DE4324963A1 - Blechhalter für einfachwirkende Pressen, insbesondere für mechanische Pressen und Transferpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Blechhalter für einfachwirken­ de Pressen, insbesondere für mechanische Pressen und Trans­ ferpressen zur Blechumformung, zum Gegenhalten während des Umformvorganges, zum Auswerfen der Blechteile nach Beendi­ gung des Umformvorganges mit der Hauptfunktion der energie­ armen Blechhaltung für große Kräfte.

Nach der DD-Patentschrift 267 205 ist bereits ein hydrauli­ scher Blechhalter für einfachwirkende Pressen bekannt, der während des Ziehvorganges ein Verspannen des Werkstückes gegen den Stößel und damit die Blechhaltung erreicht, ohne daß der Stößel gegen diese Kraft arbeiten muß.

Die Lösung dazu besteht darin, daß der Pressenstößel und die Druckbolzenplatte über mindestens zwei Arbeitszylinder so in Wirkverbindung stehen, daß die Druckbolzenplatte über ein Verbindungselement mit einer Traverse in Wirkverbindung steht, an die die Kolbenstange des jeweiligen Arbeitszylin­ ders angelenkt ist, wobei derselbe fest mit dem einen Ende der zugehörigen Verbindungsstange verbunden ist, während das andere Ende der Verbindungsstange am Pressenstößel an­ geordnet ist und daß unterhalb der Druckbolzenplatte ein fest mit derselben verbundener Kolben angeordnet ist, der in einem Pneumatikzylinder geführt ist.

Die Anbindung der Koppelstangen ist bei dieser Lösung auf­ wendig. Weiterhin wird durch den Raumbedarf der Koppel­ stangen im Umfeld des Werkzeugraumes die Ständerweite der Presse vergrößert, der freie Bereich der Werkzeugraum­ umgebung beeinflußt und die Führungsbahnen des Stößels werden nach außen verlagert. Für die Blechhaltertraverse sind unterhalb des Tisches zusätzliche Führungen erforder­ lich.

Das Problem der Erfindung liegt darin, ebenfalls während des Ziehvorganges einer einfachwirkenden Presse bzw. einer einfachwirkenden Ziehstufe einer Transferpresse ein Ver­ spannen des Werkstückes gegen den Stößel und damit die Blechhaltung zu erreichen, ohne daß der Stößel gegen diese Kraft arbeiten muß sowie dabei ohne die Verbindung zwischen Pressenstößel und Druckbolzenplatte auszukommen, um die Ständerweite der Presse zu reduzieren und gleichzeitig die Lage der Stößelführung und den freien Bereich zwischen Seitenständer und Schiebetisch bzw. Seitenständer und Tragschiene nicht zu beeinflussen.

Erfindungsgemäß wird das durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 bis 7 beschrieben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Prinzipdarstellung des Blechhalters mit einseitig druckbeaufschlagbaren Arbeitszylindern und Kissen­ aggregat für die Ziehkissenaufwärtsbewegung sowie einer direkten Verbindung zwischen Kolbenstange jedes Arbeitszylinders mit einem Druckpunkt des Getriebes.

Fig. 2 Prinzipdarstellung des Blechhalters mit zweiseitig druckbeaufschlagbaren Arbeitszylindern und einer geführten Platte zur Verbindung der Arbeitszylin­ der mit dem Getriebe.

Fig. 3 Darstellung des Getriebes im unteren und oberen Totpunkt.

Fig. 4 Weg-Zeit-Diagramm des Stößels und des Blechhalters

1. Ausführungsbeispiel

In der Fig. 1 ist neben der Blechhalterlösung der grund­ sätzliche Pressenaufbau dargestellt, bestehend aus dem Pressengestell 3, dem Pressenantrieb 1 mit der Antriebs­ welle 27 und dem Pressenstößel 2 mit dem Oberwerkzeug 4. Auf dem Pressentisch 18 ist der Schiebetisch 19 gelagert, der das Unterwerkzeug 7 trägt. In diesem Unterwerkzeug 7 ist der Blechhalterrahmen 6 angeordnet, auf dem eine Platine 5 liegt. Der Blechhalterrahmen 6 ist über Zwischen­ bolzen 8 und Druckbolzen 9 mit der Druckbolzenplatte 17 verbunden. Unterhalb des Pressentisches 18 ist zur Umwand­ lung von rotatorischer in translatorische Bewegung ein Getriebe angeordnet, welches über ein Koppelgetriebe 22, hier als Kegelradgetriebe ausgebildet, mit der Antriebs­ welle 27 des Pressenantriebes 1 in Wirkverbindung steht. Die Übersetzung des Koppelgetriebes 22 wird so gewählt, daß das Drehmoment minimiert wird.

Zwischen dem Getriebe und der Druckbolzenplatte 17 sind zwei oder vier Arbeitszylinder 14 mit jeweils beidseitigen Kolbenstangen angeordnet, wodurch ein gegenseitiges Ab­ stützen gewährleistet wird. Der Arbeitskolben 15 jedes Arbeitszylinders 14 ist getriebeseitig druckbeaufschlagbar. Dazu stehen die entsprechenden Zylinderräume mit einem Regelkreis, bestehend aus einem Druckbegrenzungsventil 13 und einem elektrischen Druck-Meßwertaufnehmer 21 einer Steuer- und Regeleinheit 10, einem hydraulischen Steuer­ block 16, einem Hydraulik-Druckerzeuger 11, einer hydrau­ lischen Steuerungs- und Dämpfungseinrichtung 24, die bei Bedarf mit einer Rückzugseinrichtung ausgestaltet werden kann, und einem Pneumatikdruckgefäß 25, in Wirkverbindung.

Weiterhin ist die Druckbolzenplatte 17 über eine Kolben­ stange 41 mit dem Kissenaggregat 23 in pneumatischer Aus­ führung für die Erzeugung der Ziehkissenaufwärtsbewegung und der Auswerfkraft verbunden. Die Kolbenstange 41 steht gleichzeitig mit einem elektrischen Weg-Meßwertaufnehmer 20 in Wirkverbindung, der wiederum an die Steuer- und Regel­ einheit 10 angeschlossen ist.

Das Getriebe zur Umwandlung von rotatorischer in transla­ torische Bewegung ist vorzugsweise als Hebelgetriebe aus­ gebildet.

Vom Koppelgetriebe 22 wird die Drehbewegung auf die An­ triebswelle 30 übertragen. An der Antriebswelle 30 ist eine Kurbel 31 fest angeordnet, deren anderes Ende über eine Koppelstange 32 mit einem im Drehpunkt 33 gelagerten Schwinghebel 34 in Wirkverbindung steht. Das freie Ende des Schwinghebels 34 ist über eine Lasche 35 mit einem Hebelarm 36a eines Winkelhebels 36 verbunden, der in einem Drehpunkt 29 gelagert ist. Der andere Hebelarm 36b ist über eine Lasche 37 mit dem freien Ende eines auf der Antriebswelle 30 drehbar gelagerten Schwinghebels 38 verbunden. Im mitt­ leren Bereich des Schwinghebels 38 ist eine Pleuelstange 39 angeordnet, die mit ihrem anderen Ende an den Druckpunkt 28 angelenkt ist. Die Kolbenstange 12 jedes Arbeitszylinders 14 ist direkt mit einem Druckpunkt 28 des Getriebes verbunden. Entsprechend der Anzahl der Arbeitszylinder 14 des Blechhalters und/oder zur Untersetzung sind dem Ge­ triebe in bekannter Weise und deshalb nicht dargestellte Getrieberäder vorschaltbar. Die Verbindung eines Druck­ punktes 28 mit den Kolbenstangen 12 der Arbeitszylinder 14 ist alternativ auch über eine geführte Platte 26 zu gestal­ ten, wie in Fig. 2 dazu dargestellt.

Zu Beginn der Abwärtsbewegung des Pressenstößels 2 befinden sich die Arbeitszylinder 14 in einer Ruhestellung, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Druckpunkt 28 des Getriebes durchläuft dabei eine Rastphase. Die Arbeitskolben 15 stehen dabei in einer Mittelstellung.

Vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeuges 4 auf die Platine 5 beginnt die Vorbeschleunigung der bewegten Elemente des Blechhalters. Die Vorbeschleunigung wird durch die Kinema­ tik im Getriebe realisiert.

Der Beginn der Vorbeschleunigung wird so gewählt, daß nach ca. 30 mm Weg die bewegten Teile des Blechhalters auf ca. 80% der Stößelgeschwindigkeit beschleunigt worden sind.

In dieser Phase beginnt in den Arbeitszylindern 14 der Druckaufbau entsprechend vorgegebenen Sollwerten.

Das Getriebe ist so ausgelegt, daß es vom Beginn des Kraft­ aufbaues bis zum unteren Totpunkt annähernd den gleichen Weg-Zeit-Verlauf wie der Pressenstößel 2 in diesem Kurbel­ winkelbereich hat.

Während des Ziehvorganges wird der Druck in den Arbeits­ zylinder 14 über den Regelkreis entsprechend dem Weg-Zeit- Verlauf und der Werkstückbedingungen geregelt. Im unteren Totpunkt werden die Arbeitszylinder 14 drucklos geschaltet und das Kissenaggregat übernimmt die Aufwärtsbewegung der Druckbolzenplatte 17. Diese erfolgt in den bekannten Funktionen "ungesteuert" und "Halt in Tiefstlage".

Bei der Funktion "ungesteuert" für den Rücklaufin die Aus­ gangsposition folgt die Druckbolzenplatte 17 dem Pressen­ stößel 2 nach Durchlaufen des unteren Totpunktes ebenfalls nach dessen Weg-Zeit-Verlauf. Ausgeführt wird die Bewegung durch das Kissenaggregat 23. 50-60 mm vor Erreichen der oberen Arbeitslage beginnt die Dämpfungsphase in der be­ kannten Art. Während der Aufwärtsbewegung der Druckbolzen­ platte 17 befinden sich die Arbeitszylinder 14 durch die Stellung des Getriebes noch in ihrer Tiefstlage. Die sich durch das Kissenaggregat 23 aufwärts bewegenden Arbeits­ kolben 15 saugen Öl aus dem Druckerzeuger 11 an.

Danach erfolgt das Anheben der Arbeitszylinder 14 durch das Getriebe in eine Mittelstellung, wobei das zuvor angesaugte Öl wieder in den Druckerzeuger 11 zurückgedrückt wird. Anschließend befindet sich die Druckbolzenplatte 17 wieder in ihrer Ausgangsstellung nach Fig. 1.

Bei der Funktion "Halt in Tiefstlage" verharrt die Druck­ bolzenplatte 17 nach Durchlaufen des Pressenstößels 2 durch den unteren Totpunkt in ihrer Tiefstlage. Bei Bedarf er­ folgt in dieser Phase in bekannter Art der Rückzug. Während die Druckbolzenplatte 17 durch das Kissenaggregat 23 in ihrer Tiefstlage gehalten wird, erfolgt durch das Getriebe das Anheben der Arbeitszylinder 14. Dabei sind die Ventile in den Steuerblöcken 16 so geschaltet, daß ein druckloser Ölumlauf erfolgen kann. Nach dem Entsperren wird die Druck­ bolzenplatte 17 durch das Kissenaggregat 23 nach oben be­ wegt. Die Dämpfungsphase erfolgt ebenfalls 50-60 mm vor der oberen Arbeitslage der Druckbolzenplatte 17. Während dieses Vorganges wird Öl wieder in die Arbeitszylinder 14 ange­ saugt, bis der Arbeitskolben 15 seine annähernde Mittel­ stellung erreicht hat. Danach befindet sich die Druck­ bolzenplatte 17 wieder in ihrer Ausgangslage.

2. Ausführungsbeispiel

Der Unterschied im Aufbau zum 1. Ausführungsbeispiel be­ steht in folgendem:

Die Arbeitskolben 15 jedes Arbeitszylinders 14 sind beid­ seitig mit Druck beaufschlagbar. Demzufolge stehen beide Zylinderräume des Arbeitszylinders 14 mit dem Regelkreis in Wirkverbindung.

Das Kissenaggregat 23 aus dem 1. Ausführungsbeispiel wird dadurch ersetzt und die Aufwärtsbewegung der Druckbolzen­ platte 17 wird von dem Arbeitskolben 15 realisiert. Der Weg-Meßwertaufnehmer 20 ist mit einem Geber 42 verbunden, der an der Druckbolzenplatte 17 angeordnet ist.

Bei der Abwärtsbewegung der Druckbolzenplatte 17 ist die Wirkungsweise des Blechhalters identisch mit der vorge­ nannten Lösung. Der Druckaufbau während der Vorbeschleuni­ gung erfolgt dabei gleichzeitig in den oberen und unteren Zylinderräumen der Arbeitszylinder 14 entsprechend den Sollwerten.

Die Aufwärtsbewegung der Druckbolzenplatte 17 erfolgt ebenfalls nach den 2 bekannten Funktionen.

Bei der Funktion "ungesteuert" folgt die Druckbolzenplatte 17 dem Pressenstößel 2 nach Durchlaufen des unteren Tot­ punktes ebenfalls nach dessen Weg-Zeit-Verlauf.

Angetrieben wird die Druckbolzenplatte 17 dabei durch ein­ fließendes Drucköl in den unteren Zylinderraum des Arbeits­ zylinders 14 und das dadurch bedingte Hochlaufen des Ar­ beitskolbens 15.

Während der Dämpfungsphase vor Erreichen der Ausgangsstel­ lung der Druckbolzenplatte 17 wird dieselbe durch beidsei­ tige, jedoch unterschiedliche Druckbeaufschlagung des Ar­ beitskolbens 15 gesteuert abgebremst. Nachfolgend bewegen sich die Arbeitszylinder 14 durch die Aufwärtsbewegung des Druckpunktes 28 vom Getriebe in ihre obere Lage. Dabei erfolgt eine Relativbewegung des Arbeitskolbens 15 zum Arbeitszylinder 14. Die beiden Zylinderräume des Arbeits­ zylinders 14 werden dabei derart mit Druck beaufschlagt, daß die Druckbolzenplatte 17 in ihrer oberen Lage gehalten wird.

Bei der Funktion "Halt in Tiefstlage" verharrt die Druck­ bolzenplatte 17 nach Durchlaufen des Pressenstößels 2 durch den unteren Totpunkt in ihrer Tiefstlage. Bei Bedarf er­ folgt in dieser Phase der Rückzug. Während die Druckbolzen­ platte 17 in ihrer Tiefstlage gehalten wird, erfolgt das Anheben der Arbeitszylinder 14. Dabei sind die Ventile in den Steuerblöcken 16 so geschaltet, daß ein druckloser Öl­ umlauf erfolgen kann, und eine Relativbewegung zwischen Arbeitszylinder 14 und Arbeitskolben 15 erfolgt. Nach dem Entsperren wird die Druckbolzenplatte 17 aktiv durch das Drucköl unterhalb des Arbeitskolbens 15 nach oben bewegt. Während der Dämpfungsphase wird das bewegte System durch beidseitige, jedoch unterschiedliche Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens 15 gesteuert abgebremst.

Zur Kompensierung der Stößelverstellung und der relativen Lage des Werkstückes zum Tisch, wird der Hub innerhalb der Arbeitszylinder 14 genutzt.

Claims (7)

1. Blechhalter für einfachwirkende Pressen, insbesondere für mechanische Pressen und Transferpressen, bei dem Arbeitszylinder (14) mit beidseitigen Kolbenstangen im Pressentisch angeordnet sind, die sich während des Ziehprozesses gegeneinander abstützen, wobei eine Seite der Kolbenstangen über Übertragungsglieder mit dem Blechhalterrahmen verbunden ist, an dem unterhalb gleichzeitig ein Kissenaggregat für die Erzeugung der Ziehkissenaufwärtsbewegung und der Auswerfkraft ange­ ordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils andere Kolbenstange (12) der Arbeits­ zylinder (14) mit einem Getriebe zur Umwandlung von rotatorischer in translatorische Bewegung verbunden ist,
das Getriebe eingangsseitig mit der Antriebswelle (27) des Pressenantriebes (1) in Wirkverbindung steht und der Arbeitskolben (15) jedes Arbeitszylinders (14) getriebeseitig druckbeaufschlagbar ist.

2. Blechhalter für einfachwirkende Pressen, insbesondere für mechanische Pressen und Transferpressen, bei dem Arbeitszylinder (14) mit beidseitigen Kolbenstangen im Pressentisch angeordnet sind, die sich während des Ziehprozesses gegeneinander abstützen, wobei eine Seite der Kolbenstangen über Übertragungsglieder mit dem Blechhalterrahmen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils andere Kolbenstange (12) der Arbeits­ zylinder (14) mit einem Getriebe zur Umwandlung von rotatorischer in translatorische Bewegung verbunden ist,
das Getriebe eingangsseitig mit der Antriebswelle (27) des Pressenantriebes (1) in Wirkverbindung steht und der Arbeitskolben (15) jedes Arbeitszylinders (14) zweiseitig druckbeaufschlagbar ist.

3. Blechhalter für einfachwirkende Pressen nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen der Antriebswelle (27) des Pressenantriebes (1) und dem Getriebe durch ein Koppelgetriebe (22), wie Kegelrad- oder Zahnriemen­ getriebe, herstellbar ist.

4. Blechhalter für einfachwirkende Pressen nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe so gestaltet ist, daß an der Antriebs­ welle (30) eine Kurbel (31) angeordnet ist, deren ande­ res Ende über eine Koppelstange (32) mit einem im Dreh­ punkt (33) gelagerten Schwinghebel (34) in Wirkverbin­ dung steht und das freie Ende des Schwinghebels (34) über eine Lasche (35) mit einem Hebelarm (36a) eines in einem Drehpunkt (29) gelagerten Winkelhebels (36) ver­ bunden ist, wobei der andere Hebelarm (36b) über eine Lasche (37) mit dem freien Ende eines auf der Antriebs­ welle (30) drehbar gelagerten Schwinghebels (38) ver­ bunden ist und im mittleren Bereich des Schwinghebels (38) eine Pleuelstange (39) angeordnet ist, die mit ihrem anderen Ende an den Druckpunkt (28) angelenkt ist.

5. Blechhalter für einfachwirkende Pressen nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) der Arbeitszylinder (14) über eine geführte Platte (26) mit dem Druckpunkt (28) des Getriebes verbunden ist.

6. Blechhalter für einfachwirkende Pressen nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) jedes Arbeitszylinders (14) direkt mit einem Druckpunkt (28) des Getriebes ver­ bunden ist.

7. Blechhalter für einfachwirkende Pressen nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Getriebe zur Untersetzung und/oder entsprechend der Anzahl der Arbeitszylinder (14) des Blechhalters Getrieberäder vorschaltbar sind.