DE1196154B

DE1196154B - Hydraulic forming press for sheet metal processing

Info

Publication number: DE1196154B
Application number: DEC24161A
Authority: DE
Inventors: Charles Lewis Mitchell
Original assignee: Cincinnati Milling Machine Co
Current assignee: Milacron Inc
Priority date: 1960-09-01
Filing date: 1961-05-19
Publication date: 1965-07-08
Also published as: DE1279607B; GB901278A; US3115858A; FR1290717A; NL6905724A

Description

Hydraulische Formpresse zur Blechbearbeitung Die Erfindung betrifft eine hydraulische Formpresse zur Blechbearbeitung mit einem durch einen Flüssigkeitsmotor verschiebbaren- Stößel und einer gegen den Stößel durch eine Membran abgeschlossenen, mit einer Druckflüssigkeitsquelle in Verbindung stehenden Druckkammer als Matrize, deren Druck beim Vordringen des Stößels durch Ablassen von Flüssigkeit über ein in Abhängigkeit von der Stößelstellung verstellbares überdruckventil regelbar ist.Hydraulic forming press for sheet metal working The invention relates to a hydraulic forming press for sheet metal working with a fluid motor slidable plunger and one closed off from the plunger by a membrane, a pressure chamber connected to a pressure fluid source as a die, their pressure when advancing the plunger by draining liquid over a depending on the ram position adjustable pressure relief valve can be regulated.

Bei Pressen der genannten Art, jedoch solchen, bei denen das Ablassen von Flüssigkeit abhängig vom Druck und nicht von der Stößelstellung erfolgt, ist bereits eine Umleitvorrichtung bekannt, durch welche die Druckenergie der bei bestimmtem Druck aus der Druckkammer abströmenden Flüssigkeit dem Antriebszylinder des Stößels (Flüssigkeitsmotor) zugeführt wird, um die Druckenergie auszunutzen.For presses of the type mentioned, but those in which the draining depends on the pressure and not on the position of the plunger already known a diversion device, through which the pressure energy of certain Pressure from the fluid flowing out of the pressure chamber to the drive cylinder of the plunger (Liquid motor) is supplied to utilize the pressure energy.

Während bei den bekannten Vorrichtungen die Druckenergie der abströmenden Flüssigkeit über einen Druckübersetzer dem Antriebszylinder zugeführt wird, soll erfindungsgemäß in einfacherer Weise die Druckflüssigkeit selbst dem Antriebszylinder zufließen.While in the known devices, the pressure energy of the outflowing Liquid is fed to the drive cylinder via a pressure intensifier, should according to the invention in a simpler way the pressure fluid itself to the drive cylinder flow in.

Gegenüber den bekannten Ausführungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße hydraulische Formpresse der eingangs erwähnten Art dadurch, daß die Auslaßöffnung des überdruckventils mit der Speiseseite des Flüssigkeitsmotors des Stößels verbunden ist.Compared to the known designs, the one according to the invention differs hydraulic compression molding press of the type mentioned in that the outlet opening of the pressure relief valve is connected to the feed side of the liquid motor of the plunger is.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß der Druckstrom den Stößel automatisch von dem Augenblick an hebt, an dem der Anfangsformdruck in der Druckkammer erreicht worden ist. Sind Drücke oberhalb dieser bei einem Normalzyklus erzeugten Drücke erforderlich, dann fördert die Flüssigkeitsquelle während des Formens weiterhin Flüssigkeit zur Druckkammer, und die für die Druckkammer nicht erforderliche Druckflüssigkeitsmenge wird während des gesamten Formzyklus zum Flüssigkeitsmotor des Stößels abgeleitet. Da nur die im 17berschuß über die Erfordernisse der Druckkammer vorhandene Flüssigkeitsmenge dem Flüssigkeitsmotor des Stößels zugeführt wird, ist keine Möglichkeit vorhanden, daß, ungeachtet des in der Kammer gewünschten Druckes, der Preßzyklus hinter der Bewegung des Stößels zurückbleibt. Die gewünschte Gleichschaltung zwischen der Bewegung des .Stößels und dem in der Druckkammer herrschenden Druck ist also gesichert.This has the advantage that the pressure flow hits the plunger automatically rises from the moment the initial molding pressure in the pressure chamber has been achieved. Are pressures above this generated during a normal cycle Pressures required, then the liquid source continues to convey during molding Fluid to the pressure chamber, and the amount of hydraulic fluid not required for the pressure chamber is diverted to the ram's fluid motor during the entire molding cycle. Since only the amount of liquid present in excess of the requirements of the pressure chamber is fed to the liquid motor of the plunger, there is no possibility that, regardless of the pressure desired in the chamber, the pressing cycle behind the Movement of the ram remains. The desired synchronization between the movement of the ram and the pressure prevailing in the pressure chamber is therefore secured.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist F i g. 1 eine teilweise geschnittene schematische Darstellung der in Offenstellung befindlichen Presse und -. -F i g. 2 eine schematische Darstellung des zugehörigen hydraulischen Strömungskreises.The invention is described below with reference to the drawing. In of the drawing is F i g. 1 shows a partially sectioned schematic representation the open press and -. -F i g. 2 is a schematic representation of the associated hydraulic flow circuit.

Die erfindungsgemäße hydraulische Formpresse (F ig . 1) hat ein -Pressengestell mit einem Gestenfuß 10, einem Gestellkopf 11 und einem Zwischengestell 12. Diese drei Gestellteile sind miteinander durch vier Stangen 13 verbunden, welche diese Teile durchsetzen. Auf dem Gestellfuß 10 ist ein ringfÖrmiger Auflagerträger 14 gelagert, an welchem mittels Schraubenbolzen (nicht- dargestellt) der ortsfeste Lagerring 15 lösbar befestigt ist, der den Preßtisch zur Aufnahme des Werkstückzuschnittes 16 bildet. Das Zwischengestell 12 besteht aus einem oberen Zwischengestellring 12a, der gegen den Gestellkopf Il gehalten wird, und aus vier nach unten ragenden Stützen 12b, die um den Anflagerträger 14 verteilt sind und sich auf dem Gestellfnß 10 abstützen. Die Fläche zwischen den Stützen 12b ermöglicht ein Einlegen des Werkstückzuschnittes 16 und ermöglicht auch bei offener Formpresse das Herausnehmen eines geformten Preßlings.The hydraulic molding press according to the invention (FIG. 1) has a press frame with a gesture base 10, a frame head 11 and an intermediate frame 12. These three frame parts are connected to one another by four rods 13, which these Enforce parts. An annular support beam 14 is located on the frame foot 10 stored on which by means of screw bolts (not shown) the stationary Bearing ring 15 is releasably attached to the press table for receiving the workpiece blank 16 forms. The intermediate frame 12 consists of an upper intermediate frame ring 12a, which is held against the frame head II, and four downwardly protruding supports 12b, which are distributed around the bearing support 14 and are supported on the frame foot 10. The area between the supports 12b enables the workpiece blank to be inserted 16 and enables a molded compact to be removed even when the compression molding press is open.

Auf dem Gestenkopf 11 befindet sich ein Flüssigkeitsbehälter 17, an dessen Unterseite mittels Schraubenbolzen (nicht dargestellt) eine Hülse befestigt ist, die einen nach unten gerichteten zylindrischen Behälterteil 18 des Gestellkopfes. 11 bildet. Der Behälterteil 18 hat einen Abstand von dem Lagerring 15 und fluchtet mit diesem. Der Flüssigkeitsbehälter 17 ist über einen großen Durchlaß im Gestellkopf 11 mit dem nach unten gerichteten zylindrischen Behälterteil 18 des Gestellkopfes verbunden und bildet einen Vorratsbehälter 19 für die hydraulische Flüssigkeit. Zwischen dem Zwischengestellring 12a und dem ortsfesten nach unten gerichteten' Behälteroberteil 18 befindet sich ein hülsenartiges, zylindrisches, bewegliches Kammergehäuse 21. Der Behälterteil 18 weist biegsame Dichtringe 24 auf. Die Dichtringe 24 bilden eine flüssigkeitsdichte Dichtung zwischen dem beweglichen Kammergehäuse 21 und dem ortsfesten Behälterteil 18. In dem zum Pressentisch gerichteten Ende des Kammergehäuses 21 ist eine biegsame Membran 22 lösbar befestigt. Das Kammergehäuse 21, der Behälterteil 18 des Vorratsbehälters 19 und die Membran 22 begrenzen eine Kammer 23. Während des Arbeitszyklus wird das Kammergehäuse 21 teleskopartig in bezug auf den ortsfesten Behälterteil 18 von zwei Kolben 25 gehoben und gesenkt, um die Presse zu öffnen und zu schließen. Bei geschlossener Presse liegt die Membran 22 nahe dem den Preßtisch bildenden Lagerring 15, und bei offener Presse liegt die Membran 22 nahe dem zylindrischen Behälterteil 18 des Vorratsbehälters 19. Die Teleskopbewegung des Kammergehäuses 21 während des Arbeitszyklus vergrößert also das Volumen der Kammer 23 beim Schließen der Presse und verkleinert es beim öffnen der Presse.On the gesture head 11 there is a liquid container 17, on the underside of which a sleeve is fastened by means of screw bolts (not shown), which is a downwardly directed cylindrical container part 18 of the frame head. 11 forms. The container part 18 is spaced from the bearing ring 15 and is flush with it. The liquid container 17 is connected via a large passage in the frame head 11 to the downwardly directed cylindrical container part 18 of the frame head and forms a storage container 19 for the hydraulic liquid. Between the intermediate frame ring 12a and the fixed downwardly directed 'upper container part 18, a sleeve-like, cylindrical, movable chamber housing is 21. The container part 18 has flexible sealing rings 24. The sealing rings 24 form a liquid-tight seal between the movable chamber housing 21 and the stationary container part 18. In the end of the chamber housing 21 facing the press table, a flexible membrane 22 is releasably attached. The chamber housing 21, the container part 18 of the storage container 19 and the membrane 22 delimit a chamber 23. During the working cycle, the chamber housing 21 is telescopically raised and lowered with respect to the stationary container part 18 by two pistons 25 in order to open and close the press . When the press is closed, the membrane 22 is close to the bearing ring 15 forming the press table, and when the press is open, the membrane 22 is close to the cylindrical container part 18 of the storage container 19. The telescopic movement of the chamber housing 21 during the working cycle thus increases the volume of the chamber 23 when the Press and zoom out when you open the press.

Der den Preßtisch bildende Lagerring 15 enthält gleitend einen Stößel 35. Befindet sich das Kammergehäuse 21 unten und ist die Presse zur Ausführung eines Formvorganges geschlossen, so formt der in der Kammer 23 herrschende und über die biegsame Membran 22 zur Einwirkung kommende Druck den Werkstückzuschnitt 16 um den Stößel 35 herum, wenn der Stößel aus dem Lagerring 15 herausgeschoben wird. Der Stößel 35, der mit der Stange 35a lösbar verbunden ist, wird von einem Flüssigkeitsmotor 36 vorgeschoben und zurückgezogen, der einen mit der Kolbenstange 35a verbundenen beweglichen Kolben 36a aufweist, der in dem Gestellfuß 10 gleitend gelagert ist. Der Kolben 36a hat eine Kammer 36b, in der ein ortsfester Kolben 36c gleitend liegt, der durch die Kolbenstange 36d mit dem Gestenfuß 10 verbunden ist. Der Motor 36 hat auf der einen Seite eine Speiseöffnung 36e. Wird Druckflüssigkeit dieser Speiseöffnung zugeführt, dann wird der Kolben 36a vorgeschoben und hebt den Stößel 35. Auf der anderen Seite des Motors 36 befindet sich eine öffnung 36f, die mit der Kammer 36b in Verbindung steht. Wird Druckflüssigkeit dieser Öffnung 36f zugeführt, dann wird der Kolben 36a zurückgezogen, und der Stößel 35 wird gesenkt.The bearing ring 15 forming the press table slidably contains a plunger 35. If the chamber housing 21 is at the bottom and the press is closed to perform a molding process, the pressure prevailing in the chamber 23 and acting via the flexible membrane 22 reshapes the workpiece blank 16 the plunger 35 around when the plunger is pushed out of the bearing ring 15 . The plunger 35, which is detachably connected to the rod 35a , is advanced and retracted by a fluid motor 36 which has a movable piston 36a connected to the piston rod 35a and which is slidably supported in the frame base 10. The piston 36a has a chamber 36b in which a stationary piston 36c, which is connected to the gesture base 10 by the piston rod 36d, lies slidably. The motor 36 has a feed opening 36e on one side. If pressure fluid is supplied to this feed opening, the piston 36a is advanced and lifts the plunger 35. On the other side of the motor 36 there is an opening 36f which is in communication with the chamber 36b . When pressure fluid is supplied to this port 36f, the piston 36a is retracted and the plunger 35 is lowered.

Bei dem hydraulischen Strömungskreis (F i g. 2) für die Formpresse stellt eine Druckleitung 69 die Verbindung von der Druckkammer 23 mit einem regulierbaren Überdruckventil 70 her, das einen verschiebbaren Ventilkolben 75 aufweist, der zwei Ventilkammern trennt, und zwar eine Ventilkammer 71, die über die Einlaßöffnung 70a mit der Druckleitung 69 verbunden ist, und eine Kammer 72, die über die Steuerleitung 74 mit einem Steuerventil 73 verbunden ist. Die den Kammern 71 und 72 ausgesetzten Flächen des Ventilkolbens 75 sind im wesentlichen gleich groß, so daß, wenn kein Flüssigkeitsstrom in der Steuerleitung 74 fließt und die Drücke in den Kammern 71 und 72, die durch eine eine Verengung 77 enthaltende übertrittsleitung 76 verbunden sind, gleich sind, der Ventilkolben 75 von der Feder 78 in der Linksstellung gehalten wird. Das Überdruckventil 70 hat an der Kammer 71 eine Auslaßöffnung 79, die von dem Ventilkolben 75 geschlossen wird, wenn sich dieser Ventilkolben in der linksliegenden Stellung befindet.In the hydraulic flow circuit (FIG. 2) for the molding press, a pressure line 69 connects the pressure chamber 23 with an adjustable pressure relief valve 70 which has a displaceable valve piston 75 which separates two valve chambers, namely a valve chamber 71 which is connected to the pressure line 69 via the inlet opening 70a, and a chamber 72 which is connected to a control valve 73 via the control line 74. The areas of the valve piston 75 exposed to the chambers 71 and 72 are essentially the same size, so that when there is no flow of liquid in the control line 74 and the pressures in the chambers 71 and 72, which are connected by a transfer line 76 containing a constriction 77, are the same, the valve piston 75 is held by the spring 78 in the left position. The pressure relief valve 70 has an outlet opening 79 in the chamber 71 which is closed by the valve piston 75 when this valve piston is in the left-hand position.

Der Stößel 35 trägt eine Zahnstange 80, in die ein Ritzel 81 einer Welle 82 eingreift, die in dem Auflagerträger 14 drehbar gelagert ist. Mit der Welle 82 ist, wie die gestrichelte Linie 85 zeigt, die Nockenscheibe 84 mechanisch verbunden, so daß sich diese in Übereinstimmung mit der lotrechten Bewegung des Stößels 35 dreht. Befindet sich der Stößel 35 in seiner zurückgezogenen Stellung (17! g. 1), dann hält die Nockenscheibe 84 den Kolben 86 des Steuerventils 73 in einer vorherbestimmten Stellung. Der Kolben 87 des Steuerventils 73, der über eine Feder 88 von dem Kolben 86 getrennt ist, hält die Öffnung 89 des Steuerventils 73 so lange geschlossen, bis ein vorherbestimmter Anfangsformdruck in der Druckkammer 23 der Presse entwickelt worden ist. Solange der Druck in der Druckkammer 23 einen vorherbestimmten Anfangsformdruck nicht erreicht, fließt kein Druckflüssigkeitsstrom in der Steuerleitung 74 oder der übertrittsleitung 76, und die Drücke in den Kammern 71 und 72 sind gleich groß, so daß die Auslaßöffnung 79 des Überdruckventils 70 geschlossen gehalten wird.The plunger 35 carries a rack 80 in which a pinion 81 of a shaft 82 engages, which is rotatably mounted in the support bracket 14. As shown by the broken line 85, the cam disk 84 is mechanically connected to the shaft 82, so that it rotates in accordance with the vertical movement of the plunger 35. If the tappet 35 is in its retracted position ( FIG. 17! G. 1), then the cam disk 84 holds the piston 86 of the control valve 73 in a predetermined position. The piston 87 of the control valve 73, which is separated from the piston 86 by a spring 88, keeps the opening 89 of the control valve 73 closed until a predetermined initial molding pressure has been developed in the pressure chamber 23 of the press. As long as the pressure in the pressure chamber 23 does not reach a predetermined initial mold pressure, no pressure fluid flows in the control line 74 or the transfer line 76, and the pressures in the chambers 71 and 72 are equal, so that the outlet opening 79 of the pressure relief valve 70 is kept closed.

Wird Druckflüssigkeit weiterhin der Kammer 23 zugeführt, dann steigt der Druck in den Kammern 71, 72 sowie in der Steuerleitung 74, und bei dem von der Nockenscheibe bestimmten Anfangsformdruck wird die Öffnung 89 des Steuerventils 73 geöffnet, so daß der Druck in der Steuerleitung 74 und in der Kammer 72 sinkt und der Ventilkolben 75 nach rechts geschoben wird. Infolgedessen kann Flüssigkeit aus der Druckleitung 69 und der Kammer 71 über die Auslaßöffnung 79 fließen. Die aus der Auslaßöffnung 79 fließende Flüssigkeit wird aber nicht zum Vorratsbehälter abgeleitet, sondern strömt in der Leitung 90 über das Rückschlagventil 91 zur Leitung 92, die mit der Speiseöffnung 36e des Flüssigkeitsmotors 36 verbunden ist.If pressure fluid continues to be supplied to the chamber 23, the pressure in the chambers 71, 72 and in the control line 74 increases, and at the initial molding pressure determined by the cam disk, the opening 89 of the control valve 73 is opened, so that the pressure in the control line 74 and sinks in the chamber 72 and the valve piston 75 is pushed to the right. As a result, liquid can flow from the pressure line 69 and the chamber 71 via the outlet opening 79. The liquid flowing out of the outlet opening 79 is not diverted to the storage container, but instead flows in the line 90 via the check valve 91 to the line 92, which is connected to the feed opening 36e of the liquid motor 36.

Ist die Nockenscheibe 84 für einen Normalzyklus programmiert oder profiliert, dann wird die Öffnung 89 des Steuerventils 73 während des gesamten Zyklus geschlossen gehalten, so daß die Auslaßöffnung 79 geschlossen bleibt und ein Ausfließen von Flüssigkeit aus der Druckkammer 23 verhütet wird. Ist ein Preßzyklus erforderlich, der niedrigeren Druck hat als der Normalzyklus, dann wird die Nockenscheibe 84 so programmiert oder profiliert, daß die Öffnung 89 und infolgedessen die Auslaßöffnung 79 geöffnet werden, so daß Flüssigkeit während des gesamten Zyklus aus der Kammer 23 abströmen kann. Die abströmende Flüssigkeit wird dem Motor 36 zugeführt, um den Vorschub des Stößels 35 zu unterstützen. Während des Vorschubs des Stößels 35 wird Flüssigkeit aus der Kammer 36b abgelassen.Is the cam 84 programmed for a normal cycle or profiled, then the opening 89 of the control valve 73 is during the entire cycle kept closed so that the outlet port 79 remains closed and a leakage liquid from the pressure chamber 23 is prevented. If a press cycle is required, which is lower than the normal cycle pressure, then cam 84 becomes so programmed or profiled that the opening 89 and consequently the outlet opening 79 can be opened so that liquid is out of the chamber during the entire cycle 23 can flow off. The outflowing liquid is fed to the motor 36 to the To support the advance of the plunger 35. During the advance of the plunger 35 is Drained liquid from chamber 36b.

Ist ein Preßzyklus erforderlich, in welchem Drücke verwendet werden, die oberhalb der Drücke liegen, die bei einem Normalzyklus zur Verwendung gelangen, dann muß zusätzlich Flüssigkeit der Druckkammer 23 während dieses Zyklus zugeführt werden. Wenn der Druck in Kammer 23 und infolgedessen in der mit der Kammer verbundenen Druckleitung 69 den besonderen Wert erreicht, der für die jeweilige Stellung des Stößels 35 in der Nockenscheibe 84 programmiert oder profiliert ist, dann wird Flüssigkeit, die im überschuß zu derjenigen Flüssigkeit vorhanden ist, die zur Aufrechterhaltung des programmmäßigen Druckes erforderlich ist, über die Auslaßöffnung 79 dem Flüssigkeitsmotor 36 zugeführt. Beim Heben des Stößels 35 dreht sich die Nockenscheibe 84 in Rechtsrichtung, und das Steuerventil 73 wird entsprechend der Nockenscheibenprofilierung ständig eingestellt. Da der in der Kammer 72 herrschende Druck von dem Überdruckventil geregelt wird und da die Auslaßöffnung 79 geöffnet ist, um den Druck in der Kammer 71 und der Druckleitung 69 in Übereinstimmung mit dem Druck in der Kammer 72 zu halten, wird der Druck in der Druckkammer 23 entsprechend der Profilierung der Nockenscheibe aufrechterhalten.If a pressing cycle is required in which pressures are used which are above the pressures which are used in a normal cycle, then additional liquid must be supplied to the pressure chamber 23 during this cycle. When the pressure in chamber 23 and consequently in the pressure line 69 connected to the chamber reaches the particular value which is programmed or profiled in the cam disk 84 for the respective position of the tappet 35, then liquid becomes which is present in excess of that liquid , which is required to maintain the program pressure, fed via the outlet opening 79 to the liquid motor 36. When the plunger 35 is raised, the cam disk 84 rotates in the right direction, and the control valve 73 is continuously adjusted in accordance with the cam disk profile. Since the pressure in the chamber 72 is regulated by the pressure relief valve and since the outlet port 79 is opened to keep the pressure in the chamber 71 and the pressure line 69 in accordance with the pressure in the chamber 72, the pressure in the pressure chamber becomes 23 maintained in accordance with the profiling of the cam disk.

Nachdem der Stößel 35 so weit vorgeschoben worden ist, daß das Werkstück 16 vollständig geformt ist, wird das Solenoid 58 eingeschaltet, um den Ventilkolben 101 eines Sperrventils 102 nach rechts zu verschieben. Das Schalten des mit der Steuerleitung 74 verbundenen Sperrventils 102 entspannt den Druck in dieser Steuerleitung 74 und infolgedessen den Druck in der Druckleitung 69 und in Druckkammer 23. After the ram 35 has been advanced so far that the workpiece 16 is completely formed, the solenoid 58 is switched on in order to move the valve piston 101 of a check valve 102 to the right. The switching of the shut-off valve 102 connected to the control line 74 relieves the pressure in this control line 74 and consequently the pressure in the pressure line 69 and in the pressure chamber 23.

Claims

Claim: Hydraulic compression molding press for sheet metal working with a plunger that can be displaced by a liquid motor and a pressure chamber closed off from the plunger by a membrane and connected to a pressure fluid source as a die, the pressure of which is generated as the plunger advances by draining liquid via a depending on the tappet position adjustable overpressure valve can be regulated, characterized in that the outlet opening (79) of the overpressure valve (70) is connected to the feed side (36e) of the liquid motor (36) of the tappet (35) 1210 040; U.S. Patent No. 2,783,728.