DE4105839A1

DE4105839A1 - Deep drawing sheet metal press - has blank held in place by hydraulically loaded pressure plate

Info

Publication number: DE4105839A1
Application number: DE4105839A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Bernd Bielfeldt
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1992-08-27
Also published as: JPH05192715A; ITMI920354A0; KR920016158A; IT1254616B; KR100237519B1; ITMI920354A1

Abstract

Deep drawn sheet metal pressings are produced in a press which has a punch (5) attached to the lower tool (6) and a die (4) attached to the upper tool (2). The metal blank (7) is held in place during the deep drawing operation by a pressure plate (12). The pressure plate is pressed against the blank by a number of pins (13) attached to hydraulically actuated pistons. The minimum force required to be exerted on each is given by the formula Zmin = (1.5Zk)/M and the maximum force by the formula Zmax = (2xZk)/M where Zk is the total force exerted on the pressure plate and M is the number of pins. USE/ADVANTAGE - Deep drawing press with means to control the force exerted on blank pressure plate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydroelastische Tiefzieheinrichtung bei Pressen zum Ziehen von Blechformteilen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydroelastic Deep-drawing device for presses for drawing sheet metal parts according to the preamble of claim 1.

Bei der Metallumformung zur Herstellung von tiefgezogenen Blechformteilen gehört es zum System der Werkzeugtechnik, daß zur Abstützung der Blechhalterplatten Ziehstifte eingesetzt werden. Diese Ziehstifte, als Distanzhaltestifte wirkend, sind Druckbolzen zwischen der Blechhalterplatte und dem Ziehkissen. Sie sind ein notwendiger Bestandteil des jeweiligen Tiefziehwerkzeuges, d. h., die Länge der Ziehstifte und ihre Anzahl ist werkzeugbedingt.In metal forming for the production of deep-drawn Sheet metal parts are part of the system of tool technology that Drawing pins are used to support the sheet metal holder plates will. These pull pins, acting as spacer pins, are Push pin between the sheet metal holder plate and the die cushion. They are a necessary part of each Deep drawing tool, d. that is, the length of the drawing pins and their Number depends on the tool.

Als nachteilig bei diesen mechanischen Ziehstiften hat sich herausgestellt, daß sie verschleißen und sich somit ungleichmäßige Blechhaltekräfte bei starrem Niederhaltersystem im Laufe des Betriebes unkontrolliert einstellen können, welches eine unkontrollierte Faltenbildung vom Formteil bewirkt. Has been found to be disadvantageous with these mechanical drawing pins found that they wear out and thus uneven sheet holding forces with rigid hold-down system can uncontrollably set which one during operation an uncontrolled wrinkling of the molded part causes.

Die Patentanmeldungen DE-P 40 08 377.2 und DE-P 41 00 206.7 beziehen sich auf eine hydroelastische Tiefzieheinrichtung bei Pressen zum Ziehen von Blechformteilen, mit einer vom Werkzeug gegenüber hydraulischen Druckzylindern und über Ziehstiften abgestützten Blechhalterplatte und mit einem in Ziehrichtung bewegbar geführten Stempel, der sich an mindestens einem in einem Zylinder geführten und mit Hydraulik-Medium beaufschlagbaren Kolben abstützt.Patent applications DE-P 40 08 377.2 and DE-P 41 00 206.7 relate to a hydroelastic deep-drawing device Presses for drawing sheet metal parts, with one from the tool compared to hydraulic pressure cylinders and via drawing pins supported sheet metal holder plate and with one in the direction of drawing movably guided stamp which is attached to at least one in a cylinder guided and with hydraulic medium acted upon piston supports.

Dieser Anmeldung lag die Aufgabe zugrunde, ein rechnergestütztes, prozeßfähiges hydroelastisches Tiefziehen zu verwirklichen, wobei die entsprechend der Formgeometrie des Werkstückes, und gemäß dem Lochbild angeordneten Druckzylinder und den darauf abgestützten Ziehstiften für das Blechhalterplatten-Wirkungsfeld und das Ziehstempel-Wirkungsfeld, zu aktivieren, um damit den Vorteil eines gummielastischen Blechhalter-Ziehkissensystems zu erzielen.This registration was based on the task of a computer-aided, process-capable to realize hydroelastic deep drawing, the according to the shape geometry of the workpiece, and according to the Hole pattern arranged printing cylinder and the supported on it Drawing pins for the sheet metal holder plate field of action and that Activate the pulling punch field to take advantage to achieve a rubber-elastic sheet holder die cushion system.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daßThe solution to this problem is that

a) a hydraulic pulling device with multi-point control provided according to the shape geometry of the workpiece is at each target point a long stroke cylinder or a Short stroke cylinder is assigned with a plug-in drawing pin with each pressure cylinder having multiple hydraulic control circuits are switchable,
b) the drawing die and / or the sheet metal holder plate by one each Hydraulic control circuit according to the existing one Workpiece field of action and the sheet metal holder plate field of action over the plugged onto the pistons of the pressure cylinder Draw pins can be activated.

Damit ist es gelungen, mit jeweils kommunizierend miteinander verbundenen Hydraulik-Zylindern für die Wirkungsfelder von Blechhalterplatte und Ziehstempel, den Verfahrensvorteil eines gummielastischen Blechhalter-Ziehkissensystems nachzuvollziehen, aber mit dem Vorteil und der Möglichkeit der rechnergestützten Prozeßsteuerung. Die erfindungsgemäßen Lösungen ermöglichen eine Vielzahl von Hydraulik-Zylindern auf engstem Raum prozeßfähig und rechnergestützt, d. h. bei gleichem Programm identisch wiederholbar, ohne daß man jeden einzelnen Zylinder mit separat angesteuerten Ventilen versehen muß, zu aktivieren.This has succeeded in communicating with each other connected hydraulic cylinders for the fields of activity of Sheet metal holder plate and drawing stamp, the process advantage of a to understand the rubber-elastic sheet holder die cushion system, but with the advantage and the possibility of computer-aided Process control. The solutions according to the invention enable a variety of hydraulic cylinders in a very small space process-capable and computer-supported, d. H. with the same program can be repeated identically without looking at each individual cylinder must be activated with separately controlled valves.

Verfahrenstechnisch stellt sich bei der Umformung eines rechteckigen Hohlkörpers mit gerundeten Ecken bei der Tiefziehumformung im gerundeten Eckenbereich eine Druckumformung und auf der geraden Rechtecksteite eine Zugumformung ein.In terms of process technology, this involves the formation of a rectangular hollow body with rounded corners at the Thermoforming in the rounded corner area is pressure forming and a train transformation on the straight side of the rectangle.

Aus der praktischen Anwendung und der Fachliteratur ist bekannt, daß im Druckumformungsbereich durch das Hineinfließen des Materials sehr hohe Druckspannungen entstehen, die im Flanschbereich der Ecken, d. h. Druckumformungsbereich, zu einer Verdickung des Tiefziehbleches führt, d. h., mit zunehmender Ziehtiefe steigt in diesem Bereich die spezifische Ziehstiftkraft an. Bei einem starren Blechhaltersystem übernehmen die Ziehstifte im Umfeld der Ziehringgeometrie im Druckumformungsbereich zwangsläufig höhere Kräfte als die normale spezifische Ziehstiftkraft Z_S.From practical application and the specialist literature it is known that in the pressure forming area, due to the material flowing in, very high compressive stresses arise, which in the flange area of the corners, i.e. the pressure forming area, lead to a thickening of the deep-drawn sheet, that is to say that the specific depth increases in this area with increasing depth of draw Pulling force. In the case of a rigid sheet metal holder system, the drawing pins in the area of the drawing ring geometry in the pressure conversion area inevitably take on higher forces than the normal specific drawing pin force Z _S.

Wie die Praxis zeigt, treten bei diesen Ziehstiften extrem hohe Kräfte bis hin zur plastischen Verformung der Ziehstifte selbst auf. Weiterhin führt es aufgrund der überhöhten Flächenpressungen im plastischen Bereich zu permanentem Verschleiß der Ziehstift- Stirnflächen und der oberflächengehärteten Stützflächen auf der Ziehkissenplatte. Da in einer Presse unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden und somit die Lage der Ziehringgeometrie und daraus resultierend der Einsatz der Ziehstifte auf der Ziehkissenplatte unterschiedlich ist, führt dieses aufgrund des Verschleißes zu unkontrollierten Stützlängen der mechanischen Ziehstifte.As practice shows, these drawing pins are extremely tall Forces up to the plastic deformation of the drawing pins themselves on. Furthermore, it leads due to the excessive surface pressure in the plastic area for permanent wear of the drawing pin End faces and the surface hardened support surfaces the die cushion plate. Because different in one press Tools are used and thus the location of the Drawing ring geometry and the resulting use of Drawing pins on the die cushion plate is different, leads this due to wear to uncontrolled support lengths the mechanical drawing pins.

Dieses ist mit ein entscheidender Grund für den Einsatz von hydraulischen Vielpunktsystemen gemäß den Patentanmeldungen DE-P 40 08 377.2 und DE-P 41 00 206.7 weil die schwimmenden Kolben sowohl in Langhub- als auch Kurzhubausführung hydraulisch selbsttätig unterschiedliche Längen ausgleichen.This is one of the main reasons for using hydraulic multi-point systems according to the patent applications DE-P 40 08 377.2 and DE-P 41 00 206.7 because the floating Hydraulic pistons in both long-stroke and short-stroke versions automatically compensate for different lengths.

Bei einer zweifach wirkenden Presse nach herkömmlicher Bauart (Stößelbewegung von oben und Ziehkissen von unten wirkend bei passiver Ölverdrängung) kann man nach dem heutigen Stand der Technik in etwa von folgenden Bemessungsregeln ausgehen:
Die Gesamt-Ziehkissenkraft Z_K beträgt ca. 50-60% der Gesamt-Stößelkraft N_P der Presse
Z_K ≈ 0,5×N_P.In the case of a double-acting press of the conventional type (ram movement from above and die cushion acting from below with passive oil displacement), one can assume the following design rules according to the current state of the art:
The total die cushion force Z _K is approx. 50-60% of the total ram force N _{P of} the press
Z _K ≈ 0.5 × N _P.

Da sich bei einer starren Ziehkissenplatte die mechanischen Ziehstifte gegen die starre Ziehkissenplatte gleichmäßig abstützen, ergibt sich eine Kraftkonzentration pro Ziehstift entsprechend der Definition
Z_S = Z_K : M.Since the mechanical drawing pins are evenly supported against the rigid drawing cushion plate in a rigid die cushion plate, there is a concentration of force per pin according to the definition
Z _S = Z _K : M.

Dabei entspricht:
N_P = Gesamtstößelkraft (Presse)
Z_S = Ziehstiftkraft
Z_Sh = hydraulische Ziehstiftkraft
Z_K = Gesamte Ziehkissenkraft
M = Anzahl der Ziehstifte, die sich auf der Ziehkissenplatte abstützen.Here corresponds to:
N _P = total ram force (press)
Z _S = drawing pin force
Z _Sh = hydraulic pulling pin force
Z _K = total die cushion force
M = number of drawing pins that are supported on the die cushion plate.

Bei der Tiefziehoperation kommen die mechanischen Ziehstifte unmittelbar an der Ziehring-Geometrie die den Stempel umschließt, kraftmäßig als Blechhalterkraft zur Wirkung.The mechanical drawing pins come during the deep-drawing operation directly on the drawing ring geometry that surrounds the stamp, forcefully as a sheet metal holder force to effect.

Für die schwimmenden Kolben bei einem hydraulischen Vielpunkt-Ziehapparat gemäß den angeführten Patentanmeldungen ist eine hydraulische Kraftkonzentration, wie sie sich rechnerisch aus der konventionellen Bemessung der durchschnittlichen Ziehstiftkraft ergibt, unzulässig, weil z. B. verfahrenstechnisch in dem kritischen Druckumformungsbereich in solchem Falle die notwendige erhöhte Kraft, wie sie sich selbsttätig bei der starren Ziehkissenplatte aufbaut, nicht zur Verfügung stehen würde. Wenn in diesem kritischen Druckumformungsbereich keine erhöhten Kräfte zur Verfügung stehen, kommt es wie bei einem Knickstab zu einem sogenannten Knicksprung, weil die Blechhalterplatte diesem Knicksprung ausweicht und es folgt im Bereich der Rundung des Ziehringes zur Faltenbildung. Es ist deshalb nicht ausreichend, den Druck- und Zugumformungsbereichen Kraftwirkungsfelder mit unabhängiger Kraftprofil-Regelung zuzuordnen, sondern die hierfür erforderlichen Kräfte müssen im Rahmen einer gesicherten Prozeßführung zur Verfügung stehen.For the floating pistons of a hydraulic one Multi-point pulling device according to the patent applications listed is a hydraulic power concentration as it is arithmetically from the conventional dimensioning of the average pulling pin force, impermissible because z. B. procedural in the critical pressure forming area in such a case the necessary increased force as it is builds up automatically with the rigid die cushion plate, not would be available. If in this critical Pressure area no increased forces available stand, a so-called Kink jump, because the sheet metal holder plate this kink jump evades and it follows in the area of the rounding of the drawing ring for wrinkling. It is therefore not sufficient to and areas of tensile strength with independent Assign force profile control, but the one for this required forces must be secured Litigation is available.

Zwei Anwendungskriterien bestimmen bzw. beeinflussen die kraftmäßige Dimensionierung des schwimmenden hydraulischen Kolbens in Vielpunktsystem:Two application criteria determine or influence the forceful dimensioning of the floating hydraulic Pistons in a multi-point system:

A In the pressure forming area due to increased sheet metal holder forces against the so-called kink, in order - as already explained to avoid wrinkling.
B In the train forming area, e.g. B., especially with very flat (body) parts, an increased power density for partial stretching in this flow area is necessary be. For this reason, the tool Drawing ring plate so-called flow baffles provided to to cause increased flow resistance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, je nach Erfordernis in den verschiedenen Ziehring-Geometriebereichen gezielt eine ausreichende Kraftkonzentration pro Ziehstift anwendungsspezifisch zur Verfügung zu stellen, um eine rechnergestützte Prozeßregelung zu gewährleisten.The object of the invention is based on the requirement one in the various drawing ring geometry areas sufficient concentration of force per drawing pin to provide application-specific to a to ensure computer-aided process control.

Die Lösung dieser Aufgabe ist verwirklicht nach der Lehre des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.This task is solved according to the teaching of characterizing part of claim 1.

Danach soll die Bemessungsregel für ausreichende Kraftkonzentration pro Ziehstift bzw. pro hydraulischer Abstützung wie folgt gestaltet sein:Thereafter, the design rule for sufficient Force concentration per drawing pin or per hydraulic Support should be designed as follows:

worin Z_K die Gesamtziehkissenkraft, Z_Sh die hydraulische Ziehstiftkraft und M die Anzahl der Ziehstifte bedeuten. where Z _{K is} the total drawing cushion force, Z _{Sh is} the hydraulic drawing pin force and M is the number of drawing pins.

Damit ist gewährleistet, daß pro Ziehstift eine ausreichende Kraftkonzentration für eine rechnergestützte Prozeßregelung der Tiefziehoperation zur Verfügung steht.This ensures that a sufficient amount per drawing pin Force concentration for computer-aided process control the deep-drawing operation is available.

Die erfindungsgemäße Bemessungsregel ergibt in vorteilhafter Weise für die technische Lösung eines Langhub-Vielpunkt- Ziehapparates, daß für die Zylinderkörper hochfeste/hochlegierte Stähle in kerbfreier glatter Rohrausführung zum Einsatz kommen und insbesondere bei kleineren Rastermaßen a : b 150 mm (gem. DIN), z. B. für 75 und 37,5 Abstand vorzusehen sind und daß bei einer passiven Ölverdrängung Servoventileeinheiten mit zulässigem Betriebsdruck im Bereich von 350-450 bar zum Einsatz kommen.The design rule according to the invention advantageously results Way for the technical solution of a long-stroke multi-point Pulling device that for the cylinder body high strength / high alloy Steels with a notch-free, smooth pipe design are used and especially for smaller pitches a: b 150 mm (according to DIN), e.g. B. for 75 and 37.5 distance and that with a passive oil displacement servo valve units with permissible operating pressure in the range of 350-450 bar come.

Bei Kurzhub-Vielpunktapparaten, wo die Beaufschlagung im Bereich der Kraftwirkungsfelder mit aktiver Druckregelung erfolgt, können bei Einsatz von Proportional- oder Servoventilen nur Drücke bis 250 bar nach dem heutigen Stand der Technik eingesetzt werden. Um die erhöhte Kraftkonzentration hierbei zu erlangen, wird vorgeschlagen, zusätzliche hydraulische Druckmultiplikatoren einzusetzen, die zwischen den Kurzhubzylindern im Kraftwirkungsfeld und dem Servoglied zur erhöhten Kraftkonzentration eingesetzt werden, die mit einem Multiplikationsfaktor von ca. 2 : 1 auszulegen sind. With short-stroke multi-point devices, where the exposure in the area force fields with active pressure control can only pressure when using proportional or servo valves up to 250 bar used according to the current state of the art will. In order to achieve the increased concentration of force, it is proposed to add additional hydraulic pressure multipliers use that between the short stroke cylinders in Force field and the servo link to the increased Force concentration can be used with a Multiplication factor of approx. 2: 1 are to be interpreted.

Die Lösung gemäß der Erfindung ermöglicht auch eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Anzahl der Kurzhub- bzw. Langhubzylinder pro Kraftwirkungsfeld:The solution according to the invention also enables enlargement or reducing the number of short-stroke or long-stroke cylinders per force field:

a) With a rotationally symmetrical body, one suffices Force field, because there is a pressure forming area all around (The tangential stresses are the same everywhere!).
b) A rectangular body is divided into eight Areas of action are appropriate.
c) In the case of complicated workpieces, it is advisable to make grid fields with a finer subdivision, especially in the train forming areas. It follows from this that with smaller and smaller molded parts, i.e. with smaller or smaller square or rectangular bodies, the force fields, especially at the boundary between tensile and pressure deformation, must be increased or decreased by at least one drawing pin field by means of hydraulic switching systems or valves to be provided for this purpose.
The reason for this is:
The pressure conversion areas move concentrically inwards and approach the geometry of the circle as the square becomes smaller.

Untersuchungen und statistische Auswertungen der zwei Anwendungsfälle haben ergeben, daß pro Ziehstift bei einem hydraulischen Vielpunkt-Ziehkissen eine erhöhte Kraftkonzentration im Bereich um ca. 2-2,5×Z_S im Vergleich zur konventionellen Bemessung zur Verfügung stehen muß, um die angestrebten qualitativen Verbesserungen für das Werkstück zu erreichen.Investigations and statistical evaluations of the two applications have shown that for a drawing pin with a hydraulic multi-point drawing cushion, an increased force concentration in the range of approx. 2-2.5 × Z _S compared to conventional design must be available in order to achieve the desired qualitative improvements for reaching the workpiece.

Die gestellte Aufgabe, eine einwandfreie Prozeßführung im Bereich der Ziehringgeometrie durchzuführen zu können, wird durch die gezielte erhöhte partielle Kraftkonzentration in bestimmten Druck-oder Zugumformungsbereichen verwirklicht.The task set, proper process control in the area the geometry of the drawing ring can be carried out by the targeted increased partial force concentration in certain Pressure or train forming areas realized.

Als Vorteil der Erfindung ist auch anzusehen, daß vorhandene Werkzeuge für starre Ziehkissen uneingeschränkt auch bei hydraulischen Vielpunkt-Systemen gemäß der Erfindung eingesetzt werden können.Another advantage of the invention is that existing ones Tools for rigid die cushions are also available without restrictions hydraulic multi-point systems used according to the invention can be.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert: Es zeigen:The invention is based on exemplary embodiments shown in the drawing and will be described in more detail below explains: Show it:

Fig. 1 die Tiefziehpresse für Langhubzylinder- Kolbenanordnung in geöffneter Arbeitsstellung, Fig. 1, the deep-drawing press for Langhubzylinder- piston assembly in the opened working position,

Fig. 2 das Lochbild für die Werkzeugwechselspannplatte bzw. Tischplatte mit zugeordneten Wirkungsfeldern und Hydraulik-Steuerkreisen, Fig. 2, the hole pattern for the tool change clamping plate or table top with associated areas of impact and hydraulic control circuits,

Fig. 3 die Tiefziehpresse in schematischer Darstellung für Kurzhubzylinder-Kolbenanordnung, Fig. 3, the deep-drawing press in a schematic representation for short-stroke cylinder-piston assembly,

Fig. 4 die Ziehkissenplatte in größerem Maßstab für eine Presse nach Fig. 3, Fig. 4 shows the die cushion plate in a larger scale for a press according to Fig. 3,

Fig. 5 das Lochbild für eine Presse nach Fig. 1 und 3, Fig. 5, the hole pattern for a press according to Fig. 1 and 3,

Fig. 6 die Darstellung der Umformung an einem Rechteck-Werkstück, Fig. 6 shows the representation of the transformation of a rectangular workpiece,

Fig. 7 den Verlauf der Dehnungen über dem Stempelweg in einer Ziehteilecke, Fig. 7 shows the course of the strain on the punch travel in a pulling part area,

Fig. 8 die Einklemmung eines Reckteck-Werkstücks und Fig. 8, the impaction of a Reckteck workpiece and

Fig. 9 eine Draufsicht auf das Lochbild eines Werkstücks nach Fig. 8 mit feinerer Einteilung der Ziehstifte. Fig. 9 is a plan view of the hole pattern of a workpiece according to Fig. 8 with finer division of the drawing pins.

Die Zeichnungen zeigen die verschiedenen Ausfuhrungsbeispiele der Tiefzieheinrichtung in einer Presse 1 teils in offener und teils in geschlossener Arbeitsstellung. Am Oberholm mit dem Stößel 2 ist die Werkzeugwechselplatte 6 bzw. Tischplatte 6 mit dem Ziehring 4 angebracht.The drawings show the various exemplary embodiments of the deep-drawing device in a press 1, partly in the open and partly in the closed working position. The tool change plate 6 or table plate 6 with the drawing ring 4 is attached to the upper spar with the plunger 2 .

Nach den Fig. 1 und 2 sind zur Verwirklichung des hydroelastischen Tiefziehens mit mehreren Hydraulik-Steuerkreisen nach dem Patent DE-P 40 08 377.2 die Druckzylinder 24 und/oder die Differentialzylinder 16 entsprechend dem Lochbild 18 in der Werkzeugwechselspannplatte 6 senkrecht und eng aneinander auf der Grundplatte 29 zu einer Zylinderplatte aufgebaut. Dabei ist entsprechend der Formgeometrie des Werkstücks 7 jeden Ziel punkt 20 ein Druckzylinder 16 oder 24 mit aufsteckbaren Ziehstif ten 13 zugeordnet und jedem Druckzylinder sind durch Drehung seines Zylindermantels mehrere Hydraulik-Steuerkreise 26 und 27 zuschaltbar sowie der Ziehstempel 5 und/oder die Blechhalter platte 12 durch je einen Hydraulik-Steuerkreis 26 und 27 entsprechend dem vorhandenen Werkstück-Wirkungsfeld 21 und dem Blechhalterplatten-Wirkungsfeld 22 über die auf die schwimmenden Langhubkolben 11 gesteckten Ziehstiften 13 aktivierbar. Weiter sind über Differentialzylinder 16 und -Kolben 11 mindestens ein Ziehstift 13 vom Ziehstempel 5 und/oder mindestens zwei Ziehstifte 13 der Blechhalterplatte 12 in Hauptzylinder- Führungskreisen 15 und 25 zu einer hydraulischen Ansteuerung von Blechhalterplatte 12 und Ziehstempel 5 aktivierbar.According to FIGS. 1 and 2 of the hydro elastic deep drawing with a plurality of hydraulic control circuits according to the patent DE-P 40 08 377.2, the pressure cylinder 24 and / or the differential cylinder 16 corresponding to the hole pattern 18 in the tool change chuck plate 6 are for realizing vertical and close to each other on the Base plate 29 built into a cylinder plate. Here, according to the shape geometry of the workpiece 7, each target point 20 is assigned a pressure cylinder 16 or 24 with attachable drawing pins 13 and each pressure cylinder can be switched on by turning its cylinder jacket several hydraulic control circuits 26 and 27 as well as the drawing punch 5 and / or the plate holder plate 12 can be activated by a hydraulic control circuit 26 and 27 in each case corresponding to the existing workpiece field of action 21 and the sheet metal holder plate field of action 22 via the drawing pins 13 plugged onto the floating long-stroke pistons 11 . Furthermore, at least one drawing pin 13 from the drawing punch 5 and / or at least two drawing pins 13 of the sheet metal holder plate 12 in master cylinder guide circles 15 and 25 can be activated via hydraulic cylinders 16 and pistons 11 for hydraulic actuation of sheet metal holding plate 12 and drawing punch 5 .

Die Fig. 1 zeigt die Ausgangsposition im Arbeitstakt einer Tiefziehpresse 1. Der Stößel 2 ist in oberer Position und die mechanischen Ziehstifte 13 befinden sich in ihrer obersten Arbeitsposition. Diese stützen sich wiederum auf die schwimmenden Langhubkolben 11 ab, die sich gleichfalls am oberen mechanischen Anschlag befinden. Die Blechhalterplatte 12 stützt sich auf vier Differentialzylinder 16 ab. Die vier Differentialzylinder 16 als Führungszylinder für die Blechhalterplatte 12 sind hydraulisch mit dem zentralen Hauptzylinder und Führungskreis- Blechhalterplatte 25 verbunden. Durch diesen Führungskreis 25 werden die vier Differentialzylinder 16 im Gleichlauf in ihrer Abwärts- oder Aufwärtsbewegung hydraulisch geführt, d. h., die Blechhalterplatte 12 wird stets parallel, horizontal kraftschlüssig auf den vier Differentialzylindern 16 gehalten. Fig. 1 shows the starting position in the working cycle of a deep-drawing press 1. The plunger 2 is in the upper position and the mechanical drawing pins 13 are in their uppermost working position. These in turn are based on the floating long-stroke pistons 11 , which are also located at the upper mechanical stop. The sheet metal holder plate 12 is supported on four differential cylinders 16 . The four differential cylinders 16 as guide cylinders for the plate holder plate 12 are hydraulically connected to the central master cylinder and guide circle plate holder plate 25 . Through this guide circuit 25 , the four differential cylinders 16 are guided hydraulically in their downward or upward movement, that is, the sheet metal holder plate 12 is always held in parallel, horizontally non-positively on the four differential cylinders 16 .

Die Zeichnungen nach den Fig. 3 und 4 zeigen die Anordnung eine hydraulischen Ziehkissens 8 mit Kurzhubzylinder-Abstützung der Ziehstifte 13 bestehend aus den mechanischen Ziehstiften 13, die im Rasterfeld der Tischplatte 6 um die Ziehring-Geometrie herum angeordnet sind. Diese Ziehstifte 13 stützen sich ab auf der gemeinsamen Ziehkissenplatte 8, wobei die Ziehkissenplatte 8 sich gegen vier hydraulische Stellglieder 3 und 14 abstützt. Diese sind wieder fest mit der Grundplatte 9 des Pressengestells 1 verbunden. In der Ziehkissenplatte 8 sind entsprechend dem Rasterfeld mit den Abstandsmaßen a und b, siehe Fig. 5, hydraulische Kurzhubkolben-Zylindersysteme 23 und 35 vorgesehen. Der Hub H der Kurzhubkolben 23 beträgt dabei nur wenige mm, zum Beispiel maximal kleiner gleich 10 mm. Jeder Ziehstift 13 sitzt sich wieder auf einen Kurzhubkolben 23 ab. Die Kurzhubkolben 23 können in Kraftwirkungsfeldern 21 und 22, z. B. für die Blechhalterplatte 12 und/oder dem Ziehstempel 5, zusammengefaßt sein, wobei ihre Verbindung über ihre Zylinder 35 mit fester Verbohrung oder Verrohrung in der Ziehkissenplatte 8 erfolgt.The drawings according to FIGS. 3 and 4 show the arrangement of a hydraulic drawing cushion 8 with short-stroke cylinder support of the drawing pins 13 consisting of the mechanical drawing pins 13 , which are arranged in the grid of the table top 6 around the drawing ring geometry. These drawing pins 13 are supported on the common drawing cushion plate 8 , the drawing cushion plate 8 being supported against four hydraulic actuators 3 and 14 . These are again firmly connected to the base plate 9 of the press frame 1 . Hydraulic short-stroke piston-cylinder systems 23 and 35 are provided in the die cushion plate 8 in accordance with the grid with the spacing dimensions a and b, see FIG. 5. The stroke H of the short-stroke piston 23 is only a few mm, for example less than or equal to 10 mm. Each drawing pin 13 is seated on a short-stroke piston 23 . The short-stroke piston 23 can in force fields 21 and 22 , for. B. for the sheet metal holder plate 12 and / or the punch 5 , be summarized, their connection via their cylinders 35 with fixed drilling or piping in the die cushion plate 8 .

Durch flexible Schläuche 28 und Steckverbinder 30 können über externe hydraulische Kraftwirkungsfeldblöcke die Anordnung der Kraftwirkungsfelder 21 und 22 unterhalb der Ziehkissenplatte 8 beliebig gewählt werden. Die einzelnen Kurzhubkolben- Zylindersysteme können entsprechend ihrem Rasterabstand a und b in einer Montageplatte 31 zusammengefaßt werden, wobei einzelne Montageplatten 31 über die gesamte Ziehkissenfläche in größeren Rasterfeldern vereinzelt werden können. Jedem Kurzhubkolben 23 sind Rückstellfedern 17 zugeordnet, so daß die mechanische Null-Position immer auf der Ziehkissenstützfläche 19 der Ziehkissenplatte 8 vorliegt, bzw. daß die Kurzhubkolben 23 mittels der Rückstellfeder 17 für eine plus/minus Kompensation in einer neutralen Mittellage gehalten werden. Die Ziehkissenplatte 8 wird an den vier äußeren Ecken hydraulisch mit jeweils einem Differentialzylinder 14 und -Kolben 3 abgestützt.Flexible hoses 28 and connectors 30 allow the arrangement of the force fields 21 and 22 below the die cushion plate 8 to be chosen as desired via external hydraulic force field blocks. The individual short-stroke piston-cylinder systems can be combined according to their grid spacing a and b in a mounting plate 31 , wherein individual mounting plates 31 can be separated over the entire die cushion area in larger grid fields. Each short-stroke piston 23 is assigned return springs 17 , so that the mechanical zero position is always present on the die cushion support surface 19 of the die cushion plate 8 , or that the short-stroke pistons 23 are held in a neutral central position by means of the return spring 17 for plus / minus compensation. The die cushion plate 8 is supported hydraulically at the four outer corners, each with a differential cylinder 14 and piston 3 .

Nach den Fig. 5 bis 9 stellt sich verfahrenstechnisch bei der Umformung eines rechteckigen Hohlkörpers mit gerundeten Ecken bei der Tiefziehumformung im gerundeten Eckenbereich eine Druckumformung D und auf der geraden Rechteckseite eine Zugumformung Z ein. Aus der praktischen Anwendung und der Fachliteratur ist bekannt, daß im Druckumformungsbereich D durch das Hineinfließen des Materials sehr hohe Druckspannungen entstehen, die im Flanschbereich der Ecken, d. h. Druckumformungsbereich D zu einer Verdickung des Tiefziehbleches 7 führt, d. h., mit zunehmender Ziehtiefe steigt in diesem Bereich die spezifische Ziehstiftkraft an. Wenn in diesem Druckumformungsbereich D keine erhöhten Kräfte zur Verfügung stehen, kommt es wie bei einem Knickstab zu einem sogenannten Knicksprung, weil die Blechhalterplatte 12 diesem Knicksprung ausweicht und es folgt im Bereich der Rundung bzw. der Ziehring-Geometrie 34 des Ziehringes 4 zur Faltenbildung 32.According to FIGS. 5 to 9, in terms of process engineering, when a rectangular hollow body with rounded corners is formed, during deep-drawing forming in the rounded corner region, a pressure deformation D and a tensile deformation Z occur on the straight rectangular side. It is known from practical application and from the specialist literature that in the pressure forming area D the material flows in very high compressive stresses, which leads to a thickening of the deep-drawing sheet 7 in the flange area of the corners, that is to say the pressure forming area D, ie, with increasing depth of draw increases in this area the specific pull pin force. If no increased forces are available in this pressure forming area D, a so-called kink jump occurs as in the case of a buckling rod because the sheet metal holder plate 12 evades this kink jump and it follows in the area of the rounding or the drawing ring geometry 34 of the drawing ring 4 that folds 32 are formed .

Zwei Anwendungskriterien bestimmen bzw. beeinflussen die kraftmäßige Dimensionierung des schwimmenden hydraulischen Kolbens 11 bzw. 23 im Vielpunktsystem:Two application criteria determine or influence the force dimensioning of the floating hydraulic piston 11 or 23 in the multi-point system:

A in the pressure forming area D due to increased sheet metal holder forces against so-called kink jump, in order - as already explained - to avoid wrinkling.
B in the tensile forming area Z can e.g. B., especially with very flat (body) parts, an increased force density may be necessary for a partial stretching in this flow area. For this reason, so-called flow chicanes 33 are provided in the tool of the drawing ring plate 4 in order to bring about an increased flow resistance.

Für eine Erhöhung der partiellen Kraftdichte zu einer einwandfreien Prozeßführung bei vorhandenen Rastermaßen (Lochbild 18) a und b in der Tischplatte 6 nach DIN kleiner gleich 150 mm ist es nach den Fig. 8 und 9 zweckmäßig, Rasterfelder mit einer feineren Unterteilung bis 75 bzw. 37,5 mm Rasterabstand und kleiner, insbesondere in den Zugumformungsbereichen Z, vorzunehnen.For an increase in the partial force density for a perfect process control with existing grid dimensions (hole pattern 18 ) a and b in the table top 6 according to DIN less than or equal to 150 mm, it is expedient according to FIGS. 8 and 9, grid fields with a finer division up to 75 or 37.5 mm grid spacing and smaller, especially in the tensile forming areas Z

Claims

1.Hydroelastic deep-drawing device for presses for drawing sheet metal parts by means of a tool containing a ram and a punch, with a sheet metal holder plate supported by the tool in relation to hydraulic pressure cylinders and drawing pins, and a hydraulic drawing cushion plate in the case of which the mechanical drawing pins are arranged in the grid area of the table top in accordance with the drawing ring geometry are supported by hydraulic long-stroke or short-stroke pistons with multi-point control on a common die cushion plate, whereby each long-stroke or short-stroke piston is assigned a pressure cylinder with selectively switchable hydraulic force fields corresponding to the workpiece or the sheet metal holder plate, characterized in that for a sufficient Force concentration per drawing pin ( 13 ) or per hydraulic support and is
where Z _{k is} the total drawing cushion force, Z _Sh the hydraulic drawing pin force and M the number of drawing pins.

2. Hydroelastic deep-drawing device according to claim 1, characterized in that especially in presses with long-stroke cylinder piston assemblies ( 11 ; 16 ; 24 ) with smaller pitches a: b less than or equal to 150 mm for the cylinder body of the drawing pins ( 13 ) high-strength / high-alloy steels in notch-free smooth pipe design are used and that with passive oil displacement servo valve units with a permissible operating pressure in the range of 350-450 bar are provided.

3. Hydroelastic deep-drawing device according to claim 1, characterized by the use of additional hydraulic pressure multipliers that are used between short-stroke cylinders ( 35 ) in the force field and the servo element for increased force concentration with a multiplication factor of approximately 2: 1.

4. Hydroelastic deep-drawing device according to claims 1 to 3, characterized in that hydraulic switching systems or valves are provided for enlarging or reducing the force fields ( 21 ; 22 ) by adding or removing drawing pins ( 13 ).