EP0422491A1 - Ziehapparat in Ziehstufen von Pressen - Google Patents

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EP0422491A1
EP0422491A1 EP90118941A EP90118941A EP0422491A1 EP 0422491 A1 EP0422491 A1 EP 0422491A1 EP 90118941 A EP90118941 A EP 90118941A EP 90118941 A EP90118941 A EP 90118941A EP 0422491 A1 EP0422491 A1 EP 0422491A1
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EP
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pressure
cylinder
bridge
locking
segments
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EP90118941A
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Siegfried Baur
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L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/14—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies pneumatically or hydraulically

Definitions

  • the invention relates to drawing apparatuses in presses, with a pressure cheek for sheet metal holding during drawing, with pressure cylinders acting on the sheet metal holder in the tools via the pressure cheek, the pressure of which can be adjusted separately via control means, and with locking cylinders for controlled raising of the sheet metal holder after the drawing.
  • Drawers are used to generate sheet metal holding forces during forming (pulling) and ejector movement (bringing up) the drawn part from the tool of a press.
  • the sheet metal holding forces or counter holding forces during drawing are applied by pressure cylinders, the pressure of which can be adjusted separately to the drawing requirements, avoidance of cracks and wrinkling.
  • the ejector movement for bringing up the molded part is controlled by locking cylinders.
  • From DE 28 06 528 B 2 is a device for mechanical height adjustment of four pressure points of a sheet metal holder be knows.
  • the object according to the invention is not achieved by this measure in the case of generic drawing apparatuses.
  • the starting position for the start of drawing should be controllable, and the bottom dead center for the drawing device should be adjustable to the tool requirements.
  • Each of the segments of the pressure cheek can be sensitively adjusted to the requirements of drawing in partial areas of the drawn part.
  • the console common to all piston rods or all pressure rods enables joint control of the run-up movement of all pressure rods.
  • the valve control according to claim 2 enables exact maintenance of the predetermined locking point of the ejector movement.
  • the pressure cheek 3 consists of segments 4 and is mounted in the press table 1 so that it can be raised and lowered.
  • the segments 4 are connected to one another via ball or similar joints 7.
  • stops 46 are provided, which overlap each other.
  • the drawing apparatus indicated as a whole by 2, has a cylinder bridge 8 which is fastened in the press table 1.
  • On the cylinder bridge 8 are drawing cylinders 9, a front acceleration cylinder 11 and locking cylinder 14 arranged.
  • the drawing cylinders 9 engage via a push rod 10 in the extension of the piston rods below on a bracket 5.
  • the console 5 is placed on the segments 4 via push rods with ball or similar joints 6.
  • the console 5 can be raised and lowered with the movement of the push rods 10 and can be locked by the locking cylinders 14 and their piston rods in the run-up movement.
  • the locking cylinders 14 cooperate with a lifting bridge 12.
  • this forms an assembly with the bracket 5 and the segments 4, which allows the segments 4 to move relative to one another essentially in the direction of pressure of the segments 4.
  • the locking cylinders 14 engage in the center of the bracket 5 and on both sides to the pre-acceleration cylinder 11.
  • the pre-acceleration cylinder 11 acts in the pulling direction on the lifting bridge 12 and thus brings about a downward movement of the segments 4 and of the sheet metal holder in the tool shortly before the upper part of the tool hits the drawn part.
  • Fig. 3 shows with the cylinder bridge 8 and the lifting bridge 12 the special arrangement of the pre-acceleration cylinder 11 and one of e.g. two locking cylinders 14.
  • the second locking cylinder is indicated with 14 '.
  • the locking cylinders 14 have a pressure chamber 47 (FIG. 5) which is closed at the bottom by a piston 15.
  • a spindle 22 can be guided from below against the piston 15, which spindle can be screwed upwards out of the lifting bridge 12 in a threaded bushing 23 and screwed downwards into the latter.
  • the distance 48 which can be set between the spindle 22 and the piston 15 by adjusting the spindle 22 determines the point in time at which the run-up of the drawing apparatus is interrupted (36 in FIG. 4).
  • the upper part of the spindle 22 interacts with a hub 18 via a longitudinal groove-key connection 20.
  • the hub 18 is rotatably supported in a bearing on the piston insert 16.
  • the hub 18 and thus the threaded spindle 22 are in rotary connection via a gear pair 19 with an adjusting means 21.
  • the piston of the pre-acceleration cylinder 11 forms a threaded bushing 30 in the center of the lifting bridge 12 rotatably mounted threaded spindle 29 an earlier or later entrainment of the lifting bridge 12 when the pre-acceleration cylinder 11 is acted upon Adjustment means 24 in rotary connection.
  • the diagram in FIG. 4 shows with curve 31 the movement course of the ram - stroke over time or angle of rotation -.
  • the bottom dead center of the movement of the ram of the press is indicated, which is also the bottom dead center of the drawing apparatus in this diagram.
  • the bottom dead center of the drawing apparatus is reached simultaneously with the dead center of the ram; however, the height of the dead center position can vary.
  • 32 shows a high position of the pressure cheek 3 or its segments 4.
  • the application of the pre-acceleration cylinder 11 causes the segments 4 to be lowered in the area 34 before the upper tool part hits the drawn part.
  • the valve 38 shown in FIG. 5 is switched open.
  • the pressure spaces 47 of the locking cylinder 14 are connected to a low pressure source 40.
  • the pressure chamber 47 which decreases in the run-up phase 37, fills with hydraulic oil.
  • the valve 39 In order to bring about the stop phase 36 of the drawing apparatus, the valve 39 must be opened at a point in time, which is indicated at 44 in FIG. 4.
  • the pressure spaces 47 of the locking cylinders 14 are connected to a high-pressure source 41.
  • the valve 38 can ge at this time be closed. Further means known per se, also from the application, for constant pressure and for avoiding pressure setbacks are not shown in FIG. 5.
  • the valve 42 is used to control the drawing apparatus in the run-up phase 37.
  • the pressure chambers 47 are connected to an oil drain 43.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
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  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Abstract

Bei einem Ziehapparat (2) in Ziehstufen einer Presse ist die Druckwange (3) in Segmente (4) unterteilt, in deren Eckbereichen Druckzylinder (9) angreifen. Die Druckzylinder (9) sind pressenfest. Deren Kolbenstangen wirken über Druckstangen (10) auf eine heb- und senkbare Konsole (5). Es ist zumindest ein gestellfester Sperrzylinder (14) vorgesehen, der über eine Hubbrücke (12) an der Konsole (5) angreift und entsprechend seiner Druckbeaufschlagung eine Aufwärtsbewegung der Konsole (5) und somit der Druckwange (3) verhindert. Der Zeitpunkt der Halt-Phase in der Hochlaufphase ist durch Ventilsteuerung des Druckes in den Sperrzylindern (14) bestimmbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft Ziehapparate in Pressen, mit einer Druck­wange zur Blechhaltung beim Ziehen, mit über die Druckwange auf Blech­halter in den Werkzeugen wirkende Druckzylinder, deren Druck separat über Steuermittel einstellbar ist, und mit Sperrzylindern für ein ge­steuertes Hochbringen des Blechhalters nach dem Ziehen.
  • Ziehapparate dienen der Erzeugung der Blechhaltekräfte während der Umformung (Ziehen) und der Auswerferbewegung (Hochbringen) des Ziehteils aus dem Werkzeug einer Presse. Die Blechhaltekräfte bzw. Ge­genhaltekräfte beim Ziehen werden von Druckzylindern aufgebracht, de­ren Druck separat auf die Zieherfordernisse, Vermeidung von Rissen und Faltenbildung, einstellbar ist. Die Auswerferbewegung für das Hochbringen des geformten Ziehteils wird über Sperrzylinder gesteu­ert.
  • Aus der EP 0 173 755 A1 ist es bekannt, die Blechhaltekräfte in den verschiedenen Andruckbereichen vor und während der Umformung anzu­passen. Aus der DE 35 05 984 A1 ist es bei einem Ziehapparat bekannt, die Auswerferbewegung des Blechhalters zeitverzögert auf die Hochlauf­bewegung des Stößels und die Geschwindigkeit der Auswerferbewegung zu steuern. Aus der DE 38 07 683 A1 sind zudem noch weitere Steuerungs­maßnahmen für den Blechhalter bekannt. So dient beispielsweise die Be­wegung und der Stopp eines Druckzylinderkolbens der Bewegungsbegren­zung des Kolbens eines weiteren Druckzylinders, hier eines Ziehzylin­ders. Weiterhin zeigt diese Druckschrift eine geteilte Druckwange, de­ren Segmente einzeln druckbeaufschlagbar sind.
  • Aus der DE 28 06 528 B 2 ist zwar eine Einrichtung zur mechani­schen Höheneinstellung von vier Druckpunkten eines Blechhalters be­ kannt. Die Aufgabe nach der Erfindung wird durch diese Maßnahme bei gattungsgemäßen Ziehapparaten jedoch nicht gelöst.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Auswerferbewegung der Druck­zylinder in einer gezielt vorgebbaren Stellung, z.B. nach 10 mm zu un­terbrechen und die Hochbringerbewegung für die Druckwange zu einem späteren, zeitlich verzögerten Augenblick erneut aufzunehmen. Hierbei soll einerseits die Ausgangslage für den Ziehbeginn steuerbar, als auch der untere Totpunkt für den Ziehapparat auf die Werkzeugerforder­nisse einstellbar sein.
  • Die Aufgabe ist gelöst bei einem Ziehapparat gattungsgemäßer Art durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1.
  • Jedes der Segmente der Druckwange ist feinfühlig auf die Erforder­nisse des Ziehens in Teilbereichen des Ziehteils einstellbar. Die al­len Kolbenstangen bzw. allen Druckstangen gemeinsame Konsole ermög­licht eine gemeinsame Steuerung der Hochlaufbewegung aller Druckstan­gen. Die Ventilsteuerung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine exakte Ein­haltung des vorbestimmten Rastpunktes der Auswerferbewegung.
  • Die Merkmale der weiteren Ansprüche kennzeichnen vorteilhafte und für sich erfinderische Ausgestaltungen.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll im folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen
    • Fig. 1 einen Ziehapparat nach der Erfindung in teilweise geschnittener Ansicht,
    • Fig. 2 eine Ansicht auf die geteilte Druckwange in dem Ziehapparat nach Fig. 1,
    • Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit Sperrvor­richtung und Hubeinstellung,
    • Fig. 4 in einem Diagramm die Stößel- und Ziehapparat­bewegungen und
    • Fig. 5 eine Hydraulikschaltung für die Sperrzylinder.
  • Die Druckwange 3 besteht aus Segmenten 4 und ist in dem Pressen­tisch 1 heb- und senkbar gelagert. Die Segmente 4 sind untereinander über Kugel- od. dgl. Gelenke 7 verbunden. Hierfür sind einander unter­fassende Anschläge 46 vorgesehen. Der insgesamt mit 2 angedeutete Ziehapparat weist eine Zylinderbrücke 8 auf, die in dem Pressentisch 1 befestigt ist. An der Zylinderbrücke 8 sind Ziehzylinder 9, ein Vor­ beschleunigungszylinder 11 und Sperrzylinder 14 angeordnet. Die Zieh­zylinder 9 greifen über Druckstangen 10 in der Verlängerung der Kol­benstangen unterhalb an einer Konsole 5 an. Die Konsole 5 ist über Druckstangen mit Kugel- od. dgl. Gelenken 6 an die Segmente 4 gelegt. Die Konsole 5 ist mit der Bewegung der Druckstangen 10 heb- und senk­bar sowie von den Sperrzylindern 14 und deren Kolbenstangen in der Hochlaufbewegung sperrbar. Die Sperrzylinder 14 wirken hierfür mit einer Hubbrücke 12 zusammen. Diese bildet vermittels Spannbolzen 13 mit der Konsole 5 und den Segmenten 4 eine Baugruppe, die eine gegen­seitige Bewegung der Segmente 4 im wesentlichen in Druckrichtung der Segmente 4 untereinander zuläßt.
  • Fig. 2 zeigt den Angriff der von den Ziehzylindern 9 beaufschlag­ten Druckstangen 10 über die Kugel- od. dgl. Gelenke 6 in den Eckbe­reichen 45 der Segmente 4. Die Sperrzylinder 14 greifen mittig zur Konsole 5 und beidseitig zu dem Vorbeschleunigungszylinder 11 an. Der Vorbeschleunigungszylinder 11 wirkt in Ziehrichtung auf die Hubbrücke 12 und bewirkt somit eine Abwärtsbewegung der Segmente 4 und des Blechhalters im Werkzeug kurz vor dem Auftreffen des Werkzeugober­teils auf das Ziehteil.
  • Fig. 3 zeigt mit der Zylinderbrücke 8 und der Hubbrücke 12 die be­sondere Anordnung des Vorbeschleunigungszylinders 11 und eines von z.B. zwei Sperrzylindern 14. Der zweite Sperrzylinder ist mit 14′ an­gedeutet. Die Sperrzylinder 14 weisen einen Druckraum 47 (Fig. 5) auf, der nach unten von einem Kolben 15 abgeschlossen ist. Gegen den Kolben 15 ist von unten eine Spindel 22 führbar, die in einer Gewinde­buchse 23 in der Hubbrücke 12 nach oben aus dieser heraus schraubbar und nach unten in diese hinein schraubbar ist. Der zwischen Spindel 22 und Kolben 15 vermittels Verstellung der Spindel 22 einstellbare Abstand 48 bestimmt den Zeitpunkt, in dem der Hochlauf des Ziehappa­rats unterbrochen wird (36 in Fig. 4). Der obere Teil der Spindel 22 wirkt über eine Längsnut-Paßfederverbindung 20 mit einer Nabe 18 zu­sammen. Die Nabe 18 ist in einem Lager an dem Kolbeneinsatz 16 dreh­bar gelagert. Die Nabe 18 und somit die Gewindespindel 22 stehen über eine Zahnradpaarung 19 mit einem Stellmittel 21 in Drehverbindung.
  • In gleicher Weise bildet der Kolben des Vorbeschleunigungszylin­ders 11 mit einer mittig zur Hubbrücke 12 in einer Gewindebuchse 30 drehgelagerten Gewindespindel 29 eine frühere oder spätere Mitnahme der Hubbrücke 12 bei Beaufschlagung des Vorbeschleunigungszylinders 11. Die Spindel 29 ist über eine Längsnut-Paßfederverbindung 28 in ihrem oberen Teil mit einer in einem Lager 26 an dem Vorbeschleuni­gungszylinder 11 gelagerten Nabe 27 und eine Zahnradpaarung 25 mit einem Stellmittel 24 in Drehverbindung.
  • Das Diagramm in Fig. 4 zeigt mit der Kurve 31 den Bewegungsver­lauf des Stößels - Hub über der Zeit bzw. Drehwinkel -. Mit 35 ist der untere Totpunkt der Bewegung des Stößels der Presse angege­ben, der in diesem Diagramm auch der untere Totpunkt des Ziehapparats ist. Entsprechend den Werkzeugdimensionen (Höhenmaße) und der Verwen­dung unterschiedlich langer Druckbolzen zwischen den Segmenten 4 und dem Blechhalter oder den Blechhaltern in einem auf dem Pressentisch 1 aufgesetzten Werkzeug wird der untere Totpunkt des Ziehapparats zwar zeitgleich mit dem Totpunkt des Stößels erreicht; die Höhe der Tot­punktlage kann jedoch variieren. Mit 32 ist eine Hochlage der Druck­wange 3 bzw. deren Segmente 4 dargestellt. Die Beaufschlagung des Vor­beschleunigungszylinders 11 bewirkt eine Absenkung der Segmente 4 im Bereich 34 vor dem Auftreffen des Werkzeugoberteils auf dem Ziehteil. Das Herausschrauben der Spindel 29 aus der Hubbrücke 12 in Fig. 3 nach oben führt zu einer Hochlage, die z.B. durch Position 33 in Fig. 4 angedeutet wurde. Mit 34′ ist wiederum die Vorbeschleunigung der Segmente 4 angedeutet. Um den Ziehapparat mit den Segmenten 4 in der Hochlaufbewegung 37 zu unterbrechen, sind die in Fig. 5 gezeigten Ven­tile 38 und 39 entsprechend zu beaufschlagen. Mit 36 ist eine Halt-­Phase des Ziehapparats dargestellt, um das Ziehteil, nachdem es aus der Form des Werkzeugs ausgehoben worden ist, dem Werkzeug zu entneh­men.
  • In der Ziehphase ist das in Fig. 5 gezeigte Ventil 38 offen ge­schaltet. Dadurch sind die Druckräume 47 des Sperrzylinders 14 mit einer Niederdruckquelle 40 verbunden. Hierdurch füllt sich der in der Hochlaufphase 37 sich verkleinernde Druckraum 47 mit Hydrauliklöl. Um nun die Halt-Phase 36 des Ziehapparats zu bewirken, ist zu einem Zeit­punkt, der mit 44 in Fig. 4 angedeutet ist, das Ventil 39 zu öffnen. Dadurch sind die Druckräume 47 der Sperrzylinder 14 mit einer Hoch­druckquelle 41 verbunden. Das Ventil 38 kann zu diesem Zeitpunkt ge­ schlossen werden. Weitere, an sich auch von der Anwendung her bekann­te Mittel zur Druckkonstanz und zur Vermeidung von Druckrückschlägen sind in Fig. 5 nicht dargestellt. Das Ventil 42 dient der Steuerung des Ziehapparats in der Hochlaufphase 37. Hierbei werden die Druck­räume 47 mit einem Ölablaß 43 verbunden.

Claims (5)

1. Ziehapparat in Ziehstufen von Pressen, mit einer Druckwange zur Blechhaltung beim Ziehen, mit über die Druckwange auf Blechhalter in den Werkzeugen wirkende Druckzylinder, deren Druck separat über Steuermittel einstellbar ist, und mit Sperrzylindern für ein gesteuer­tes Hochbringen des Blechhalters nach dem Ziehen, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Druckwange (3) in Segmente (4) unterteilt ist, die einzeln und auch gemeinsam gegen den bzw. die Blechhalter legbar sind, daß zumindest in den Eckbereichen (45) jedes der Segmente (4) ein Druckzylinder (9) angreift, daß die Druckzylinder (9) pressenfest angeordnet sind und die von diesen beaufschlagten Kolbenstangen bzw. Druckstangen (10) in der Verlängerung der Kolbenstangen über eine al­len Druckstangen (10) gemeinsame heb- und senkbare Konsole (5) starr miteinander verbunden sind, und daß zumindest ein gestellfester Sperr­zylinder (14) an der Konsole (5) angreift, dessen Sperr- (Druck-)raum (47) vermittels Ventilen (38, 39, 42) in Abhängigkeit von der Stößel­bewegung (31) mit einer Druckquelle (40, 41) oder mit einem Ölablaß (43) fließverbindbar ist.
2. Ziehapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperr-(Druck-)raum (47) des Sperrzylinders (14), bei Verwen­dung mehrerer Sperrzylinder (14) deren Sperräume (47), vermittels Ven­tilsteuerung (38, 39) einerseits an eine Druckquelle (40) für einen hohen Volumenstrom, andererseits an eine Druckquelle (41) für einen hohen Druck schaltbar sind.
3. Ziehapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine pressenfeste Zylinderbrücke (8), an der die Ziehzylinder (9) und Sperrzylinder (14) fest gelagert sind, durch eine unterhalb der Seg­mente (4) angeordnete und mit diesen heb- und senkbare Konsole (5), an der die Ziehzylinder (9) über Druckstangen (10) angreifen, durch eine Hubbrücke (12) unterhalb der Zylinderbrücke (8), die vermittels Spannbolzen (13) mit den Segmenten (4) und der Konsole (5) heb- und senkbar ist, und durch eine Spindel (29), die in einer in der Hub­brücke (12) befestigten Gewindebuchse (30) drehbar gelagert und durch ein Stellmittel (24) verstellbar ist zum Herausschrauben aus der Hub­brücke (12) oder Hineinschrauben in diese zum Anschlag an der Zylin­derbrücke (8).
4. Ziehapparat nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Druckzylinder (11) für die Vorbeschleunigung von Druck­wange (3, 4), Konsole (5) und Brückenteil (12) in Ziehrichtung, wobei die erste Spindel (29) von unten gegen den Kolben bzw. die Kolben­stange des Druckzylinders (11) legbar ist.
5. Ziehapparat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine pressenfeste Zylinderbrücke (8), an der die Ziehzylinder (9) und Sperrzylinder (14) fest gelagert sind, durch eine unterhalb der Seg­mente (4) angeordnete und mit den Segmenten (4) heb- und senkbare Kon­sole (5), an der die Ziehzylinder (9) über Druckstangen (10) angrei­fen, durch eine Hubbrücke (12) unterhalb der Zylinderbrücke (8), die vermittels Spannbolzen (13) mit den Segmenten (4) und der Konsole (5) heb- und senkbar ist, durch eine erste Spindel (29), die in einer in der Hubbrücke (12) befestigten Gewindebuchse (30) vermittels Stellmit­tel (24) aus der Hubbrücke (12) heraus und in diese hinein schraubbar ist zum Anschlag an der Zylinderbrücke (8), und durch eine zweite Spindel je Sperrzylinder (14), die in einer in der Hubbrücke (12) be­festigten Gewindebuchse (23) vermittels Stellmittel (21) aus der Hub­brücke (12) heraus und in diese hinein schraubbar ist und die von un­ten mit dem Kolben (15) des Vorbeschleunigungszylinders (14) in Wirk­verbindung bringbar ist.
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