DE3333687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Werkzeugen oder Pressen zum Ziehen von Blechformteilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die mit einem der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissen, das aus mehreren hydraulisch wirkenden Arbeitszylin­ dern besteht, und mit einem weiteren Ziehkissen zum Abstützen eines in Ziehrichtung bewegbar geführten Ziehstempels, das wenigstens einen mit mindestens einem Arbeitszylinder des die Blechhalterabstützung vermitteln­ den Ziehkissens in Strömungsverbindung stehenden Arbeits­ zylinder besitzt, der beim Ziehvorgang mit aus dem damit in Strömungsverbindung stehenden Arbeitszylinder des der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissens verdrängten Druckmedium beaufschlagt wird und dadurch den Ziehstempel entgegen der Blechhalterbewegung betätigt.

Eine Einrichtung dieser Art, die in der DE-OS 30 22 844 beschrieben ist, ermöglicht es, in Abhängigkeit vom Niedergehen eines Ziehringes einen Ziehstempel gegen­ läufig zur Ziehringbewegung zu betätigen und somit komplizierte Gegenzüge zum Hauptzug zu verwirklichen oder den Ziehvorgang in der Weise in mehrere Teilzüge aufzulösen, daß je ein Teil der Ziehtiefe durch die Bewegung eines mit dem Pressenstößel niedergehenden Ziehringes und einer entgegengesetzt gerichteten Be­ wegung eines Ziehstempels zustande kommt.

Bei der vorbekannten Einrichtung handelt es sich darum, daß beim Niedergehen eines unmittelbar von einem Pressen­ stößel betätigten Ziehringes aus den der Blechhalter­ abstützung dienenden Druckzylindern abströmendes Druck­ medium über geeignete Strömungswege in einen oder mehrere Druckzylinder eines weiteren Ziehkissens überströmt und die in diesem Ziehkissen geführten Kolben beauf­ schlagt. Das genannte zweite Ziehkissen dient der Ab­ stützung und Betätigung eines der Bewegung des Zieh­ ringes entgegengesetzt bewegbaren Ziehstempels. Neben den oben bereits erwähnten ziehtechnischen Möglich­ keiten ist ein weiterer Vorteil der vorbekannten Ein­ richtung in der Nutzung der Druckenergie des beim Nie­ dergehen des Ziehringes und des damit verbundenen Nie­ dergehens des Blechhalters aus den der Blechhalter­ abstützung dienenden Druckzylindern verdrängten Druck­ mediums zum Antrieb eines der Bewegung des Ziehringes entgegengesetzt betätigten Ziehstempels zu sehen.

Bekanntlich treten ziehtechnische Probleme immer dann besonders hervor, wenn angesichts der geforderten Zieh­ tiefen im Grenzbereich der Streckfähigkeit der einge­ setzten Ziehbleche gearbeitet werden muß. Annähernd regelmäßig ist dies beim Ziehen von Edelstahlteilen der Fall, insbesondere beim Tiefziehen von Spültisch­ abdeckungen mit einem oder mehreren Becken aus einer Platine. So kann es auch beim Ziehen unter Verwendung der oben erläuterten vorbekannten Einrichtung zu un­ erwünscht hohem Ausschuß infolge des Reißens von Zieh­ teilen kommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die vorbekannte Einrichtung und die damit verwirklichbare Tiefziehtechnologie so zu verbessern, daß selbst beim Ziehen in den erwähnten Grenzbereichen Ausschuß infolge des Reißens von Ziehteilen weitgehend vermieden, also gegenüber bekannten Ziehtechnologien die Ausschußquote merklich reduziert wird.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Ein­ richtung der eingangs angegebenen Art ein auf einen vorbestimmten Strömungsmitteldruck einstellbarer, mit dem Strömungsmitteldruck des beim Ziehvorgang von den Arbeitszylindern des der Blechhalterabstützung dienen­ den Ziehkissens verdrängten Druckmediums beaufschlag­ ter Druckfühler vorgesehen und mit einem beim Überschrei­ ten des eingestellten Strömungsmitteldruckes ein den Ziehvorgang unterbrechendes und gegebenenfalls eine Ziehpresse umsteuerndes Signal abgebenden Signalgeber gekoppelt ist.

Eine so gestaltete Einrichtung an Werkzeugen oder Pressen zum Ziehen von Blechformteilen ermöglicht es selbst in ziehtechnischen Grenzbereichen in Abhängigkeit von den Daten der eingesetzten Ziehbleche den Ziehvorgang vor dem Abreißen des sich ausbildenden Hohlteils zu unterbrechen, um nach einem gegebenenfalls notwendigen Zwischenglühen oder einem Zwischenschmieren die ge­ forderte Ziehtiefe in einer anschließenden Ziehopera­ tion zu erreichen, ohne das Risiko eines Abreißens wegen Überschreitens der Dehnfähigkeit des Materials und damit einen unerwünschten Zuwachs an Ausschuß hin­ nehmen zu müssen. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß durch die Erfindung bei im übrigen gleichen zieh­ technischen Randbedingungen die Ausschußquoten erheb­ lich gesenkt werden konnten.

Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nachstehend zwei Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen:

Fig. 1 eine Ziehpresse mit einem auf einem Pressen­ tisch aufgenommenen Ziehwerkzeug und im Pressen­ unterteil integrierten Ziehkissen zum Abstützen eines Blechhalters des Werkzeugs einerseits und des Ziehstempels andererseits in zwei ver­ schiedene Betriebszustände veranschaulichenden vertikalen Halbschnittansichten,

Fig. 2 ein Ziehwerkzeug, ebenfalls in zwei verschiedene Betriebszustände darstellenden vertikalen Halb­ schnittansichten, mit in einem Werkzeugunter­ teil integrierten Ziehkissen zum Abstützen eines Blechhalters einerseits und eines Ziehstempels andererseits.

Das in Fig. 1 in verschiedenen Betriebsstellungen gezeigte Ziehwerkzeug 10 besteht im wesentlichen aus einem Zieh­ stempel 11, einem diesen umschließenden Blechhalter 12 und einem Ziehring 13, der eine unter Berücksichtigung der Blechstärke des Ziehteils der Form des Ziehstempels angepaßte Mittelausnehmung 14 aufweist. Aufgenommen ist das Ziehwerkzeug 10 auf dem Tisch 15 eines Pressenunter­ teils 16 mit einer unteren Abschlußlatte 17. Im Pressen­ unterteil 16 sind mehrere Arbeitszylinder 18, 19 mit vertikal verlaufenden Zylinderachsen und frei beweg­ lich geführten Kolben 20, 21 angeordnet. Vom Tisch 15 der Ziehpresse aus erstrecken sich Durchgangslöcher 22, 23 in diese Arbeitszylinder hinein, die in den Zylin­ derachsen verlaufen, und in diesen Durchgangslöchern sind Stehbolzen 24, 25 aufgenommen, die auf den Ober­ seiten der Kolben 20, 21 aufstehen und auf denen ober­ seitig der Blechhalter 12 des Ziehwerkzeugs einerseits und der Ziehstempel 11 andererseits aufgenommen sind.

Die Arbeitszylinder 18, die ein den Blechhalter 12 abstützendes Ziehkissen bilden, stehen in hier nicht weiter interessierender Weise mit einem Hydrauliksystem in Verbindung und sind ihrerseits über Strömungswege 26, in denen einerseits Ventile 27 und andererseits mit nicht weiter dargestellten Signalgebern gekoppelte Druckfühler 28 angeordnet sind, mit den Arbeitszylin­ der 19 verbunden. Die Arbeitszylinder 19 stützen den Ziehstempel 11 des Ziehwerkzeugs ab und bilden für diesen ein Antriebssystem. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Kolben 20, 21 der Arbeitszylin­ der 18, 19 unterseitig mit Druckmedium beaufschlagt sind.

Die rechte Hälfte von Fig. 1 veranschaulicht den Be­ triebszustand unmittelbar vor dem Ziehen, jedoch mit eingelegter Platine 30, deren Rand 31 zwischen dem Blechhalter 12 und dem auf letzteren niedergefahrenen Ziehring 13 aufgenommen ist. Den Blechhalter stützen die in den Arbeitszylindern 18 aufgenommenen Kolben 20 über die in den Durchgangsbohrungen 22 axial beweg­ lich aufgenommenen Stehbolzen 24 ab. Wenn der Zieh­ ring 13, der mit dem Stößel einer nicht weiter darge­ stellten Presse verbunden ist, weiter niedergeht, wird die Platine 30 über die Kontur des Ziehstempels 11 bis zu der in der linken Hälfte von Fig. 1 veranschau­ lichten Topfform gezogen, wobei die Ziehtiefe zum Teil unmittelbar durch das Niederfahren des Ziehrings 13 und zum Teil durch das unten noch zu erläuternde Hoch­ fahren des Ziehstempels 13 bewirkt wird.

Zu Beginn des Ziehvorganges setzt der Ziehring 13 auf den Rand 31 der auf dem Blechhalter 12 aufliegenden Platine 30 auf. Beim weiteren Niederfahren des Zieh­ rings wirkt dem Ziehvorgang die Abstützkraft des der Blechhalterung dienenden Ziehkissens entgegen, die von den Kolben 20 in den Druckzylindern 18 über die Stehbolzen 24 auf den Blechhalter 12 übertragen wird. Sobald ein der geforderten Blechhalterkraft entspre­ chendes Druckniveau in den Arbeitszylindern 18 aufge­ baut ist, verdrängen die beim weiter fortschreiten­ den Ziehvorgang über die Stehbolzen 24 beaufschlagten Kolben 20 Druckmedium aus den Arbeitszylindern 18 über die Leitungen 26, die mit einem das Abströmen von Druck­ medium erst nach dem Erreichen eines vorbestimmten Druckniveaus zulassenden Ventil 27 ausgerüstet sind.

Das beim fortschreitenden Ziehvorgang aus den Arbeits­ zylindern 18 verdrängte Druckmedium strömt unterseitig in die Arbeitszylinder 19 ein, die ein der Abstützung und dem Antrieb des Ziehstempels 11 dienendes Zieh­ kissen bilden. Angesichts dieser unterseitigen Druck­ medienbeaufschlagung der in den Arbeitszylindern 19 geführten Kolben 21 fahren diese aufwärts und treiben über die auf ihren Oberseiten aufstehenden Stehbolzen 25 den Ziehstempel 11 gegenläufig zur Ziehrichtung des Ziehringes 13 an.

Das Ende des Ziehvorganges veranschaulicht die linke Hälfte von Fig. 1, in der aus der in der rechten Hälfte ersichtliche Platine 30 ein topfartiges Blechformteil 32 mit einem Boden 33 und seitlichen Wandungen 34 gezo­ gen ist. Die Wandungen 34 sind dabei im wesentlichen aus dem zu Beginn des Ziehvorganges etwa über die ge­ samte Radialerstreckung des Ziehrings und des Blech­ halters reichenden Platinenrand 31 ausgezogen, der dabei bis auf den in der linken Hälfte von Fig. 1 ver­ bleibenden Blechhalterand 35 in die Ziehteilwandun­ gen 34 hinein gewandert ist.

Beim Tiefziehen geht bekanntlich mit der Dehnung bei fortschreitendem Ziehvorgang eine Kaltverfestigung des Material einher, so daß mit größer werdender Zieh­ tiefe immer größer werdende Ziehkräfte aufgebracht werden müssen. Demgemäß findet auch ein Druckanstieg in den der Blechhalterabstützung dienenden Arbeits­ zylindern 18 statt und das über die Strömungswege 26 in die der Abstützung des Ziehstempels dienenden Ar­ beitszylinder einströmende Druckmedium hat ein ent­ sprechend erhöhtes Druckniveau. Wenn nun die Tiefe eines zu ziehenden Blechformteils an der Grenze der Dehnfähigkeit des eingesetzten Materials liegt und mithin die Gefahr eines Abreißens vor dem Erreichen der geforderten Ziehtiefe besteht, gelingt es mittels der in den Strömungswegen 26 angeordneten Druckfüh­ ler 28 und der damit gekoppelten Signalgeber, beim Auftreten eines vorbestimmten Strömungsmitteldruckes den Ziehvorgang durch Anhalten und ggf. Umsteuern der das Werkzeug aufnehmenden Presse zu unterbrechen, um den Ziehvorgang nach einem Zwichenschmieren oder ggf. auch einem Zwischenglühen des Ziehformteils bis zum Erreichen der geforderten Ziehtiefe fortzusetzen.

Mit der in die Strömungswege 26 zwischen den der Blech­ halterabstützung dienenden Arbeitszylindern 18 und den der Abstützung des Ziehstempels dienenden Arbeits­ zylindern 19 eingeschalteten Anordnung aus einem ein­ stellbaren Druckfühler mit zugeordnetem Signalgeber gelingt es mithin, in Abhängigkeit von den jeweiligen Materialdaten der eingesetzten Ziehbleche den Ziehvor­ gang unmittelbar vor der Grenze der Dehnfähigkeit der Ziehbleche zu unterbrechen und dadurch ansonsten unver­ meidbar auftretenden Ausschuß weitgehend zu verhindern.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die beiden Ziehkissen im Unterteil 16 einer im übrigen nicht weiter dargestellten Ziehpresse integriert waren, handelt es sich bei der Ausführungsform nach Fig. 2 um die Anordnung der Arbeitszylinder 118, 119 in einem Unter­ teil 116 eines Ziehwerkzeugs 110. Dabei sind, ebenso wie in Fig. 1 konstruktive Details der Werkzeugaus­ bildung weggelassen worden. Die Zeichnung veranschau­ licht vielmehr das Erfindungsprinzip nur schematisch.

In der rechten Hälfte der Zeichnung ist, wie in Fig. 1, der Zustand unmittelbar vor dem Ziehen mit eingelegter Platine 130 und auf den Blechhalter 112 herabgefah­ renem Ziehring 113 dargestellt. Der Rand 131 der Pla­ tine ist dabei zwischen dem Blechhalter 112 und dem Ziehring 113 aufgenommen. Der Blechhalter 112 ist, im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1, un­ mittelbar auf dem Werkzeugunterteil 116 aufgenommen und mit diesem in hier nicht weiter interessierender Weise fest verbunden. Die Abstützung des Blechhalters vermitteln wiederum die Arbeitszylinder 118, in denen Kolben 120 geführt sind, von denen sich Kolbenstangen 124 durch nach unten gerichtete Führungsbohrungen 122 im Werkzeugunterteil hindurch erstrecken und mit über die Unterseite des Werkzeugunterteils hinaus ragen­ den Abschnitten auf einem nur angedeuteten Pressen­ tisch 115 aufstehen.

Der Abstützung und dem Antrieb des Ziehstempels 111 dienen in den Arbeitszylindern 119 aufgenommene Kol­ ben 121 mit Kolbenstangen 125, die in sich nach oben erstreckenden Führungsbohrungen 123 im Werkzeugunter­ teil geführt sind und an der Unterseite des Ziehstem­ pels 111 angreifen. Zwischen den von den Kolbenstan­ gen 124, 125 entfernten Seiten der Arbeitszylinder 118, 119 verlaufen Strömungswege 126, in denen jeweils ein Ventil 127 und ein mit einem nicht dargestellten Signal­ geber gekoppelter Druckfühler 118 angeordnet ist. Die Ventile 127 lassen ein Überströmen des Druckmediums jeweils aus einem Arbeitszylinder 118 in einen Arbeits­ zylinder 119 erst dann zu, wenn in dem Arbeitszylin­ der 118 ein die sichere Halterung des Platinenrandes 131 gewährleistendes Druckniveau erreicht ist. Der Druckfüh­ ler 128 vermittelt hingegen die Unterbrechung des Zieh­ vorganges und ggf. die Umsteuerung der das Werkzeug aufnehmenden Ziehpresse, wenn das Druckniveau des beim Ziehvorgang von den Arbeitszylindern 118 in die Ar­ beitszylinder 119 überströmenden Druckmediums den an dem Druckfühler 128 eingestellten Wert übersteigt.

Wenn eine ausreichende Blechhalterkraft erreicht ist, senkt sich unter dem niedergehenden Ziehring 113, der in bekannter und daher nicht weiter dargestellter Weise mit einem Pressenstößel verbunden ist und von diesem angetrieben wird, der Blechhalter 112 mit dem Werkzeug­ unterteil 116 ab, wobei die Kolben 120 in den Arbeits­ zylindern 118 hochfahren und Druckmedium aus diesen Zylindern verdrängen, welches über die Strömungswege 126 in die Arbeitszylinder 119 einströmt und die in diesen aufgenommenen Kolben 121 unterseitig beaufschlagt, so daß der Ziehstempel 121 entgegen der Bewegungsrich­ tung des Ziehringes 113 hochfährt, wie dies im Zusammen­ hang mit Fig. 1 oben erläutert wurde.

Auch in Fig. 2 veranschaulicht die linke Hälfte der Zeichnung den Zustand am Ende des Ziehvorganges, bei dem das Werkzeugunterteil auf dem nur angedeuteten Tisch 115 einer im übrigen nicht weiter dargestellten Ziehpresse aufsitzt und der Ziehstempel 111 in seine Endstellung gefahren ist. Bei dem so gewonnenen Blech­ formteil 132 handelt es sich wiederum um eine Topf­ form mit einem Boden 133 und im wesentlichen zylindrisch verlaufenden Wandungen 134, an die sich ein schmaler Blechhalterand 135 anschließt, der in hier nicht wei­ ter interessierender Weise bei der weiteren Verarbei­ tung des Vorganges nachgeformt bzw. beschnitten wird.

Claims (1)

1. Einrichtung an Werkzeugen oder Pressen zum Ziehen von Blechformteilen, mit einem der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissen, das aus mehreren hydraulisch wirken­ den Arbeitszylindern besteht, und mit einem weiteren Zieh­ kissen zum Abstützen eines in Ziehrichtung bewegbar ge­ führten Ziehstempels, das wenigstens einen mit mindestens einem Arbeitszylinder des die Blechhalterabstützung ver­ mittelnden Ziehkissens in Strömungsverbindung stehenden Arbeitszylinder besitzt, der beim Ziehvorgang mit aus dem damit in Strömungsverbindung stehenden Arbeitszylinder des der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissens ver­ drängten Druckmedium beaufschlagt wird und dadurch den Ziehstempel entgegen der Blechhalterbewegung betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einen vorbestimmten Strömungsmitteldruck ein­ stellbarer, mit dem Strömungsmitteldruck des beim Zieh­ vorgang von den Arbeitszylindern (18, 118, 250, 251, 252) des der Blechhalterabstützung dienenden Ziehkissens ver­ drängten Druckmediums beaufschlagter Druckfühler (28, 128, 228) vorgesehen und mit einem beim Überschreiten des ein­ gestellten Strömungsmitteldruckes ein den Ziehvorgang unterbrechendes und gegebenenfalls eine Ziehpresse um­ steuerndes Signal abgebenden Signalgeber gekoppelt ist.