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Einrichtung zum hydromechanischen Ziehen
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum hydromechanischen Ziehen,
insbesondere zum Tiefziehen von Presslingen aus Blechzuschnitten, mit einem mindestens
zwei teleskopische Körper aufweisenden Ziehstempel und einer mit Flässigkeitsfüllung
versehenen Druckkammer, welche die Ziehmatrize bildet, wobei an dem Rand der Ziehmatrize
neben der Ziehkante ein Niederhalter anliegt, der mit Druck, äedocii Gleitmöglichkeit
lassend, an den Rändern des zu ziehenden blecnzuschnittes anliegt. Diese Einrichtung
erlaubt die üruckführung von zwei nacheinander folgenden Ziehgängen in einem und
denselben Raum der Ziehmatrize bei mehrfachen rbeitszyklus aer Presse.
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Bei der Fertigung von Presslingen, insbesondere zylin
drischer
Gestalt durch hydromechanisches Ziehen ist die erreichbare Deformation durch den
ert des Ziehkoeffizienten m = d/D definiert, wobei d der Innendurchmesser des Presslinges
und D der Durchmesser des Ausgangsblechzuschnittes ist. Der in einem Arbeitsgang
des hydromechanischen Ziehens erreichbare Wert des Koeffizienten m ist beschränkt,
und zwar mit Rücksicht auf das Material des Zuschnittes und die Parameter des Ziehvorganges.
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ill man einen Pressling mit kleinerem wert des Koeffizienten m als
in einem Ziehvorgang erreichbar anfertigen, wird der Ziehvorgang in zwei Operationen
zerlegt, wobei der resultierende -ert m aus dem Produkt der einzelnen iehkoeffiziente
zusammengesetzt ist, d.n. m = m1 m2.
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Die vierte m1 und m2 sind immer größer als der für das Ziehen in
einem Arbeitsgang beschränkte minimale ert m, Die erwähnte Lösung bedeutet in der
Praxis, daß zwei nacheinander folgende Ziehoperationen ausgeführt werden, und zwar
auf zwei Pressen oder auf einer Stufenpresse.
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In beiden Fällen sind die Kosten der Piascninenanlae zwei-und mehrfach.
Es sind daher große Werkstückserien Bedingung für deren effektive Ausnutzung.
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In der technischen Praxis kommt jedoch eine Anzahl von Presslingen
vor; welche durch Ziehen in einem Arbeitsgang des hydromechanischen Ziehens nur
schwierig herstellbar sind, und zwar bei Inkaufnahme eines großen Ausschußprozentsatzes,
oder
in einem Arbeitsgang des hydromechanischen Ziehens überhaupt nicht hergestellt werden
können. Infolge der kleinen Serien solcher Teile ware es in den meisten Fällen nicht
zweckmäßig, zwei Pressen zu beschaffen.
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Die Lösung des Problems der Herstellung solcner Teile liegt in der
Köglichkeit, zwei Ziehoperationen auf einer Presse bei einem Einlegen des Zuschnittes
auszuführen. Derzeit ist eine Lösung bekannt, welche es erlaubt, zuerst den klassiseuer
zug ohne Mitwirkung der Druckflüssigkeit auszuführen, wonach ein Zug in die Druckflüssigkeit
cola. In diesem Fall ird jedoch die erwünschte Wirkung nicht in dem Maße erreicnt,
welcher durch zwei Ziehoperationen nacheinander durch das hydromechanische Ziehen
erreicht werden könnte. Darüber hinaus gilt in demselben Fall eine Einschrän@ung
für eine geeignete erteilung der einzelnen Ziehkoeffizienten m1 und m2 durch Konstruktions-
und Fest igkeitsansprüche der Zienmatrize.
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Das Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines tiefen Presslinges
aus Blech mit einem einzigen Einlegen in die Presse zur Ausführung von zwei nacheinander
folgenden Zügen, in beiden Zügen mit Druckflüssigkeit, das heißt, unter den Bedingungen
des hydromechanischen Ziehens.
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Das wesen der Erfindung liegt darin, daß in der Druckkammer gleitend
ein Ring angeordnet ist, dessen oberer Rand in der Form einer Ziehkante ausgeführt
ist, welche gegen die Stirn des einen der teleskopischen Körper des Ziehstempels
hin orientiert ist.
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Dadurch sind Bedingungen für die Erreichung des optimalen Wertes des
Gesamtziehkoeffizienten geschaffen, der aus Teilziehkoeffizienten m1 und m2 besteht,
deren Werte klein sein können mit Rücksicht darauf, daß es sich um das Ziehen in
der Druckflüssigkeit in der Druckkammer handelt.
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Das Wesen der Erfindung sowie weitere Vorteile und Kennzeichen sind
nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Die zeichnerischen Darstellungen j jeder Figur bestehen aus zwei
Hälften, von denen jede einen anderen Arbeitsschritt darstellt: Fig. 1 die Einrichtung
bestehend aus einer Druckkammer mit einem an ihren Boden abgesenkten Ring mit dem
Niederhalter und dem Ziehstempel, der aus zwei teleskopischen Körpern besteht, in
der Phase der Einlegung des Blechzuschnittes links und nach Ausführung des ersten
Zuges rechts, Fig. 2 die Situation vor der Ausfihrung des zweiten Zuges, wo den
Niederhalter der eine teleskopische Teil des Ziehstempels ersetzt, links, und die
Situation nach der Durchführung des Zuges, rechts, Fig. 3 die Situation nach Beendigung
des zwcten Zuges und Anheben des Ziehstempels und des Niederhalters links und nach
Anheben des Preßlings rechts.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zum h@dromechanischen Ziehen
besteht
aus einer Druckkammer 1 mit einer Flüssigkeitsfüllung 2. Die Druckkammer bildet
die eigentliche Liehmatrize. Die Druckkammer 1 ist auf dem nicht dargestellten Tisch
einer Presse angeordnet, den von unten Stangen 3 durchqueren, welche an ein nicht
gezeigtes unteres Ziehkissen der Presse angeschlossen sind. Die iiatangen 3 ehen
durch den Boden der Druckkammer 1. An deren Enden ist ein Ring 4 befestigt, der
in der Richtung der Ziehachse gleitend angeordnet ist. Der Ring 4 ist mit Vorteil
mit einem Ansatz 5 versehen, der bei angehobener lage des kindes 4 an einem Ansatz
6 anZie-St, der an dem oberen Teil er Druckkammer 1 z.B. durch den Deckel 7 in der
Form eines @ isclenringes ausgebildet ist. Diese Ansätze 5 und 6 gewährleisten,
daß der Ring 4 in seiner angehobenen Lage hinsichtlich seiner oberen Fläche mit
dem Rand bzw. Deckel 7 der Druckkammer fluchtet.
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Der Ring 4 ist auf seiner Umfangsfläche mit einer Dichtung 9 versehen.
Der obere Rand 10 des Ringes 4 ist in der Form einer Ziehkante ausgebildet. Auch
er ist mit einer Dichtung 11 versehen. Die Ziehkante des Ringes 4 ist kegelig abgesc?irägt
und seren den einen (nämlich den äußeren) der teleskopischen Körper 12 und 13 des
Ziehstempels 14 orientiert, der oberhalb der Druckkammer 1 angeordnet und auf einem
nicht gezeigten Ziehstößel der Presse befestigt ist. Der Ziehstempel 14 ist innerhalb
des Körpers des Niedernalters 15 angeordnet, der an einen nicht gezeigten idiiederlalterstößel
einer Presse befestigt ist.
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Der Innenkörper 13 des Ziehstempels 14 ist i einem Ansatz 16 zur Mitnanme
des Außenkörpers 12 des Ziehstempels 14 bei seiner Rückbewegung aus dem Arbeitshub
versehen.
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Den beiden Körpern 12 und 13 des Ziehstempels 14 ist ein Verriegelungssystem
für die ge;enseitige Festlefalzung und Verbindung des Außenkörpers 12 ies Ziehstempels
14 mit dem Niederhalter 15 zageordnet. Zwecks besserer übersichtlichkeit ist das
Verriegelungssystem durch einfache Klinken 17 und 18 dargestellt, welche in entsprechende
Ausnehmungen 19 und 20 in dem Körper 13 des Ziehstempels 14 und in dem Körper des
iederhalters 15 einrasten. Die Klinken 17 und 18 oder Riegel werden elektromagnetisch
bzw. pneumatisch und dgl. betätigt.
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Das vordere Ende des Ziehstempels 14 ist so gestaltet, daß sich die
Stinflächen der einzelnen teleskopischen Körper 12 und 13 gegenseitig überlappen
und die Umrißkurve, die in der Ebene des Hauptschnittes um das vordere Ende des
Ziehstempels 14 umschrieben ist, kontinuierlich ist, so daß die Tangente zu jedem
Punkt dieser Umrißkurve mit der Längsachse des Ziehstempels 14 einen Winkel einschließt,
der gleich oder kleiner als 900 ist. Dies gilt für die Situation, in der die beiden
teleskopiscAlen Körper 12 und 13 ineinander eineschoben sind und die erwähnte Anordnung
zwecks Beseitigung ungewünschter Kanten oder Versenkungen an dem Vorderende des
Ziehstempels 14 vorgesehen ist, welche ungewünschte Störungen in dem Ziehvorgang
verursachen könnten.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Der Blechzuschnist
8 wird auf den oberen Rand der Druckkammer 1 gelegt, welche voll it aus einem nicat
gezeichneten
Füll- und Regelsystem zugeführter Flüssigkeit gefüllt
ist. Der Niederhalter 15 sowie der Ziehstempel 14 fahren nach unten, wobei der Niederhalter
15 auf den Blechzuschnitt 8 zum Aufliegen kommt und mittels der Dichtung 21 die
Druckkammer 1 abdichtet.
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Es folgt nun die gleichzeitige Bewegung der teleskopischen Körper
12 und 13 des Ziehstempels 14, wobei das Ziehstück 22 gezogen wird, dessen Innendurchmesser
mit dem Außendurchmesser des äußeren Körpers 12 des Ziehstempels 14 übereinstimmt.
In dieser Phase des Ziehvorganges sind die teleskopischen Körper 12 und 13 des Ziehstempels
14 durch die in die Ausnehmung 19 einrastende Klinke 17 gegeneinander verriegelt.
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Nach Dekompression der Flüssigkeitsfüllung 2 in der Druckkammer 1
bewegen sich der Ziehstempel 14 und der Niederhalter 15 zurück. Dabei wird der äußere
teleskopische Körper 12 des Ziehstempels 14 angehoben, z.B. mittels des Ansatzes
16 auf dem Innenkörper 13 des Ziehstempels 14, so daß die erreichte gegenseitige
Lage der teleskopischen Körper 12 und 13 des Ziehstempels 14 unverändert bleibt.
Der Niederhalter 15 wird gleichzeitig mit dem Ziehstempel 14 gehoben, z.B. mit Hilfe
der in die Ausnehmung 20 in dem Körper des Niederhalters 15 eingeschnappten Klinke
18.
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Gleichzeitig oder mit Verspätung bewegt sich der Ring 4 nach oben,
der unter gleichzeitigem Füllen der Druckkammer 1 mit Flüssigkeit 2 das Ziehstiick
22 in die Einlegeebene hebt.
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Nach Erreichen der oberen Lage des Ringes 4 wird er mittels eines
nicht gezeichneten mit dem Ring 4 mittels Stangen 3 verbundenen unteren Niederhalters
hydraulisch verriegelt.
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Dadurch ist die gegenseitige unveränderliche Lage des Ringes 4 und
des oberen Randes der Drucklrammer 1 im Verlaufe der zweiten Phase des Ziehens des
Ziehstückes 22, welche in Fig. 2 gezeigt ist, gewährleistet.
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Der äußere teleskopische Körper 12 des Ziehstempels 14 wird hviraulisch
oder mechanisch, z.B. mittels einer Klinke 17, mit dem Niederhalter 15 verbunden
und erzeugt einen Niederhaltedruck auf das Ziehstück 22 in der Nähe seines Bodens.
Mittels der Dichtung 11 am Ring 4 dichtet er die Druckkammer 1 ab.
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Durch Bewegung des Innenkörpers 13 des Ziehstempels 14 nach unten
erfolgt der zweite Zug, wobei das Ziehstück 22 in die Ziehkammer 1 über den oberen
Rand 10 des Ringes 4 gezogen wird. Nach Vollendung des zweiten Zuges kehrt der innere
teleskopische Körper 13 des Ziehstempels 14 in die Ausgangslage entsprechend Fig.
3 zurück, wobei in die Ausgangslage auch der äußere Körper 12 des Ziehstempels 14
und der Niederhalter 15 gehoben werden. Das entstandene Ziehstück 23 wird durch
die in die Druckkam;.ler 1 zugeführte Flüssigkeit in die EinlegeeDene angehoben
und herausgenommen. Der Ring 4 kehrt in die untere Lage zurück, es wird ein weiterer
Blechzuschnitt 8 eingelegt und der Vorgang wiederholt sich.