DE3045689A1

DE3045689A1 - Einrichtung zur steuerung des druckes in einer druckkammer fuer das hydromechanische tiefziehen

Info

Publication number: DE3045689A1
Application number: DE19803045689
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl.-Ing. Hrdina; Jiri Dipl.-Ing. Kosek; Vaclav Dipl.-Ing. Zdar Penaz; Vaclav Smrcek; Jindrich Dipl.-Ing. Spacek; Karel Brno Voda
Original assignee: Tovarny Strojirenske Techniky
Current assignee: Tovarny Strojirenske Techniky
Priority date: 1979-12-12
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1981-09-10
Also published as: US4419876A; JPS56124703A; CS211934B1; SU1111842A1; SE8008772L

Description

PATENTANWALT ο η / c C O fi

ό U 4 b b o ν) DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE 24 ■ TELEFON (05 11) 83 45 30

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1, Dezember 198o Meine Akte: 26o2

Tovärny strojirenske" techniky, koncern, 113 42 Praha 1, Trida Politickfch veznü 11 (Tschechoslowakei)

Einrichtung zur Steuerung des Druckes in einer Druckkammer für das hydromechanische Tiefziehen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Druckes in einer Druckkammer für das hydromechanische Tiefziehen, insbesondere für das Tiefziehen von Blech auf hydraulischen Pressen, wo die mit Druckflüssigkeit gefüllte Druckkammer die eigentliche Ziehmatrize bildet*

Bekannte Einrichtungen für das hydromechanische Tiefziehen, insbesondere für das Tiefziehen von Teilen aus Blech, haben im Vergleich mit dem klassischen Blechziehen deutliche Vorteile, insbesondere bei räumlich gegliederten Presslingen. Die Einrichtung zum hydroiMchanischen Ziehen erzielt meistens bereits in einem Ziehvorgang die Bildung der gewünschten Form des Presslings und eine vollkommen saubere Oberfläche des Presslings, die dadurch bedingt ist, daß das Blech nicht über die Kante des Ziehringes der Ziehmatrize gleitet, sondern durch Wasserdruck in der Ziehmatrize von der Kante stetig weggedrückt wird.

Trotz dieses Vorteiles war in bestimmten Fällen die Verwendung einer Einrichtung zum hydromechanischen Ziehen

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ziemlich problematisch, insbesondere wegen des Energieverbrauches und weiter auch aus dem Grunde, daß die Mehrheit der unvermeidlichen hydraulischen Elemente bei dieser Einrichtung unter hohen Drucken arbeitet, für welche die erwähnten hydraulischen Elemente besonders konstruiert werden mußten. Dieser Umstand schränkt die Herstellung und Auswahl dieser Teile in bedeutendem Ausmaß ein. Darüber hinaus mangelte es solchen Elementen an entsprechender Universalität.

Ein weiterer, die Verwendung einer Einrichtung für das hydromechanische Tiefziehen einschränkender Umstand ist die verwendete Füllung der Druckkammer, die üblicherweise eine Wasseremulsion ist, welche aufgrund ihrer mangelnden Schmierwirkung und ihrer großen Korosionswirkung auch auf die Lebensdauer der erwähnten hydraulischen Elemente in dem Steuerungssystem für den Druck in der Druckkammer einen nachteiligen Einfluß hat.

Diese Nachteile wurden durch die Einführung einer Druckkammer beseitigt, welche wenigstens zwei Flüssigkeitsaufnahme räume aufweist, welche voneinander durch wenigstens einen Kolbenübersetzer getrennt sind. Durch diese Anordnung konnte erreicht werden, daß ein Raum, und zwar der Raum unmittelbar unter dem gezogenen Werkstück, der Wirkung des hohen Druckes und allen anderen ungünstigen Einflüssen der Wasseremulsion ausgesetzt blieb, während der andere Raum imaer vollkommen sauber bleibt und unter unvergleichbar kleineren Drucken arbeitet und deshalb mit dem Steuerkreis der hydraulischen Presse mittels laufend verwendetet hydraulischer Elemente verbunden werden konnte. Dadurch hat

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sich auch deutlich die energetische Bilanz der hydraulischen Presse gebessert.

Jedoch bleibt der Nachteil, daß die Druckkammer und der Kolbenübersetzer als ein einziger Körper ausgebildet sind. Dieser Körper, der gegenüber der vorher benutzten Druckkammer eine größere Höhe aufweist, schränkt daher in einem gewissen Ausmaß den verwendbaren Arbeitsbereich des Stösselhubes der hydraulischen Presse ein. Ein weiterer Nachteil ist der schwierige Zusammenbau einer solchen Druckkammer sowie die Unmöglichkeit, wirksam die Späne aufzufangen, welche sich im Verlauf des Ziehens von dem Zuschnitt des zu ziehenden Bleches lösen und sich in dem Raum des Wasservolumens der Druckkammer oberhalb des Kolbens des Kolbenübersetzers sammeln. Ein Nachteil ist es auch, daß durch die äußeren Abmessungen der Druckkammer das Wasservolumen oberhalb des Kolbenübersetzers eingeschränkt ist, wodurch eigentlich auch der Größenbereich der Presslinge eingeschränkt wird. Wird eine Änderung der Größe der Preßlinge erforderlich, so muß die gesamte Druckkammer einschließlich des Kolbenübersetzers ausgewechselt werden, was kostspielig ist. Es ist nicht möglich, Wechse!körper (in Form von ringförmigen Bauteilen) einzusetzen.

Diese Nachteile beseitigt die Erfindung. Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Steuerungsvorrichtung in einer besonderen Kammer außerhalb der den Ziehprozeß ausführenden Druckkammer unterzubringen und so in der Steuerungsvorrichtung mit niedrigen Drucken zu arbeiten, Zu einer einfachen Bauform zu kommen, universeller zu werden und frei von Spänen zu bleiben.

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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Einrichtung aus einem Regelsystem mit wenigstens einem Kolbenübersetzer besteht, der in einem hydraulischen Zylinder angeordnet ist, der an der Seite des kleineren Durchmessers des Kolbenübersetzers «it der Steuerdruckmediumzufuhr versehen ist.

Die Anordnung des Regelsystems mit wenigstens einem Kolbenübersetzer außerhalb des Körpers der Druckkammer bringt insbesondere den Vorteil, daß die Druckkammer beliebig entsprechend der Größe des Ziehstückes ausgewechselt werden kann und dabei das Regelsystem unverändert bleiben kann. Das Regelsystem kann dann als eine selbständige Konstruktionseinheit ausgebildet sein und seine Arbeitsweise in geeigneter Kombination mit logischen Steuerelementen oder Ventilen derart gesteuert werden, daß sie den Druck in der Druckkammer mit Rücksicht auf die technologischen Anforderungen beim Ziehen bei Aufrechterhaltung des niedrigen Energieverbrauches der hydraulischen Presse und dergleichen steuert.

Das Wesen der Erfindung sowie weitere Vorteile und Merkmäe der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung des Druckes in der Druckkammer sind nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Anordnung der Druckkammer mit den angeschlossenen Zylindern des Regelsystems,

Fig. 2 eine alternative Ausführung des Anschlusses des Regelsystems in der Druckkammer,

Fig. 3 die Ausbildung des Regelsystems mit wenigstens einem hydraulischen Zylinder mit selbständiger Zufuhr des Steuerdruckmediums,

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Die Einrichtung für die Steuerung des Druckes in der Druckkammer 1, welche für die Zwecke des Tiefziehens nicht gezeigter Presslinge mit einer Wasseremulsion 2 gefüllt ist, besteht aus einem Regelsystem 3, das wenigstens einen Kolbenübersetzer 4 (im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zwei Kolbenübersetzer 4) enthält, von denen jeder in einem selbständigen hydraulischen Zylinder 5 angeordnet ist, der an der Seite des kleineren Kolbendurchmessers des Kolbenübersetzers 4 mit einer Verbindungsleitung 6 mit dem Raum der Druckkammer 1 für die Wasseremulsion 2 versehen ist. Der hydraulische Zylinder 5 eines jeden Kolbenübersetzers 4 ist an der anderen Seite des erwähnten Kolbenübersetzers 4 mit einer Zuführung 7 des Steuerdruckmediums, mit Vorteil hydraulischen Öls und dgl., versehen. In die Verbindungsleitung 6 ist z.B. ein Öffnungsventil 8 und ein Filter 9 mit Entschlämmungsventilen Io mit Einmündung in die Abflußleitung 11 eingegliedert. Die Verbindungsleitung 6 kann als eine selbständige Druckleitung ausgeführt sein (Fig. 1 und 3), oder ein entsprechender Kanal im Falle, daß das Regelsystem 3 als ein Körper 14 in der Form eines Ansatzes der Druckkammer 1 ausgestaltet ist (Fig. 2).

Das Regelsystem 3 besteht entweder aus einem oder mehreren hydraulischen Zylindern 5, der bzw. die selbständig neben der Druckkammer 1 aufgestellt sind (Fig. 1) oder in einem Ansatz der Druckkammer 1 angeordnet ist, oder als ein System hydraulischer Zylinder 5 (Fig. 3) ausgebildet ist. In diesem dritten Falle der Ausbildung als System mehrerer Hydraulikzylinder, ist das Volumen der parallelgeschalteten hydraulischen Zylinder 5 an der Seite der kleineren Durchmesser der Kolben der Kolbenübersetzer gleich oder größer als das Volumen der Preßlinge in der Druckkammer 1, oder gleich dem Volumen der verdrängten Wasseremulsion 2 aus der Druckkammer 1. Das Regelsystem 3 aus mehreren

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hydraulischen Zylindern 5 ist erfindungsgemäß wenigstens bei einem der hydraulischen Zylinder 5 mit einer selbständigen Zuführung 12 des Steuerdruckmediums versehen. Die Zuführungen 7 des Steuerdruckmediums für die anderen hydraulischen Zylinder 5 des Regelsystems 3 können über nicht gezeichnete gesteuerte Drosselventile mit der hydraulischen Einheit bei dem nicht gezeigten Hauptarbeitszylinder der hydraulischen Presse zur Betätigung des Stössels verbunden sein.

Die Einrichtung zur Steuerung des Druckes in der Druckkammer kann mit in die Druckkammer 1 eingelegten Auswechselkörpern kombiniert werden, welche ihr Profil und Volumen aus Gründen der Änderung der Abmessung des Ziehstückes bestimmen können.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Steuerung des Druckes in der Druckkammer 1 für das hydromechanische Ziehen ist folgende:

Auf den oberen Rand der Druckkammer 1 wird ein nicht gezeigter Blechzuschnitt für das zu ziehende Werkstück gelegt und am Umfang durch einen nicht gezeichneten Niederhalter belastet« Vorher wird eventuell das Profil und das Volumen der Druckkammer 1 durch den Wechselkörper 13 eingeschränkt. Dieser vermindert das Volumen, er ist meist ringförmig und hat die Länge des Innenraumes der Druckkammer. Durch Eindringen eines nicht gezeichneten Ziehstempels in den abgedichteten Raum der Druckkammer 1 erhöht sich der Druck der Wasseremulsion 2, was den bekannten Effekt des hydromechanischen Ziehens hervorruft, der insbesondere für das Tiefziehen von Blech geeignet ist.

Der Druck der Wasseremulsion 2 kann in der Druckkammer 1 am Anfang des Ziehvorganges eventuell erhöht werden, und zwar durch Einwirkung des Kolbenübersetzers 4 in dem hydraulischen Zylinder

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5, der mit einer selbständigen Zuführung für das Steuerdruckmedium versehen ist. Auf diese Weise kann man z.B. die genaue Ausformung des Preßlinges an der Stirnseite des Ziehstempels am Anfang des Ziehvorganges erzielen und die Gefahr eines Reissens des Presslinges wegen Entziehen des Werkstoffes aus der Wand des Preßlinges im Verlauf des weiteren Ziehens eliminieren, wo der Druck der Wasseremulsion 2 Betriebswerte erreicht.

Während des Ziehvorganges wird die Wasseremulsion 2 aus der Druckkammer 1 verdrängt und durch die Verbindungsleitung 6 in hydraulische Zylinder 5 des Regelsystems 3 übergeleitet, wo sie auf die kleineren Durchmesser der Kolben der Kolbenübersetzer 4 drückt. Die Kolbenübersetzer 4 weichen diesem Druck, wobei sie von dem Gegendruck des Steuerdruckmediums, z.B. Hydrauliköi, gesteuert werden, das dabei mit bestimmtem Druckgefälle durch die Zufuhr 7 über ein nicht gezeichnetes Steuerdrosselventil in die hydraulische Einheit des Hauptarbeitszylinders der hydraulischen Presse zugeführt wird, bei der auf diese Weise die energetische Bilanz verbessert wird.

Die überströmende Wasseremulsion 2 wird in Filtern 9 gefiltert und die beim Ziehen des Preßlinges entstehenden Metallspäne sammeln sich am Boden des Raumes der Druckkammer 1, von wo sie leicht nach Dekompression entfernt werden können, so daß sie kein Festfahren und dergl. verursachen können. Mit Rücksicht auf die Größe der Druckkammer 1 bzw. auf das Volumen des Ziehstückes können bestimmte hydraulische Zylinder 5 des Regelsystems 3 mit Hilfe von Schließventilen 8 abgeschaltet werden und dadurch das Regelsystem 3 zur Schaffung optimaler Bedingungen für den entsprechenden Druckzustand in der Druckkammer 1 für das hydromechanische Tiefziehen anpassen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Einrichtung zur Steuerung des Druckes in der Druckkammer für das hydromechanische Ziehen, insbesondere das Tiefziehen von Blech an hydraulischen Pressen, wo die Druckkammer die Ziehmatrize bildet,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie aus einem Regelsystem (3) mit wenigstens einem Kolbenübersetzer (4) besteht, der in einem hydraulischen Zylinder (5) angeordnet ist, der an der Seite des kleineren Kolbens des Kolbenübersetzers (4) mit dem Raum der Druckkammer (1) verbunden ist und an der anderen Seite des Kolbenübersetzers (4) mit einer Zuführung (7) des Steuerdruckmediums versehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Regelsystem (3) eine Mehrzahl hydraulischer Zylinder (5) mit Kolbenübersetzern (4) enthält, wobei das Volumen der parallel verbundenen hydraulischen Zylinder (5) an der Seite der kleineren Durchmesser der Kolben der Kolbenübersetzer (4) gleich oder größer als das Volumen des Preßlinges in der Druckkammer ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens ein hydraulischer Zylinder (5) des Regelsystems (3) mit einer Mehrzahl hydraulischer Zylinder (5) mit einer selbständigen Zufuhr (12) für das Steuerdruckmedium versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zuführleiftungen (7) des Steuerdruckmediums bei den hy-

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draulischen Zylindern (5) des Regelsystems (3) über wenigstens ein gesteuertes Drosselventil mit der hydraulischen Einheit bei dem Hauptarbeitszylinder der hydraulischen Presse verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsleitungen (6) zwischen der Druckkammer (1) und den Räumen der hydraulischen Zylinder (5) auf der Seite der kleineren Durchmesser der Kolben der Kolbenübersetzer (4) mit Absperrventilen (8) und Filtern (9) versehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Druckkammer (1) mit Auswechselkörpern (13) zur Abgrenzung ihres Profils und Volumens versehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Verbindungsleitungen (6) zwischen der Druckkammer (1) und den Räumen der hydraulischen Zylinder (5) des Regelsystems (3) durch eine selbständige Druckleitung gebildet sind, wobei das Regelsystem (3) als selbständige hydraulische Zylinder (5) oder als in einem Körper seitlich der Druckkammer ausgebildete hydraulische Zylinder (5) ausgeführt ist.

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