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Die Erfindung betrifft eine 2-fach wirkende Tiefziehpress nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zum Umformen von Ziehteilen muss die auf ein Umformwerkzeug aufgelegte Platine zwischen einem Blechhalter und einem Oberwerkzeug eingeklemmt werden. Dabei muss die vom Stößel während des Arbeitshubs aufgebrachte Kraft einer Gegenkraft über ein nachgebendes Ziehkissen entgegen wirken. Beim herkömmlichen Tiefziehen bemisst sich der erforderliche Arbeitsaufwand, der als Gegenkraft auf den Blechhalter über ein mit Luft- oder Hydraulikmedium beaufschlagte Ziehkissen aufgebracht wird, aus dem Produkt Gegenkraft mal Weg, dabei wird die erzeugte Energie in Wärme umgesetzt. Der Stößel bewegt sich beim Schließen des Werkzeugs von oben nach unten.
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Um Verluste zu vermeiden wurden Ziehpressen vorgeschlagen, die mit mechanisch betätigten Blechhalterungen arbeiten. Derartige mechanische Blechhalterungen arbeiten über Hebelsysteme, die mit hohem mechanischen und finanziellen Aufwand verbunden sind.
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Bei den Ausführungen nach
DE 44 19 676 A1 ,
DE 40 28 921 A1 ,
DE 41 28 973 A1 ,
DE 40 920 A1 wird der Energieverlust durch einen am Pressenstößel über Zugstangen und Hydraulikzylinder gekoppelten Blechhalter gemindert. Auch diese Vorrichtung ist mit hohem mechanischen und finanziellen Aufwand verbunden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt eine Tiefziehpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1
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Bei diesem Pressenkonzept wird nach dem Zustellhub der Stößel mit der Traverse verriegelt, die Arbeitszylinder die in der Traverse integriert sind, bewegen beim Arbeithub den Stößel mit der Traverse synchron nach unten, hierdurch kann der Ziehkissenzylinder als Kurzhubzylinder ausgebildet werden, es findet keine Druckmittelverdrängung statt. Die Arbeitskraft des Arbeitszylinders wird durch die Ziehkissenkraft nicht gemindert.
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Tiefziehpressen dieser Bauart haben sehr geringe Kompressionsvolumen und beim Ziehkissen wird keine Wärme durch Druckmittelverdrängung erzeugt. Die Antriebsleistung kann bei gleichem Ausstoß um das Produkt Ziehkissenkraft mal Ziehkissenweg geringer sein.
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Kurzbezeichnung der beigefügten Zeichnungen
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1 Drei Darstellungen einer zweifach wirkenden Tiefziehpresse, (A) in Ausgangsposition (OT), (B) nach dem Zustellhub und (C) nach dem Arbeitshub in der unteren Position (UT). Der Zustell- und Arbeitshub wird durch druckmittelbetätigte Zylinder ausgeführt.
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2 wie 1, der Zustell- und Arbeitshub wird durch Spindelantriebe ausgeführt.
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3 wie 1, der Stößel wird nach dem Zustellhub mechanisch verriegelt, und der Arbeitshub wird durch einen Keilantrieb ausgeführt.
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Ausführungsbeispiel
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung detailliert erläutert.
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Fig. 1
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Gezeigt werden drei Darstellungen einer Tiefziehpresse, (A) in Ausgangsposition (OT), (B) nach dem Zustellhub und (C) nach dem Arbeitshub in der unteren Position (UT).
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1 zeigt eine Tiefziehpresse, bei der unterhalb der Tischplatte 1 eine Traverse 31 angeordnet ist, in dieser Traverse 31 sind die Arbeits- 28 und Ziehkissenzylinder 29 integriert sowie eine Einbauraumverstellung 26.
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Vier synchron arbeitende Verriegelungszylinder 4 sind im Stößel 2 angeordnet, ihre Zugstangen 5 durchdringen die Tischplatte 1 und sind über die Einbauraumverstellung 26 mit der Traverse 31 verbunden. Beim Verriegelungszylinder 4 ist der Innendurchmesser des Zylindergehäuses um einen Ringspalt größer als der Außendurchmesser des Kolbens 7, der Druckraum 12 ist ständig druckbeaufschlagt. Der Durchmesser der Kolbenstange 9 ist kleiner als der Durchmesser der Kolbenstange 8, somit wird über die Verriegelungszylinder 4 eine ständig aufwärts gerichtete Kraft ausgeübt, die auf den verschlossenen Druckraum der Zustellzylinder 22 wirkt, der sich am Balken 24 abstützt und den Stößel 2 in der oberen Ausgangsposition (OT) hält (1A).
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Der Verriegelungszylinder 4 hat in OT und beim Zustellhub 21 nur einen Druckraum 12. Beim Zustellhub 21 wird der Stößel 2 über den einfach wirkenden Zustellzylinder 22 im Eilgang gegen die aufwärts gerichtete Kraft der Verriegelungszylinder 4 nach unten gefahren, dabei wird das vorgespannte Druckmittel vom unteren Bereich des Druckraums 12 an den Außenkanten des Kolbens 7 vorbei in den oberen Bereich des Druckraums 12 mit sehr geringem Widerstand umgeschichtet. Das verdrängte Druckmittel aus der Flächendifferenz der Stangen (8 minus 9) wird einem Druckspeicher zugeführt.
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Nach dem Zustellhub 21 des Stößels 2, wenn der Zustellzylinder 22 den Stößel 2 gegen den Festanschlag 23 drückt, teilt die Dichtkante 11 des Kolbens 7 über Dichtung 10 den einen Druckraum 12 in zwei Druckräume 12 und 13. Nach Druckentlastung des Druckraums 13 zieht die Zugstange 5 mit der Kraft der druckbeaufschlagten Wirkfläche des Kolbens 7 im Druckraum 12 den Festanschlag 23 gegen den Stößel 2, sodass der Stößel 2 über die Zugstangen 5 mit der Traverse 31 fest verbunden ist und eine vorgespannte Einheit bildet.
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Der Verriegelungszylinder 4 kann in wenigen Millisekunden die Verriegelungskraft bereitstellen, da der Druckraum 13 nur wenige mm3 Kompressionsvolumen benötigt, um seinen Druck ab- bzw. aufzubauen. Dieses Zylindersystem hat einen guten hydraulischen Wirkungsgrad mit geringsten Druckauf- und -abbauzeiten sowie geringen Strömungsverlusten im Druckraum 12.
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Beim Arbeitshub 32 drückt der Arbeitszylinder 28 die Traverse 31 mit Ziehkissenzylinder 29, Druckplatte 35 und Stößel 2 synchron nach unten. Beim Arbeitshub 32 findet keine Druckmittelverdrängung im Ziehkissenzylinders 29 statt, wie dies bei herkömmlich bekannten Tiefziehpressen üblich ist, der Ziehkissenzylinder 29 kann als Kurzhubzylinder ausgebildet werden (geringes Kompressionsvolumen). Die Arbeitskraft wird nicht durch die Ziehkissenkraft gemindert.
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Beim Zustellhub 21 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stößel 2 über die Zustellzylinder 22 im Eilgang nach unten gefahren, bis der Stößel 2 den Festanschlag 23 erreicht. Der Druckraum 13 wird druckentlastet und der Stößel 2 mit der Kraft der druckbeaufschlagten Fläche des Kolbens 7 gegen den Festanschlag 23 gezogen. Der Stößel 2 mit Zugstangen 5 und Traverse 31 bilden eine vorgespannte Einheit. (1B)
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Beim Arbeitshub 32 wird zunächst über die Ziehkissenzylinder 29, Druckplatte 35, Druckbolzen 18 und Blechhalter 17 die Platine 19 gegen die Matrize 16 gedrückt. Die Platine 19 wird zwischen Blechhalter 17 und Matrize 16 mit der Kraft der Ziehkissenzylinder 29 eingespannt. Die Arbeitszylinder 28 drücken die Traverse 31 nach unten, dabei wird synchron über Zugstangen 5 der verriegelte Stößel 2 um den Arbeitshub 32 nach unten gefahren. In diesem eingespannten Zustand drückt die Stößelkraft die Platine 19 über den Ziehstempel 25 in die Matrize 16. Mit dem Kurzhub-Ziehkissenzylinder 29 können unterschiedliche Anpresskräfte sehr schell über die Druckbolzen 18 auf den Blechhalter 17 aufgebracht werden, um den Tiefziehprozess zu optimieren. (1C)
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Am Ende des Arbeitshubs 32 werden die Arbeits- 28, Ziehkissen- 29 und Auswerferzylinder 30 drucklos geschaltet. Im Verriegelungszylinder 4 wird der Druckraum 13 druckbeaufschlagt, die größere Wirkfläche des Druckraums 13 löst die Stößelvorspannung. Der Stößel 2 wird über die Differenzfläche der Kolbenstangen (8 minus 9) des Verriegelungszylinders 4 nach oben gefahren, das Tiefziehwerkzeug 15 wird geöffnet. Die Auswerferzylinder 30 werden druckbeaufschlagt, die Traverse 31 wird nach oben gefahren, bis die Druckplatte 35 die Tischplatte 1 erreicht hat, über Druckbolzen 18 wird das Werkstück 20 vom Ziehstempel 25 abgestreift und ausgestoßen.
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Der Stößel 2 und die Traverse 31 haben ihren oberen Umkehrpunkt (OT) erreicht, das Werkstück 20 wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt und eine Platine 19 auf den Blechhalter 17 gelegt. Die Tiefziehpresse kann einen neuen Arbeitszyklus beginnen.
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Fig. 2
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Gezeigt werden drei Darstellungen einer Tiefziehpresse, (A) in Ausgangsposition (OT), (B) nach dem Zustellhub und (C) nach dem Arbeitshub in der unteren Position (UT).
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2 zeigt eine Tiefziehpresse, bei der unterhalb der Tischplatte 1 eine Traverse 31 angeordnet ist, in dieser Traverse 31 sind die Ziehkissen- 29 und Entlastungszylinder 38 integriert, sowie mindestens zwei Spindelantriebe 36 für den Arbeitshub 32.
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Im Stößel 2 sind Spindelantriebe 39 angeordnet, ihre Zugstangen 5 durchdringen die Tischplatte 1 und sind mit der Traverse 31 verbunden. (2A)
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Beim Zustellhub 21 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stößel 2 über den Spindelantrieb 39 mit den Verstellmuttern 41 und Gewindespindeln 40 um den Zustellhub 21 im Eilgang nach unten gefahren, bis das Werkzeug 15 geschlossen ist (Werkzeugeinbauhöhe 27, 2B).
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Beim Arbeitshub 32 wird über Spindelantrieb 36 die Spindel 37 betätigt, diese drückt die Traverse 31 nach unten, über Zugstange 5 wird der Stößel 2 synchron um den Arbeitshub 32 nach unten bewegt. Die Entlastungszylinder 38 stützen sich mit ihren Kolben an der Tischplatte 1 ab und drücken die Traverse 31 nach unten, dadurch wird beim Arbeitshub 32 das Gewinde der Spindel 37 druckentlastet (2C).
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Beim Arbeitshub 32 drückt der Ziehkissenzylinder 29 über Druckplatte 35, Druckbolzen 18 und Blechhalter 17 die Platine 19 gegen die Matrize 16. In diesem eingespannten Zustand drückt die Stößelkraft die Platine 19 über den Ziehstempel 25 in die Matrize 16. Mit dem Kurzhub-Ziehkissenzylinder 29 können unterschiedliche Anpresskräfte sehr schell über die Druckbolzen 18 auf den Blechhalter 17 aufgebracht werden, um den Tiefziehprozess zu optimieren. Die Ziehkissenkraft mindert nicht die Arbeitskraft.
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Am Ende des Arbeitshubs 32 wird der Ziehkissen- 29 und Entlastungszylinder 38 drucklos geschaltet. Der Stößel 2 wird über den Spindelantrieb 39 nach oben gefahren, das Werkzeug 15 wird geöffnet. Die Traverse 31 wird über Spindelantrieb 36 nach oben gefahren, bis die Druckplatte 35 die Tischplatte 1 erreicht hat, über die Druckbolzen 18 wird das Werkstück 20 vom Ziehstempel 25 abgestreift und ausgestoßen.
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Der Stößel 2 hat seinen oberen Umkehrpunkt (OT) erreicht, das Werkstück 20 wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt und eine Platine 19 auf den Blechhalter 17 gelegt. Die Tiefziehpresse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
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Fig. 3
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Gezeigt werden drei Darstellungen einer Tiefziehpresse, (A) in Ausgangsposition (OT), (B) nach dem Zustellhub und (C) nach dem Arbeitshub in der unteren Position (UT).
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3 zeigt eine Tiefziehpresse, bei der unterhalb der Tischplatte 1 eine Traverse 31 angeordnet ist, in dieser Traverse 31 sind die Ziehkissen- 29 und Auswerferzylinder 30 integriert, sowie eine Schräge für den Keil 48, der über Arbeitszylinder 49 den Arbeitshub 32 ausführt. Der Stößel 2 wird nach dem Zustellhub 21 durch Distanzstück 47 mechanisch verriegelt.
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Oberhalb des Stößels 2 ist eine Traverse 44 mit vorzugsweise zwei Distanzstücken 47 angeordnet. Nach dem Zustellhub 21 werden zwischen Stößel 2 und Traverse 44 Distanzstücke 47 eingeschoben. Mit einer Einbauraumverstellung 46 wird die Position 27 des geschlossenen Werkzeugs 15 nach dem Zustellhub 21 eingestellt.
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Beim Arbeitshub 32 wird die Traverse 31, die unter der Tischplatte 1 angeordnet ist, durch den waagerechten Hub 50 des Keils 48 nach unten gedrückt, dabei wird über die Zugstangen 5, Traverse 44, Distanzstück 47 und der Stößel 2 um den Arbeitshub 32 nach unten gezogen. Die Auswerferzylinder 30 drücken die Traverse 31 und den Keil 48 gegen die Tischplatte 1.
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Beim Zustellhub 21 (Beginn des Arbeitszyklus) wird der Stößel 2 über die Zustellzylinder 45 im Eilgang nach unten gefahren, bis das Werkzeug 15 geschlossen ist. Nach dem Zustellhub 21 werden die Distanzstücke 47 zwischen Stößel 2 und Traverse 44 geschoben.
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Beim Arbeitshub 32 wird über den Arbeitszylinder 49 der Keil 48 zwischen Tischplatte 1 und Traverse 31 waagerecht um den Hub 50 verschoben, die Traverse 31 wird synchron mit Stößel 2 um den Arbeitshub 32 nach unten gezogen.
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Beim Arbeitshub 32 drückt der Ziehkissenzylinder 29 über Druckplatte 35, Druckbolzen 18 und Blechhalter 17 die Platine 19 gegen die Matrize 16. In diesem eingespannten Zustand drückt die Stößelkraft die Platine 19 über den Ziehstempel 25 in die Matrize 16. Die Ziehkissenkraft mindert nicht die Arbeitskraft.
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Am Ende des Arbeitshubs 32 wird der Arbeitszylinder 49 drucklos geschaltet. Die Distanzstücke 47 werden zurückgezogen, die Zustellzylinder 45 fahren den Stößel 2 nach oben und öffnen das Werkzeug 15.
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Die Arbeitszylinder 49 ziehen den Keil 48 zurück und die Auswerferzylinder 30 schieben die Traverse 31 nach oben, bis die Druckplatte 35 die Tischplatte 1 erreicht hat, über die Druckbolzen 18 wird das Werkstück 20 ausgestoßen.
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Der Stößel 2 hat seinen oberen Umkehrpunkt (OT) erreicht, das Werkstück 20 wird aus dem Werkzeugraum ausgeräumt und eine Platine 19 auf den Blechhalter 17 gelegt. Die Tiefziehpresse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.
