EP0773076A1 - Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes in hydraulischen Ziehkissen von Pressen - Google Patents

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EP0773076A1
EP0773076A1 EP96117676A EP96117676A EP0773076A1 EP 0773076 A1 EP0773076 A1 EP 0773076A1 EP 96117676 A EP96117676 A EP 96117676A EP 96117676 A EP96117676 A EP 96117676A EP 0773076 A1 EP0773076 A1 EP 0773076A1
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EP
European Patent Office
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pressure
cylinder
die cushion
valve
proportional valve
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EP96117676A
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EP0773076B1 (de
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Markus Dr. Müller
Axel Stange
Andreas Schlag
Eckhardt Menger
Gregor Geist
Steffen Schmidt
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Umformtechnik Erfurt GmbH
Original Assignee
Umformtechnik Erfurt 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 a device for controlling and regulating the pressure in hydraulic die cushions of presses according to the preamble of claims 1 and 2.
  • the displacement principle In hydraulic die cushions in presses, the displacement principle often occurs, in which the press ram drives the pistons of the die cushion cylinders and displaces the oil from the cylinder chambers.
  • a proportional valve arranged in the discharge line influences the discharge cross-section in such a way that the desired pressure profiles in the cylinder are established during the drawing process.
  • the current pressure in the die cushion cylinder is recorded by means of a pressure sensor and fed to a controller as an actual signal.
  • the controller forms a corresponding correction signal for controlling the proportional valve from the comparison of the nominal and actual signals.
  • the impact of the tappet on the extended pistons of the die cushion cylinders is regarded as a critical moment during the regulation, since the discharge volume flow suddenly changes from zero to its maximum value.
  • the main control piston of the proportional valve has to be moved into the open position at high speed in order to avoid undesirable pressure peaks.
  • the disturbing influences on the regulation of the die cushion pressure are comparatively low, so that generally simple control concepts (PI controllers) already ensure good results.
  • the ram speed is gradually reduced to zero.
  • the die cushion pressure should correspond to the specified courses. From EP 0 330 718 a circuit arrangement for regulating the holding force ... is known, which in a suitable manner Proportional valve actuated.
  • a number of coordinated control measures result in a reduction in the pressure peaks when the tappet hits the piston rods of the die cushion cylinders.
  • This circuit arrangement requires proportional valves with high control speeds.
  • Another assessment criterion is the effort required to commission the control loop and the options for influencing its behavior by the maintenance staff. In this case, special knowledge of maintenance personnel is required.
  • the pressure reducing valve is located in the inlet line and the pressure relief valve is located in the outlet line. Both valves are controlled by a controller using a specific procedure.
  • the object of the invention is therefore to design a device for controlling and regulating the pressure in such a way that the overshoot of the pressure when the tappet strikes is reduced using robust methods that can be traced by the operating personnel, and the pressure build-up path of the die cushion is also minimized.
  • the first, controlled mode of operation is the "pre-opening" of the proportional valve.
  • the main control piston Before the plunger hits the displacement piston, the main control piston is positioned on a predefined, defined opening gap.
  • the size of the pre-opening results from the speed of impact of the tappet on the die cushion and the specified pressure setpoint for the start of control.
  • This pre-opening value is determined once empirically or simulatively and stored, for example, in a table within a controller. With the help of this valve opening What is achieved is that the main piston of the proportional valve has already covered a certain distance in the opening direction and that only the difference to the maximum value has to be overcome when the tappet strikes.
  • the pre-opening value is generally smaller than the maximum required valve opening, which is necessary for setting the desired pressure in the volume flow caused by the impact speed, in order to enable the pressure in the cylinder to build up in a short time.
  • the rate of pressure rise is therefore dependent on the selected pre-opening value and the pressure setpoint.
  • a compromise between the shortest possible pressure build-up path and the maximum permissible overshoot can be regarded as the optimum.
  • the transition from the controlled mode of operation to the regulated mode takes place towards the end of the build-up of pressure.
  • the criterion for the switchover is derived from the process itself if no path measuring system is available for the detection of the die cushion path.
  • the switchover takes place when the difference between the pressure setpoint and actual pressure value falls below a predetermined amount. This ensures that the excitation of the control loop is reduced when switching.
  • Another method for the combination of control and regulation is described in the embodiment. After the tappet has hit the die cushion, the expected disturbances are relatively small, so that a generally known PID control algorithm is sufficient for pressure control. It is also advisable to make the D component of the controller switchable and to activate it only when larger control deviations are expected, i.e. when the controller is switched on or when the setpoint signal changes abruptly.
  • the press ram 1 strikes with the upper part 2 of the die 3, which rests on the sheet metal holder 4 of the lower part 5 of the tool.
  • the sheet metal holder 4 holds the circuit board 3 at a distance " ⁇ s", which corresponds to the pressure build-up path, above the lower part 5 of the die 4 applied and counteracts this in the downward movement of the plunger 1.
  • the die cushion cylinders 11 provided for the generation of force and a central cylinder 9 for controlling the position of the die cushion for its upward motion are fastened in the press table 6.
  • the hydraulic control 10 for generating pressure is each assigned to a die cushion cylinder 11 in the form of a control block.
  • FIG. 3 For external prestressing of the die cushion cylinder 11, its piston rod must be fixed in its upper working position by a stop 29, which is fixed or adjustable.
  • a stop 29 which is fixed or adjustable.
  • one or more drawing cushion cylinders 11 are respectively connected on the discharge side, in special cases not shown together, via a line 28 to a proportional valve 12.
  • the respective actual value of the die cushion pressure is recorded via pressure transducer 17 and fed to the cushion force regulator 23.
  • the proportional valve 12 is connected on the discharge side via the continued line 28 to the prestressed tank 13 which is pressurized with compressed air from the pressure source 14.
  • the hydraulic oil flows only then from the die cushion cylinder 11 via the opened proportional valve 12 into the prestressed tank 13 when the press ram 1 moves the pistons of the die cushion cylinder 11 downward.
  • Another check valve 18 separates the die cushion cylinder 11 from a switchable pressure source 20 in such a way that when the switching valve 19 is activated, hydraulic oil flows from the pressure source 20 into the die cushion cylinder 11 as long as there is a pressure difference.
  • the pressure in the pressure source 20 is adjusted by means of a pressure-controlled pump 22 to the target pressure of the die cushion in such a way that the storage pressure is slightly lower. Then the pressure rise caused by the impact of the press ram leads to the closing of the check valve 18.
  • the switching valve 19 is switched depending on the press ram path so that before the impact of the press ram the "active pressure build-up" begins in the die cushion cylinder and the apex of the pressure build-up curve at the point of impact of the pestle.
  • FIG. 1 The path-time profiles of the press ram and the die cushion can be seen in the diagram above. At point “A”, the point of impact of the ram 1 on the die cushion, both courses over the die area are identical.
  • the middle diagram shows the curves of the die cushion pressure over the drawing path "s z " at the maximum and minimum pressure setpoint. With a small pressure setpoint, the overshoot of the actual pressure is clearly pronounced in previous control concepts.
  • a higher-level controller 24 transfers the current actual values with respect to the cushion travel "s K ", the number of press strokes “n” and the crank angle “ ⁇ ” to the cushion force controller 23.
  • the cushion force controller 23 of the set pressure “p to” transmits a threshold pressure “p SW” the drawing depth "s Z” and.
  • the cushion force controller 23 contains a generally known PID controller with switchable I and D components and a resettable I component. The PID controller itself can also be switched. All switching functions of the cushion force controller 23 are triggered by an internal control unit 25 as a function of the cushion travel "s K ".
  • the cushion force controller 23 receives the actual pressure value "p ist " directly from a pressure sensor 17.
  • the pressure setpoint "p soll” is fed to the PID controller via a reference variable generator 26 to form the control deviation "x d ".
  • the command variable generator 26 changes the pressure value "p set” depending on the Kissenweg “s K” such that it is increased in the “passive” pressure build-up phase of a reduced proportion of more than a defined distance up to its original value.
  • the controller output is the Vorö réelleswert summed “to p” which in a module 27 in response to the Kissenweg “s K", the pad speed “ds K (t) / dt", the draw depth “s Z”, the pressure command value, the number of press “n” and the crank angle " ⁇ ” calculated the pre-opening value and activated during the pressure build-up.
  • a pressure threshold value "p SW” is transmitted to the module 27, which is used when the die cushion does not have its own measuring system.
  • the pre-opening value is then deactivated as a function of the pressure threshold "p SW ".
  • the command variable "w” and the pre-opening value are determined as a function of the number of press strokes.
  • the cushion force controller 23 delivers the switching signal to a valve 19 by comparing a reference angle " ⁇ ref " transferred by the control 24 with the current value of the crank angle " ⁇ ".

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Abstract

2.1. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Drucks so zu gestalten, daß das Überschwingen des Drucks beim Auftreffen des Stößels mit robusten und vom Bedienpersonal ggf. nachvollziehbaren Methoden reduziert wird und zusätzlich der Druckaufbauweg des Ziehkissens minimiert wird. 2.2. Das im Zylinderraum des Ziehkissenzylinders (11) befindliche Öl korrespondiert über eine Leitung (28) mit dem vorgespannten Tank (13), wobei in der Leitung (28) ein Proportionalventil (12), angeordnet ist und tankseitig so mit einem definierten Gegendruck beaufschlagt wird, daß die Massenkräfte, die auf den Kolben der Ziehkissenzylinder (11) wirken, kompensiert werden und daß das Proportionalventil (12) mit dem Kissenkraftregler (23) in Wirkverbindung steht und von diesem gesteuert und geregelt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes in hydraulischen Ziehkissen von Pressen gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
  • Bei hydraulischen Ziehkissen in Pressen kommt häufig das Verdrängerprinzip vor, bei dem der Pressenstößel die Kolben der Ziehkissenzylinder antreibt und das Öl aus den Zylinderkammern verdrängt. Ein in der Abflußleitung angeordnetes Proportionalventil beeinflußt den Abflußquerschnitt derart, daß sich die gewünschten Druckverläufe im Zylinder während des Ziehprozesses einstellen. Der aktuelle Druck im Ziehkissenzylinder wird mittels eines Druckaufnehmers erfaßt und als Ist-Signal einem Regler zugeführt. Der Regler bildet aus dem Vergleich von Soll- und Ist-Signal ein entsprechendes Korrektursignal zur Ansteuerung des Proportionalventils. Als ein kritisches Moment während der Regelung wird das Auftreffen des Stößels auf die ausgefahrenen Kolben der Ziehkissenzylinder angesehen, da sich sprunghaft der Abflußvolumenstrom von Null auf seinen Maximalwert ändert. Das hat zur Folge, daß der Hauptsteuerkolben des Proportionalventils mit hoher Geschwindigkeit in die geöffnete Stellung bewegt werden muß, um unerwünschte Druckspitzen zu vermeiden.
    Nach dem Auftreffen des Stößels auf das Ziehkissen sind die Störeinflüsse auf die Regelung des Ziehkissendruckes vergleichsweise gering, so daß im allgemeinen einfache Regelungskonzepte (PI-Regler) schon für gute Ergebnisse sorgen. Aus der Bewegungscharakteristik des Stößels im Ziehbereich bis zum unteren Totpunkt bei mechanisch angetriebenen Pressen ergibt sich dabei eine allmähliche Reduzierung der Stößelgeschwindigkeit bis Null. Während dieser Zeit soll der Ziehkissendruck den vorgegebenen Verläufen entsprechen.
    Aus EP 0 330 718 ist eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Haltekraft ... bekannt, die in geeigneter Weise ein Proportionalventil ansteuert. Eine Reihe aufeinander abgestimmter steuer- und regelungstechnischer Maßnahmen bewirken eine Reduzierung der Druckspitzen beim Auftreffen des Stößels auf die Kolbenstangen der Ziehkissenzylinder.
    Diese Schaltungsanordnung erfordert Proportionalventile mit hohen Stellgeschwindigkeiten. Ein weiteres Beurteilungskriterium sind die Aufwände zur Inbetriebnahme des Regelkreises und die Möglichkeiten zur Einflußnahme auf dessen Verhalten durch das Wartungspersonal. In diesem Fall sind Spezialkenntnisse beim Wartungspersonal erforderlich.
    Es ist weiterhin aus DE A1 38 00 527 eine Schaltung zur Druckregelung bekannt, die den Druck in einem Zylinder mittels eines Druckminder- und eines Druckbegrenzungsventils ändert. Dabei sind beide Ventile als Proportionalventile ausgebildet. Das Druckminderventil befindet sich in der Zulaufleitung und das Druckbegrenzungsventil ist in der Abflußleitung angeordnet.
    Beide Ventile werden über jeweils einen Regler nach einem bestimmten Verfahren angesteuert. Nachteilig an dieser Druckregelung ist, daß einer Druckquelle ständig ein gewisser, zur Regelung notwendiger Volumenstrom entnommen wird und daß spezielle Kenntnisse für die Optimierung der Regelkreise erforderlich sind.
    Weiterhin ist aus DE A1 40 31 645 eine Steuerung für eine hydroelastische Tiefzieheinrichtung bekannt, der die Aufgabe zugrunde liegt, den Masseauftreffstoß zu reduzieren. Dabei wird die auf Führungszylinder ruhende Blechhalteplatte über einen definierten Weg bis auf Stößelgeschwindigkeit vorbeschleunigt und mittels eines federelastisch aufgehängten Wegmeßsensorsystems werden die auf die Arbeitszylinder wirkenden Servoventile vorangesteuert. Die Voransteuerung erfolgt über einen Weg, der im Bereich des Vorbeschleunigungsweges liegt und abhängig von der Auftreffgeschwindigkeit des Stößels ist.
    Diese Art der Voransteuerung soll die hydraulischen Auftreffstoß-Überschwinger abbauen. Bei dieser Verfahrensweise ist jedoch nicht berücksichtigt, daS für einen optimalen Druckaufbau im Ziehkissenzylinder die Voransteuerung auch vom Drucksollwert abhängig ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Drucks so zu gestalten, daß das Überschwingen des Drucks beim Auftreffen des Stößels mit robusten und vom Bedienpersonal ggf. nachvollziehbaren Methoden reduziert wird und zusätzlich der Druckaufbauweg des Ziehkissens minimiert wird.
  • Erfindungsgemäß wird das durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 2 beschriebenen Merkmale erreicht. Weitere detaillierte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 - 6 beschrieben.
    Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß das Proportionalventil zur Regelung des Ziehkissendruckes an seinem Tankanschluß mit einem definierten Gegendruck beaufschlagt wird. Dieser Gegendruck wird so groß gewählt, daß die Massenkräfte, die auf die Zylinderkolben wirken, kompensiert werden, auch wenn das Proportionalventil den Abfluß vollständig freigibt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der jetzt möglichen Art der Ansteuerung des Proportionalventils. Dabei geht man im Prinzip davon aus, daß in der ersten Phase des Ziehprozesses (Druckaufbau im Zylinder) das Proportionalventil vorzugsweise gesteuert wird und in der zweiten Phase (nach erfolgtem Druckaufbau) die Regelung des Proportionalventils einsetzt. Inhalt der ersten, gesteuerten Betriebsweise ist die "Voröffnung" des Proportionalventils. Bevor der Stößel auf die Verdrängerkolben trifft, wird der Hauptsteuerkolben auf einen vorgegebenen, definierten Öffnungsspalt positioniert.
    Das Maß der Voröffnung ergibt sich aus der Auftreffgeschwindigkeit des Stößels auf das Ziehkissen und dem vorgegebenen Drucksollwert für den Beginn der Regelung.
    Dieser Voröffnungswert wird einmalig empirisch oder simulativ ermittelt und z.B. in einer Tabelle innerhalb einer Steuerung abgelegt. Mit Hilfe dieser Ventilvoröffnung wird erreicht, daß der Hauptkolben des Proportionalventils schon einen gewissen Weg in Öffnungsrichtung zurückgelegt hat und beim Auftreffen des Stößels nur noch die Differenz zum Maximalwert überwunden werden muß. Der Voröffnungswert ist im allgemeinen kleiner als die maximale erforderliche Ventilöffnung, die bei dem durch die Auftreffgeschwindigkeit hervorgerufenen Volumenstrom zur Einstellung des gewünschten Druckes notwendig ist, um den Druckaufbau im Zylinder in kurzer Zeit zu ermöglichen. Die Druckanstiegsgeschwindigkeit ist daher von dem gewählten Voröffnungswert und vom Drucksollwert abhängig.
    Prinzipiell ist es möglich, den Druckaufbau im Ziehkissenzylinder überschwingfrei zu gestalten, auch wenn die Auftreffgeschwindigkeit des Stößels relativ groß und der Drucksollwert relativ gering ist. Es kann jedoch in vielen Fällen ein Kompromiß zwischen kürzestmöglichem Druckaufbauweg und maximal zulässigem Überschwingen als Optimum angesehen werden. Der Übergang von der gesteuerten Betriebsweise in die geregelte erfolgt gegen Ende des Druckaufbaus. Das Kriterium für die Umschaltung wird, falls für die Erfassung des Ziehkissenweges kein Wegmeßsystem zur Verfügung steht, aus dem Prozeß selbst abgeleitet. Die Umschaltung erfolgt, wenn die Differenz zwischen Drucksoll- und Druckistwert einen vorgegebenen Betrag unterschreitet.
    Damit wird erreicht, daß die Anregung des Regelkreises beim Umschalten reduziert ist. Eine weitere Methode für die Kombination von Steuerung und Regelung wird im Ausführungsbeispiel beschrieben. Nach erfolgtem Auftreffen des Stößels auf das Ziehkissen sind die zu erwartenden Störungen relativ klein, so daß ein allgemein bekannter PID-Regelalgorithmus für die Druckregelung ausreicht. Es empfiehlt sich weiterhin, den D-Anteil des Reglers schaltbar zu gestalten und lediglich bei Erwartung größerer Regelabweichungen zu aktivieren, also bei der Zuschaltung des Reglers bzw. bei einer sprungförmigen Änderung des Sollsignals. Damit wird einerseits bewirkt, daß der Solldruck besser erreicht wird, andererseits werden bei sehr kleinen Stößelgeschwindigkeiten nahe des unteren Totpunktes störende Einflüsse des D-Anteils wirkungslos gemacht.
    Eine zusätzliche Minimierung des Druckaufbauweges läßt sich bei Beibehaltung der Ventilvoröffnung dadurch erreichen, daß der Ziehkissenzylinder durch eine weitere Druckölquelle beaufschlagt wird. Aus energetischen Gründen ist es sinnvoll, die Druckölquelle erst kurz vor dem Aufsetzen des Stößels auf das Ziehkissen mit dem Ziehkissenzylinder zu verbinden. Bei schon vorgeöffnetem Proportionalventil wird sich dabei ein Entnahmevolumenstrom einstellen, der abhängig vom Öffnungsquerschnitt des Proportionalventils, von den Strömungswiderständen, von der Kapazität der Druckquelle und vom Druckwert ist. Bei dieser externen Vorspannung des Ziehkissenzylinders muß dessen Kolbenstange durch einen Anschlag, der fest oder verstellbar ist, in ihrer oberen Arbeitslage fixiert sein. Der maximale Druck der Druckquelle wird jeweils dem Solldruck der Verdrängerdruckregelung derart angepaßt, daß er kleiner oder gleichgroß ist. Damit wird erreicht, daß ein zwischen Ziehkissenzylinder und Druckquelle angeordnetes Rückschlagventil den Abfluß aus der Druckquelle sperrt, sobald der Stößel die Funktion der Druckerzeugung übernommen hat. Es kann auf die Druckbeaufschlagung der Abflußseite vom Stetigventil verzichtet werden, wenn die Ventilvoröffnung in Verbindung mit dem Druckaufbau aus der zusätzlichen Druckquelle vor Auftreffen des Stößels erfolgt. Die auf die Kolbenstangen der Ziehkissenzylinder wirkenden Massenkräfte sind dann durch den Druck der externen Druckölquelle kompensiert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1:
    Weg-Zeit-Verlauf des Pressenstößels und des Ziehkissens, Verläufe des Ziehkissendruckes über dem Ziehweg "sZ" bei maximalem und minimalem "Ventilvoröffnung" mit dem aktiven Druckaufbau kombiniert wird
    Fig. 2:
    eine schematische Darstellung der Zieheinrichtung
    Fig. 3:
    Schaltungsanordnung zur Steuerung und Regelung des Ziehkissendruckes
    Fig. 4:
    Struktur der Verdrängerdruckregelung mit Ventilvoröffnung
  • Der Pressenstößel 1 trifft in diesem, in Figur 2 dargestellten Abschnitt des Hubzyklus mit dem Werkzeug-Oberteil 2 auf die Platine 3 auf, die auf dem Blechhalter 4 des Werkzeug-Unterteils 5 ruht. Der Blechhalter 4 hält die Platine 3 in einem Abstand "Δs", der dem Druckaufbauweg entspricht, über dem Werkzeug-Unterteil 5. Die zum Umformprozeß erforderliche Ziehkissenkraft wird durch druckbeaufschlagte Ziehkissenzylinder 11 über dessen Kolbenstange auf die Kissenplatte 8 und über Druckbolzen 7 auf den Blechhalter 4 aufgebracht und wirkt beim Abwärtsgang des Stößels 1 diesem entgegen. Die zur Krafterzeugung vorgesehenen Ziehkissenzylinder 11 und ein Zentralzylinder 9 zur Wegsteuerung des Ziehkissens für dessen Hochgang sind im Pressentisch 6 befestigt. Die hydraulische Steuerung 10 zur Druckerzeugung ist in Form eines Steuerblockes jeweils einem Ziehkissenzylinder 11 zugeordnet. Zur externen Vorspannung des Ziehkissenzylinders 11 muß dessen Kolbenstange durch einen Anschlag 29, der fest oder verstellbar ist, in ihrer oberen Arbeitslage fixiert sein. Nach Fig. 3 sind ein oder mehrere Ziehkissenzylinder 11 abflußseitig jeweils, in besonderen nicht dargestellten Fällen auch gemeinsam, über eine Leitung 28 mit einem Proportionalventil 12 direkt verbunden. Der jeweilige Ist-Wert des Ziehkissendruckes wird über Druckaufnehmer 17 erfaßt und dem Kissenkraft-Regler 23 zugeführt. Das Proportionalventil 12 ist abflußseitig über die weitergeführte Leitung 28 mit dem vorgespannten Tank 13 verbunden, welcher mit Druckluft aus der Druckquelle 14 beaufschlagt ist. Das Hydrauliköl strömt erst dann aus dem Ziehkissenzylinder 11 über das geöffnete Proportionalventil 12 in den vorgespannten Tank 13, wenn der Pressenstößel 1 die Kolben der Ziehkissenzylinder 11 abwärts bewegt. Bei der Aufwärtsbewegung des Ziehkissenzylinders 11, die durch den Zentralzylinder 9 eingeleitet wird, strömt das Hydrauliköl über das Rückschlagventil 15 in den Ziehkissenzylinder 11 zurück. Ein weiteres Rückschlagventil 18 trennt den Ziehkissenzylinder 11 von einer schaltbaren Druckquelle 20 derart, daß bei Aktivierung des Schaltventils 19 Hydrauliköl aus der Druckquelle 20 in den Ziehkissenzylinder 11 strömt, solange eine Druckdifferenz besteht. Der Druck in der Druckquelle 20 wird mittels einer druckgeregelten Pumpe 22 derart dem Solldruck des Ziehkissens angepaßt, daß der Speicherdruck geringfügig kleiner ist. Dann führt der durch das Auftreffen des Pressenstößels bedingte Druckanstieg zum Schließen des Rückschlagventils 18. Das Schaltventil 19 wird in Abhängigkeit vom Pressenstößel-Weg so geschaltet, daß vor dem Auftreffen des Pressenstößels der "aktive Druckaufbau" im Ziehkissenzylinder beginnt und der Scheitelpunkt der Druckaufbaukurve im Auftreffpunkt des Stößels liegt. Diese Zusammenhänge sind in Fig. 1 dargestellt. Im oberen Diagramm sind die Weg-Zeit-Verläufe des Pressenstößels und des Ziehkissens zu sehen. Im Punkt "A", dem Auftreffpunkt des Stößels 1 auf das Ziehkissen, sind beide Verläufe über den Ziehbereich identisch. Im mittleren Diagramm sind die Verläufe des Ziehkissendruckes über dem Ziehweg "sz" bei maximalem und minimalen Drucksollwert dargestellt. Deutlich ausgeprägt ist bei kleinem Drucksollwert das Überschwingen des Ist-Druckes bei bisherigen Regelungskonzepten. Dieses Überschwingen läßt sich mit dem Prinzip der "Ventilvoröffnung" (gestrichelt dargestellt) reduzieren.
    Der Weg "Δs", der vom Pressenstößel nach dem Auftreffen "A" noch zurückgelegt werden muß, bis der jeweilige Solldruck erreicht ist, läßt sich stark reduzieren, wenn das Prinzip der "Ventilvoröffnung" mit dem "aktiven Druckaufbau" kombiniert wird, wie im unteren Diagramm der Figur 1 dargestellt. Die Startpunkte s1 und s2 für den "aktiven Druckaufbau" sind abhängig vom gewählten Drucksollwert und, in Fig. 1 nicht dargestellt, ebenfalls abhängig von der Pressenhubzahl. Der Druckaufbauweg ist minimal, wenn das Auftreffen des Stößels im Scheitelpunkt der Druckkurve erfolgt. Eine übergeordnete Steuerung 24 übergibt dem Kissenkraftregler 23 die aktuellen Ist-Werte bezüglich des Kissenweges "sK" der Pressenhubzahl "n" und des Kurbelwinkels "α". Ebenso werden dem Kissenkraftregler 23 der Solldruck "psoll", die Ziehtiefe "sZ" und ein Druckschwellwert "pSW" übermittelt. Der Kissenkraftregler 23 beinhaltet einen allgemein bekannten PID-Regler mit schaltbaren I- und D-Anteilen sowie einem rücksetzbarem I-Anteil. Der PID-Regler selbst ist ebenfalls schaltbar. Sämtliche Schaltfunktionen des Kissenkraftreglers 23 werden aus einem internen Steuerwerk 25 in Abhängigkeit vom Kissenweg "sK" ausgelöst.
    Den Druckistwert "pist" erhält der Kissenkraftregler 23 direkt von einem Druckaufnehmer 17. Der Drucksollwert "psoll" wird über einen Führungsgrößengenerator 26 dem PID-Regler zur Bildung der Regelabweichung "xd" zugeführt. Der Führungsgrößengenerator 26 ändert den Drucksollwert "psoll" in Abhängigkeit vom Kissenweg "sK" derart, daß dieser in der "passiven" Druckaufbauphase von einem reduzierten Anteil aus über einen definierten Weg bis auf seinen ursprünglichen Wert erhöht wird. Dem Reglerausgang wird der Voröffnungswert aufsummiert, welcher in einem Modul 27 in Abhängigkeit von dem Kissenweg "sK", der Kissengeschwindigkeit "dsK(t)/dt", der Ziehtiefe "sZ", dem Drucksollwert "psoll", der Pressenhubzahl "n" und dem Kurbelwinkel "α" den Voröffnungswert errechnet und während des Druckaufbaues aktiviert. Als Option wird dem Modul 27 ein Druckschwellwert "pSW" übermittelt, welcher genutzt wird, wenn das Ziehkissen kein eigenes Wegmeßsystem besitzt. Dann wird der Voröffnungswert in Abhängigkeit von dem Druckschwellwert "pSW" deaktiviert. Ebenso erfolgt dann, in Fig. 4 nicht dargestellt, ein Ersatz des fehlenden Kissenweges "sK" durch eine fiktive Funktion F=f(n,t)
    Figure imgb0001
    . Mit ihrer Hilfe werden die Führungsgröße "w" und der Voröffnungswert in Abhängigkeit von der Pressenhubzahl zeitbezogen ermittelt. Für die Realisierung des "aktiven Druckaufbaus" liefert der Kissenkraftregler 23 das Schaltsignal an ein Ventil 19, indem ein von der Steuerung 24 übergebener Referenzwinkel "αref" mit dem aktuellen Wert des Kurbelwinkels "α" verglichen wird.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird lediglich das Prinzip der "Ventilvoröffnung" genutzt. Damit entfallen die Elemente Rückschlagventil 18, Schaltventil 19, Druckquelle 20, Rückschlagventil 21, Pumpe 22 und Anschlag 29. Kurz vor Auftreffen des Stößels 1 auf die Kolbenstangen der Ziehkissenzylinder 11 erfolgt die Voröffnung des Proportionalventils 12 auf den von dem Kissenkraftregler 23 vorgegebenen Wert. Die Massenkräfte, die auf den Kolben des Ziehkissenzylinders 11 wirken, sind durch den anstehenden Druck im Tank 13 kompensiert, so daß der Blechhalter 4 erst mit Auftreffen des Stößels bewegt wird. Im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel muß hier bis zum Erreichen des vorgegebenen Drucksollwertes im Ziehkissenzylinder 11 ein gewisser Weg "Δs" zurückgelegt werden.

Claims (6)

  1. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes in hydraulischen Ziehkissen von Pressen zum Ziehen von Blechformteilen, bei der die im Pressentisch (6) geführte Kissenplatte (8) zum einen über die auf ihr angeordneten Druckbolzen (7) mit dem Blechhalter (4) in Wirkverbindung steht und zum anderen unterhalb mit dem steuerbaren Zentralzylinder (9) und mindestens einem Ziehkissenzylinder (11) in Wirkverbindung steht oder die Kolbenstange des Ziehkissenzylinders (11) direkt mit dem Blechhalter wirkverbunden ist, wobei das im Zylinderraum des Ziehkissenzylinders (11) befindliche Öl über eine Leitung (28) mit dem vorgespannten Tank (13) korrespondiert,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Leitung (28) ein Proportionalventil (12), angeordnet ist und tankseitig so mit einem definierten Gegendruck beaufschlagt wird, daß die Massenkräfte, die auf den Kolben der Ziehkissenzylinder (11) wirken, kompensiert werden,
    daß die Leitung (28) zwischen dem Zylinderraum des Ziehkissenzylinders (11) und dem Proportionalventil (12) derart mit dem Tank (13) verbunden ist, daß ein Rückschlagventil (18), ein von einem Kissenkraftregler (23) in Abhängigkeit der Stößelbewegung steuerbares Schaltventil (19), einer Druckquelle (20), einem Rückschlagventil (21) und einer Pumpe (22) nacheinander in Reihe geschaltet sind,
    daß die Kolbenstange des Ziehkissenzylinders (11) durch einen festen oder verstellbaren Anschlag (29) in ihrer oberen Endlage begrenzt ist und
    daß das Proportionalventil (12) mit dem Kissenkraftregler (23) in Wirkverbindung steht und von diesem gesteuert und geregelt wird.
  2. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes in hydraulischen Ziehkissen von Pressen zum Ziehen von Blechformteilen, bei der die im Pressentisch (6) geführte Kissenplatte (8) zum einen über die auf ihr angeordneten Druckbolzen (7) mit dem Blechhalter (4) in Wirkverbindung steht und zum anderen unterhalb mit dem steuerbaren Zentralzylinder (9) und mindestens einem Ziehkissenzylinder (11) in Wirkverbindung steht oder die Kolbenstange des Ziehkissenzylinders (11) direkt mit dem Blechhalter wirkverbunden ist, wobei das im Zylinderraum des Ziehkissenzylinders (11) befindliche Öl über eine Leitung (28) mit dem vorgespannten Tank (13) korrespondiert,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der Leitung (28) ein Proportionalventil (12) angeordnet ist und tankseitig so mit einem definierten Gegendruck beaufschlagt wird, daß die Massenkräfte, die auf den Kolben der Ziehkissenzylinder (11) wirken, kompensiert werden und
    daß das Proportionalventil (12) mit dem Kissenkraftregler (23) in Wirkverbindung steht und von diesem gesteuert und geregelt wird.
  3. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der ersten Phase des Ziehprozesses, d.h. während des Druckaufbaus im Ziehkissenzylinder (11), das Proportionalventil vorzugsweise derart gesteuert wird, daß, bevor der Stößel auf die Verdrängerkolben des Ziehkissenzylinders (11) trifft, der Hauptsteuerkolben des Proportionalventils (12) auf einen vorgegebenen, definierten Öffnungsspalt positioniert wird.
  4. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Maß der Voröffnung sich aus der Auftreffgeschwindigkeit des Stößels auf das Ziehkissen und dem vorgegebenen Drucksollwert für den Beginn der Regelung ergibt.
  5. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in der zweiten Phase, d.h., nach erfolgtem Druckaufbau im Ziehkissenzylinder (11), die Regelung des Proportionalventils (12) erfolgt.
  6. Einrichtung zur Steuerung und Regelung des Druckes nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Massenkräfte, die auf die Kolben der Ziehkissenzylinder (11) wirken, dadurch kompensiert werden, daß die Ventilvoröffnung in Verbindung mit dem Druckaufbau aus der zusätzlichen Druckquelle (20) vor Auftreffen des Stößels (1) erfolgt und damit die tankseitige Vorspannung entfällt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2377629A4 (de) * 2008-11-18 2015-10-14 Aida Eng Ltd Gesenkpolstervorrichtung für presse
US10870251B2 (en) * 2016-04-06 2020-12-22 Schuler Pressen Gmbh Method and device for closed-loop control of ram movement and ram forces in multi-point servo hybrid presses

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010019324B4 (de) * 2010-05-03 2015-05-07 Schuler Pressen Gmbh Hydraulisches Ziehkissen
DE102015016773A1 (de) 2015-12-23 2017-06-29 Wieland Petter Verfahren zum Bearbeiten und zur Formgebung metallischer und anderer Werkstoffe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8905994U1 (de) * 1989-05-13 1989-07-20 Maschinenfabrik Mueller-Weingarten Ag, 7987 Weingarten, De
DE3800527A1 (de) 1988-01-11 1989-07-20 Schnupp Gmbh & Co Hydraulik Kg Druckregelung
EP0330718A1 (de) 1988-03-03 1989-09-06 MOOG GmbH Schaltungsanordnung zum Regeln der Haltekraft eines hydraulischen Blechhalters in einer Ziehpresse
DE4031645A1 (de) 1990-10-05 1992-04-09 Dieffenbacher Gmbh Maschf Steuerung fuer eine hydroelastische tiefzieheinrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3800527A1 (de) 1988-01-11 1989-07-20 Schnupp Gmbh & Co Hydraulik Kg Druckregelung
EP0330718A1 (de) 1988-03-03 1989-09-06 MOOG GmbH Schaltungsanordnung zum Regeln der Haltekraft eines hydraulischen Blechhalters in einer Ziehpresse
DE8905994U1 (de) * 1989-05-13 1989-07-20 Maschinenfabrik Mueller-Weingarten Ag, 7987 Weingarten, De
DE4031645A1 (de) 1990-10-05 1992-04-09 Dieffenbacher Gmbh Maschf Steuerung fuer eine hydroelastische tiefzieheinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2377629A4 (de) * 2008-11-18 2015-10-14 Aida Eng Ltd Gesenkpolstervorrichtung für presse
US10870251B2 (en) * 2016-04-06 2020-12-22 Schuler Pressen Gmbh Method and device for closed-loop control of ram movement and ram forces in multi-point servo hybrid presses

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