DE4214818C2 - Hydraulische Durchbiegungs-Kompensation an Tiefziehpressen - Google Patents

Description

Neuerdings sollen zunehmend größere Karosserieteile als ein einheitliches Blechteil tiefgezogen werden, was zum einen Fertigungsvorteile - Entfall von Schweißnähten - und zum anderen auch Stabilitätsvorteile für die Karosserie bringt. Mit zunehmender Blechteilgröße nehmen der Abstand der Pressenständer - linear - und die Preßkräfte - quadratisch - zu. Bei einem frei aufliegenden Träger geht jedoch in die Berechnungsgleichung für die Durchbiegung der Abstand der Auflagerungspunkte mit der dritten Potenz und die Belastung, vergleichbar mit den Preßkräften, linear ein. Die Folge einer Auslegung von Tiefziehpressen auf zunehmende Blechteilgröße ist also eine stark progressiv ansteigende Durchbiegung des Pressentisches. Selbst unter Aufbietung von kaum noch vertretbar erscheinenden Aussteifungsmaßnahmen am Pressentisch treten im Pressenbetrieb dennoch Durchbiegungen und Tischverformungen auf, die zu einer im Pressenbetrieb spürbaren und störenden Verformung des Tiefziehwerkzeuges führen.

Die eher als provisorisch zu bezeichnende bekannte Maßnahme eines örtlich gezielten Unterlegens von in der Stärke der Durchbiegung entsprechenden Blechstücken oder von gezielt bombierten Bauteilen bringt nur zum Teil Abhilfe, weil damit eine Durchbiegungskompensation nur zum Zeitpunkt eines ganz bestimmten - maximalen - Preßkraftniveaus erreichbar ist; während der Zeiten einer geringeren Pressentischbelastung oder einer völligen Entlastung ist das Tiefziehwerkzeug gerade in der entgegengesetzten Richtung gebogen und/oder liegt nicht sauber auf, so daß das Werkzeug unkontrolliert arbeiten oder wandern kann, was zu ungleichmäßigen Tiefziehteilen führt. Im übrigen setzt diese Methode nicht nur sehr viel Erfahrung, sondern auch ein langwieriges Probieren mit vielen Fehlschlägen voraus.

Bei einer aus der DE-PS 9 05 574 bekannten Einrichtung zur hydraulischen Durchbiegungskompensation von biegebelasteten Trägern ist ein Hydraulikkolben zur Kompensation der preßkraftbedingten Durchbiegung vorgesehen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind auch mehrere - bis zu drei - Hydraulikkolben in einer Reihe angeordnet. Als Anwendungsmöglichkeiten der bekannten Kompensationseinrichtung werden neben einer Durchbiegungskompensation von Pressenholmen auch andere hoch belastbare Maschinenteile oder Trägerkonstruktionen größerer Abmessung aus dem Anwendungsbereich Förderanlagen oder Brückenbau genannt; hiermit sind stets balkenförmige Bauteile angesprochen. Zwar kann der die Durchbiegung kompensierende Druck leicht verändert und somit die Kompensation leicht anderen Gegebenheiten angepaßt werden; es ist sogar erwähnt, daß der einsteuerbare Kompensationsdruck jeder beliebigen, zeitweilig sich ändernden Belastung der Trägerkonstruktion angepaßt werden kann. Die Druckschrift gibt jedoch keinerlei Hinweise darauf, wie dies auf selbsttätige und ausreichend rasche Weise geschehen könnte.

Bei Abkantpressen (also bei einer anderen Pressenart als Tiefziehpressen), mit in der Tiefe schmalen, balkenförmigen Pressenteilen ist es bekannt, in den feststehenden Pressenunterteil und/oder in der hubantreibenden Biegewange jeweils Sensoren zur Durchbiegungserfassung anzuordnen und mit den Sensorsignalen über eine Steuerung und Druckwandlung mittelbar Hydraulikzylinder zur kurzfristigen Durchbiegungskompensation anzusteuern (vgl. WO 91/03371 oder WO 82/02360). Der Druck in den Kompensationszylindern kann innerhalb eines Pressenzyklus entsprechend der sich verändernden Pressenbelastung mit verändert werden. Es sind mehrere Kompensationszylinder entlang der Linearerstreckung des Pressenunterteiles bzw. der Biegewange angeordnet, die trotz ihrer unterschiedlichen Position aufgrund einer fluidischen Parallelschaltung untereinander mit dem gleichen Druck beaufschlagt sind; die mehreren Kompensationszylinder entsprechen gewissermaßen mehreren kommunizierenden Gefäßen. Es handelt sich um eine trägerintegrierte Vielstempel- Ausführung einer hydraulischen Durchbiegungskompensation, bei denen der Pressenträger die Biegewange in sich mehrteilig ausgebildet sein muß und in einen lastaufnehmenden, sich unter Last durchbiegenden Träger und in einen biegeentlasteten Träger unterteilt ist, an denen die vielen Hydraulikzylinder bzw. Hydraulikkolben angreifen. Demgemäß können die in den einzelnen Kompensationszylindern angeordneten Kolben unter der Voraussetzung, daß das Gesamtvolumen in den Arbeitsräumen aller Kompensationszylinder unverändert bleibt, im Rahmen der Steifigkeit des biege-entlasteten Trägerteiles mehr oder weniger frei floaten; beispielsweise kann ein Kolben auf der einen Seite nach Überwindung der Steifigkeit des biege-entlasteten Trägerteiles eingedrückt werden, wenn gleichzeitig andere Kolben sich - ebenfalls unter Überwindung der Steifigkeit des biege- entlasteten Trägerteiles - um einen entsprechenden Hub in der entgegengesetzten Richtung bewegen. Es handelt sich bei der vorbekannten Durchbiegungskompensation also gewissermaßen um eine begrenzt schwimmende Abstützung auf einer Druckflüssigkeit über eine Vielzahl von Druckstempeln. Unter der bei Abkantpressen in aller Regel gegebenen, gleichmäßigen und mittensymmetrischen Belastung des Pressenunterteiles bzw. des Pressenoberteils (Biegewange) mag diese Art der Durchbiegungskompensation zu brauchbaren Ergebnissen führen. Bei einer stark unsymmetrischen Belastung, beispielsweise beim Abkanten eines etwa der halben Pressenbreite entsprechenden und - aufgrund einer Fehlbedienung - stark außermittig in die Presse eingelegten Bleches würde jedoch die bekannte Durchbiegungskompensation zu einer Verkantung der Biegewange, nicht aber zu einer Kompensation der Durchbiegung führen. Bei Abkantpressen lassen sich zwar solche unsymmetrischen Pressenbelastungen durch eine richtige Pressenbeschickung vermeiden, nicht jedoch bei Tiefziehpressen. Dort ist die örtliche Verteilung der Pressenbelastung durch die Art des Werkstückes bzw. die entsprechende Ausgestaltung des Ziehwerkzeuges vorgegeben, und es ist fallweise mit sehr großen Umsymmetrien der Pressenbelastung zu rechnen. Aus diesem Grunde sind die bekannten Durchbiegungskompensationen nur für solche Pressen einsetzbar, in denen betriebsbedingt regelmäßig eine symmetrische Verteilung der Pressenbelastung vorausgesetzt werden kann.

Die bekannten hydraulischen Durchbiegungskompensationen beziehen sich - wie gesagt - auf balkenförmige, d. h. sich linear erstreckende Träger, nicht hingegen auf sich flächig erstreckende Tragkonstruktionen, wie sie in Tiefziehpressen anzutreffen sind. Zwar wäre es denkbar, die bekannten Einrichtungen zur Durchbiegungskompensation auch bei plattenförmigen Tragkonstruktionen anzuwenden; dies würde jedoch - zumindest bei hohen Ebenheitsanforderungen und/oder großen Plattendimensionen - eine unverhältnismäßig hohe Anzahl von Hydraulikstempeln erforderlich machen, was sehr teuer wäre und viele bewegliche Teile und verschleißanfällige Dichtungen zur Folge hätte. Die bekannten, auf lineare Tragkonstruktionen beschränkten Kompensationseinrichtungen sind auch in anderer Hinsicht nicht zufriedenstellend. Derartige Kompensationseinrichtungen würden eine nur mäßige Ebenheitsqualität in der Kompensationswirkung bieten, weil das biege-entlastete Teil sich zwischen den diskreten Abstützstellen der einzelnen Hydraulikkolben immer noch durchbiegt. Da jeweils ein Hydraulikkolben einer relativ großen Belastungsstrecke zugeordnet ist, müssen die Drücke in den Druckkolben relativ groß sein, damit sie eine Durchbiegung wirkungsvoll kompensieren können. Dadurch können hier die erforderlich werdenden, hohen Soll-Drücke nicht so rasch erreicht werden; außerdem können sich bei dem hohen Druckniveau undefinierte Leitungselastizitäten und eine Fluid-Kompressibilität bereits auswirken, so daß insgesamt erwartet werden kann, daß die bekannte Vielstempel-Einrichtung zur Durchbiegungskompensation im Ansprechverhalten weniger rasch und nicht so reproduziergenau arbeitet.

Die DE-OS 14 52 677 zeigt eine Abkantpresse mit einer hydraulischen Durchbiegungskompensation, die jedoch wesentlich einfacher ausgebildet ist als die soeben beschriebene. Und zwar ist auf den Pressenunterteil eine nach oben offene und am Pressenstößel nach unten offene, rinnenförmige Druckkammer angebracht, wobei die offene Seite durch einen elastischen Streifen verschlossen ist, der im Ausmaß der auftretenden, zu kompensierenden Durchbiegungen begrenzt hubbeweglich in der Druckkammer gehaltert ist. Die solcherart allseitig geschlossene Druckkammer ist durch ein inkompressibles, zumindest begrenzt fließfähiges Medium, vorzugsweise durch eine Flüssigkeit, gefüllt, wobei die flüssigkeitsdichte Abdichtung der Druckkammer nach außen dadurch bewirkt ist, daß ein endseitig beiderseits geschlossener, im Querschnitt der Druckkammer entsprechender, dünnwandiger Schlauch in die Druckkammer eingefügt ist, der seinerseits das Druckmedium aufnimmt. Die Druckkammer ist nicht mit einem nach außen führenden Anschluß versehen, verhält sich also passiv. Der in der Druckkammer sich einstellende Druck entspricht der jeweils auftretenden Preßkraft, bezogen auf die vom Abkantwerkzeug auf der offenen Seite der Druckkammer eingenommenen Fläche. Auch für diese Art der Durchbiegungskompensation gelten gleiche Gesetzmäßigkeiten, und zwar in noch stärkerem Ausmaß, wie für die zuvor gewürdigten bekannten Kompensationseinrichtungen; d. h. auch diese passive hydraulische Durchbiegungskompensation mittels eines relativ weichen Druckkissens ist empfindlich gegen unsymmetrische Pressenbelastungen und daher nicht auf Tiefziehpressen übertragbar, bei denen sich unsymmetrische Pressenbelastungen nicht vermeiden lassen.

Bei Flachpressen zur Herstellung von Spanplatten oder zum Pressen von flachen Erzeugnissen ist es bekannt - vgl. die US-PS 4 576 092 oder die DE-PS 34 18 099 -, die mit dem herzustellenden Erzeugnis in Berührung gelangenden Preßplatten zumindest mittelbar über eine Vielzahl von miteinander hydraulisch kommunizierenden Kolben oder Druckkammern gewissermaßen schwimmend auf dem Pressentisch abzustützen, der sich seinerseits in zulässiger Weise durchbiegen darf. Diese auf dem Prinzip des "schwimmenden" Werkzeuges beruhende Vermeidung einer Werkzeugdurchbiegung hält zwar ohne vorheriges Probieren oder Justieren die Preßwerkzeuge bei allen möglichen Pressenbelastungen eben, jedoch ist diese Art der Werkzeugabstützung nur dort anwendbar, wo ein über den gesamten Querschnitt des Werkzeuges gleichgroßer Preßdruck wirkt. Wenn, wie bei Tiefziehpressen häufig erforderlich, der Preßdruck örtlich über den Werkzeugquerschnitt hinweg stark unterschiedlich sein muß, so kann dies - wie gesagt - mit einem "schwimmend" abgestützten Werkzeug nicht realisiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrundegelegte Tiefziehpresse dahingehend weiterzubilden, daß bei einfacher Konstruktion der Kompensationseinrichtung eine gute Ebenheit der sich flächig erstreckenden, biege-entlasteten Teile auch bei unsymmetrischer Belastung und ein rascheres und reproduziergenaueres Ansprechen der selbsttätig arbeitenden Kompensationseinrichtung erreichbar sind.

Diese Aufgabe wird bei der angegebenen Tiefziehpresse erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Dank der Ausbildung des Hydraulikorganes als großflächige Druckdose können die Arbeitsdrücke niedrig gehalten werden; außerdem greift die damit bewirkte Durchbiegungskompensation nicht punktuell, sondern - ebenso wie die Preßkräfte auch - großflächig an dem biegeentlasteten Teil an, was zu einer exakteren Durchbiegungskompensation führt. Die Druckdose hat wegen der distanzhaltenden Stützfüße oder Stützleisten keinen Anteil an der Durchbiegung des sie abstützenden Pressentisches, d. h. die Unterseite der Druckdose kann sich unter dem eingesteuerten Kompensationsdruck frei und unabhängig vom Ausmaß der Pressentisch-Durchbiegung auswölben; die Druckdose bleibt ungeachtet dessen gleichwohl verkantungssicher auf dem Pressentisch stehen. Die Druckdose ist im übrigen einfach realisierbar, was sich - neben den niedrigen Arbeitsdrücken - kostengünstig auf die bauliche Ausgestaltung der Durchbiegungskompensation auswirkt. Die Pressenbelastung bzw. -durchbiegung wird laufend anhand wenigstens eines Sensors gemessen und ein dementsprechend hoher Kompensationsdruck hochdynamisch eingesteuert; dabei kann sich die Durchbiegungskompensation selbsttätig, rasch und feinfühlig den unterschiedlichsten Pressenbelastungen anpassen und sogar den zyklusbedingten Preßkraftschwankungen verzögerungsfrei folgen, so daß stets vom Beginn einer neuen Preßzyklenfolge an und auch innerhalb eines jeden Preßzyklus′ die Tiefziehwerkzeuge trotz hoher Preßkräfte in allen Fällen und zu allen Zeitpunkten eben bleiben.

Zweckmäßige Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgen erläu­ tert; dabei zeigen:

Fig. 1 eine Tiefziehpresse in Frontalansicht mit erfindungsgemäßer Durchbie­ gungskompensation im Unter- und im Oberwerkzeug,

Fig. 2 eine vergrößerte, ausschnittsweise Darstellung der Tiefziehpresse nach Fig. 1 einschließlich der hydrau­ lischen Durchbiegungskompensation und

Fig. 3 eine vergrößerte Einzeldarstellung des als Dehnmeß­ streifen ausgebildeten, in die obere Begrenzungswand der Druckdose integrierten Sensors zur Erfassung der Pressenbelastung.

Die in den Figuren dargestellte Tiefziehpresse enthält einen das Unterwerkzeug 2 zumindest mittelbar aufnehmenden Pressentisch 1. Beiderseits sind Pressenständer 4 vorgesehen, die oberseitig durch ein sogenanntes Pressenhaupt 3 verbunden sind, in welchem der Hubantrieb für den Pressenstößel 5 untergebracht ist. Letz­ terer trägt mittelbar das Oberwerkzeug 6. Unten sind die Pres­ senständer durch ein Pressenfußstück 13 verbunden. Unter der beim Tiefziehen auszuübenden Preßkraft 22 biegt sich der die Preßkraft aufnehmende, quer über die Tischbreite verlaufende Biegeträger, das ist unten das Pressenfußstück 13, eventuell unterstützt durch den Pressentisch 1, unvermeidlicher Weise durch. Bei Großteilpressen können diese Durchbiegungen auch bei noch so steifer Konstruktion des Pressenfußstücks und des Pressentisches unzulässig große Werte beispielsweise in der Größenordnung von 0,7 bis 1,5 mm annehmen. Aus diesem Grunde ist die in den Figuren dargestellte Tiezieh­ presse mit einer Einrichtung zur hydraulischen Kompensation der Durchbiegung des Pressenfußstücks versehen. Das Pressenfußstück 13 stellt einen die Preßkraft bei zugelassener Durchbiegung aufnehmenden Biegeträger dar, auf dem sich ein Hydraulikorgan abstützt, das seinerseits ein biegeentlastetes Teil, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Unterwerkzeug 2 ist, abstützt. Als biege­ entlastetes Teil kann auch ein Zwischen- oder Schiebetisch die­ nen, der beim Werkzeugwechsel verwendet wird. Bei richtiger Be­ aufschlagung des die Durchbiegung des Pressenfußstücks 13 kompensie­ renden Hydraulikorganes bleibt das biegeentlastete Teil, hier also das Unterwerkzeug 2, eben.

Das Hydraulikorgan ist als eine im wesentlichen quaderförmige, im Grundriß etwa der Größe des Pressentisches 1 entsprechende Druck­ dose 7 mit einer im Grundriß rechteckigen Druckkammer 8 ausgebil­ det, deren obere elastisch ausgebildete Begrenzungswand 10 das biegeentlastete Teil 2 oberseitig vollflächig aufnimmt. Es kann nahezu die gesamte Tischfläche des Pressentisches für die Druck­ dose 7 ausgenutzt werden. Zweckmäßigerweise entspricht jede Seite der Druckkammer 8 ihrer Länge nach höchstens etwa der vollen Län­ ge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Werkzeuges 2 und wenigstens etwa zwei Drittel der Länge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Pressentisches 1. Bei einer solchen Bemessung der Druckkammer 8 ist sie praktisch für alle auf der betreffenden Tiefziehpresse in Frage kommenden Größen von Tief­ ziehwerkzeugen verwendbar. Es kann dann die Druckdose stets, d. h. auch bei einem Werkzeugwechsel, in der Tiefziehpresse verbleiben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist aus diesen Grunde die Druckdose baulich in den Pressentisch 1 integriert. Aufgrund der großen Fläche der Druckdose können auch mit relativ kleinen Flu­ iddrücken hohe Kräfte ausgeübt werden. Zwar soll sich zumindest die obere Begrenzungswand 10 unter dem eingesteuerten Fluiddruck - ohne Gegenbelastung durch die Presse - elastisch nach oben auf­ wölben. Andererseits müssen die Begrenzungswände aus Sicherheits­ gründen ausreichen stabil sein, so daß sie nicht nur sehr schwere Tiefziehwerkzeuge gefahrlos zu tragen vermögen; auch für den Fall eines Lecks in der Druckzuführung und einer unterbliebenen Druck­ einsteuerung während eines Preßvorganges darf die Druckdose nicht zu Bruch gehen. Darüber hinaus muß die Möglichkeit in Betracht gezogen werden, daß ein Kompensationsdruck in die Druckkammer eingesteuert wird, obwohl die Presse nicht schließt und die Druckdose demgemäß von außen nicht belastet ist. Die obere und die untere Begrenzungswand 10 bzw. 11 der Druckkammer 8 müssen also so biegesteif ausgebildet sein, daß jede Begrenzungswand einem für eine extreme Durchbiegungskompensation erforderlichen, maximalen Druck in der Druckkammer 8 ohne bleibende Verformung und ohne Berstgefahr standzuhalten vermag. Ein ähnlicher Bela­ stungsfall wie oben erwähnt kann auftreten, wenn die Tiefzieh­ presse wieder öffent, aber aus irgend einem Grunde der eingesteu­ erte Druck nicht entsprechend der rasch abnehmenden Pressenbela­ stung ebenfalls abgeregelt wird, sonder gar nicht oder nur stark verzögert absinkt. Um einem solchen Fall vorzubeugen, ist es zweckmäßig, wenn die Druckkammer 8 der Druckdose 7 bei jedem Pressenzyklus nach Durchlaufen der Pressentiefststellung zyklus- bzw. phasenabhängig gesondert und mit definierter, voreinstellba­ rer Druckänderungsgeschwindigkeit hydraulisch entlastet wird. Zu diesem Zweck ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ein mit der Kurbelwelle 30 der Tiefziehpresse umlaufender Schaltnocken 29 vorgesehen, der unmittelbar nach Durchlaufen des unteren Totpunktes des Pressenstößels einen Nockenschalter 19 betätigt. Dadurch wird das Entlastungsventil 27 vorübergehend geöffnet, über das sich mit einer an der Entlastungsdrossel 26 voreinstellbaren Geschwindigkeit der in der Druckkammer 8 zuvor eingesteuerte Druck in den Sumpf der Hochdruckquelle 15 entspan­ nen kann. Um die Druckkammer 8 vor einer unbeabsichtigten, wie auch immer verursachten hydraulischen Überlastung zu schützen, ist an die Druckversorgung ein justierbares Druckbegrenzungsven­ til 18 angeschlossen, welches selbsttätig im Falle eines überhöh­ ten Druckes in der Druckkammer anspricht und eine Entlastung her­ beiführt.

Bei einer Druckbeaufschlagung der Druckkammer 8 der Druckdose 7 wird sich nicht nur die obere Begrenzungswand 10, sondern auch die untere Begrenzungswand 11 durchbiegen. Die Durchbiegung der oberen Begrenzungswand 10 ist mit der aktuellen Pressenbelastung gerade so ausgewogen, daß sie zusammen gerade zu Null wird. Da jedoch solches bei der unteren Begrenzungswand nicht möglich ist, könnte es bei einem vollflächigen Aufliegen der Druckdose mit ihrer unteren Begrenzungswand 11 auf dem Pressenfußstück 13 bei Druckbeaufschlagung der Druckdose zu einem örtlichen Abheben von der Unterlage und somit zu einer undefinierten Auflage kommen. Die untere Begrenzungswand 11 kann zwar aufgrund einer großen Wandstärke und/oder durch integrierte Versteifungsrippen ausge­ steift sein, so daß ihre Durchbiegung relativ gering, jedenfalls geringer als bei der oberen, mechanisch unbelastet angenommenen Begrenzungswand 10 ist; völlig vermeiden läßt sich eine Durchbie­ gung der Druckdose an ihrer Unterseite jedoch nicht. Um deswegen ein undefiniertes Aufliegen (Nichtaufliegen) der Druckdose auf ihrer Unterlage zu vermeiden, ist die untere, vom biegeentlasteten Unterwerkzeug 2 abgekehrte Begrenzungswand 11 der Druckkammer 8 aufgrund von randnah angebrachten Füßen oder Distanzleisten 12 in ihrer Hauptfläche berührungsfrei zu dem die Druckdose 7 abstützenden Pressenfußstück 13 gehaltert. Es kann davon ausgegangen werden, daß die Durchbiegung des Pressenfußstücks in einer quer zur Bildebene von Fig. 1 liegenden Ebene wesentlich geringer ist, als in der in Fig. 1 gezeigten Ebene, weil die Ständer 4 meist durchgehend ausgebildet sind und in der quer zur Zeichenebene liegenden Erstreckungsrich­ tung gemeinsam mit dem Pressenfußstück die Belastung auf Durchbiegung tragen und/oder weil die Biegelängen - quer zur Zeichenebene ge­ messen - wesentlich kürzer sind als parallel zur Zeichenebene. Eine von der Durchbiegung des Pressenfußstücks weitgehend unabhängige Auflagerung der Druckdose 7 kann daher erreicht werden, wenn die Distanzleisten 12 oder Fußreihen parallel zu den ständerseitigen Seitenkanten der Druckdose 7 angeordneten sind.

Häufig müssen Bolzen zur örtlichen Abstützung oder Betätigung von Teilen des Tiefziehwerkzeuges durch die Unterlage hindurch zur Auflagefläche des Tiefziehwerkzeuges hindurchgeführt werden. Dies ist auch bei einer erfindungsgemäßen Druckdose mit großflächiger Druckkammer möglich. Und zwar wird bei der Notwendigkeit einer Bolzendurchführung durch die Druckkammer 8 der Druckdose 7 in diesem Bereich eine Büchse 24 durch die obere und durch die unte­ re Begrenzungswand 10 bzw. 11 der Druckkammer 8 dichtend hin­ durchgeführt. Durch die Büchse 24 kann dann der Bolzen 17 ohne weiters hindurchragen. Die Büchse 24 behindert ein "Atmen" der Begrenzungswände 10 bzw. 11 nicht, weil sie beweglich in den Be­ grenzungswänden abgedichtet ist. Zwar stellt die Bohrung zur Durchführung der Büchse 24 durch die Begrenzungswände eine ört­ liche Schwächung dar, die jedoch durch eine Randverstärkung des Durchbruches kompensiert werden kann. Der Umstand, daß ein sol­ cher Durchführungsdurchbruch die Biegeform der Begrenzungswände gegenüber einer durchbruchfreien Ausführung bei vergleichbarer Belastung verändern kann, ist beim vorliegenden Anwendungsfall unbeachtlich, weil hier nur die durchbiegungs-kompensierte "Bie­ geform" von Interesse ist, in der örtliche Schwächungen sich nicht auswirken. Die Schwächung der Begrenzungswände aufgrund der Durchführungsdurchbrüche ist vor allem beachtlich für die Einhal­ tung einer mechanischen Mindest-Stabilität der Druckdose.

Damit der in dem Hydraulikorgan erforderliche Kompensationsdruck zur Beseitigung der Durchbiegung des biegeentlasteten Teiles bzw. des Unterwerkzeuges 2 sich feinfühlig, rasch und selbsttätig ein­ stellen kann, ist in der Tiefziehpresse ein die Pressenbelastung 22 messender Sensor 9 sowie ein von ihm beeinflußter elektro-hy­ draulischer Druckwandler 20 vorgesehen, der die Druckkammer 8 verzögerungsfrei mit einem belastungs-entsprechenden Druck beauf­ schlagt. Bei richtiger Abstimmung der hydraulischen Beaufschla­ gung der Druckkammer einerseits mit der Pressenbelastung anderer­ seit heben sich die abwärts gerichtete, preßkraft-bedingte Bela­ stung der oberen Begrenzungswand 10 der Druckkammer 8 zum einen und die aufwärts gerichtete, hydraulisch bewirkte Belastung der­ selben zum anderen gegenseitig gerade auf und die obere Begren­ zungswand 10 sowie das von ihr getragene biegeentlastete Unter­ werkzeug 2 bleiben eben. Die mit dem Sensor 9 ermittelte Größe der aktuellen Pressenbelastung wird mittelbar und verzögerungs­ frei in einen entsprechenden Fluiddruck umgewandelt, mit dem dann die Druckdose 7 zur Kompensation der Durchbiegung beaufschlagt werden kann.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sen­ sor 9 als ein oberseitig in die obere Begrenzungswand 10 einge­ lassener, auf die ebene Bodenfläche einer Ansenkung 25 applizier­ ter Dehnmeßstreifen 21 ausgebildet. Durch einen solchen Sensor wird dann die momentane Durchbiegung der oberen Begrenzungswand 10 ermittelt. Nachdem diese Durchbiegung jedoch Null sein soll, stellt eine mit dem Sensor 9 ggf. erfaßte Durchbiegung eine Soll/- Ist-Abweichung dar, die hier in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt wird. Um aufgrund eines solchen Soll/Ist-Ab­ weichungs-Signales einen stets anwachsenden Druck im Arbeitsraum des Hydraulikkolbens 7 erzeugen zu können, muß die entsprechende Regelungseinrichtung ein integrierendes Verhalten haben. Dieses integrierende Verhalten kommt auf einfache und selbstätige Weise dadurch zustande, daß das Proportionalventil 16 bei Anstehen eines Soll/Ist-Abweichungs-Signales vorübergehend geöffnet und ein Durchfluß von der Hochdruckquelle 15 zur Druckkammer 8 frei­ gegeben wird. Wird dann aufgrund einer gewissen Steigerung des Kompensationsdruckes die Durchbiegung der oberen Begrenzungswand 10 wieder beseitigt und dementsprechend auch das Soll/Ist-Signal des Sensors 9 beseitigt, so wird zwar das Proportionalventil ge­ schlossen, jedoch bleibt der bisher erzeugte Druck in der Druck­ dose 7 stehen. Der Regeleingriff ist also das vorübergehende Öff­ nen des Proportionalventiles 16; das integrierende Verhalten kommt dadurch zustande, daß der über ein solches vorübergehendes Öffnen hervorgerufene angestiegene Druck zeitlich stehen bleibt. Durch die beschriebene Anordnung mit dem in der oberen Begren­ zungswand 10 angeordneten Sensor 9 und dem im Ergebnis integrie­ renden Verhalten der entsprechenden Druckeinstellung kommt es also ständig zu einem Nullabgleich der Durchbiegung für die obere Begrenzungswand 10 und das von ihr getragene biegeentlastete Un­ terwerkzeug 2. Ein solcher Nullabgleich ist mit relativ einfachen Mitteln steuerungstechnisch zu realisieren. Wenn und solange die obere Begrenzungswand 10 in Richtung der Preßkraft 22 durchgebo­ gen ist, wird der Druck in der Druckkammer 8 gesteigert, indem das Proportionalventil 16 geöffnet wird. Wenn und solange die obere Begrenzungswand 10 wieder in ihre gerade Strecklage zurück­ gekehrt ist, wird das Proportionalventil 16 wieder geschlossen und der bisher in der Druckkammer 8 erzeugte Druck konstant ge­ halten. Sollte aufgrund einer Reduzierung der Preßkraft 22 sich die obere Begrenzungswand 10 einmal nach oben, also entgegen der Wirkung der Preßkraft 22 durchbiegen, so würde das gewissermaßen einer negativen Durchbiegung und dementsprechend einer negativen Soll/Ist-Abweichung entsprechen. In einem solchen Fall wird das Proportionalventil 16 im Sinne einer Entlastung der Druckkammer 8 angesteuert und der Druck etwas reduziert. Sobald - ausgehend von einem solchen Zustand - die obere Begrenzungswand 10 wieder in ihre Strecklage zurückgekehrt ist, kehrt auch das Proportio­ nalventil wieder in seine geschlossene, den Arbeitsdruck konstant haltende Stellung zurück.

Auch der Pressenstößel 5 kann sich zumindest bei sehr großen Tief­ ziehpressen durchbiegen, wobei die Biegeform im wesentlichen von der Anzahl und der Anordnung der Pleuel oder der sonstigen die Preßkraft in den Pressenstößel einleitenden Stempel abhängt. So­ fern auch die preßkraftbedingte Durchbiegung des Pressenstößels 5 kompensiert werden soll, muß auch im Bereich des Pressenstößels 5 bzw. des Oberwerkzeuges 6 ein gesondertes biegeentlastendes Hy­ draulikorgan angeordnet werden. Zwischen dem stößelseitigen bie­ geentlasteten Teil, im Beispiel dem Oberwerkzeug 6 einerseits und dem stößelseitigen Biegeträger, im Beispiel der Pressenstößel 5 andererseits ist ebenfalls eine Druckdose 7′ nach dem Vorbild von Fig. 2 vorzusehen und auch eine entsprechende, gesonderte Durch­ biegungsmessung mittels Sensor sowie eine entsprechende Druck­ steuerung des Kompensationsdruckes.

Claims (7)

1. Hydraulische Durchbiegungskompensation an einer Presse zum Tiefziehpresse von Karosserieteilen, mit einem das Unterwerkzeug aufnehmenden Pressentisch auf dem Pressenfußstück, mit zwei seitlichen, am Pressenfußstück angebrachten Pressenständern und mit einem zwischen diesen geführten, das Oberwerkzeug tragenden, Pressenstößel,
gekennzeichnet durch:

• ⊳ eine im wesentlichen quaderförmige, im Grundriß etwa der Größe des Pressentisches (1) entsprechende Druckdose (7), die auch vom Pressentisch selbst gebildet sein kann, mit einer im Grundriß einer Rechteckform zumindest grob angenäherten Druckkammer (8), deren obere elastisch ausgebildete Begrenzungswand (10) ein biegeentlastetes Teil (2), das ist das Unterwerkzeug oder eine Zwischenplatte, oberseitig vollflächig aufnimmt,
• ⊳ die obere und die untere Begrenzungswand (10 bzw. 11) der Druckkammer (8) sind so biegesteif ausgebildet, daß jede Begrenzungswand einem für eine extreme Durchbiegungskompensation erforderlichen, maximalen Druck in der Druckkammer (8) ohne bleibende Verformung und ohne Berstgefahr standzuhalten vermag,
• ⊳ die untere, vom biegeentlasteten Teil (2) abgekehrte Begrenzungswand (11) der Druckkammer (8) ist aufgrund von randseitigen Füßen oder Distanzleisten (12) zwischen diesen Füßen oder Distanzleisten (12) berührungsfrei zu der die Druckdose (7) abstützenden Unterlage (Pressenfußstück 13) gehalten, wobei Distanzleisten (12) oder Fußreihen parallel zu den ständerseitigen Seitenkanten der Druckdose (7) angeordnet sind,
• ⊳ ein elektro-hydraulischer Druckwandler (20) beaufschlagt die Druckkammer (8) der Druckdose (7) fluidisch in Anpassung an unterschiedliche Pressenbelastungen und zyklusbedingte Preßkraftschwankungen verzögerungsfrei derart, daß die abwärts gerichtete, durch einen Sensor (9) gemessene, preßkraft-bedingte Belastung der oberen Begrenzungswand (10) der Druckkammer (8) zum einen und die aufwärts gerichtete, hydraulisch bewirkte Belastung derselben sich gegenseitig gerade aufheben und die obere Begrenzungswand (8) sowie das von ihr getragene biegeentlastete Teil (2) eben bleiben.

2. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seite der Druckkammer (8) ihrer Länge nach

• ⊳ höchstens etwa der Länge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Werkzeuges (2) und
• ⊳ wenigstens etwa zwei Drittel der Länge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Pressentisches (1) entspricht.

3. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) als wenigstens ein an der oberen Begren­ zungswand der Druckkammer (8) applizierter, deren Durchbiegung erfassender Dehnmeßstreifen (21) ausgebildet ist und daß die Durchbiegung der oberen Begrenzungswand (10) der Druckkammer (8) mittels einer Regelstrecke auf den Durchbiegungs-Sollwert Null geregelt ist, wobei die Pressenbelastung (22) als Störgröße und der Fluiddruck in der Druckkammer (8) als Stellgröße verwendet ist und wobei der Regler der Regelstrecke auf integrierendes Verhalten ausgelegt ist.

4. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Kompensation der preßkraftbedingten Durchbiegung auch im Bereich des Pressenstößels (5) bzw. des Oberwerkzeuges (6) angewandt ist.

5. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckkammer (8) ein justierbares Druckbegrenzungsventil (18) angeschlossen ist.

6. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Bolzendurchführung durch die Druckkammer (8) der Druckdose (7) eine Büchse (24) durch die obere und durch die untere Begrenzungswand (10 bzw. 11) der Druckkammer (8) dichtend hindurchgeführt ist.

7. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (8) der Druckdose (7) bei jedem Pressenzyklus nach Durchlaufen der Pressentiefststellung zyklus- bzw. phasenabhängig zusätzlich gesondert und mit definierter, voreinstellbarer Druckänderungsgeschwindigkeit hydraulisch entlastbar ist.