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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen von Blechen
mittels einer Presse gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, eine entsprechende Presse zum Umformen von
Blechen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 9 sowie eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung
für eine Presse
zum Umformen von Blechen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 12.
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Zum
Bearbeiten und Umformen von Blechen sowie anderen Werkstücken werden
im Allgemeinen mechanische, pneumatische und hydraulische Pressen
eingesetzt. Sowohl bei einfach wirkenden Umformvorrichtungen als
auch bei den sogenannten doppelwirkenden Ziehpressen werden zur
Regelung der Haltekraft der Blechhalter Proportional- oder Servoventile
eingesetzt, die von einer geeigneten Steuervorrichtung über die
gewünschte
Druckänderung
in den Blechhaltern in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Prozessfortschritt geregelt werden. Dabei ist
es insbesondere beim Umformen von Ziehteilen vorteilhaft, das Werkstück nicht
starr einzuspannen sondern schwingende oder pulsierende Blechhalter
zu verwenden, um ein Fließen
des Werkstücks
in der Presse zu ermöglichen.
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Aus
der
EP 438 774 B1 ist
eine doppelt wirkende hydraulische Presse bekannt, dessen Blechhalter
während
der Verformung des Bleches mit einer periodisch schwingenden Kraft
beaufschlagt werden. Dabei wird ein vorgegebener Anpressdruck durch eine
Druckschwingung überlagert,
so dass die von dem „schwingenden
Niederhalter" auf
das Blech ausübte
Haltekraft zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert wechselt.
Hierdurch wird dem Werkstück
bei einer relativen Entlastung der Haltekraft die Gelegenheit zum
Nachfließen
in das Werkzeug gegeben, um sich den jeweiligen Umformungserfordernissen
anzupassen.
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Der
Einsatz schwingender Niederhalter hat die Verformungsergebnisse
bei doppeltwirkenden Pressen für
einfach geformte Teile signifikant verbessert. Jedoch war bei komplizierten
Teilen und insbesondere bei einfach wirkenden Pressen das Umformergebnis
nicht zufriedenstellend und hat in der Folge zur weiteren problemorientierten
Lösungen
für hydraulisch,
pneumatisch und mechanisch pulsierende Blechhaltersysteme geführt.
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In
der
DE 44 34 419 A1 wird
ein Blechhalter-System mit einzelnen Niederhaltern beschrieben, die
zur Überlagerung
einer Grundlast mit einer sinusförmigen
Druckschwingung durch separate Zylindereinheiten versorgt werden,
die mittels einer Regelegung entsprechend angesteuert werden. Bei
der
DE 197 32 413
A1 sind hingegen die Blechhalter in Segmente aufgeteilt,
die einzeln und/oder gruppenweise ansteuerbar sind, um sich besser
auf örtlich
unterschiedliche Halteanforderungen einzustellen. Die
DE 103 44 941 A1 offenbart
eine Steuervorrichtung für eine
Presse zum Tiefziehen von Werkstücken,
mittels der die pulsierende Haltekraft der Blechhalter in Abhängigkeit
der Tiefziehbewegung, des Materials und der Wandstärke des
Werkstücks
variierbar ist. Demgegenüber
zeigt die
EP 1 593
443 A1 eine Umformpresse mit unabhängig ansteuer- und aktivierbaren
pulsierenden Niederhaltern mit Kurz-Stellgliedern, die auch im Sinne
einer Schwingungsanregung des Niederhalters ansteuerbar sind.
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Die
einem vorgegebenen Anpressdruck eines aus dem Stand der Technik
bekannten Blechhalters überlagerten
Frequenzen sind in ihrer Frequenzform, Amplitute und Offset im Allgemeinen über den gesamten
Zielhub der Umformeinrichtung oder zumindest für einen Abschnitt des Umformvorgangs konstant.
Dabei können
schwingende Niederhalter insbesondere bei einfachen Pressen und
anderen nicht auf die Frequenzen entsprechend ausgelegten Umformvorrichtungen,
aber auch bei modernen Umformpressen zu negativen Überschwingungen
und Resonanzerscheinungen führen.
Das eigene Frequenzverhalten der Umformpressen kann den Pulsationseffekt
der schwingenden Niederhalter in Abhängigkeit des Phasenwinkels
verstärken
oder aufheben. Zur Vermeidung dieser Problematik beschreibt die
EP 1 593 443 A1 die
Möglichkeit
der Resonanzpneumatik mit einer optimierten Pressenkonstruktion entgegenzuwirken,
bei der der Pressenrahmen bei geringstmöglicher Masse äußerst steif
konstruiert ist, wodurch dessen Eigenfrequenz oberhalb der Pulsationsfrequenzen
der schwingenden Niederhalter liegt. Neben der Notwendigkeit die
Pressenkonstruktion bereits zu Beginn der Konstruktion auf deren Nutzung
festzulegen sind gerade im Bereich der Umformtechnik hinsichtlich
den auftretenden Belastungen und langen Nutzungszeiträumen leichte
und steife Konstruktionen unüblich
und im Hinblick auf mögliche
Nutzungsänderungen
stark einschränkend.
Zusätzlich
ist dieser Lösungsansatz
für bestehende Umformpressen,
die mit schwingenden Niederhaltern nachgerüstet werden sollen nicht nutzbar.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Umformen von Blechen mittels einer Presse sowie eine geeignete
Presse und eine Steuervorrichtung bereitzustellen, mit denen die
unerwünschten
Resonanzerscheinungen bei der Verwendung schwingender Niederhalter vermieden
werden bei gleichbleibend guten oder verbesserten Umform- oder Tiefziehergebnissen,
wobei das Verfahren und die Steuervorrichtung bevorzugt in möglichst
einfacher Art und Weise auch in bestehende Umformpressen integriert
werden können.
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Erfindungsgemäß wird eine
Lösung
dieser Aufgabe mit einem Verfahren zum Umformen von Blechen erreicht,
bei der die vom oberen und/oder unteren Blechhalter auf das Blech
ausgeübte
Haltekraft ein stochastisches Pulsationsmuster aufweist und dabei
zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert stochastisch pulsiert.
Auch wird die vorliegende Aufgabe durch eine gattungsgemäße Presse
gelöst,
bei der die Steuer und/oder Regelvorrichtung die Antriebseinrichtung
derart ansteuert, dass die Haltekraft ein stochastisches Pulsationsmuster aufweist.
Darüber
hinaus ermöglicht
eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung die ein Steuer- und/oder Regelsignal
mit einem stochastischen Pulsationsmuster aufweist eine erfindungsgemäße Lösung.
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Die
Verwendung eines stochastischen, regellosen Pulsationsmusters beim
Umformen von Blechen verhindert die Anregung der Eigenfrequenz der Umformvorrichtung
und vermeidet dadurch negative Resonanzerscheinungen beim Umformen
von Werkstücken
und metallischen Blechen sowie andere Resonanzproblematiken bei
der eingesetzten Pressenkonstruktion. Bei einer entsprechenden Wahl
der veränderbaren
Parameter der vom oberen und/oder unteren Blechhalter auf das Blech
ausgeübten
Haltekraft kann mithilfe des stochastischen Pulsationsmusters auch
ein bessere Umformergebniss gegenüber herkömmlichen schwingenden Niederhaltern
erreicht werden.
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Das
vorliegende Verfahren mit einer zwischen einem Minimalwert und einem
Maximalwert stochastisch pulsierenden Haltekraft ermöglicht den Einsatz
pulsierender Blechhalter auch in Pressen, die ursprünglich nicht
für diese
Technik ausgelegt waren und deren Eigenfrequenz bisher den Einsatz
hydraulisch, pneumatisch und mechanisch pulsierender Blechhaltersysteme
in derartigen Umformvor richtungen verhindert hat. Die Eigenfrequenz
vieler im Bestand vorhandener Umformpressen liegt in dem Bereich
der Schwingungsfrequenzen pulsierender Niederhalter, wobei die Frequenzbereiche
vom jeweiligen Umform- oder Tiefziehvorgang bzw. hydromechanischen
Formen (HMF) sowie dem Prozessfortschritt abhängig sein können.
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Dabei
ist unter einem stochastischen Pulsationsmuster, unabhängig davon,
ob die gesamte Haltekraft oder nur der über dem Minimalwert (Grundlast)
liegende Anteil der Haltekraft betrachtet wird, ein zufälliger Kurven-
oder Stufenverlauf der Haltekraft zu verstehen. Dieser zufällige oder
regellose Kurvenverlauf erstreckt sich dabei auf die Amplitude,
d.h. die Höhe
der Haltekraft, und/oder die Pulslänge, d.h. die Frequenz oder
das Zeitintervall zwischen einem Minimal- und Maximalwert eines
Kurvenverlaufs bzw. zwischen aufeinander folgenden Stufen des Pulsationsmusters. Über längere Zeiträume, die
außerhalb der
Eigenfrequenz von Pressen liegen, kann es zu einer Wiederholung
des stochastischen Pulsationsmusters kommen ohne die positiven Auswirkungen der
unregelmäßig verteilten
Minimal- und Maximalwerte des Kurven-Verlaufs der Haltekraft auf
die Resonanzerscheinungen zu beeinflussen.
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Eine
vorteilhafte Variante des Verfahrens sieht vor, dass zur Erzeugung
des stochastischen Pulsationsmusters mindestens ein Sollwert für den Umformvorgang
als Eingangsgröße verwendet
wird. Die Verwendung von Sollwerten für den Umformvorgang ermöglicht eine
Abstimmung des Pulsationsmusters auf den Umformvorgang selbst als
auch auf den Prozessablauf und -fortgang. Dabei können als Sollwerte
die voreingestellte Kraft, der Druck und die Reibkraft aber auch
die Faltenhöhe
und der Kanteneinlauf während
des Umformvorgangs genutzt werden.
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Eine
weitere Ausbildung sieht vor, dass zur Erzeugung des stochastischen
Pulsationsmusters mindestens ein Istwert des zu verformenden Blechs als
Eingangsgröße verwendet
wird. Die Verwendung von absoluten Istwerten des zu verformenden
Blechs während
des Umformvorgangs, aber auch deren Abweichung gegenüber voreingestellten
oder zu erwartenden Werten ermöglicht
eine direkte Reaktion der auf das Blech ausgeübten Haltekraft im Hinblick
auf den Ablauf des Umformvorgangs und kann dadurch helfen die Qualität des hergestellten Werkstücks zu verbessern
sowie Ausschuss zu vermeiden. Als geeignete Istwerte des zu verformenden
Blechs kommen dabei die Temperatur, die Reibkraft, die Faltenhöhe und der
Kanteneinlauf des Werkstücks
bzw. des Blechs in Frage, wobei die Messwerte durch geeignete Sensoren
sowohl am Blechs selbst aber auch an den Blechhaltern sowie dem
Stempel und der Matrize der Umformvorrichtung aufgenommen werden
können.
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Bevorzugt
kann zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters mindestens
ein Istwert des die Haltekraft auf das Blech ausübenden oberen und/oder unteren
Blechhalters als Eingangsgröße verwendet
werden. Dies ermöglicht
die direkte Kopplung des stochastischen Pulsationsmusters mit der zwischen
einem Minimalwert und einem Maximalwert pulsierenden Haltekraft
und ermöglicht
so eine schnelle Reaktion des Pulsationsmusters auf geplante und
unvorhergesehene Änderungen
der Haltekraft. Neben der Haltekraft selbst kann auch der Druck
in zugehörigen
Zylindern sowie das Ventilsignal und die Ventilposition als Istwert
des Blechhalters durch entsprechende Messaufnehmer bestimmt und genutzt
werden.
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Eine
günstige
Ausführungsform
sieht vor, dass die Presse zumindest einen Stempel aufweist und
zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters mindestens ein
Istwert des Stempels als Eingangsgröße verwendet wird. Die Istwerte
des Stempels oder Stößels einer
Umformvorrichtung lassen sich verhältnismäßig einfach durch entsprechende Sensoren
am Stempel aufnehmen und einer entsprechenden Steuereinrichtung
zuführen.
Dadurch lässt sich
eine weitere Optimierung des Umformergebnisses durch verhältnismäßig einfache
Mittel realisieren. Als geeignete Istwerte können die Temperatur, die Beschleunigung,
die Geschwindigkeit und die Position des Stempels bzw. Stößels der
Presse zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters herangezogen
werden.
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Weiter
kann die Presse zumindest eine Matrize aufweisen und zur Erzeugung
des stochastischen Pulsationsmuster mindestens ein Istwert der Matrize
als Eingangsgröße verwenden.
Sowohl bei der Matrize einer einfachen Presse als auch bei einem
Ziehkissen einer komplexeren Umformvorrichtung geben deren Istwerte
eine sensible und verhältnismäßig genaue
Auskunft über
den Umformvorgang selbst und Abweichungen zu dem geplanten Prozessablauf.
Entsprechend sind die Istwerte der Matrize bzw. des Ziehkissens
gut geeignet das stochastische Pulsationsmuster auf den gegenwärtigen Verfahrensablauf
auszurichten. Nutzbare Istwerte sind die Temperatur, die Beschleunigung,
die Geschwindigkeit und die Position des Stößels bzw. Ziehkissens, die
mittels geeigneter Messaufnahmen gemessen werden können. Bei
einem Ziehkissen einer Umformvorrichtung kann außerdem die aufgebrachte Kraft entsprechender
Wirkmedien, der Druck in geeigneten Zylindern sowie das Ventilsignal
und die ventile Position zugehöriger
Ventile als Istwerte in die Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters
einfließen.
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Eine
besondere Ausgestaltung sieht vor, dass zur Erzeugung des stochastischen
Pulsationsmusters das gerade generierte Pulsationsmuster verwendet
wird. Der Einsatz des gerade generierten Pulsationsmusters zur Erzeugung
des nachfolgenden stochastischen Pulsationsmusters verbessert die
regellose Verteilung der auf das Blech ausgeübten Haltekraft zwischen dem
Minimal- und Maximalwert und verhindert so sicher eine Resonanz
mit der eingen Frequenz der Umformvorrichtung.
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Zur
gleichmäßigeren
Verteilung der auf das Blech ausgeübten Haltekraft können der
obere und/oder untere Blechhalter mehrere die Haltekraft aufbringende
Antriebseinrichtungen aufweisen und unterschiedliche stochastische
Pulsationsmuster erzeugt werden, um die Antriebseinrichtungen stochastisch
anzusteuern. Dabei können
die Antriebseinrichtungen auch mit gleichen oder gleichartigen stochastischen
Pulsationsmustern angesteuert werden. Jedoch ist insbesondere bei
relativ großen
Werkstücken
die Ansteuerung der Antriebseinrichtungen mit unterschiedlichen
stochastischen Pulsationsmustern vorteilhaft im Hinblick auf ein
optimiertes Umformergebnis.
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Neben
dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Umformen von Blechen stellt
die vorliegendende Erfindung auch eine Presse zum Umformen von Blechen
zur Verfügung
mit zumindest einem oberen Blechhalter und einem unteren Blechhalter
und mindestens einer Antriebseinrichtung für den oberen und/oder unteren
Blechhalter, die eine pulsierende Haltekraft auf ein zu verformendes
Blech, das zwischen dem oberen und unteren Blechhalter angeordnet
ist, ausübt,
und mit einer Steuervorrichtung zum Ansteuern der Antriebseinrichtung.
Die oben be schriebenen Nachteile des Stands der Technik werden durch
eine erfindungsgemäße Presse
zum Umformen von Blechen dadurch vermieden, dass die Steuer- und/oder
Regelvorrichtung die Antriebseinrichtung derart ansteuert, dass
die Haltekraft eine stochastisches Pulsationsmuster aufweist.
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Auch
hier liegt der wesentliche Effekt der erfindungsgemäßen Presse
in der Vermeidung unerwünschter
Resonanzerscheinungen gegenüber
der Eigenfrequenz der Presse sowie der Verbesserung des Umformergebnisses.
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Vorteilhafter
Weise kann die mindestens eine Antriebseinrichtung mindestens zwei
Haltezylinder aufweisen, wobei ein erster Haltezylinder eine konstante
Haltekraft und ein zweiter Haltezylinder eine pulsierende Haltekraft
auf das zu verformende Blech ausübt.
Die so erreichte Überlagerung
einer Druckschwingung auf eine als Grundlast wirkende konstante
Haltekraft ermöglicht
die unterschiedlichen Belastungen mithilfe auf die jeweilige Belastungsart ausgelegten
Haltezylindern zu erzeugen und bei einem optimierten Umformprozess
eine kostengünstige
Konstruktion der Umformvorrichtung mit spezialisierten Bauteilen
zu ermöglichen.
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Um
den oberen und/oder unteren Blechhalter entsprechend der zu fixierenden
Oberflächenbereiche
des Werkstücks
in geeignete Haltebereiche zu segmentieren können mehrere Antriebseinrichtungen
vorgesehen sein, wobei die jeweilige Haltekraft der Antriebseinrichtungen
unterschiedliche stochastische Pulsationsmuster aufweisen. Die einzelnen
Bereiche oder die in Gruppen zusammengefassten Segmente der Blechhalter
können
mit entsprechenden unterschiedlichen stochastischen Pulsationsmustern
angesteuert werden, um sich besser auf sich örtlich unterscheidende und
verändernde
Klemmanforderungen einzustellen. Dabei können die einzelnen Blechhalterbereiche
alternativ auch mit dem gleichen Pulsationsmuster angesteuert werden.
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Die
vorliegende Erfindung erstreckt sich weiter auch auf eine Steuer-
und/oder Regelvorrichtung für
eine Presse zum Umformen von Blechen. Dabei weist die Presse zumindest
einen oberen Blechhalter und einen unteren Blechhalter auf, wobei
ein zu verformendes Blech zwischen oberen und unteren Blechhalter
festlegbar ist und die Steuer- und/oder Regelvorrichtung ein pulsierendes
Steuer- und/oder Regelvorrichtung
ein pulsierendes Steuer- und/oder Regelsignal bereitstellt, um zumindest
während
des Umformvorgangs die auf das zu verformende Blech ausgeübte Haltekraft
zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert zu variieren. Die
bei herkömmlichen
Blechhaltesystemen bekannten negativen Resonanzerscheinungen durch
die Überlagerung
der Eigenfrequenz von Umformvorrichtungen mit der Frequenz der schwingenden
Blechhalter werden bei einer erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelvorrichtung
dadurch vermieden, dass das Steuer- und/oder Regelsignal ein stochastisches
Pulsationsmuster aufweist.
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Neben
der oben beschriebenen Vermeidung unerwünschter Resonanzerscheinungen
ermöglicht die
Verwendung einer solchen Steuervorrichtung auch den Einsatz von
pulsierenden Blechhaltern in Pressen und Umformvorrichtungen, die
ursprünglich nicht
für den
Einsatz schwingender Niederhalter geeignet waren, da ihre Eigenfrequenz
im Bereich der üblichen
Schwingungsfrequenzen der pulsierenden Blechhalter, üblicherweise
bis 100 Hertz, bevorzugt zwischen 20 und 30 Hertz, liegt. Das stochastische Pulsationsmuster
des Steuersignals hilft weiter den Regelaufwand für eine Presse
zum Umformen von Blechen gering zu halten bzw. ermöglicht bei
gleichem Regelaufwand ein optimiertes Umformergebnis.
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Eine
bevorzugte Ausbildung der Steuer- und/oder Regelvorrichtung sieht
vor, dass die Steuer- und/oder Regelvorrichtung einen Zufallsgenerator aufweist.
Der Zufallsgenerator ermöglicht
die sichere Bereitstellung eines stochastischen Pulsationsmusters.
Als weitere interne Funktionen können
ein Frequenzgenerator, ein Multiplizierer und ein Begrenzer vorgesehen
sein.
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Im
Folgenden werden weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung
anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei
zeigen:
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1 das
Blockschema einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
insbesondere für
eine einfach wirkende Umformpresse; und
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2 das
Blockschema einer anderen erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, insbesondere
für eine
Umformvorrichtung mit Ziehkissen.
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Vor
dem Umformen oder Tiefziehen eines Werkstücks wird zwischen der Matrize
bzw. ein entsprechendes Ziehkissen 1 und dem Stößel 2 der
Umformvorrichtung die Platine 3, üblicherweise ein metallisches
Blech, eingelegt und durch den am Stößel angeordneten oberen Blechhalter 4 sowie
dem an der Matrize 1 angeordneten unteren Blechhalter 5 fixiert.
Dabei kann der obere Blechhalter 4 als Teil des Stößels 2 ausgebildet
sein und der untere Blechhalter 5 ebenfalls als Teil der
Matrize ausgebildet sein. Die auf die Platine 3 ausgeübte Haltekraft
kann sich vor dem Umformen auf eine Grundlast beschränken, die
in an sich bekannter Art und Weise von einer Hydraulik, Pneumatik
oder Mechanik der Umformpresse erzeugt wird. Um die Platine 3 in
einer gewünschten
Weise verformen zu können,
wird beispielsweise die Matrize 1 gemeinsam mit der festgelegten
Platine 3 in Richtung des Stößels 2, der fest in
der Presse fixiert ist, bewegt. Sobald der Stößel 2 mit der Platine 3 zum
Anliegen kommt, wird die Platine 3 von dem Stößel 2 in
Richtung der Matrize 1 verformt, bis das Werkstück seine
gewünschte
Form erreicht hat.
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Um
das Verformungsverhalten der Platine 3 während des
Umformprozesses zu verbessern, wird die von den Blechhaltern auf
das Blech ausgeübte Grundlast
der Haltekraft, die der durch die Matrize 1 während des
Umformprozesses auf die Platine 3 ausgeübten Umformkraft entgegenwirkt,
durch eine pulsierende Kraftkomponente überlagert, wobei der pulsierende
Anteil der Haltekraft wesentlich kleiner als die Grundlast ist.
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Die
als stochastischer Pulsgenerator ausgebildete Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 stellt
für das
Blechhaltersystem zumindest während
des Umformvorgangs ein pulsierendes Steuer- und/oder Regelsignal
bereit, das über
einen oder mehrere Zylinder auf den oberen Blechhalter 4 und/oder
den unteren Blechhalter 5 wirkt. Dabei könnte das
Steuer- und/oder Regelsignal prinzipiell auch in ein konstantes
Signal und ein schwingendes Signal dann aufgespaltet sein, wobei
das konstante Signal auf einen ersten Zylinder zur Bereitstellung
der Grundlast wirkt und das schwingende Signal bevorzugt auf einem zweiten
Zylinder wirken kann, der das gewünschte Pulsationsmuster auf
die Platine 3 aufbringt. Dabei weist das von der Steuer-
und/oder Regelvorrichtung 6 ausgegebene schwingende Steuer-
und/oder Regelsignal ein stochastisches Pulsationsmuster auf, mit
dem unerwünschte
Resonanzerscheinungen unterdrückt
und bessere Um formergebnisse erreicht werden können sowie entsprechend stochastisch pulsierende
Blechhalter 4, 5 und die zugehörige Steuervorrichtung 6 auch
bei bestehenden Umformpressen problemlos nachrüstbar sind. Falls bei einem
Blechhalter 4, 5 mehrere Antriebseinrichtungen zum
Aufbringen der Haltekraft vorgesehen sind, können diese von der Steuervorrichtung 6 mit
dem gleichen oder einem unterschiedlich stochastischen Pulsationsmuster
versorgt werden. Darüber
hinaus kann die erfindungsgemäße Steuer-
und/oder Regelvorrichtung 6 auch bei bestehenden Umformvorrichtungen
mit schwingenden Niederhaltern nachgerüstet werden, um bestehende
Resonazprobleme zu beseitigen und das Umformergebnis zu verbessern.
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Die
als stochastischer Pulsgenerator ausgebildete Steuervorrichtung 6 berücksichtigt
zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters sowohl interne
Funktionen als auch vorgegebene Sollwerte für das Umformsystem bzw. den
Umformvorgang sowie zur Optimierung des Umformergebnisses gegebenenfalls
Istwerte verschiedener Systemkomponenten. Über ein zentrales Leitsystem
bzw. einen zentralen Rechner (Hostsystem) erhält die Steuervorrichtung 6 sowohl
das Steuer- und/oder Regelsignal für den Umformvorgang selbst
als auch Sollwerte zu dem Umformsystem bzw. dem Umformvorgang hinsichtlich
dem Kanteneinlauf und der Faltenhöhe des Werkstücks sowie
der an der Platine wirkende Reibkraft, der auf die Platine aufgeprägten Kraft
und dem Druck im Zylinder 7. Neben einen Zufallsgenerator
weist die Steuervorrichtung 6 auch einen Begrenzer, einen
Multiplizierer und einen Frequenzgenerator als interne Funktionen
auf, wobei für
jedes unterschiedliche stochastische Pulsationsmuster zur Ansteuerung
mehrerer Antriebseinrichtungen entsprechend mehrere Zufallsgeneratoren,
Begrenzer, Multiplizierer und Frequenzgeneratoren vorhanden sind,
bevorzugt in der Anzahl der Antriebseinrichtungen. Weiter umfasst
die Steuer- und/oder Regelvorrichtung einen Faltenregler, einen
Reibkraftregler und einen Kanteneinlaufregler.
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Zur
Ansteuerung des einem Zylinder 7 zugeordneten Ventils 8 ist
als Teil der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 ein Druckregler
und ein Kraftregler vorgesehen, die dem eigentlichen stochastischen Pulsgenerator
nachgeschaltet sind. Dabei können
für mehrere
Antriebseinrichtungen wiederum mehrere Druckregler bzw. Kraftregler
vorgesehen sein. Der stochastische Pulsgenerator erzeugt ein stochastisch
pulsierendes Steuer- und/oder Regelsignal (SPG-Signal), das ebenso
wie die Druck- und Kraftregler als Ventilsignal auf das einem Zylinder 7 zugeordnete
Ventil 8 wirkt. Das Ventilsignal wird weiter auch direkt
von der Ventilposition, dem Druck im Zylinder 7, und der
auf den unteren Blechhalter 5 bzw. die Matrize 1 wirkende
Kraft beeinflusst. Diese Istwerte des Systems wirken zusammen mit
dem aktuell erzeugten SPG-Signal auf die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 und
dort auf die Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters zurück.
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Darüber hinaus
können
weitere Istwerte der beim Umformvorgang beteiligten Komponenten
bei der Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters in der Steuervorrichtung 6 verwendet
werden. Vom oberen Blechhalter 4 bzw. dem Stößel 2 sind
die Temperatur, die Beschleunigung, die Geschwindigkeit und die
Position des Stößels, die
mit entsprechenden Sensoren am Stößel 2 bzw. am daran
angeordneten oberen Blechhalter 4 aufgenommen werden. Als
geeignete Istwerte lassen sich an der Platine 3 neben der
Temperatur die Reibkraft, die Faltenhöhe und der Kanteneinlauf bestimmen
und zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters verwenden.
Am unteren Blechhalter 5 bzw. an der dem unteren Blechhalter 5 zugeordneten
Matrize 1 lassen sich wiederum als Istwerte die Temperatur,
die Beschleunigung, die Geschwindigkeit und die Position bestimmen
und zur Erzeugung des stochastischen Pulsationsmusters verwenden.
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Bei
einer komplexeren Umformvorrichtung entsprechend einer in 2 dargestellten
doppelt wirkenden Ziehpresse kann die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 6 gegenüber der
oben beschriebenen Weise mittels separater Druckregler und Kraftregler das
Ventilsignal der dem Ziehkissen 1 zugeordneten Wirkmedien,
z.B. Zylinder 7, steuern bzw. regeln. Dabei können die
Ventilpositionen der den Wirkmedien zugeordneten Ventile 8 sowie
deren Druckzustand und aufgeprägte
Kraft als Istwerte des Systems auf die Erzeugung des stochastischen
Pulsationsmusters in der Steuervorrichtung 6 zurückwirken.
Auch hier sind wiederum geeignete Sensoren zum Aufnehmen der jeweiligen
Istwerte notwendig, um die Istwerte in geeigneter Weise schnell
und zuverlässig dem
stochastischen Pulsgenerator in der Steuervorrichtung 6 bereitzustellen.