydraulisches Polster einzubauen, welches in der Lage ist Stöße und Regelungenauigkeiten aufzunehmen und zu kompensieren.Of the Invention is based on the core idea in the motion transmission chain, Motor, threaded spindle, spindle nut and pressure cheek, a hydraulic Upholstery which is capable of shocks and regulation inaccuracies absorb and compensate.
In vorteilhafter Weise befindet sich dieses hydraulische Polster zwischen der Spindelmutter und der Druckwange und besteht aus einem zylindrischen Hohlraum, welcher als Kolbenringfläche ausgebildet ist. Darin befindet sich ein Fluid, das über eine Hydraulikleitung mit einem Druckspeicher in Verbindung steht und mit Druck beaufschlagt wird. Dieser Druck ist über eine geeignete Druckeinstellung veränderbar. Während eines Pressenhubes wird das Ziehkissen vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeugs auf den Blechhalter so vorbeschleunigt, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Oberwerkzeug und Blechhalter möglichst gering ist. In der Praxis wird immer eine minimale Relativbewegung vorhanden sein. Diese wirkt sich als Stoßimpuls auf die Ziehkissen-Vorrichtung, einschließlich aller Antriebselemente aus, was zu einer Verringerung der Lebensdauer der entsprechenden Bauteile führt. Ist aber, wie bei der erfindungsgemäßen Ziehkissen-Vorrichtung eine hydraulisches Polster zwischen Druckwange und Spindelmutter vorhanden, kann dieses diese Stöße kompensieren. Somit bewirkt die erfindungsgemäße Ziehkissen-Vorrichtung eine Verbesserung der Lebensdauer aller Antriebsbauteile.In Advantageously, this hydraulic pad is located between the spindle nut and the pressure cheek and consists of a cylindrical Cavity, which is designed as a piston ring surface. In this there is a fluid that has a Hydraulic line communicates with a pressure accumulator and is pressurized. This pressure is via a suitable pressure setting variable. While a press stroke, the die cushion before placing the upper tool on the blank holder so pre-accelerated that the relative speed between upper tool and blank holder is minimized. In the In practice, there will always be a minimum relative movement. This acts as a shock pulse on the die cushion device, including All drive elements, resulting in a reduction in the life the corresponding components leads. But is, as in the die cushion device according to the invention a hydraulic pad between pressure cheek and spindle nut available, This can compensate for these shocks. Thus, the die cushion device of the present invention effects an improvement in the service life of all drive components.
Optional kann das erfindungsgemäße hydraulische Polster in der oben beschriebenen Bewegungsübertragungskette an einer anderen Stelle, als zwischen Druckwange und Spindelmutter angebracht werden. Ein weiterer geeigneter Anbauort ist zum Beispiel zwischen der Antriebslagerung und einer Auflage, welche mit dem Pressentisch fest verbunden ist.optional can the inventive hydraulic Upholstery in the motion transmission chain described above at another Place, as between the pressure cheek and spindle nut are attached. Another suitable location is, for example, between the drive storage and a support, which is firmly connected to the press table.
Neben der oben beschriebenen Dämpfung von Stößen kann die erfindungsgemäße Ziehkissen-Vorrichtung auch mit einer Überlastsicherung vorgesehen werden. Dazu wird das hydraulische Polster mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden. Dieses Druckbegrenzungsventil ermöglicht ein schnelles Abspritzen des Hydraulikposter bei einem vorgebbaren und einstellbaren Druck. Dieser Einstellwert ist so bemessen, dass sowohl ein normaler Ziehkissenbetrieb möglich ist, als auch die Bauteile der Ziehkissen-Vorrichtung vor einer Beschädigung oder Zerstörung durch Überlast geschützt werden. Die Größe der Ölpolster muss dabei so bemessen sein, dass der Presse genügend Zeit bleibt zum Stillstand zu kommen.Next the above-described damping of Can bumps the die cushion device according to the invention also provided with an overload protection become. For this purpose, the hydraulic pad with a pressure relief valve connected. This pressure relief valve allows a quick cumshot the hydraulic poster at a specifiable and adjustable pressure. This set value is such that both a normal die cushion operation possible is as well as the components of the die cushion device before a Damage or destruction through overload protected become. The size of the oil pad It must be sized so that the press has enough time to stand still get.
Alternativ zur oben beschriebenen Ausführung, kann das hydraulische Polster auch durch ein pneumatisches Polster oder ein Element aus dauerelastischem Material ersetzt werden. Wird ein Element aus dauerelastischem Material verwendet, besteht die Möglichkeit die Elastizität durch ein Vorspannen zu beeinflussen bzw. einzustellen.alternative to the embodiment described above, The hydraulic pad can also by a pneumatic pad or an element made of permanently elastic material. Becomes an element made of permanently elastic material used is the possibility the elasticity to influence or adjust by biasing.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Druck in dem hydraulischen Polster nicht nur wie oben beschrieben voreingestellt, sondern auch gesteuert oder geregelt werden. Die wegabhängige Regelung der Servomotoren kann dadurch mit einer druck- bzw. kraftabhängigen Regelung über das hydraulische Polster überlagert werden.at A further advantageous development of the pressure in the Hydraulic pad not only preset as described above, but also controlled or regulated. The path-dependent regulation The servomotors can thereby with a pressure or force-dependent control over the hydraulic pad overlaid become.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.Further Details and advantages of the invention will become apparent from the basis Figures illustrated embodiment.
Es zeigen:It demonstrate:
Beschreibung eines Ausführungsbeispielsdescription an embodiment
Durch
Drehen der Gewindespindel
Bei
der hier dargestellten erfindungsgemäßen Ziehkissen-Vorrichtung
In
Die
Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie
umfasst auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens. Beispielsweise
kann wie bereits beschrieben der Druckspeicher
- 11
- Ziehkissen-VorrichtungA die cushion device
- 22
- Ständerstand
- 33
- Zugankertie rods
- 44
- Tischtable
- 55
- Antriebslagerungdrive storage
- 66
- Auflageedition
- 77
- Servomotorservomotor
- 88th
- Gewindespindelscrew
- 99
- Spindelmutterspindle nut
- 1010
- Aufnahmeadmission
- 1111
- Druckwangepressure cheek
- 1212
- Führungguide
- 1313
- Richtungspfeilarrow
- 1414
- Hydraulisches Polsterhydraulic pad
- 1515
- Zwischenstückconnecting piece
- 1616
- Hydraulikleitunghydraulic line
- 1717
- Druckspeicheraccumulator
- 1818
- DruckeinstellarmaturPressure adjustment Matur
- 1919
- PressePress
- 2020
- Stößeltappet
- 2121
- WerkzeugoberteilUpper die
- 2222
- WerkzeugunterteilTool part
- 2323
- Blechhalterblankholder
- 2424
- Druckbolzenpushpin
Claims (13)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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DE102005010824.5 | 2005-03-07 | ||
DE102006010648A DE102006010648A1 (en) | 2005-03-07 | 2006-03-06 | Device for a metal working press for regulation of sheet holding force between the tool lower part and upper part, in forming of drawn parts, especiially for automobile industry, has elastic element in form of hydraulic or pneumatic cushion |
Publications (1)
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ID=36914936
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DE102006010648A Withdrawn DE102006010648A1 (en) | 2005-03-07 | 2006-03-06 | Device for a metal working press for regulation of sheet holding force between the tool lower part and upper part, in forming of drawn parts, especiially for automobile industry, has elastic element in form of hydraulic or pneumatic cushion |
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- 2006-03-06 DE DE102006010648A patent/DE102006010648A1/en not_active Withdrawn
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