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Hydraulische Membranziehpresse zur Blechbearbeitung Die Erfindung
bezieht sich auf eine zur Blechbearbeitung dienende hydraulische Membranziehpresse
mit einem im Pressentisch angeordneten Stößel und einer als Matrize dienenden, fluchtend
darüber angeordneten Druckkammer als Matrize. Der Stößel ist durch einen Flüssigkeitsmotor
nach oben bewegbar, während die Druckkammer nach unten zu gegen den Stößel durch
eine Membran abgeschlossen ist, die von der Umfangswand der Druckkammer getragen
ist. Die Druckkammer wird aus einem Vorratsbehälter über eine Druckregelvorrichtung
mit Flüssigkeit gefüllt und kann sich durch Verschieben im Pressengestell auf den
Pressentisch aufsetzen.
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Im Betrieb einer solchen Presse geht die flüssigkeitsgefüllte Druckkammer
auf den Werkstückrohling, der auf einem dem Pressentisch angehörenden Aufnahmering
ruht, nieder und wird am Pressentisch festgehalten, um eine Trennung dieser Teile
zu verhindern. Dann wird von einer Ladepumpe her aus dem Vorratsbehälter der Druckkammer
Flüssigkeit zugeführt, und, nachdem sich der gewünschte, zu Beginn herrschende Ziehdruck
in der Druckkammer entwickelt hat, wird von dem Flüssigkeitsmotor dem im Pressentisch
unterhalb des Werkstückrohlings angeordneten Stößel Druckflüssigkeit geliefert,
die ihn emporsteigen und den Werkstückrohling in die biegsame Membran hineindrücken
läßt. Der in der Druckkammer herrschende, durch die biegsame Membran hindurch wirkende
Druck drückt dann den Rohling um den Stößel herum, wodurch das Werkstück die beabsichtigte
Form erhält.
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Beim Verformen von Werkstücken nach dem im vorstehenden beschriebenen
Modus verringert sich das Volumen der Druckkammer während des Verformens, da der
Stößel beim Aufwärtsgehen ein kleines Stück in diese eindringt. Es stellt nun ein
erwünschtes Ziel dar, den Druck in der Druckkammer derart zu regeln, daß diese Regelung
während des Verformungsvorganges mit dem Aufwärtsehen des Stößels koordiniert wird.
In einigen Fällen ist es erwünscht, einen natürlichen Verlauf des Drukkes zu erzielen,
d. h. einen solchen Verlauf desselben, daß die ölmenge nach Erreichung eines vorher
bestimmten, zu Beginn des Verformungsvorganges vorhandenen Verformungsdruckes in
der Druckkammer konstant bleibt und der Druck danach allein als Ergebnis der durch
das Aufwärtsgehen des Stößels verursachten Volumenverringerung der Druckkammer ansteigt.
In diesen Fällen wird die Ladepumpe nach Erreichung des vorher bestimmten, zu Beginn
vorhandenen Verformungsdruckes trotz weiterer Lieferung von Flüssigkeit an die Druckkammer
unwirksam gemacht. Werden Drücke gewünscht, die unter diesen sich aus einem natürlichen
Druckverlauf ergebenden liegen, so wird während des Arbeitsvorganges Flüssigkeit
aus der Druckkammer in geregelten Mengen zum Vorratsbehälter abfließen gelassen;
werden dagegen Drücke gewünscht, die oberhalb der sich aus einem natürlichen Druckverlauf
ergebenden liegen, so wird während des Arbeitsvorganges der Druckkammer von der
Ladepumpe Druckflüssigkeit zugeführt, während die von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge,
die über die zur Erzeugung der gewünschten Drücke in der Druckkammer erforderliche
Menge hinausgeht, zum Vorratsbehälter zurückgeführt wird.
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Die bisher ausgeführten hydraulischen Ziehpressen mit biegsamer Membran
haben aber den Nachteil, daß, wenn die Presse nach vollzogener Verformungsarbeit
am Werkstücksrohling zum Herausnehmen desselben und Einlegen eines neuen Rohlings
geöffnet werden muß, erst die biegsame Membran von dem auf ihr lastenden Druck befreit
werden muß, um zu verhüten, daß sie sich in der sie tragenden Kammerurnfangswand
verschiebt. Desgleichen muß nach Einlegen des neuen zu verformenden Rohlings in
die Presse und Schließen derselben der Druck in der Druckkammer erst in voller Höhe
wiederhergestellt werden, ehe mit dem Ziehen begonnen werden kann.
Je
größer nun die Druckkammer ist, -um so größer ist auch der durch die Wegnahme des
Druckes und die Wiederherstellung desselben entstehende Zeitverlust, da zur Wiederherstellung
des Druckes in einer großen Druckkammer mehr Zeit erforderlich ist als zur Wiederherstellung
desselben in einer ' kleinen Druckkammer: -Erst -;Wenn sich die Größe der Druckkammer
verändern I»t, ist es möglich,.:-sigh,im,Betrieb der Größe verschieden starker Werkstücksrohlinge
(durch Verwendung verschiederi"holWi T.,agerringe für die letzteren) anzupassen
und an Zeit für die Druckwegnahme und Wiederherstellung des Druckes zu sparen.
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Ferner ist es erwünscht, die hinter der biegsamen Membran liegende
Druckkammer nach jedem Arbeitsspiel zu entleere und :dämiteine im: Bedarfsfalle
auszuführende Auswechslung dieser - Matrize zu erleichtern. Hierdurch würde auch
der beim Erneuern der Matrize jedesmal auftretende Verlust an Druckflüssigkeit herabgesetzt
werden können.
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Zur Vermeidung.. des genannten Zeitverlusts und Erzielung der gewünschten
Erleichterung des Auswechselns sowie zur Erreichung einer Koordinierung der in der
Druckkammer stattfindenden Druckregelung mit dem Aufwärtsgehen des Stößels wird
nach der Erfindung.vörgeschlagen, den oberen Abschluß der Druckkammer als im Pressengestell
feststehenden Kolben und die Umfangswand der Druckkammer als einen auf diesem Kolben
verschiebbaren Zylinder auszubilden. Zweckmäßigerweise wird oberhalb dieses feststehenden
Kolbens im Pressengestell der Vorratsbehälter für die Druckflüssigkeit und im Kolben
ein federbelastetes,. sich durch Sogwirkung zur Druckkammer hin öffnendes Verbindungsventil
angeordnet, das durch die vorhandene Dr_uckregelvorrichtung zu öffnen ist.
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Mit dieser Konstruktion einer hydraulischen Ziehpresse lassen sich
verschiedene betriebliche Vorteile erzielen. Das Verbindungsventil sorgt für die
Koordinierung der Druckregelung mit dem beim Verformungsvorgang stattfindenden Aufwärtsgehen
des Stößels, indem es während des Verformungsvorganges durch die Druckregelvorrichtung
eingestellt wird. Alle Flüssigkeit, die die-Menge überschreitet, welche zur Aufrechterhaltung..
des in jedem Stadium des Verformungsvorganges -gewünschten Druckes in der Druckkammer
erfordert wird, -wird abgeleitet.
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Aus der vorgeschlagenen Konstruktion ergeben sich aber noch weitere
Vorteile. Bei jedem Arbeitsgang senkt sich der' -Zylinder an dem Kolben des Preßhauptes
nieder ttnd bewegt dabei die biegsame Membran von einer °offenen, in der Nähe des
Preßhauptes liegenden Siellung in eine geschlossene Stellung auf den Werkstücksrohling,
wodurch die hinter der Membran liegende Druckkammer ausgedehnt wird und über das
Verbindungsventil Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter-- ansaugt. Nach Abschluß des
Verformungsvorganges wird der Zylinder wieder gehoben und führt- die Membran in
ihre offene Stellung zurück, wobei sie die Druckkammer verkleinert und die in ihr
enthaltene Flüssigkeit z. T. über das Verbindungsventil in den Druckflüssigkeitsvorratsbehälter
zurückkehren läßt. Die Druckkammer besitzt, wenn die Presse zur Vollziehung des
Verformungsvorganges geschlossen ist, ein erweitertes Volumen, das durch den Abstand
zwischen dem das Werkstück tragendenAufnahmering und dem Kolben des Preßhauptes
bestimmt wird. Mithin kann das Volumen der erweiterten Druckkammer leicht durch
Auswechseln des Aufnahmeringes gegen einen höheren oder flacheren und des Stößels
geändert werden, so daß das Volumen der Druckkammer beim Verformungsvorgang so klein
gehalten werden kann, wie dies die Tiefe des auszuführenden Ziehvorganges noch gerade
erlaubt. Hierdurch wird nicht nur der Hub des Zylinders und damit die Dauer des
Arbeitsganges -verkürzt; sondern es ist auch infolge Vorhandenseins einer kleineren
Druckkammer bei zur Vornahme einer Verformung geschlossener Presse weniger Flüssigkeit
in der Druckkammer erforderlich, um einen gewünschten Druck in dieser zu erzeugen.
Mithin`--wird das Flüssigkeitsquantum schneller als bisher von der Kammer abgeleitet,
so daß jeder verformende Arbeitsgang schneller vollzogen wird. .
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Zuletzt seien hoch folgende Vorteile der von der Erfindung vorgeschlagenen
Konstruktion angeführt. Wenn die Presse geschlossen' ist;- braucht das Preßhaupt
nicht mehr mit dem das Werkstück aufnehmenden Ring verspannt zu werden, da die Gegenkraft
zu einer jeden Kraft, die von der biegsamen Membran auf den Aufnahmering und den
Stößel ausgeübt wird, auf den feststehenden Kolben und nicht auf den bewegliche
Zylinder ausgeübt wird. Außerdem liefert der Zylinder ein kräftiges Druckkammergehäuse
ohne irgendwelche Ecken mit kleinen Krümmungsradien, die bei Ausübung der hohen,
in der Kammer herrschenden Drücke leicht ausreißen. Da bei jedem Arbeitsgang die
Druckkammer zusammengedrückt wird und das C51 aus ihr entweicht, so kann die biegsame
Membran, die von Zeit zu Zeit ersetzt werden muß, schnell ausgewechselt werden,
wenn die Presse nach Ausführung irgendeines Arbeitsvorganges offen ist, ohne C51
aus der Druckkammer ablassen zu müssen.
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An Hand der Zeichnung soll nunmehr die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben werden.
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Die hydraulische Ziehpresse nach dem Ausführungsbeispiel besitzt ein
Pressengestell, das sich aus einem Untergestell 10, einem Preßhaupt 11 und einem
dazwischenliegenden Gestellteil 12 zusammen= setzt. Diese drei Gestellteile werden
durch vier durch sie hindurchgehende Stangen sicher zusammengehalten. Das Untergestell
10 besitzt einen darauf befestigten, ringförmigen Pressentisch
14, mit dem der ruhende, den Werkstückrohling 16 aufnehmende Aufnahmering
15 durch (nicht wiedergegebene) Schraubenbolzen lösbar verbunden ist. Der zwischen
Preßhaupt 11 und Untergestell 10 liegende Gestellteil 12 weist einen
oberen, ringförmigen Teil, der am Preßhaupt 11 gehalten wird, und vier daranhängende
Schenkel auf, die um den Pressentisch 14 herum in gleichem Abstand voneinander angeordnet
sind und auf dem Untergestell 10 aufruhen. Die zwischen diesen Schenkeln
freigelassene Fläche ermöglicht das Einlegen des Werkstückrohlings 16 und
die Herausnahme eines geformten Werkstücks, wenn die Presse geöffnet ist.
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Das Preßhauptllbesitzt einen.euf dasselbe aufmontierten Druckflüssigkeitsvorratsbehälter
19 und einen an der Unterseite desselben befestigten Mantel, wodurch ein
zylindrischer, starrer, fest angeordneter Kolben 18 gebildet wird. Dieser feste
Kolben 18 steht von dem auf dem Pressenuntergeste1110 ruhenden Aufnahmering 15 ab
und ist mit ihm koaxial fluchtend.
Der Behälter 19 wird durch eine
breite Durchtrittsöffnung 17 im Preßhaupt 11 mit dem Kolben 18 verbunden. Ein Ventilgehäuse
26, das ein großes, für gewöhnlich geschlossenes Verbindungsventil 20 besitzt, wird
von dem Mantel des Kolbens 18 aufgenommen und ist mit dem unteren Rand desselben
verbunden.
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Um den fest angeordneten Kolben 18 befindet sich ein beweglicher Zylinder
21. Der Kolben 18 besitzt auf einem unteren Teil Dichtringe 24, die durch das Ventilgehäuse
26 in ihrer Lage gehalten werden. Sie liefern zwischen dem beweglichen Zylinder
21 und dem ruhenden Kolben 18 eine Flüssigkeitsdichtung. Der Zylinder 21 besitzt
eine biegsame Membran 22 als Matrize, die an dessen unterem Ende löbar befestigt
ist. Der Zylinder 21, der Kolben 18, das Verbindungsventil 20 und die biegsame Membran
22 bilden eine Druckkammer 23.
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Während des Arbeitsvorganges wird der Zylinder 21 durch zwei hydraulische
Motoren 25 gegen den ruhenden Kolben 18 gehoben und gesenkt. Ist die Presse geschlossen,
so liegt, wie die Abbildung zeigt, die Membran 22 auf dem Aufnahmering 15, und wenn
die Presse geöffnet ist, liegt die Membran unter dem Kolben 18 in der Nähe desselben.
Durch die während des Arbeitsvorganges stattfindende Aus-und Einfahrbewegung des
Zylinders 21 wird die Kammer 23 beim Schließen der Presse erweitert und beim Öffnen
der Presse zusammengedrückt.
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Das am feststehenden Kolben 18 befestigte Ventilgehäuse 26 besitzt
einen Ventilsitz 26 a und nimmt gleitend verschiebbar den Ventilschaft 20 6 auf,
der eine über dem Ventilgehäuse liegende Stellmutter 20c besitzt. Eine zwischen
dieser Mutter und dem Ventilgehäuse angeordnete Feder 27 hält das Ventil 20 für
gewöhnlich am Ventilsitz 26a liegend geschlossen. Die von dieser Feder ausgeübte
Kraft ist durch Betätigung der Stellmutter 20c auf einen bestimmten Wert eingestellt,
so daß sich beim Entstehen eines beim Ausdehnen der Druckkammer 23 in dieser gebildeten
Soges das Ventil 20 öffnet. Wenn sich also die Presse schließt, so tritt Druckflüssigkeit
frei vom Vorratsbehälter 19 zur Druckkammer 23 über. Das Ventilgehäuse 26 besitzt
eine Kammer 28. Wenn die Presse geöffnet wird, kann das Ventil 20 durch Einführung
von Druckflüssigkeit aus einer Druckregelvorrichtung durch die Leitung 106 in die
Kammer 28 wieder geöffnet werden, so daß die Flüssigkeit aus der kleiner werdenden
Druckkammer 23 wieder in den Vorratsbehälter 19 zurückfließen kann.
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Der Aufnahmering 15 besitzt einen verschiebbar von ihm aufgenommenen
Stößel 35. Wenn, wie die Abbildung zeigt, der Zylinder 21 seine untere Lage einnimmt
und die Presse zur Ausführung des Verformens geschlossen ist, verformt der durch
die biegsame Membran 22 hindurch auf den Werkstücksrohling wirkende Druck den Rohling
um den Stößel 35 herum, wenn der letztere aus dem Aufnahmering 15 austritt.