EP1593443A1 - Forming press - Google Patents

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EP1593443A1
EP1593443A1 EP04011005A EP04011005A EP1593443A1 EP 1593443 A1 EP1593443 A1 EP 1593443A1 EP 04011005 A EP04011005 A EP 04011005A EP 04011005 A EP04011005 A EP 04011005A EP 1593443 A1 EP1593443 A1 EP 1593443A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hold
die
punch
forming
press
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04011005A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Dipl.-Ing. Dörmann
Gerhard Dipl.-Ing. Saum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Walter Neff GmbH
Original Assignee
Walter Neff GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter Neff GmbH filed Critical Walter Neff GmbH
Priority to EP04011005A priority Critical patent/EP1593443A1/en
Publication of EP1593443A1 publication Critical patent/EP1593443A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
    • B30B1/323—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure using low pressure long stroke opening and closing means, and high pressure short stroke cylinder means
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a forming press for deep drawing metal sheets with at least one stamp, a die and a hold-down, wherein a Sheet material to be formed can be fixed between the die and the blank holder is, wherein the punch by relative movement against the die and hold-down performs the forming and wherein the hold-down as a pulsating Downholder trained and excited to vibrate.
  • Such a forming press is known, for example, from EP-A 0 438 774 and is characterized by the fact that the oscillating hold-down device Friction forces in the flange area and partly at the Ziehkantenrundung and so that the total stamping force can be reduced, which ultimately leads to a Increasing the draw reserve, ie the distance between the highest punch force and the ripper limit leads.
  • the vibrating allows Downholder an improved flow behavior of the sheet in the die, which in turn has a lasting effect on the maximum achievable draw depths.
  • the known forming presses are available as double-acting drawing presses with a passive or active die cushion hydraulics designed for the drive the die cushion long-stroke hydraulic cylinders are required.
  • Right here are the weak points of the known forming presses, since in the field of long-stroke hydraulic cylinder large pressurized oil volumes in the die cushion power flow the press lie. Will now the hold-down to vibrations stimulated, so must with each load change a physically given Compression volume in the hydraulic cylinders are compensated. About that In addition, decreases due to the outflow of the hydraulic oil during the Drawing process the oil volume in the hydraulic cylinder, so that by the Ziehweg smaller compression volume the stiffness increases. This can be during vibration excitation or pulsation undesirable effects that are difficult to control in terms of control engineering for example in the form of overshoots.
  • the present invention has the object basically, the described disadvantages of the known forming presses reduce or completely eliminate, without the regulatory technical Increase effort.
  • the forming press at least two independently controllable and activatable actuating means has, so that the punch by a first actuating means to perform the forming movement is activated and the hold-down is activated by separate second actuating means, and that the second Actuating means consist of Kurzhubstellgliedern, both in terms of a Determination of the sheet material by the hold-down as well as in the sense a vibration excitation of the blank holder can be controlled.
  • the press a has the die or the punch bearing ram and if the plunger during the forming movement relative to the press (at least substantially) is determinable.
  • This can be done, for example, by mechanical locking the ram on the side posts of the press or for example in a hydraulic manner in that the connected to the plunger upper cylinder in a predetermined position (for example, by closing the valves of the associated hydraulic circuit) is determined.
  • the abovementioned shortened power flow during pulsation is actually removed from the Tappet directly over the at least nearly incompressible or stiff and Do not over the pull way changing locking areas in the side stand the press and forwarded from there.
  • the first actuating means it is advantageous if this one Double-acting die cushion, so that the forming movement through the die cushion can be produced, which preferably the stamp from bottom to top (with fixed die or fixed ram) emotional.
  • the die cushion expediently has a die cushion pressure plate on, wherein between the punch and die cushion plate at least one provided at this fixed main quill, during the drawing process for transmitting the operating force and the actuating movement of first confirmation means on the stamp is used.
  • This structure then becomes even better if laterally between the punch and die cushion plate to the main quill further parallel to each other and to the main quill extending Auxiliary pistols are arranged, which support the stamp on the Serve die cushion plate. This will ensure that the stamp during the drawing operation is virtually supported flat on the die cushion plate and so in the given orientation without unfavorable inclinations or Tilting movements can perform the drawing process.
  • short-stroke actuators they may be particularly advantageous Way of hydraulic cylinders in Kurzhubbauweise exist even if other (for example, pneumatic or piezo) actuators usable would.
  • These short-stroke hydraulic cylinders are powered by an external hydraulic supply for generating the blank holder force on the one hand and the vibration excitation on the other hand.
  • the Kurzhubstellglieder expediently with low-frequency vibrations in of the order of magnitude of between 0 and 100 Hz excited.
  • the Kurzhubstellglieder extend between the above already mentioned table (or tabletop) and the hold-down. Besides however, it is also possible that in a stamp carrying the ram the Kurzhubstellglieder between plunger and holddown extend.
  • a further simplification of the press structure arises when several Kurzhubstellglieder are controlled in groups, with next course also a more complex individual driving the Kurzhubstellglieder possible would be, for example, to an elastically vibrating hold-down receive.
  • An essential feature of the present invention is that the press is designed such that its natural frequency outside the oscillation frequency the holddown lies. Because resonance phenomena the pulsation effect either increase or decrease the hold-down force (depending on the phase angle) can with regard to the resonance problem not optimized press designs in no case or only extremely limited with a pulsating Hold down force can be operated. This prevents the inventive Forming press in that the press frame at the lowest possible Mass is constructed extremely rigid, so that the natural frequencies in band ranges lie outside and especially well above the pulsation frequencies the hold-down force lie.
  • the present invention also a method for deep drawing metallic sheets by means of a hydraulic Forming press available, the at least one stamp, a die and a hold-down, wherein between die and hold-down a sheet metal material to be deformed is set, and that of the downholder on the sheet material exerted hold-down force during the forming Vibrations are superimposed.
  • the described disadvantages of State of the art in the inventive method characterized avoided that the punch is activated by a first actuating means, that the hold-down its hold-down force on second actuator applies that the second actuating means independent of the first actuating means be activated and activated, and that the second actuating means the hold-downs also stimulate oscillatory movements.
  • the main effect is the separation of the application of Hold-down force including the pulsation on the one hand and the pulling path on the other hand, So the actual thermoforming movement of the stamp, in which the Stamp driven by a separate from the hold-down actuator becomes.
  • a particularly advantageous embodiment is that the second actuating means from Kurzhubstellgliedern, in particular from hydraulic cylinders consist in short-stroke design. Especially by the Kurzhubstellglieder is the volume of oil to be displaced during pulsation is minimized, as is previously in connection with the forming press according to the invention is described.
  • the first actuating means expediently consists of a double-acting die cushion, and the die is during forming at least indirectly set against the press, in order to control the flow of force To shorten pulsations in an optimal way.
  • Figure 1 is a press according to the invention with a double-stand press frame 1, which has two side posts 2, 3.
  • a plunger 4 is provided, which via a ram drive 5, which according to the invention only be designed as Verfahrzylinder must, is pressed.
  • the plunger 4 carries on its underside a die 6 (with a Matrizeninnenraum 6a) and is not visible in Figure 1 lateral Plunger locks 7, 8 (see Figure 2) relative to the press frame mechanically fixable.
  • a punch 9 is arranged, which has a Stamp drive 10 is actuated in the form of a double-acting die cushion, wherein in Figure 1 as an essential part of the punch drive only one Main quill 10 sees.
  • This main quill 10 passes through a table 11 which is in the to the punch 9 laterally adjacent area several Kurhubhydraulikzylinder 12a, 12b extending from the table 11 to a hold-down 13, which surrounds the punch 9 laterally above the table 11.
  • FIGS. 2 to 5 show the functional sequence of the deep drawing method according to the invention 2 shows a circuit board 14, that is to be deformed Plate placed on the hold-down 13, the plunger is in the direction of the arrow A down and in a predetermined position, in the the die bottom is about 5 mm apart from the board 14, locked by mechanical spacers 7, 8 in the direction of the arrows B.
  • the present invention offers the significant advantage to apply the pulsation only via short stroke actuators with minimal oil volume, at the same time this Pulsationsanregung and applying the hold-down force decouple from the actual drawing process by the Kurzhubstellglieder and this drawing process only from bottom to top by a double to perform acting die cushion, while the plunger in an inactive locked position so that neither the volume of oil in the die cushion nor the one in the displacement cylinder of the plunger from the vibration excitation be charged.
  • both the die cushion and the upper traversing cylinder, which is outside the Pulsationskraft liquores are, for example, the drawing process by changing overall stiffness of the pressurized oil volume or by friction operations in the hydraulic components no longer adversely affect.

Abstract

The forming press has a die (9), mould (6) and a pulsating press pad (13). The press has two independently controlled and activated means of motion, a first (10) for the die and to carry out the forming movement and a second (12) to activate the press pad. The second consists of short stroke components, which can be controlled to lay down the sheet material through the press pad as well as to oscillate the press pad. The process to deep-draw the metal sheets is carried out using a hydraulic forming press.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umformpresse zum Tiefziehen metallischer Bleche mit zumindest einem Stempel, einer Matrize und einem Niederhalter, wobei ein umzuformendes Blechmaterial zwischen Matrize und Niederhalter festlegbar ist, wobei der Stempel durch Relativbewegung gegenüber Matrize und Niederhalter die Umformung durchführt und wobei der Niederhalter als pulsierender Niederhalter ausgebildet und zu Schwingungen anregbar.The invention relates to a forming press for deep drawing metal sheets with at least one stamp, a die and a hold-down, wherein a Sheet material to be formed can be fixed between the die and the blank holder is, wherein the punch by relative movement against the die and hold-down performs the forming and wherein the hold-down as a pulsating Downholder trained and excited to vibrate.

Eine derartige Umformpresse ist beispielsweise aus EP-A 0 438 774 bekannt und zeichnet sich dadurch aus, dass durch den schwingenden Niederhalter die Reibungskräfte im Flanschbereich und teilweise an der Ziehkantenrundung und damit insgesamt die Stempelkraft reduziert werden, was letztendlich zu einer Erhöhung der Ziehreserve, also dem Abstand zwischen der höchsten Stempelkraft und der Reißergrenze führt. Darüber hinaus ermöglicht der schwingende Niederhalter ein verbessertes Einfließverhalten des Bleches in die Matrize, was sich wiederum nachhaltig auf die maximal erreichbaren Ziehtiefen auswirkt.Such a forming press is known, for example, from EP-A 0 438 774 and is characterized by the fact that the oscillating hold-down device Friction forces in the flange area and partly at the Ziehkantenrundung and so that the total stamping force can be reduced, which ultimately leads to a Increasing the draw reserve, ie the distance between the highest punch force and the ripper limit leads. In addition, the vibrating allows Downholder an improved flow behavior of the sheet in the die, which in turn has a lasting effect on the maximum achievable draw depths.

Die bekannten Umformpressen sind als doppelt wirkende Ziehpressen mit einer passiven oder aktiven Ziehkissenhydraulik ausgelegt, wobei für den Antrieb des Ziehkissens langhubige Hydraulikzylinder erforderlich sind. Genau hierin liegen die Schwachpunkte der bekannten Umformpressen, da im Bereich der langhubigen Hydraulikzylinder große druckbeaufschlagte Ölvolumina im Ziehkissen-Kraftfluss der Presse liegen. Wird nun der Niederhalter zu Schwingungen angeregt, so muss bei jedem Lastwechsel ein physikalisch gegebenes Kompressionsvolumen in den Hydraulikzylindern ausgeglichen werden. Darüber hinaus verringert sich durch das Abströmen des Hydrauliköls während des Ziehprozesses das im Hydraulikzylinder vorhandene eingespannte Ölvolumen, sodass durch das über dem Ziehweg kleiner werdende Kompressionsvolumen die Steifigkeit zunimmt. Dies kann bei der Schwingungsanregung bzw. Pulsation zu unerwünschten und regelungstechnisch nur schwer beherrschbaren Effekten beispielsweise in Form von Überschwingungen führen.The known forming presses are available as double-acting drawing presses with a passive or active die cushion hydraulics designed for the drive the die cushion long-stroke hydraulic cylinders are required. Right here are the weak points of the known forming presses, since in the field of long-stroke hydraulic cylinder large pressurized oil volumes in the die cushion power flow the press lie. Will now the hold-down to vibrations stimulated, so must with each load change a physically given Compression volume in the hydraulic cylinders are compensated. About that In addition, decreases due to the outflow of the hydraulic oil during the Drawing process the oil volume in the hydraulic cylinder, so that by the Ziehweg smaller compression volume the stiffness increases. This can be during vibration excitation or pulsation undesirable effects that are difficult to control in terms of control engineering for example in the form of overshoots.

Bisher behilft man sich im Stand der Technik damit zu versuchen, diese charakteristischen Eigenheiten mit einer aufwendigen Regel- und Steuertechnik zu kompensieren. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die beschriebenen Nachteile der bekannten Umformpressen zu reduzieren bzw. völlig zu beseitigen, ohne dabei den regelungstechnischen Aufwand zu erhöhen.So far, one manages to try in the state of the art, this characteristic Peculiarities with a complex control and control technology too compensate. On this basis, the present invention has the object basically, the described disadvantages of the known forming presses reduce or completely eliminate, without the regulatory technical Increase effort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Umformpresse zumindest zwei unabhängig von einander ansteuer- und aktivierbare Betätigungsmittel aufweist, sodass der Stempel durch ein erstes Betätigungsmittel zur Durchführung der Umformbewegung aktivierbar ist und der Niederhalter über separate zweite Betätigungsmittel aktivierbar ist, und dass die zweiten Betätigungsmittel aus Kurzhubstellgliedern bestehen, die sowohl im Sinne einer Festlegung des Blechmaterials durch die Niederhalter als auch im Sinne einer Schwingungsanregung des Niederhalters ansteuerbar sind.This object is achieved in that the forming press at least two independently controllable and activatable actuating means has, so that the punch by a first actuating means to perform the forming movement is activated and the hold-down is activated by separate second actuating means, and that the second Actuating means consist of Kurzhubstellgliedern, both in terms of a Determination of the sheet material by the hold-down as well as in the sense a vibration excitation of the blank holder can be controlled.

Durch die erfindungsgemäße konsequente Trennung von Blechhaltefunktion einerseits und Ziehweg andererseits müssen in vorteilhafter Weise keine mit Druck beaufschlagten (zum Aufbringen der Niederhalterkraft benötigten) Ölvolumina im Ziehprozess verdrängt werden. Stattdessen wird die Niederhalterkraft in der Regel pressentischseitig mit Hilfe der Kurzhubstellglieder zur Verfügung gestellt. Und dadurch dass zusätzlich in besonders erfindungswesentlicher Weise auch die Schwingungsanregung durch die Kurzhubstellglieder erfolgt, fällt das während der Schwingungsanregung auszugleichende Kompressionsvolumen innerhalb der Kurzhubstellglieder äußerst gering aus.Due to the inventive separation of sheet metal holding function on the one hand and drawing on the other hand, no need to be with Pressurized (required for applying the hold-down force) oil volumes be displaced in the drawing process. Instead, the hold-down force usually press table side with the help of Kurzhubstellglieder available posed. And thereby that in addition to particularly essential to the invention Way the vibration excitation is carried out by the Kurzhubstellglieder, falls during the vibration excitation to be compensated compression volume within the Kurzhubstellglieder extremely low.

Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Erzeugung der Niederhalterkraft und dessen Schwingungsanregung unabhängig vom Ziehweg ist es, dass der Kraftfluss beim Pulsieren nicht durch das Ziehkissen verläuft, sodass nicht nur der Kraftfluss gegenüber dem Stand der Technik stark verkürzt ist, sondern vor allem auch sich auf nur steife bzw. quasi steife Bauteilbereiche erstreckt, nämlich von den Kurzhubstellgliedern über die Matrize und den Stößel in den Pressenrahmen (insbesondere in die Seitenständer der Presse) und von dort seitlich nach unten wieder in die die Kurzhubstellglieder tragende Tischplatte.Particularly advantageous in the generation of the holding force according to the invention and its vibration excitation regardless of the pulling path is that the power flow during pulsation does not pass through the die cushion, so not only the power flow over the prior art is greatly shortened, but especially also extends to only rigid or quasi-rigid component areas, namely of the Kurzhubstellgliedern on the die and the plunger in the Press frame (especially in the side stand of the press) and from there laterally down again in the Kurzhubstellglieder bearing table top.

In diesem Zusammenhang ist es besonders von Vorteil, wenn die Presse einen die Matrize oder den Stempel tragenden Stößel aufweist und wenn der Stößel während der Umformbewegung gegenüber der Presse (zumindest im wesentlichen) festlegbar ist. Dies kann beispielsweise durch mechanische Verriegelung des Stößels an den Seitenständern der Presse erfolgen oder auch beispielsweise in hydraulischer Weise dadurch, dass der an den Stößel angeschlossene obere Zylinder in einer vorgegebenen Position (beispielsweise durch Schließen der Ventile des zugehörigen Hydraulikkreislaufes) festgelegt wird. Dadurch wird der zuvor erwähnte verkürzte Kraftfluss beim Pulsieren tatsächlich vom Stößel direkt über die zumindest nahezu inkompressiblen bzw. steifen und sich nicht über dem Ziehweg ändernden Verriegelungsbereiche in die Seitenständer der Presse und von dort weitergeleitet.In this context, it is particularly advantageous if the press a has the die or the punch bearing ram and if the plunger during the forming movement relative to the press (at least substantially) is determinable. This can be done, for example, by mechanical locking the ram on the side posts of the press or for example in a hydraulic manner in that the connected to the plunger upper cylinder in a predetermined position (for example, by closing the valves of the associated hydraulic circuit) is determined. Thereby For example, the abovementioned shortened power flow during pulsation is actually removed from the Tappet directly over the at least nearly incompressible or stiff and Do not over the pull way changing locking areas in the side stand the press and forwarded from there.

Was das erste Betätigungsmittel betrifft, so ist es von Vorteil, wenn dieses ein doppelt wirkendes Ziehkissen aufweist, sodass die Umformbewegung durch das Ziehkissen erzeugt werden kann, welches bevorzugterweise den Stempel von unten nach oben (bei feststehender Matrize bzw. feststehendem Stößel) bewegt.As for the first actuating means, it is advantageous if this one Double-acting die cushion, so that the forming movement through the die cushion can be produced, which preferably the stamp from bottom to top (with fixed die or fixed ram) emotional.

Des weiteren weist das Ziehkissen zweckmäßigerweise eine Ziehkissendruckplatte auf, wobei zwischen Stempel und Ziehkissendruckplatte zumindest eine an diesen festgelegte Hauptpinole vorgesehen ist, die während des Ziehvorgangs zur Übertragung der Betätigungskraft und der Betätigungsbewegung des ersten Bestätigungsmittels auf den Stempel dient. Dieser Aufbau wird dann noch verbessert, wenn zwischen Stempel und Ziehkissendruckplatte seitlich zur Hauptpinole weitere sich parallel zueinander und zur Hauptpinole erstreckende Hilfspinolen angeordnet sind, die zur Abstützung des Stempels an der Ziehkissendruckplatte dienen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Stempel während des Ziehvorgangs quasi flächig an der Ziehkissenplatte abgestützt ist und so in der vorgegebenen Orientierung ohne unvorteilhafte Neigungen oder Kippbewegungen den Ziehprozess durchführen kann.Furthermore, the die cushion expediently has a die cushion pressure plate on, wherein between the punch and die cushion plate at least one provided at this fixed main quill, during the drawing process for transmitting the operating force and the actuating movement of first confirmation means on the stamp is used. This structure then becomes even better if laterally between the punch and die cushion plate to the main quill further parallel to each other and to the main quill extending Auxiliary pistols are arranged, which support the stamp on the Serve die cushion plate. This will ensure that the stamp during the drawing operation is virtually supported flat on the die cushion plate and so in the given orientation without unfavorable inclinations or Tilting movements can perform the drawing process.

Was die Kurzhubstellglieder betrifft, so können diese in besonders vorteilhafter Weise aus Hydraulikzylindern in Kurzhubbauweise bestehen -selbst wenn auch andere (beispielsweise pneumatische oder Piezo-) Stellglieder verwendbar wären. Diese Kurzhubhydraulikzylinder werden über eine externe Hydraulikversorgung zur Erzeugung der Blechhalterkraft einerseits und der Schwingungsanregung andererseits beaufschlagt. Wie beim Stand der Technik werden die Kurzhubstellglieder zweckmäßigerweise mit niederfrequenten Schwingungen in der Größenordnung von zwischen 0 und 100 Hz angeregt.As regards the short-stroke actuators, they may be particularly advantageous Way of hydraulic cylinders in Kurzhubbauweise exist even if other (for example, pneumatic or piezo) actuators usable would. These short-stroke hydraulic cylinders are powered by an external hydraulic supply for generating the blank holder force on the one hand and the vibration excitation on the other hand. As in the prior art, the Kurzhubstellglieder expediently with low-frequency vibrations in of the order of magnitude of between 0 and 100 Hz excited.

Zweckmäßigerweise erstrecken sich die Kurzhubstellglieder zwischen dem oben bereits erwähnten Tisch (bzw. Tischplatte) und dem Niederhalter. Daneben ist es jedoch auch möglich, dass sich bei einem den Stempel tragenden Stößel die Kurzhubstellglieder zwischen Stößel und Niederhalter erstrecken.Conveniently, the Kurzhubstellglieder extend between the above already mentioned table (or tabletop) and the hold-down. Besides However, it is also possible that in a stamp carrying the ram the Kurzhubstellglieder between plunger and holddown extend.

Eine weitere Vereinfachung des Pressenaufbaus ergibt sich dann, wenn mehrere Kurzhubstellglieder gruppenweise ansteuerbar sind, wobei daneben natürlich auch ein aufwendigeres einzelnes Ansteuern der Kurzhubstellglieder möglich wäre, beispielsweise um einen elastisch schwingenden Niederhalter zu erhalten.A further simplification of the press structure arises when several Kurzhubstellglieder are controlled in groups, with next course also a more complex individual driving the Kurzhubstellglieder possible would be, for example, to an elastically vibrating hold-down receive.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, mit dessen Hilfe die im Stand der Technik vorhandenen nachteiligen Überschwingungen bzw. Resonanzerscheinungen vermieden werden können, besteht darin, dass die Presse derart ausgelegt ist, dass ihre Eigenfrequenz außerhalb der Schwingungsfrequenz des Niederhalters liegt. Da Resonanzerscheinungen den Pulsationseffekt der Niederhalterkraft entweder verstärken oder aufheben (je nach Phasenwinkel) können hinsichtlich der Resonanzproblematik nicht optimierte Pressenkonstruktionen keinesfalls bzw. nur äußerst eingeschränkt mit einer pulsierenden Niederhalterkraft betrieben werden. Dies verhindert die erfindungsgemäße Umformpresse dadurch, dass der Pressenrahmen bei geringst möglicher Masse äußerst steif konstruiert ist, sodass die Eigenfrequenzen in Bereichsbändern liegen, die außerhalb und insbesondere deutlich oberhalb der Pulsationsfrequenzen der Niederhalterkraft liegen.An essential feature of the present invention, with the help of which in the State of the art existing adverse overshoot or resonance phenomena can be avoided, is that the press is designed such that its natural frequency outside the oscillation frequency the holddown lies. Because resonance phenomena the pulsation effect either increase or decrease the hold-down force (depending on the phase angle) can with regard to the resonance problem not optimized press designs in no case or only extremely limited with a pulsating Hold down force can be operated. This prevents the inventive Forming press in that the press frame at the lowest possible Mass is constructed extremely rigid, so that the natural frequencies in band ranges lie outside and especially well above the pulsation frequencies the hold-down force lie.

Neben der zuvor beschriebenen Umformpresse stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche mittels einer hydraulischen Umformpresse zur Verfügung, die zumindest einen Stempel, eine Matrize und einen Niederhalter aufweist, wobei zwischen Matrize und Niederhalter ein zu verformendes Blechmaterial festgelegt wird, und wobei der vom Niederhalter auf das Blechmaterial ausgeübten Niederhalterkraft während der Umformung Schwingungen überlagert werden. Die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch vermieden, dass der Stempel durch ein erstes Betätigungsmittel aktiviert wird, dass der Niederhalter seine Niederhalterkraft über zweite Betätigungsmittel aufbringt, dass die zweiten Betätigungsmittel unabhängig vom ersten Betätigungsmittel angesteuert und aktiviert werden, und dass die zweiten Betätigungsmittel die Niederhalter auch noch zu Schwingungsbewegungen anregen.In addition to the forming press described above, the present invention also a method for deep drawing metallic sheets by means of a hydraulic Forming press available, the at least one stamp, a die and a hold-down, wherein between die and hold-down a sheet metal material to be deformed is set, and that of the downholder on the sheet material exerted hold-down force during the forming Vibrations are superimposed. The described disadvantages of State of the art in the inventive method characterized avoided that the punch is activated by a first actuating means, that the hold-down its hold-down force on second actuator applies that the second actuating means independent of the first actuating means be activated and activated, and that the second actuating means the hold-downs also stimulate oscillatory movements.

Auch hier liegt der wesentliche Effekt in der Trennung der Aufbringung der Niederhalterkraft einschließlich der Pulsation einerseits und dem Ziehweg andererseits, also der eigentlichen Tiefziehbewegung des Stempels, bei der der Stempel durch ein vom Niederhalter getrenntes Betätigungsmittel angesteuert wird.Again, the main effect is the separation of the application of Hold-down force including the pulsation on the one hand and the pulling path on the other hand, So the actual thermoforming movement of the stamp, in which the Stamp driven by a separate from the hold-down actuator becomes.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform liegt darin, dass die zweiten Betätigungsmittel aus Kurzhubstellgliedern, insbesondere aus Hydraulikzylindern in Kurzhubbauweise bestehen. Vor allem durch die Kurzhubstellglieder wird das bei der Pulsation zu verdrängende Ölvolumen minimal gehalten, wie es bereits zuvor im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Umformpresse beschrieben ist.A particularly advantageous embodiment is that the second actuating means from Kurzhubstellgliedern, in particular from hydraulic cylinders consist in short-stroke design. Especially by the Kurzhubstellglieder is the volume of oil to be displaced during pulsation is minimized, as is previously in connection with the forming press according to the invention is described.

Ebenso besteht zweckmäßigerweise das erste Betätigungsmittel aus einem doppelt wirkenden Ziehkissen, und die Matrize ist während der Umformung zumindest mittelbar gegenüber der Presse festgelegt, um den Kraftfluss beim Pulsieren in optimaler Weise zu verkürzen. Likewise, the first actuating means expediently consists of a double-acting die cushion, and the die is during forming at least indirectly set against the press, in order to control the flow of force To shorten pulsations in an optimal way.

Schließlich ist es zur Vereinfachung des Pressenaufbaus von Vorteil, wenn mehrere zweite Betätigungsmittel gruppenweise angesteuert werden. Und was die Schwingungsanregung betrifft, so empfiehlt sich auch hier ein niederfrequenter Schwingungsbereich in der Größenordnung von etwa zwischen 0 und 100 Hz.Finally, it is to simplify the press assembly advantageous if several second actuating means are controlled in groups. And what As regards the vibration excitation, it is advisable here also a low-frequency Vibration range in the order of about between 0 and 100 Hz.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; hierbei zeigen

Figur 1
die schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Umformpresse; und
Figuren 2, 3, 4 und 5
die schematische Bewegungsabfolge der einzelnen Pressenkomponenten beim erfindungsgemäßen Tiefziehverfahren.
Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing; show here
FIG. 1
the schematic front view of a forming press according to the invention; and
FIGS. 2, 3, 4 and 5
the schematic sequence of movements of the individual press components in the deep-drawing process according to the invention.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Presse mit einem Doppelständer-Pressenrahmen 1 dargestellt, der zwei Seitenständer 2, 3 aufweist. Im oberen Bereich der Presse ist ein Stößel 4 vorgesehen, der über einen Stößelantrieb 5, welcher erfindungsgemäß nur noch als Verfahrzylinder ausgebildet sein muss, betätigt wird. Der Stößel 4 trägt an seiner Unterseite eine Matrize 6 (mit einem Matrizeninnenraum 6a) und ist über in Figur 1 nicht sichtbare seitliche Stößelverriegelungen 7, 8 (siehe Figur 2) gegenüber dem Pressenrahmen mechanisch festlegbar.In Figure 1 is a press according to the invention with a double-stand press frame 1, which has two side posts 2, 3. At the top Area of the press, a plunger 4 is provided, which via a ram drive 5, which according to the invention only be designed as Verfahrzylinder must, is pressed. The plunger 4 carries on its underside a die 6 (with a Matrizeninnenraum 6a) and is not visible in Figure 1 lateral Plunger locks 7, 8 (see Figure 2) relative to the press frame mechanically fixable.

An der Unterseite der Presse ist ein Stempel 9 angeordnet, der über einen Stempelantrieb 10 in Form eines doppelt wirkenden Ziehkissens betätigbar ist, wobei man in Figur 1 als wesentlichen Teil des Stempelantriebs lediglich eine Hauptpinole 10 sieht. Diese Hauptpinole 10 durchquert einen Tisch 11, der im zum Stempel 9 seitlich benachbarten Bereich mehrere Kurhubhydraulikzylinder 12a, 12b trägt, die sich vom Tisch 11 bis zu einem Niederhalter 13 erstrecken, welcher den Stempel 9 seitlich umgebend oberhalb des Tischs 11 angeordnet. At the bottom of the press a punch 9 is arranged, which has a Stamp drive 10 is actuated in the form of a double-acting die cushion, wherein in Figure 1 as an essential part of the punch drive only one Main quill 10 sees. This main quill 10 passes through a table 11 which is in the to the punch 9 laterally adjacent area several Kurhubhydraulikzylinder 12a, 12b extending from the table 11 to a hold-down 13, which surrounds the punch 9 laterally above the table 11.

In den Figuren 2 bis 5 ist der Funktionsablauf beim erfindungsgemäßen Tiefziehverfahren dargestellt: In Figur 2 wird eine Platine 14, also das zu verformende Blech auf den Niederhalter 13 aufgelegt, der Stößel wird in Richtung des Pfeils A nach unten verfahren und in einer vorgegebenen Position, in der sich die Matrizenunterseite ca. 5 mm beabstandet von der Platine 14 befindet, über mechanische Distanzelemente 7, 8 in Richtung der Pfeile B verriegelt.FIGS. 2 to 5 show the functional sequence of the deep drawing method according to the invention 2 shows a circuit board 14, that is to be deformed Plate placed on the hold-down 13, the plunger is in the direction of the arrow A down and in a predetermined position, in the the die bottom is about 5 mm apart from the board 14, locked by mechanical spacers 7, 8 in the direction of the arrows B.

Gemäß Figur 3 wird der Niederhalter 13 über die Kurzhubzylinder 12a, 12b in Richtung der Pfeile C nach oben gefahren, d.h. das Werkzeug wird geschlossen und die Niederhalterkraft wird über die Kurzhubzylinder aufgebaut, indem der Niederhalter die Platine gegen die Matrizenunterseite drückt.According to Figure 3, the hold-down 13 on the short-stroke 12a, 12b in Direction of the arrows C moved upwards, i. the tool is closed and the hold-down force is built up over the short-stroke cylinders by the hold-down presses the board against the bottom of the die.

Wie in Figur 4 dargestellt ist, fährt nun der Stempel 9 gemäß Pfeil D nach oben und drückt hierbei die Platine in den freien Innenraum 6a der Matrize 6. Gleichzeitig wird der Niederhalter 13 über die Kurzhubzylinder 12a, 12b gemäß der Pfeile E zu niederfrequenten Schwingungen angeregt.As shown in Figure 4, now moves the punch 9 according to arrow D upwards and presses the board in the free space 6a of the die. 6 At the same time, the holding-down device 13 is moved over the short-stroke cylinders 12a, 12b the arrows E excited to low-frequency oscillations.

Wird das Ende des Ziehvorgangs erreicht, so stoppen einerseits die Schwingungsanregung und andererseits die Ziehkissenbewegung, der Niederhalter wird entlastet, der Stößel wird entsprechend den Pfeilen F entriegelt -wie es in Figur 5 dargestellt ist- und das Ziehkissen fährt zusammen mit dem Stempel entsprechend Pfeil G nach unten, während der Stößel entsprechend Pfeil G nach oben fährt. Nun kann man das fertige Ziehteil 14 entnehmen.If the end of the drawing process is reached, then on the one hand stop the vibration excitation and on the other hand, the die cushion movement, the downholder is relieved, the plunger is unlocked according to the arrows F -as it is in Figure 5 is shown and the die pad moves together with the punch according to arrow G down, while the plunger according to arrow G goes up. Now you can see the finished drawn part 14.

Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den wesentlichen Vorteil, die Pulsation nur über Kurzhubstellglieder mit minimalem Ölvolumen aufzubringen, gleichzeitig diese Pulsationsanregung und das Aufbringen der Niederhalterkraft durch die Kurzhubstellglieder vom eigentlichen Ziehvorgang abzukoppeln und diesen Ziehvorgang nur noch von unten nach oben durch ein doppelt wirkendes Ziehkissen durchzuführen, während der Stößel in einer inaktiven verriegelten Stellung verbleibt, sodass weder das Ölvolumen im Ziehkissen noch dasjenige im Verfahrzylinder des Stößels von der Schwingungsanregung beaufschlagt werden. Demgemäß können auch sowohl das Ziehkissen als auch der obere Verfahrzylinder, die außerhalb des Pulsationskraftflusses befindlich sind, den Ziehvorgang beispielsweise durch sich verändernde Gesamtsteifigkeit des mit Druck beaufschlagten Ölvolumens oder durch Reibungsvorgänge in den Hydraulikkomponenten nicht mehr negativ beeinflussen.In summary, the present invention offers the significant advantage to apply the pulsation only via short stroke actuators with minimal oil volume, at the same time this Pulsationsanregung and applying the hold-down force decouple from the actual drawing process by the Kurzhubstellglieder and this drawing process only from bottom to top by a double to perform acting die cushion, while the plunger in an inactive locked position so that neither the volume of oil in the die cushion nor the one in the displacement cylinder of the plunger from the vibration excitation be charged. Accordingly, both the die cushion and the upper traversing cylinder, which is outside the Pulsationskraftflusses are, for example, the drawing process by changing overall stiffness of the pressurized oil volume or by friction operations in the hydraulic components no longer adversely affect.

Claims (17)

Umformpresse zum Tiefziehen metallischer Bleche mit zumindest einem Stempel (9), einer Matrize (6) und einem Niederhalter (13), wobei ein umzuformendes Blechmaterial (14) zwischen Matrize und Niederhalter festlegbar ist, wobei der Stempel durch Relativbewegung gegenüber Matrize und Niederhalter die Umformung durchführt, und wobei der Niederhalter als pulsierender Niederhalter ausgebildet und zu Schwingungen anregbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umformpresse zumindest zwei unabhängig voneinander ansteuer- und aktivierbare Betätigungsmittel aufweist, so dass der Stempel (9) durch ein erstes Betätigungsmittel (10) zur Durchführung der Umformbewegung aktivierbar ist und der Niederhalter (13) über separate zweite Betätigungsmittel (12a, 12b) aktivierbar ist, und dass die zweiten Betätigungsmittel aus Kurzhubstellgliedern (12a, 12b) bestehen, die sowohl im Sinne einer Festlegung des Blechmaterials (14) durch den Niederhalter (13) als auch im Sinne einer Schwingungsanregung des Niederhalters ansteuerbar sind.Forming press for deep drawing metallic sheets with at least one punch (9), a die (6) and a hold-down (13), wherein a sheet material (14) to be formed between die and hold-down is fixed, the punch by relative movement relative to die and holddown the forming performs and wherein the hold-down is designed as a pulsating hold-down and can be excited to oscillate,
characterized in that the forming press has at least two independently controllable and activatable actuating means, so that the punch (9) by a first actuating means (10) for performing the forming movement is activated and the hold-down (13) via separate second actuating means (12a, 12b) can be activated, and that the second actuating means from Kurzhubstellgliedern (12a, 12b) consist, which are controllable both in the sense of fixing the sheet material (14) by the hold-down (13) and in the sense of a vibration excitation of the blank holder. Umformpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungsmittel (10) ein doppelt wirkendes Ziehkissen aufweist. Forming press according to claim 1,
characterized in that the first actuating means (10) comprises a double-acting die cushion. Umformpresse nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehkissen eine Ziehkissendruckplatte aufweist und dass zwischen Stempel (9) und Ziehkissendruckplatte zumindest eine an diesen festgelegte Hauptpinole (10) vorgesehen ist, die zur Übertragung der Betätigungskraft und der Betätigungsbewegung des ersten Betätigungsmittels auf den Stempel dient.Forming press according to claim 2,
characterized in that the die cushion has a die cushion pressure plate and that between the punch (9) and Ziehkissendruckplatte at least one fixed thereto main spindle (10) is provided, which serves for transmitting the actuating force and the actuating movement of the first actuating means on the punch. Umformpresse nach zumindest Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Stempel und Ziehkissendruckplatte weitere sich parallel zueinander und zur Hauptpinole erstreckende Hilfspinolen angeordnet sind, die zur Abstützung des Stempels an der Ziehkissendruckplatte dienen.Forming press according to at least claim 3,
characterized in that between the punch and die cushion pressure plate further parallel to each other and the main quill extending auxiliary spins are arranged, which serve to support the punch on the Ziehkissendruckplatte. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Presse einen die Matrize (6) oder den Stempel (9) tragenden Stößel (4) aufweist, und dass der Stößel während der Umformbewegung gegenüber der Presse zumindest im wesentlichen festlegbar ist.Forming press according to at least claim 1,
characterized in that the press has a die (6) or the punch (9) carrying ram (4), and that the plunger is at least substantially fixed during the forming movement relative to the press. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubstellglieder (12a, 12b) aus Hydraulikzylindern in Kurzhubbauweise bestehen.Forming press according to at least claim 1,
characterized in that the Kurzhubstellglieder (12a, 12b) consist of hydraulic cylinders in Kurzhubbauweise. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubstellglieder (12a, 12b) zur niederfrequenten Anregung des Niederhalters (13) ansteuerbar sind.Forming press according to at least claim 1,
characterized in that the Kurzhubstellglieder (12a, 12b) for low-frequency excitation of the blank holder (13) are controllable. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Presse einen Tisch (11) aufweist, und dass sich die Kurzhubstellglieder (12a, 22b) zwischen Tisch und Niederhalter (13) erstrecken. Forming press according to at least claim 1,
characterized in that the press has a table (11), and that the Kurzhubstellglieder (12a, 22b) extend between the table and hold-down (13). Umformpresse nach zumindest Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einem den Stempel tragenden Stößel die Kurzhubstellglieder zwischen Stößel und Niederhalter erstrecken.Forming press according to at least claim 5,
characterized in that extend at a stamp carrying the ram the Kurzhubstellglieder between plunger and hold-down. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kurzhubstellglieder (12a, 12b) gruppenweise ansteuerbar sind.Forming press according to at least claim 1,
characterized in that a plurality of short-stroke actuators (12a, 12b) can be controlled in groups. Umformpresse nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Presse derart ausgelegt ist, dass ihre Eigenfrequenz außerhalb der Schwingungsfrequenz des Niederhalters (13) liegt.Forming press according to at least claim 1,
characterized in that the press is designed such that its natural frequency is outside the oscillation frequency of the blank holder (13). Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche mittels einer hydraulischen Umformpresse, die zumindest einen Stempel, eine Matrize und einen Niederhalter aufweist, wobei zwischen Matrize und Niederhalter ein zu verformendes Blechmaterial festgelegt wird, und wobei der vom Niederhalter auf das Blechmaterial ausgeübten Niederhalterkraft während der Umformung Schwingungen überlagert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel durch ein erstes Betätigungsmittel aktiviert wird, dass der Niederhalter seine Niederhalterkraft über zweite Betätigungsmittel aufbringt, dass die zweiten Betätigungsmittel unabhängig vom ersten Betätigungsmittel angesteuert und aktiviert werden, und dass die zweiten Betätigungsmittel den Niederhalter zu Schwingungsbewegungen anregen.Method for deep drawing metal sheets by means of a hydraulic forming press having at least one punch, a die and a hold-down, between the die and hold down a sheet material to be deformed is set, and wherein the pressure exerted by the hold on the sheet material holding-down force are superimposed during deformation vibrations .
characterized in that the punch is activated by a first actuation means, that the hold-down applies its hold-down force via second actuation means, that the second actuation means are activated and activated independently of the first actuation means, and that the second actuation means stimulate the hold-down to oscillatory movements. Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Betätigungsmittel aus Kurzhubstellgliedern, insbesondere aus Hydraulikzylindern in Kurzhubbauweise bestehen. A method of deep drawing metal sheets according to claim 12,
characterized in that the second actuating means consist of Kurzhubstellgliedern, in particular of hydraulic cylinders in Kurzhubbauweise. Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche nach zumindest Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Betätigungsmittel aus einem doppelt wirkenden Ziehkissen besteht.Method for deep-drawing metal sheets according to at least claim 12,
characterized in that the first actuating means consists of a double-acting die cushion. Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche nach zumindest Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize während der Umformung zumindest mittelbar gegenüber der Presse festgelegt wird.Method for deep-drawing metal sheets according to at least claim 12,
characterized in that the die is set at least indirectly relative to the press during the forming. Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche nach zumindest Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzhubstellglieder mit niederfrequenten Schwingungen in der Größenordnung von etwa zwischen 0 und 100 Hz angeregt werden.Method for deep-drawing metal sheets according to at least claim 12,
characterized in that the Kurzhubstellglieder are excited with low-frequency oscillations in the order of approximately between 0 and 100 Hz. Verfahren zum Tiefziehen metallischer Bleche nach zumindest Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Betätigungsmittel gruppenweise angesteuert werden.Method for deep-drawing metal sheets according to at least claim 12,
characterized in that a plurality of second actuating means are controlled in groups.
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