DE19949946A1

DE19949946A1 - Hydraulic press has displacement cylinders each with associated compensation cylinder to load press ram.

Info

Publication number: DE19949946A1
Application number: DE1999149946
Authority: DE
Inventors: Steffen Nickler
Original assignee: Schuler SMG GmbH and Co KG
Current assignee: Schuler SMG GmbH and Co KG
Priority date: 1999-10-16
Filing date: 1999-10-16
Publication date: 2001-04-19

Abstract

The press has a ram (16) acting via an upper tool (19) to a plate holder ring (20), held via bearing parts (21,22) on displacement cylinders (23,24). Each cylinder has an associated coaxial compensation cylinder (25,26) with the same piston diameter, which acts on the press ram. The cylinders are connected to each other via separate hydraulic circuits (27,28), each containing a separate hydraulic control unit (29,30) and a shut-off valve (34,35) to disconnect the cylinders.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Presse mit einem hydraulisch verfahrbaren Stößel, der bei einem Umformvor gang über ein Oberwerkzeug auf einen Blechhalterring ein wirkt, der über Lagerteile auf Verdrängerzylindern gelagert ist.The invention relates to a hydraulic press with a hydraulically movable ram, which is used for forming entered a sheet metal holder ring via an upper tool acts, which is supported by bearing parts on displacement cylinders is.

Bei einer derartigen hydraulischen Presse mit hydraulischem Ziehkissen wird von Stößelzylindern auf einen verschiebli chen Stößel eine Druckkraft ausgeübt, wodurch ein Oberwerk zeug verlagert wird, das ein Blech auf einen im Pressenrah men feststehenden Stempel drückt und es dadurch in ge wünschter Weise umformt. Der Rand des Blechs liegt auf ei nem Blechhalterring auf und wird zwischen dem Oberwerkzeug und dem Blechhalterring festgeklemmt. Der Blechhalterring ist nicht starr im Pressenrahmen gelagert, sondern liegt auf mehreren Ziehstiften auf, die axial verschieblich in einem Schiebetisch oder einer Aufspannplatte gelagert sind und an ihrem dem Blechhalterring entgegengesetzten Ende auf einem verschieblichen Druckkasten aufsitzen, der auf Ver drängerzylindern aufliegt. In such a hydraulic press with hydraulic Die cushion is moved from ram cylinders to a sliding block Chen tappet exerted a pressure force, creating an upper structure Stuff is shifted from one sheet to one in the press frame men fixed stamp and thereby it in ge desired form. The edge of the sheet is on egg a sheet metal holder ring and is between the upper tool and clamped the sheet metal holder ring. The sheet metal holder ring is not rigidly stored in the press frame, but lies on several drawing pins that are axially displaceable in a sliding table or a platen are stored and at its end opposite the sheet metal holder ring a sliding pressure box, which is based on Ver press cylinders rests.

Beim Umformen werden die Stößelzylinder aktiviert, wodurch der Stößel über das Oberwerkzeug, den Blechhalterring, die Ziehstifte und den Druckkasten auf die Kolben der Verdrän gerzylinder einwirkt und diese verschiebt. Das dabei aus den Verdrängerzylinder verdrängte Hydrauliköl wird über Servoventile in einen Tank abgeleitet. Durch Veränderung des Strömungsquerschnitts der Servoventile läßt sich der Strömungswiderstand und somit die zwischen dem Oberwerkzeug und dem Blechhalterring wirksame Blechhaltekraft separat für jeden Verdrängerzylinder einstellen. Damit ist jedoch der Nachteil gegeben, daß die zur Blechhaltung aufgebrachte Energie an den Steuerkanten der Servoventile vollständig in Wärme umgewandelt wird, die dementsprechend durch aufwen dige Kühlmaßnahmen abgeleitet werden muß.When forming, the ram cylinders are activated, causing the ram over the upper tool, the sheet metal holder ring, the Draw pins and the pressure box on the pistons of the displacing acts on the cylinder and moves it. That out Hydraulic oil displaced from the displacement cylinder is over Servo valves derived into a tank. By change the flow cross section of the servo valves can be Flow resistance and thus that between the upper tool and the sheet metal holding ring effective sheet metal holding force separately set for each displacement cylinder. However, that is given the disadvantage that the applied to sheet metal Energy at the control edges of the servo valves completely in Heat is converted, which accordingly by spending cooling measures must be derived.

Wenn die Servoventile der einzelnen Verdrängerzylinder auf unterschiedliche Drosselwirkungen eingestellt sind, ergeben sich an den Verdrängerzylindern unterschiedliche Auflager kräfte, die als Reaktion zu einer außermittigen Gesamtbela stung des Stößels führen. Diese außermittige Belastung des Stößels hat dessen Schrägstellung zur Folge, was sich nach teilig auf die Qualität der zu formenden Teile auswirkt.When the servo valves of each displacement cylinder open different throttling effects are set different supports on the displacement cylinders forces that react to an off-center total load of the plunger. This eccentric load on the Stößels entails its inclination, which follows partly affects the quality of the parts to be molded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Presse der genannten Art zu schaffen, mit der die genannten Nachteile vermieden sind und bei der mit verringertem Ener gieeinsatz eine präzise Umformung eines Blechs zu erzielen ist.The invention has for its object a hydraulic To create press of the type mentioned with which Disadvantages are avoided and with reduced ener to achieve precise forming of a sheet is.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Presse der ge nannten Art dadurch gelöst, daß jedem Verdrängerzylinder ein koaxial dazu angeordneter Kompensationszylinder glei chen Kolben-Durchmessers zugeordnet ist, der auf den Stößel einwirkt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß jeder Ver drängerzylinder mit dem zugeordneten Kompensationszylinder über einen separaten Hydraulikkreis verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Kompensationszylinder mit dem in dem zugeordneten Verdrängerzylinder verdrängten Öl volumen zu speisen. Dadurch wird ein Kraftausgleich zwi schen dem Verdrängerzylinder und dem Kompensationszylinder erreicht, so daß zur Blechhaltung keine zusätzliche Energie aufgewendet werden muß. Da zum Verdrängen des Ziehkissens, d. h. der Ziehstifte, des Druckkastens und der Verdrängerzy linder, nur sehr wenig Energie benötigt wird, kann auf ei nen Teil der installierten Antriebsleistung der hydrauli schen Presse bei unveränderter Taktzeit verzichtet werden. Darüber hinaus entsteht bei dem Verdrängen des Ziehkissens keine oder nur eine sehr geringe Verlustwärme, wodurch die Kühlmaßnahmen gegenüber dem herkömmlichen Aufbau wesentli chen reduziert werden können.This task is performed on a hydraulic press of the ge named type solved in that each displacement cylinder a compensation cylinder arranged coaxially thereto Chen piston diameter is assigned to the plunger acts. It is particularly provided that each Ver displacement cylinder with the assigned compensation cylinder is connected via a separate hydraulic circuit. On in this way it is possible to use the compensation cylinder the oil displaced in the assigned displacement cylinder volume to dine. This balances the force between between the displacement cylinder and the compensation cylinder achieved so that no additional energy for sheet metal holding must be used. Because to displace the die cushion, d. H. the drawing pins, the print box and the displacement zy Lighter, very little energy is needed on egg part of the installed drive power of the hydrauli press with no change in cycle time. In addition, the displacement of the die cushion occurs little or no heat loss, making the Cooling measures compared to the conventional structure Chen can be reduced.

Da der Kompensationszylinder jeweils den gleichen Kolben- Durchmesser wie der ihm zugeordnete Verdrängerzylinder auf weist und koaxial zu diesem angeordnet ist, läßt sich die oben genannte Wirkung der außermittigen Belastung des Stö ßels kompensieren, so daß diesbezüglich dessen Schrägstel lung vermieden ist. Auf diese Weise lassen sich umgeformte Bauteile hoher Präzision erreichen.Since the compensation cylinder has the same piston Diameter as the displacement cylinder assigned to it points and is arranged coaxially to this, the above-mentioned effect of the off-center loading of the Stö ßels compensate, so that in this respect its oblique lung is avoided. In this way, reshaped Achieve high precision components.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in jedem Hydraulikkreis eine separate Steuerhydraulik angeordnet ist. Diese kann unter anderem so geschaltet wer den, daß aus jedem Hydraulikkreis die in ihm enthaltene Hy draulikflüssigkeit in einen Tank abgelassen wird oder das jedem Hydraulikkreis aus einem Druckspeicher Hydraulikflüs sigkeit zuführbar ist.In a preferred embodiment of the invention, that in each hydraulic circuit a separate control hydraulics is arranged. Among other things, this can be switched that the Hy contained in each hydraulic circuit draining liquid into a tank or that each hydraulic circuit from a pressure accumulator hydraulic fluids liquid can be supplied.

Bei dem Betrieb der hydraulischen Presse wird zunächst von einem oberen Ausgangspunkt ein Eilsenken des Stößels, der Stößelzylinder und der Kompensationszylinder unter Eigenge wicht durchgeführt, wobei die Stößelzylinder und die Kom pensationszylinder Hydrauliköl aus dem Tank nachsaugen. Die Verdrängerzylinder des Ziehkissens befinden sich dabei in ihrem oberen Totpunkt in Wartestellung. Nachdem die Vor füllventile der Stößelzylinder und der Kompensationszylin der geschlossen sind, wird zu Beginn des Tiefziehens über die Steuerhydrauliken mit Hilfe der Druckspeicher der je weils erforderliche Systemdruck aufgebaut. Je nach ge wünschtem Kraft-Weg-Verlauf werden in den einzelnen Hydrau likkreisen mit Hilfe der Steuerhydrauliken die Drucke über den Ziehweg geregelt. Dabei wird das benötigte Ölvolumen der Kompensationszylinder während des Umformens durch das verdrängte Hydrauliköl aus den Verdrängerzylindern der Ziehkissen zur Verfügung gestellt. Die Gesamtpreßkraft wird durch die Stößelzylinder und die Kompensationszylinder auf gebracht. Bei einer vorgegebenen Gesamtpreßkraft der hy draulischen Presse können daher die auch bei bekannten Pressen vorhandenen Stößelzylinder um die Kraft der Kompen sationszylinder kleiner dimensioniert werden. Der vorhan dene Pumpenölstrom ist dann für reduzierte Kolbenflächen verfügbar, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit der hydrauli schen Presse zunimmt.When operating the hydraulic press, first of all an upper starting point a rapid lowering of the ram, the Ram cylinder and the compensation cylinder under Eigenge important performed, the plunger cylinder and the Kom Aspirate the hydraulic cylinder from the tank. The Displacement cylinders of the die cushion are located in their top dead center on hold. After the pre filling valves of the tappet cylinder and the compensation cylinder which are closed is over at the start of deep drawing the control hydraulics using the pressure accumulator of each required system pressure built up. Depending on the ge desired force-displacement curve are in the individual hydrau lik circulate the pressure with the help of the control hydraulics regulated the draw path. The required oil volume the compensation cylinder during the forming by the displaced hydraulic oil from the displacement cylinders of the Die cushions provided. The total pressing force is through the tappet cylinder and the compensation cylinder brought. With a given total pressing force of the hy draulic press can therefore also in the known Press existing ram cylinders around the power of the compen station cylinders can be dimensioned smaller. The existing The pump oil flow is then for reduced piston areas available so that the working speed of the hydrauli press increases.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in jedem Hydraulikkreis ein Absperrventil zur Entkopplung der Ver drängerzylinder von dem zugehörigen Kompensationszylinder angeordnet ist. Mit Hilfe des Druckspeichers können die Kompensationszylinder bei geschlossenen Absperrventilen un abhängig von den zugeordneten Verdrängerzylindern in kurzer Zeit mit vorbestimmtem Druck beaufschlagt werden, was ins besondere notwendig ist, um nach dem Tiefziehvorgang einen Prägevorgang auszuführen. Die Verdrängerzylinder der Zieh kissens können in der entkoppelten Stellung gegebenenfalls entlastet oder über Proportionalventile in herkömmlicher Weise gegen den Tank verdrängt werden.In a development of the invention it is provided that in each Hydraulic circuit a shut-off valve for decoupling the ver displacement cylinder from the associated compensation cylinder is arranged. With the help of the pressure accumulator Compensation cylinder with shut-off valves closed depending on the assigned displacement cylinders in a short time Time to be pressurized with predetermined pressure, which ins is particularly necessary to get a after the deep-drawing process Carry out the embossing process. The drawing cylinders Cushions can be in the decoupled position if necessary relieved or via proportional valves in conventional Way to be pushed against the tank.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, wobei die einzige Figur eine Vorderansicht einer hydraulischen Presse ein schließlich eines schematischen Schaltungsbildes der Hy draulikkreise zeigt.Further details and features of the invention are from the following description of an embodiment below Reference to the drawing can be seen, the only one Figure a front view of a hydraulic press finally a schematic circuit diagram of the Hy shows circles.

In der Figur ist eine hydraulische Presse 10 mit einem Pressenrahmen 11 gezeigt, der zwei vertikale, beabstandete Stützen 12 und 13 umfaßt, die oberseitig einen Querträger 14 lagern und an ihrem unteren Ende auf einem ortsfesten Pressentisch 15 sitzen. In dem oberen Querträger 14 sind Stößelzylinder 17, 18 gelagert, die in nicht dargestellter Weise mit einem hydraulischen Druck beaufschlagbar sind und mit ihren Kolben auf einen zwischen den Stützen 12 und 13 angeordneten, an Führungen 12a, 13a vertikal verschiebli chen Stößel 16 einwirken, der an seiner Unterseite ein Oberwerkzeug 19 trägt. Auf einem ortsfest am Pressentisch 15 gelagerten Schiebetisch 37 ist oberseitig ein als Unter werkzeug dienender Stempel 36 angeordnet. Der Stempel 36 ist von einem Blechhalterring 20 umgeben, der an seiner Un terseite auf einer Vielzahl von vertikalen Ziehstiften 21 aufliegt, die jeweils eine Bohrung des Schiebetisches 37 durchdringen und durch diesen axial verschieblich geführt sind. Das untere, dem Blechhalterring 20 abgewandte Ende der Ziehstifte 21 liegt auf der Oberseite eines Druckka stens 22 auf, der unterseitig auf Verdrängerzylindern 23, 24 aufliegt, von denen in der Figur zwei dargestellt sind.In the figure, a hydraulic press 10 is shown with a press frame 11 which comprises two vertical, spaced supports 12 and 13 , which support a cross member 14 on the upper side and are seated on a stationary press table 15 at their lower end. In the upper cross member 14 ram cylinders 17 , 18 are mounted, which can be acted upon in a manner not shown with a hydraulic pressure and act with their pistons on a arranged between the supports 12 and 13 , on guides 12 a, 13 a vertically displaceable plunger surfaces 16 which carries an upper tool 19 on its underside. On a stationary mounted on the press table 15 sliding table 37 , a punch 36 serving as a lower tool is arranged on the upper side. The stamp 36 is surrounded by a sheet metal holder ring 20 which rests on its underside on a plurality of vertical drawing pins 21 , each of which penetrate a bore of the sliding table 37 and are guided axially displaceably by this. The lower, the sheet metal holder ring 20 end of the drawing pins 21 lies on the top of a Druckka least 22 , which rests on the underside of displacement cylinders 23 , 24 , two of which are shown in the figure.

Jedem Verdrängerzylinder 23, 24 ist im oberen Querträger 14 des Pressenrahmens 11 ein Kompensationszylinder 25, 26 zu geordnet. Der Verdrängerzylinder 23 bzw. 24 und sein zuge ordneter Kompensationszylinder 25 bzw. 26 sind koaxial aus gerichtet und besitzen den gleichen wirksamen Kolben-Durch messer. Der Verdrängerzylinder 23 ist mit dem ihm zugeord neten Verdrängerzylinder 25 über eine Hydraulikleitung 27 verbunden, in der eine Steuerhydraulik 29 angeordnet ist. Zwischen der Steuerhydraulik 29 und dem Verdrängerzylinder 23 ist in der Hydraulikleitung 27 ein Absperrventil 34 vor gesehen. Entsprechend ist der Verdrängerzylinder 24 mit dem ihm zugeordneten Kompensationszylinder 26 über eine Hydrau likleitung 28 mit einer Steuerhydraulik 30 und einem zwi schen dem Verdrängerzylinder 24 und der Steuerhydraulik 30 liegenden Absperrventil 35 ausgestattet.Each displacement cylinder 23 , 24 is arranged in the upper cross member 14 of the press frame 11, a compensation cylinder 25 , 26 to. The displacement cylinder 23 and 24 and its associated compensation cylinder 25 and 26 are directed coaxially and have the same effective piston diameter. The displacement cylinder 23 is connected to the displacement cylinder 25 assigned to it via a hydraulic line 27 , in which a control hydraulic system 29 is arranged. Between the control hydraulics 29 and the displacement cylinder 23 , a shut-off valve 34 is seen in the hydraulic line 27 . Correspondingly, the displacement cylinder 24 is equipped with the compensation cylinder 26 assigned to it via a hydraulic line 28 with a control hydraulics 30 and a shut-off valve 35 lying between the displacement cylinder 24 and the control hydraulics 30 .

Die Steuerhydrauliken 29 und 30 erlauben es, die jeweilige Hydraulikleitung 27 bzw. 28 wahlweise gegenüber einem Tank 31 zu öffnen oder mit einem Druckspeicher 32 bzw. 33 zu verbinden.The control hydraulics 29 and 30 allow the respective hydraulic line 27 or 28 to be opened either with respect to a tank 31 or to be connected to a pressure accumulator 32 or 33 .

Bei dem Umformvorgang eines zwischen dem Oberwerkzeug 19 und dem Blechhalterring 20 bzw. dem Stempel 36 angeordneten Blechs ist jeder Verdrängerzylinder 24 mit dem ihm zugeord neten Kompensationszylinder 25, 26 über die geschlossene Hydraulikleitung 27 bzw. 28 verbunden, so daß das in dem Verdrängerzylinder 23 bzw. 24 verdrängte Ölvolumen direkt dem zugeordneten Kompensationszylinder 25 bzw. 26 zugeführt wird.During the forming process of a sheet arranged between the upper tool 19 and the sheet metal holder ring 20 or the punch 36 , each displacement cylinder 24 is connected to the compensation cylinder 25 , 26 assigned to it via the closed hydraulic line 27 or 28 , so that this is in the displacement cylinder 23 or 24 displaced oil volume is fed directly to the assigned compensation cylinder 25 or 26 .

Nach dem eigentlichen Tiefziehvorgang kann ein Prägevorgang durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Absperrven tile 34 und 35 geschlossen, so daß die Verdrängerzylinder 23 und 24 von den übrigen Elementen des jeweiligen Hydrau likkreises 27, 28 entkoppelt sind. Mit Hilfe der Hydrau liksteuerungen 29 bzw. 30 können nunmehr die Kompensations zylinder 25, 26 aus den Druckspeichern 32 bzw. 33 unabhän gig voneinander mit einem gewünschten Druck beaufschlagt werden.After the actual deep-drawing process, an embossing process can be carried out. For this purpose, the shut-off valves 34 and 35 are closed, so that the displacement cylinders 23 and 24 are decoupled from the other elements of the respective hydraulic circuit 27 , 28 . With the help of hydraulic controls 29 and 30 , the compensation cylinders 25 , 26 from the pressure accumulators 32 and 33 can now be acted upon independently of one another with a desired pressure.

Die Hydrauliksteuerungen 29 und 30 dienen zur Steuerung des Hydraulikdrucks in den Hydraulikkreisen 27 bzw. 28. Mittels der Hydrauliksteuerungen 29 bzw. 30 kann zur Druckreduzie rung Hydrauliköl in den Tank 31 abgelassen oder zur Druck erhöhung Hydrauliköl aus den Druckspeichern 32 bzw. 33 ent nommen werden.The hydraulic controls 29 and 30 serve to control the hydraulic pressure in the hydraulic circuits 27 and 28, respectively. By means of the hydraulic controls 29 and 30 , hydraulic oil can be drained into the tank 31 for reducing pressure, or hydraulic oil can be removed from the pressure accumulators 32 and 33 for increasing the pressure.

Claims

1. Hydraulic press with a hydraulically movable plunger ( 16 ), which acts on a sheet metal holder ring ( 20 ) during a forming process via an upper tool ( 19 ), which alleviate the bearing parts ( 21 , 22 ) on the displacer ( 23 , 24 ) , characterized in that each displacement cylinder ( 23 , 24 ) is assigned a compensation cylinder ( 25 , 26 ) of the same piston diameter which is arranged coaxially thereto and acts on the tappet ( 16 ).

2. Hydraulic press according to claim 1, characterized in that each displacement cylinder ( 23 , 24 ) with the associated compensation cylinder ( 25 , 26 ) is connected via a separate hydraulic circuit ( 27 , 28 ).

3. Hydraulic press according to claim 2, characterized in that a separate control hydraulic system ( 29 , 30 ) is arranged in each hydraulic circuit ( 27 , 28 ).

4. Hydraulic press according to claim 2 or 3, characterized in that from each hydraulic circuit ( 27 , 28 ) hydraulic fluid can be drained into a tank ( 31 ).

5. Hydraulic press according to one of claims 2 to 4, characterized in that each hydraulic circuit ( 27 , 28 ) hydraulic fluid from a pressure accumulator ( 32 , 33 ) can be supplied.

6. Hydraulic press according to one of claims 2 to 5, characterized in that in each hydraulic circuit ( 27 , 28 ) a shut-off valve ( 34 , 35 ) for decoupling the displacement cylinder ( 23 , 24 ) from the associated compensation cylinder ( 25 , 26 ) is.

7. Hydraulic press according to one of claims 1 to 6, characterized in that the bearing parts of several ren displaceably mounted drawing pins ( 21 ) which support the sheet metal holder ring ( 20 ), and one of the drawing pins ( 21 ) supporting drawing box ( 22 ) are, which is aufa Gert on the displacement cylinder ( 23 , 24 ).