DE4035005A1 - Holding down plate for sheet metal blank during drawing operation - is actuated by hydraulic pistons which are independent of metal forming press movement - Google Patents
Holding down plate for sheet metal blank during drawing operation - is actuated by hydraulic pistons which are independent of metal forming press movementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Blechhalter für einfachwirkende Pressen zum Tiefziehen großflächiger Formteile, dessen Blechhalterplatte vor dem Aufsetzen der Ziehmatrize bzw. des Ziehstempels auf die Platine mittels mechanischer Verriegelungselemente mit dem Stößel bzw. der Ziehmatrize formschlüssig arretierbar ist.The invention relates to a hydraulic sheet holder for single-acting presses for deep drawing over large areas Molded parts, the sheet metal holder plate before putting on the Drawing die or the drawing punch on the board by means of mechanical locking elements with the plunger or The drawing die can be locked in a form-fitting manner.
Bekannte Ausführungen hydraulischer Blechhalter für einfachwirkende Pressen (DD-PS 2 67 204, 2 67 205 und 2 67 206) weisen entweder eine ständige starre Kopplung des Blechhalters mit dem Stößel über Gestänge, kombiniert mit hydraulischen Arbeitszylindern, auf oder übertragen mittels durch Medienleitungen miteinander verbundenen Arbeitszylindern die Bewegung des Stößels auf den Blechhalter.Known designs of hydraulic sheet metal holders for single-acting Presses (DD-PS 2 67 204, 2 67 205 and 2 67 206) either have a permanent rigid coupling of the sheet metal holder with the ram over the linkage, combined with hydraulic Working cylinders, on or transferred by means of working cylinders connected by media lines the movement of the ram on the sheet metal holder.
Nachteilig an diesen Lösungen ist der zusätzlich benötigte Freiraum im Seitenständerbereich der Presse für die bewegten und feststehenden Verspannmechanismen, der hohe mechanische Aufwand bei der Herstellung und die große Anzahl mechanischer und hydraulischer Elemente, die im Kraftfluß liegen und entsprechend steif ausgeführt werden müssen. Weiterhin muß die Relativbewegung zwischen dem Stößel und dem Blechbehälter in der Leerlaufphase des Stößelhubes durch den hydraulischen Blechhalter selbst realisiert werden, indem hydraulische Stellelemente so geschaltet werden, daß die dazu erforderlichen Volumenströme fließen können.The disadvantage of these solutions is that they are additionally required Free space in the side stand area of the press for those in motion and fixed bracing mechanisms, the high mechanical Manufacturing effort and the large number mechanical and hydraulic elements in the power flow lie and must be stiff accordingly. Furthermore, the relative movement between the plunger and the sheet metal container in the idle phase of the ram stroke the hydraulic sheet holder itself can be realized by hydraulic control elements are switched so that the necessary volume flows can flow.
Die Krafteinleitung an der Blechhalterplatte ist an das Rastermaß der Druckbolzen im Pressentisch gebunden und für alle Druckpunkte gleich groß, so daß eine den technologischen Bedingungen angepaßte individuelle Blechhalterkraft in bestimmten Bereichen des Ziehteiles nicht möglich ist. The force application to the sheet metal holder plate is on the grid dimension the pressure bolt is bound in the press table and for all pressure points the same size, so that the technological Individual sheet holder force adapted to the conditions is not possible in certain areas of the drawn part.
Es ist desweiteren ein Forgebungswerkzeug bekannt (DE-OS 31 12 177), das eine als Blechhalter wirkende Haltescheibe aufweist, die während der Leerlaufphase durch den Stößel abgesenkt bzw. angehoben wird und vor dem Aufsetzen des Stößels auf das zu ziehende Blechteil durch mechanische Verschlußmechanismen mit in der Matrize befestigten Führungssäulen verriegelbar ist. Dadurch soll erreicht werden, daß die erforderliche Niederhalterkraft nicht zu Lasten der Preßkraft geht und der Antrieb der Presse keine zusätzliche Energie zum Niederhalten des Blechteiles aufbringen muß, wodurch auf gleichen Pressen größere Blechteile tiefgezogen werden können.A shaping tool is also known (DE-OS 31 12 177), which is a holding disc acting as a sheet metal holder has during the idle phase by the plunger is lowered or raised and before putting on the Tappet on the sheet metal part to be drawn by mechanical locking mechanisms with guide columns fixed in the die can be locked. This is intended to ensure that the required hold-down force not at the expense of Press force goes and the drive of the press no additional Must apply energy to hold down the sheet metal part, whereby larger sheet metal parts are deep-drawn on the same presses can be.
Ein Mangel dieser Lösung besteht in dem durch Distanzstücke vorgegebenen, feststehenden Spalt zur Aufnahme des Blechteiles, der sehr hohe Anforderungen an die Konstanz der Blechteildicke stellt. Es ist hierbei nicht vorgesehen, daß die Blechhalterkraft durch Einstellung, Steuerung oder Regelung nach den technologischen Bedingungen vorgegeben bzw. variiert werden kann, sondern sie ergibt sich aus den entsprechenden Werkstück- und Werkstoffparametern von selbst. Die Blechhalterkraft unterliegt somit beträchtlichen Schwankungen, die Einfluß auf die Qualität der Blechteile haben.A lack of this solution is that of spacers predetermined, fixed gap for receiving the sheet metal part, the very high demands on the constancy of the Sheet metal thickness provides. It is not intended that the sheet metal holder force by adjustment, control or Regulation specified according to the technological conditions or can be varied, but results from the corresponding workpiece and material parameters automatically. The sheet metal holder force is therefore subject to considerable fluctuations, that have an impact on the quality of the sheet metal parts.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen mit dem Stößel bzw. der Ziehmatrize mechanisch verriegelbaren Blechhalter der vorstehend genannten Art so zugestalten, daß eine den technologischen Bedingungen optimal angepaßte Blechhalterkraft - die gegebenenfalls auch in bestimmten Bereichen des Ziehteiles unterschiedliche Werte annehmen kann - einstellbar ist.The invention is based on the object, one with the Tappet or the drawing die mechanically lockable sheet metal holder of the type mentioned above so that a sheet metal holder force optimally adapted to the technological conditions - if necessary also in certain areas of the drawn part can assume different values - is adjustable.
Erfindungsgemäß wird das durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere detailierte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. According to the invention by the in the characterizing part of claim 1 described features achieved. Further detailed configurations of the invention are in claims 2 to 6 described.
Beim Tiefziehen auf einfachwirkenden Pressen wird der hydraulische Blechhalter durch das im Pressentisch angeordnete Ziehkissen mittels Druckbolzen in eine obere Ausgangsstellung gebracht, die vor Beginn des Ziehvorganges zur Aufnahme der Platine und dem Verspannen mit dem Stößel dient. Beim Abwärtsgang des Pressenstößels setzt die Ziehmatrize auf die Platine auf und die Verriegelungseinrichtungen werden wirksam. Durch den darauf folgenden Druckaufbau in den Spannzylindern führen die Kolbenstangen einen geringen Hub aus, bis die erforderliche Kraft zwischen Ziehmatrize, Platine und Druckplatte aufgebracht ist. Das Ziehkissen kann ab diesem Zeitpunkt selbständig in seine untere Stellung absinken, während der Pressenstößel seine Abwärtsbewegung ohne Unterbrechung fortsetzt. Damit wird der Pressenantrieb nicht durch zusätzliche Kraftaufwendungen zum Bewegen des Ziehkissens belastet. Die beim Tiefziehen erforderliche Gegenhaltekraft wird ausschließlich durch die hydraulischen Spannzylinder des Blechhalters aufgebracht. Da die unter Krafteinwirkung zurückzulegenden Wege äußerst kurz sind, ist sowohl der durch den hydraulischen Blechhalter als auch der durch den Pressenantrieb aufzubringende Energieaufwand vergleichsweise sehr gering.When deep drawing on single-acting presses, the hydraulic Sheet holder by the arranged in the press table Pull cushion into an upper starting position by means of pressure bolts brought before the start of the drawing process for receiving the board and bracing with the plunger serves. The drawing die sets when the press ram goes down on the board and the locking devices take effect. Through the subsequent pressure build-up The piston rods guide one in the clamping cylinders short stroke until the required force between the drawing die, Board and pressure plate is applied. The die cushion from this point on it can move independently into its lower one Lower position while the press ram is moving down continues without interruption. So that the press drive not by additional force to the Moving the die cushion charged. The one required for deep drawing The counter force is only by the hydraulic clamping cylinder of the sheet metal holder applied. Because the distances to be covered under the influence of force are extreme are short, is that of the hydraulic sheet holder as well as the one to be applied by the press drive Energy consumption comparatively very low.
Das Ziehkissen dient nur zur Bewegung des Blechhalters in seine Ausgangsstellung und ggf. für Zusatzbewegungen, um bessere Freigängigkeitsverhältnisse für den Platinentransport durch die Transfersysteme zu ermöglichen.The die cushion only serves to move the sheet holder in his starting position and, if necessary, for additional movements better clearance for board transport through the transfer systems.
Das Entriegeln erfolgt beim Aufsetzen des Blechhalters auf dem Ziehstempel bzw. dem Pressentisch, wobei der Pressenstößel noch einen geringen Weg bis zum unteren Totpunkt zurückzulegen hat, der gerade so groß ist, wie das zum Entriegeln erforderliche Spiel. Dabei werden die Kolbenstangen der Spannzylinder in Richtung des Pressentisches bewegt und gleichzeitig sorgt das Schalten von Ventilen für das ungehinderte Entweichen des Öles aus den Spannzylindern. Unlocking takes place when the sheet metal holder is put on the punch or the press table, with the press ram a short distance to bottom dead center that is just as big as that to unlock required game. The piston rods the clamping cylinder moves in the direction of the press table and at the same time, switching valves ensures that there is no obstruction Oil escapes from the clamping cylinders.
Aus sicherheitstechnischen Gründen werden die Verriegelelemente, da sie jetzt nicht mehr im Kraftfluß sind, zwangsweise - z. B. mittels Federn - in ihre Ausgangsstellung gebracht. Beim Aufwärtsgang des Stößels kann dieser den Blechhalter ungehindert verlassen. Zweckmäßigerweise wird die Bewegung des Ziehkissens soweit verzögert, daß es erst mit einem gewissen Abstand dem Stößel folgt.For safety reasons, the locking elements, since they are no longer in the flow of power, forcibly - e.g. B. by means of springs - brought into their starting position. When the ram is in the upward direction, it can hold the sheet metal holder leave unhindered. The movement is expedient of the die cushion so far delayed that it is only with the ram follows a certain distance.
Der Blechhalter kann sowohl als standardisierte Vorrichtung für das Ziehen verschiedener Blechteile eingesetzt werden, als auch angepaßt an eine konkrete Blechteilform zur Anwendung kommen. Wesentlich dabei ist, daß Anzahl, Größe und Lage der Spannzylinder in der Blechhalterplatte variabel sind - z. B. sind unterschiedliche Ausführungen der Kolbenstangen denkbar - und man somit besser den spezifischen Besonderheiten des Ziehprozesses eines Blechteiles gerecht wird. Weiterhin ist eine individuelle Einstellung, Steuerung oder Regelung des Druckes für jeden einzelnen Spannzylinder durch die Anordnung der hydraulischen Stellelemente möglich.The sheet holder can be used both as a standardized device are used for drawing various sheet metal parts, as well as adapted to a specific sheet metal part shape for use come. It is essential that the number, size and The position of the clamping cylinders in the sheet metal holder plate is variable are - e.g. B. are different versions of the piston rods conceivable - and thus better the specific features the drawing process of a sheet metal part becomes. Furthermore, an individual setting, control or regulating the pressure for each individual clamping cylinder through the arrangement of the hydraulic control elements possible.
Führt man die Kolbenstangen einzelner Spannzylinder durch die Druckplatte des Blechhalters hindurch und läßt sie mittels einer geeignet profilierten Oberfläche direkt auf die Platine wirken, sind Streckziehoperationen möglich.If one carries out the piston rods of individual clamping cylinders the pressure plate of the sheet holder through and lets it by a suitably profiled surface directly on the Board work, stretch drawing operations are possible.
Ein besonderer Vorteil des Blechhalters gegenüber dem bekannten Stand der Technik ist es, auf einfachwirkenden Pressen Tiefzieh- und ggf. Streckziehoperationen mit relativ geringem Energieaufwand ausführen zu können, wobei unabhängig von den Toleranzen in der Blechdicke - insbesondere auch bei komplizierten großflächigen Ziehteilen - eine gleichbleibend hohe Formgenauigkeit und Qualität der Ziehteile erreicht wird.A particular advantage of the sheet holder compared to the known one State of the art is based on single-acting Press deep drawing and, if necessary, stretch drawing operations with relative to be able to carry out low energy expenditure, being independent of the tolerances in the sheet thickness - in particular even with complicated large-scale drawn parts - one consistently high shape accuracy and quality of the drawn parts is achieved.
Eine zweckmäßige Form der Realisierung der Erfindung wird nachstehend am Beispiel einer einfachwirkenden Presse mit am Stößel angeordneter Ziehmatrize näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt: A convenient form of realizing the invention will below using the example of a single-acting press Drawing die arranged on the ram explained in more detail. In the associated drawings shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Blechhalters vor dem Aufsetzen der Ziehmatrize auf die Platine, Fig. 1 is a schematic representation of the sheet metal holder before touchdown of the drawing die on the board,
Fig. 2 den Blechhalter im verriegelten Zustand im Bereich des unteren Totpunktes, Fig. 2 shows the blank holder in the locked state in the region of bottom dead center,
Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Verriegelungselemente und der Spannzylinder und Fig. 3 shows a circuit arrangement for controlling the locking elements and the clamping cylinder and
Fig. 4 eine spezielle Ausführung der Kolbenstange des Spannzylinders mit einer direkt auf die Platine wirkenden profilierten Oberfläche. Fig. 4 shows a special design of the piston rod of the clamping cylinder with a profiled surface acting directly on the board.
Der Blechhalter (Fig. 1) weist eine Blechhalterplatte 1 auf, die den Ziehstempel 2 ringförmig umschließen kann und während der Leerlaufphase der Presse vor dem Aufsetzen der Ziehmatrize 3 auf die Platine 23 mittels Druckbolzen 4 oberhalb des Ziehstempels 2 gehalten wird. Die Druckbolzen 4 sind in Bohrungen des Pressentisches 5 vertikal verschiebbar gelagert sowie auf der Kissenplatte eines druckmittelbetätigten Ziehkissens 6 abgestützt.The sheet metal holder ( FIG. 1) has a sheet metal holder plate 1 , which can enclose the drawing die 2 in a ring and is held above the drawing die 2 by means of pressure bolts 4 during the idling phase of the press before the drawing die 3 is placed on the board 23 . The pressure bolts 4 are mounted vertically displaceably in the bores of the press table 5 and are supported on the cushion plate of a die cushion 6 actuated by pressure medium.
Am äußeren Rand der Blechhalterplatte 1 sind mehrere Verriegelungselemente 7 angeordnet (Fig. 2 und 3). Die Verriegelungselemente 7 bestehen in ihrer einfachsten Form aus Konsolen, an denen Sperrklinken 8 schwenkbar gelagert sind, die ihrerseits mittels druckmittelbetätigter Arbeitszylinder 9 in Aussparungen des Stößels bzw. der Ziehmatrize 3 einrastbar sowie mittels Federn 10 rückstellbar sind. Die Arbeitszylinder 9 sind vorzugsweise an eine Druckluftleitung bzw. einen Druckluftspeicher 11 angeschlossen und mittels eines Wegeventiles 12 in Abhängigkeit von dem durch einen Initiator 13 erfaßten Stößelweg oder dem Kurbelwinkel der Presse steuerbar.A plurality of locking elements 7 are arranged on the outer edge of the sheet metal holder plate 1 ( FIGS. 2 and 3). In their simplest form, the locking elements 7 consist of brackets on which pawls 8 are pivotally mounted, which in turn can be locked into recesses in the tappet or the drawing die 3 by means of pressure-actuated working cylinders 9 and can be reset by means of springs 10 . The working cylinders 9 are preferably connected to a compressed air line or a compressed air reservoir 11 and can be controlled by means of a directional valve 12 depending on the ram travel detected by an initiator 13 or the crank angle of the press.
Die Blechhalterplatte 1 ist auf ihrer oberen Seite mit Führungen versehen, in denen eine Druckplatte 14 vertikal verschiebbar gelagert ist. The sheet metal holder plate 1 is provided on its upper side with guides in which a pressure plate 14 is mounted so as to be vertically displaceable.
In der Blechhalterplatte 1 bzw. zwischen dieser und der Druckplatte 14 sind mehrere druckmittelbetätigte Spannzylinder 15 angeordnet, deren Kolbenstangen 16 bei Druckbeaufschlagung auf die Druckplatte 14 wirken sowie durch Federelemente 17 rückstellbar sind. Die aufgrund der hohen Leistungsdichte vorzugsweise als Hydraulikzylinder ausgeführten Spannzylinder 15 sind über ein Druckminderventil 18 mit einem pneumo-hydraulischen Druckübersetzter 19 sowie über ein entsperrbares Rückschlagventil 20 mit dem Ölbehälter 21 verbunden. Ein Druckbegrenzungsventil 22 schützt das Hydrauliksystem vor Überlastung.In the sheet metal holder plate 1 or between this and the pressure plate 14 , a plurality of pressure-actuated tensioning cylinders 15 are arranged, the piston rods 16 of which act on the pressure plate 14 when pressure is applied and can be reset by spring elements 17 . The clamping cylinders 15, which are preferably designed as hydraulic cylinders due to the high power density, are connected via a pressure reducing valve 18 to a pneumo-hydraulic pressure intensifier 19 and via an unlockable check valve 20 to the oil container 21 . A pressure relief valve 22 protects the hydraulic system against overload.
Ist es bei speziellen Ziehoperationen - z. B. beim Streckziehen - erforderlich, daß gesteuerte Spannelemente über geeignet profilierte Oberflächen direkt auf die Platine 23 wirken, ist die Druckplatte 14 mit Bohrungen versehen und die Kolbenstangen 16a der Spannzylinder 15 sind durch die Bohrungen der Druckplatte 14 hindurchgeführt (Fig. 4).Is it for special pulling operations - e.g. B. when stretch drawing - required that controlled clamping elements act directly on the board 23 via suitably profiled surfaces, the pressure plate 14 is provided with holes and the piston rods 16 a of the clamping cylinder 15 are passed through the holes in the pressure plate 14 ( Fig. 4).
Das Ziehkissen 6 hebt den Blechhalter mit der Platine 23 in die erforderliche Ausgangslage. Beim Niedergang der Stößels taucht die Ziehmatrize 3 in den Blechhalter ein, betätigt einen Initiator 13 und setzt auf die eingelegte Platine 23 auf. Dabei befinden sich die Kolbenstangen 16 der Spannzylinder 15 in der unteren Stellung, da die Spannzylinder 15 drucklos geschaltet sind. Der betätigte Initator 13 löst das Umschalten des Wegeventils 12 aus, das den Arbeitszylinder 9 mit Druckluft beaufschlagt, der seinerseits die Sperrklinken 8 in Richtung der Ziehmatrize 3 bewegt. Damit ist die Blechhalterplatte 1 fest mit der Ziehmatrize 3 verriegelt und die Druckplatte 14 verspannt sich nun gegen diese, indem die Rückschlagventile 20 gesperrt werden und sich der Druck in den Spannzylindern 15 entsprechend dem separat an den jeweiligen Druckminderventilen 18 eingestellten Arbeitsdruck aufbaut. The die cushion 6 lifts the sheet holder with the board 23 into the required starting position. When the plunger falls, the drawing die 3 dips into the sheet metal holder, actuates an initiator 13 and is placed on the inserted board 23 . The piston rods 16 of the clamping cylinders 15 are in the lower position since the clamping cylinders 15 are depressurized. The actuated initiator 13 triggers the switching of the directional valve 12 , which acts on the working cylinder 9 with compressed air, which in turn moves the pawls 8 in the direction of the drawing die 3 . The sheet metal holder plate 1 is thus firmly locked to the drawing die 3 and the pressure plate 14 is now braced against it by the non-return valves 20 being blocked and the pressure in the tensioning cylinders 15 building up in accordance with the working pressure set separately on the respective pressure reducing valves 18 .
Die Platine 23 wird so mittels der Druckplatte 14 gegen die Ziehmatrize 3 definiert geklemmt und beim fortlaufenden Abwärtsgang des Stößels tiefgezogen. Beim Aufsetzen der Blechhalterplatte 1 auf den Ziehstempel 2 kurz vor Erreichen des unteren Totpunktes arbeitet der Stößel gegen die Spannzylinder 15. Die Sicherheitsfunktion der Druckminderventile 18 sorgt dafür, daß ein vorgegebener Maximaldruck nicht überschritten wird und die Kolbenstangen 16 unter Verdrängung einer gewissen Ölmenge in die untere Stellung gelangen. Dabei wird ein Initiator betätigt, der den Arbeitszylinder 9 drucklos schaltet. Mittels Federn 10 werden die Sperrklinken 8 zurückgezogen und die Ziehmatrize 3 kann beim Aufwärtsgang des Stößels den Blechhalter ungehindert verlassen.The plate 23 is thus clamped in a defined manner against the drawing die 3 by means of the pressure plate 14 and deep-drawn as the plunger continues to descend. When the sheet metal holder plate 1 is placed on the drawing die 2 shortly before bottom dead center is reached, the ram works against the clamping cylinder 15 . The safety function of the pressure reducing valves 18 ensures that a predetermined maximum pressure is not exceeded and the piston rods 16 move into the lower position while displacing a certain amount of oil. An initiator is actuated, which depressurizes the working cylinder 9 . The pawls 8 are retracted by means of springs 10 and the drawing die 3 can leave the sheet metal holder unhindered when the ram is in the upward direction.
Die Druckminderventile 18 können für gesteuert veränderliche Kraftverläufe während eines Pressenhubes auch durch entsprechende Proportionalventile ersetzt werden.The pressure reducing valves 18 can also be replaced by corresponding proportional valves for controlled variable force profiles during a press stroke.
Claims (6)
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