-
Einrichtung zum Steuern des Druckes eines pneumatischen bzw. hydropneumatischen
Faltenhalters einer Blechziehpresse Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Steuern des Druckes eines pneumatischen bzw. hydropneumatischen Faltenhalters
einer Blechziehpresse während des Ziehvorganges in Abhängigkeit von der Dewegung
des Ziehstempels.
-
Bei den bekannten Vorrichtungen kommen mechanisch oder hydraulisch
bzw. pneumatisch betätigte Falterhalter zur Anwendung, die gemäß einer vorher bestimmten
Einstellung das Werkstück mit einer bestimmten Kraft gegen das Ziehwerkzeug andrücken.
Diese Kraft bleibt bei den hydraulisch oder pneumatisch betätigten Niederhaltern
während der Durchführung des Ziehvorganges konstant (Abb. z -der Zeichnung, in welchem
die gestrichelte Linie die Ziehkraft und die volle Linie den Niederhaltungsdruck
bedeutet) und bei den mechanisch betätigten Niederhaltern steigt sie mit fortschreitender
Verformung gemäß der Werkstoffverdickung infolge der Umfangsverkürzung während des
Ziehvorganges an (vgl. Abb. 2).
-
Des weiteren waren Vorrichtungen zur Regelung .des Druckes auf den
Blechhalter bei Ziehpressen 'bekannt, bei denen der auf den Blechhalter wirkende
Druck selbsttätig entsprechend der Vorwärtsbewegung des Ziehstempels so geregelt
wurde, daß der Druck des Blechhalters auf das Blech allmählich geringer wurde.
-
Diese bekannten Niederhalter konnten bei der Verformung von Stahl,
Eisenblechen und ähnlichen Werkstoffen befriedigen. Bei der
Verformung
von Leichtmetall ist dies nicht mehr der Fall. Es müssen hierbei die verschiedenen
Eigenschaften dieser Werkstoffe;: die auf Grund ihrer unterschiedlichen Ziz salnmeiisetzung
sehr vielgestaltig sind, noch weitgehend berücksichtigt werden. Wie die A11. i und
2 zeigen, tritt beim Verformungsvorgang unmittelbar nach Beginn desselben die größte
Ziehkraft auf und somit auch die größte Beanspruchung des zu v erforinenden Werkstoffes,
so daß in diesem Augenblick die Gefahr des Reifens des Werkstoffes besteht. wenn
die Einstellung der Niederhaltungskraft nicht sorgfältig erfolgt. Diese Gefahr ist
bei mechanisch betätigten Niederhaltern noch größer, weil ja der eingestellte Niederhaltungsdruck
beim Erreichen der größten Verformungskraft auch noch angewachsen ist. Man konnte
bei den bekannten Vorrichtungen immer nur je nach der Eigenart des zu verformenden
Werkstoffes bzw. dessen Verhaltens während der verschiedenen Phasen des Ziehvorganges
einen gerade noch unter der Zerreißgrenze liegenden bestimmten Niederhaltungsdruckwählen
und diesen einmalig einstellen oder den Druck des Blechhalters auf das Blech entsprechend
der Vorwärtsbewegung es Ziehstempels allmählich geringer werden lassen. Diese Einstellung
ist bei der Verformung von Leichtmetallen im Hinblick auf deren grundverschiedene
Eigenschaften unzureichend.
-
Die Erfindung beseitigt diesen Mangel. Sie bezweckt, eine Vorrichtung
zu schaffen, mit welcher den Eigenschaften der zu verformenden Werkstoffe während
des Ablaufes des Ziehvorganges weitgehend Rechnung getragen werden kann. Dies wird
dadurch erreicht, daß in die zum Faltenhalterzylinder führende Druckmittelleitung
eine Anzahl von auf verschiedene Druckhöhen eingestellte Ventile eingeschaltet sind,
die nacheinander zur Wirkung kommen. Es kann somit die Faltenhalterkraft dann, wenn
die Verformungskraft ihren höchsten Wert erreicht und infolgedessen der Werkstoff
der größten Beanspruchung unterliegt, auf einen geringeren Wert eingestellt werden.
Sie kann dagegen dann, wenn die Verformungskraft beim weiteren Fortschreiten des
Ziehvorganges abfällt, entsprechend erhöht werden. Durch diese veränderliche Einstellung
der Niederhaltungskraft gemäß der Erfindung ist ein gefahrloses Durchführen des
Verformungs- 1 vorganges möglich. Die veränderliche Druckeinstellung kann nach Belieben
und Erfordernis erfolgen, und sie ergibt als weiteren Erfolg der Erfindung die Möglichkeit
einer Einstellung, etwa gegen Ende des Verfortnungsvorganges, die die Niederhaltungskraft
so steigert, daß ein weiteres Nachfließen des Werkstoffes nicht mehr möglich ist,
so daß die Niederhaltung wie eine feste Einspanltung wirkt und die weitere Formgebung
@''cercli Recken, ähnlich dein Streckziehen bzw. ' ."Eiefziehen, mittels Gummistempels
erfolgt. fies ergibt falten- und spannungsfreie Bauteile von bisher nicht gekannter
Güte.
-
Die Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann so durchgeführt werden,
daß die in die Druckmittelleitung des Faltenhalterkolbens eingebauten, auf verschiedene
DruckhÖhen eingestellten Ventile als Magnetventile ausgebildet sind, welche von
einem Schaltglied in bestimmter Reihenfolge eingeschaltet werden, und daß das Schaltglied
der Magnetventile mit dein Ziehstempel gekuppelt ist.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die in die
Abzweigungen der Druckmittelhauptleitung eingebauten Ventile als Drosselventile
ausgebildet.
-
Es ergeben sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung Einstellmöglichkeiten
für den Faltenhalterdruck gemäß den :ebb. 3 bis 6 der Zeichnung. Abb. 5 -zeigt beispielsweise,
daß der Faltenhalterdruck während des Auftretens der größten Ziehkraft seinen niedrigsten
Wert erreicht, wodurch eine Überbeanspruchung des Werkstoffes vermieden ist.
-
Die Abb.7 zeigt in schematischer Darstellungsweise eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes.
-
Mit i ist das Unterteil der Ziehpresse oder der Pressentisch bezeichnet.
Auf dein Pressentisch ist das Ziehwerkzeug 2 aufgespannt. 3 ist das auf dieses aufgelegte
Werksdick, ini Ausführungsbeispiel eine runde Blechscheibe, die zu einem topfartigen
Hohlgefäß verformt werden soll. 4. ist der auf das Werkstück zur Einwirkung kommende
Faltenhalter. Der Faltenhalter wird von einem Kolben .5 betätigt, welcher in dem
Zylinder 6 arbeitet. In einer Mittelbohrung des Kolbens 5 ist der Zylinder 7 für
den auf geeignete Weise angetriebenen Ziehstempel S angeordnet. Die beiden Zylinder
6 und 7 können durch diese Anordnung einen einheitlichen Körper bilden, welcher
auf dein Pressengehäuse 9 festgelegt ist.
-
,in Boden des Zylinders 6 ist die l..eitung io für das Druckmittel
(Prellluft oder Preßflüssigkeit) angeschlossen. Die Leitung io ist vom Hauptarbeitsventil
i i abgezweigt und wird mittels des in dieselbe eingebauten Maglletventils 12 geöffnet
und geschlossen, welches über einen elektrischen Fußschalter 14 bedient wird. Über
diese Leitung io wird der Rückhub des Arbeitskolbens 5 für den Faltenhalter .:1.
eingeleitet. Die Leitung 13, welche im Deckel des Zylinders 6 ist, dient zur Zu-
und abfülirung
des Druckmittels für den Arbeitshub des Faltenhalterkolbens
5. In .dieser Leitung 13 sind dem Hauptarbeitsventil ii eine Anzahl Magnetventile,
im Ausführungsbeispiel drei, nämlich i 5, i 6; I7, vorgeschaltet. Jedes dieser Ventile
r5, 16, 17 sitzt vor einem Druckwindkessel 18 bzw. ig bzw. 2o mit den Druckmessern
2i, 22 23. Der Arbeitsdruck in den Windkesseln 18, ig, 2o ist über die Drosselventile
2q., 25, 26 vom Hauptarbeitsventil i i regelbar.
-
Die Bedienung der in die Leitung 13 eingeschalteten Magnetventile
erfolgt von dem Schaltglied 3o aus, welches im Ausführungsbeispiel in - Art eines
Walzenschalters ausgestaltet ist und die Schaltsegmente Sod, 30b, 30c über seinen
Umfang verteilt aufweist. Das Schaltglied 30 sitzt auf einer Kurbelwelle
31 und schleift während seiner Drehbewegungen an den Kontakten 32a, 32b, 32c vorbei,
an welche die- zu den Magnetventilen 15, 16, 17 führenden elektrischen Leitungen
angeschlossen sind. Die Kurbelwelle 31 wird von der Kurbelstange 33 betätigt, die
mit dem Ziehstempel gekuppelt ist. Auf der Kurbelwelle 31 sitzt weiterhin noch das
Schaltglied 35 zur Bedienung des in die Leitung 13 eingebauten Magnetventils 36
zur Regelung des Auslasses des Druckmittels, wenn der Rückhub des Faltenhalterkolbens
bewirkt werden soll.
-
Die Einstellung der Vorrichtung ist wie folgt: Nach öffnen des Hauptarbeitsventils
i i steht vor den Drosselventilen 2q., 25, 26 ein gewisser Mindestdruck, angenommen
6 atü. Die Drosselventile 2q., 25, 26 werden nach dem für den zu verformenden Werkstoff
geeigneten Faltenhaltersteuerplane oder Steuerprogramm eingestellt, beispielsweise
gemäß dem Schaubild in Abb. 5. Es ergeben sich also folgende Einstellungen: für
das Magnetventil 15 q. atü, für das Magnetventil 16 2 atü, für das. Mugnetventil
7 6 atü. Dein Magnetventil i2 in der Rückhubleitung io ist ebenfalls ein Drosselventil
38 vorgeschaltet, welches auf i atü eingestellt wird. Dieser Druck lastet ständig
auf dem Boden des Faltenhalterkolbens 5, welcher mithin von dem Differenzbetrag
, des um ein Mehrfaches höheren Arbeitsdruck betätigt wird.
-
Die Schaltung der Ventile 15, 16, 17 erfolgt beim Arbeitshub des Ziehstempels
8 selbsttätig infolge der Kupplung des Schaltgliedes 30 mit demselben. Der
Ziehstempelhub x entspricht einer halben Umdrehung der Kurbelwelle 3 i, wie bei
y angegeben.
-
Durch die Einstellung der Ventile 15, 16, 17 wird mithin bei Beginn
des Ziehvorganges ein Niederhaltungsdruck von 3 atü auf das Werkstück 3 ausgeübt.
Beim Weiterziehen wird vor dem Auftreten der größten Ziehkraft selbsttätig auf das
-Ventil 16 umgeschaltet, welches jetzt einen Niederhaltungsdruck von i atü liefert,
so daß im Augenblick der höchsten Beanspruchung des Werkstoffes die Gefahr res Reißens
vollständig ausgeschaltet ist. Im weiteren Forgang des Ziehvorganges, und zwar etwa
gegen Ende desselben, wird nunmehr das Ventil 17 selbsttätig eingeschaltet, über
welches ein Niederhaltungsdruck von 5 atü auf das Werkstück zur Einwirkung kommt.
Dieser hohe Druck läßt ein Weiterfließen des Werkstoffes nicht mehr zu. Er wirkt
wie eine feste Einspannung, so daß in diesem letzten Teildes Ziehvorganges der Werkstoff
in sich selbst weitergezogen wird, ähnlich wie beim Streckziehen oder Tiefziehen
mittels Gummistempels. Es wird durch dieses Recken ein unbedingt spannungsfreier
und faltenloser Preßling erzielt. Das Recken erfolgt wiederum nur während einer
bestimmten Zeitdauer, denn beim Weiterbewegen des Ziehstempels wird nun das Ventil
36 geschaltet, welches die Druckmittelleitung 13 öffnet, wenn der Ziehvorgang beendet
wird. Das Druckmittel entweicht aus der Leitung 13, und der ständig auf der Unterseite
des Kolbens 5 lastende Druck bewirkt den Rückhub des Kolbens 5 in seine obere Totpunktlage.
-
Die Anzahl und Anordnung der in die Druckmittelleitung 1.3 eigebauten
Ventile ist unbenommen. Die Steuerung kann ebenfalls auf beliebige Weise durchgeführt
werden, beispielsweise kann an Stelle der dargestellten Zeitschaltung auch eine
stufenlose Regelung zur Anwendung kommen (Abb.6).
-
Mit dieser Vorrichtung ist die Möglichkeit gegeben, -vor Beginn der
Verformung den für den jeweils zu verformenden Werkstoff günstigsten Faltenhalterdruck
einzustellen. Es werden bisher nicht erreichbare saubere und spannungsfreie Formkörper
erzielt. Es ist mit dem Erfindungsgegenstand eine Vorrichtung geschaffen worden,
die jede beliebige Einstellung des Faltenhalterdruckes außerhalbdes gefährlichen
Ziehbereichs beim Auftreten der größten Ziehkraft und damit der höchsten Beanspruchung
des Werkstoffes zuläßt.