EP1758696A1 - Ziehkissen-vorrichtung mit hybrid-antrieb - Google Patents

Ziehkissen-vorrichtung mit hybrid-antrieb

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Publication number
EP1758696A1
EP1758696A1 EP05761755A EP05761755A EP1758696A1 EP 1758696 A1 EP1758696 A1 EP 1758696A1 EP 05761755 A EP05761755 A EP 05761755A EP 05761755 A EP05761755 A EP 05761755A EP 1758696 A1 EP1758696 A1 EP 1758696A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
die cushion
cushion device
pressure
pressure cheek
cheek
Prior art date
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Granted
Application number
EP05761755A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1758696B1 (de
Inventor
Ulrich Frank
Uwe Darr
Rainer Reichenbach
Thomas Spiesshofer
Gebhard Engler
Markus Müller
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.)
Mueller Weingarten AG
Original Assignee
Mueller Weingarten AG
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 Mueller Weingarten AG filed Critical Mueller Weingarten AG
Publication of EP1758696A1 publication Critical patent/EP1758696A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1758696B1 publication Critical patent/EP1758696B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B21D24/02—Die-cushions
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • 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 die cushion device according to the preamble of patent claim 1.
  • proportional or servo valves are used to control or regulate the pressures in the sheet holder holders and thus to control the sheet holder force
  • the sheet holder cylinder being assigned a sensor which, via a control unit, the desired pressure change in the sheet holder cylinder in dependence of the respective drawing progress by means of the proportional or servo valves controls.
  • DE 32 42 705 C2 discloses a single-acting drawing press in which the pressure cheek arranged in the press table can be acted upon by a plurality of cylinder units with locally different cushion force, in order in particular to machine asymmetric large drawn parts with locally different desired forces can.
  • a different pullability in the respective regions of a workpiece can be achieved by a specific change in the drawing gap.
  • different pressures for plate holding can thus be produced. It follows a power regulation for a differentiated support of the pressure cheek, which forwards the different force to the sheet holding device or the workpiece.
  • a press to be used for drawing and deep drawing operations is also known, which is likewise designed as a single-acting press and whose hydraulically supported pressure cheek acts on the lower part of the tool or the drawing punch.
  • the drawing process on the drawing punch can be influenced in the sense of sheet metal deformation by targeted pressure influencing of the pressure cheek.
  • a disadvantage of these embodiments is the coupling of the individual drive motors.
  • it is necessary in the case of parts which are difficult to be formed to subject the individual pressure points to different forces which are variable during the drawing process.
  • Both of the above-described electrically operated drawing cushions have the disadvantage that they require a large installation space due to the large number of mechanical movement transmission means, which as a rule is not present.
  • the invention is based on the object, starting from the prior art, to improve a die-cushion device in such a way that the control behavior is improved when the control effort is reduced, and that in the case of a possible lent compact design a variable force distribution on the blank holder is made possible.
  • the core idea of the invention is to utilize both the advantages of the hydraulic drawing cushions and of the electrically driven drawing cushions. This is achieved by a Zieh ⁇ pillow device according to hybrid system in a combination of fluid cylinders and one or more acting on the pressure cheekenden- electric drives, the fluid cylinder the Kraft ⁇ function at a high level and the electric drive Wegfunk ⁇ tion, such as Pre-acceleration and acceleration, and the Kraftfunk ⁇ tion at a low level with deactivated fluid cylinders accepts.
  • the force and / or travel function of the electric drive can be transmitted to the pressure cheek on the one hand by means of a linear motor designed as a direct drive and on the other hand by means of a servomotor with mechanical translation.
  • the linear motors can be arranged, for example, centrally between the fluid cylinders in the inner region of the pressure cheek. Due to the direct energy conversion into a linear Weg ⁇ function can be dispensed with laborious mechanical, increased inertial Mente ments causing translations.
  • the secondary part belonging to the linear motor is fastened to the pressure cheek, which, depending on the force requirement, faces one or more primary parts mounted in the press table. It is also possible to arrange the linear motors in the outer region of the pressure cheek. In this case, the secondary part can be mounted both on the pressure cheek, as well as in the press table.
  • the external linear motor makes it possible, in the case of applications of multi-part pressure cheeks, to share primary or secondary parts by means of adjacent die cushion devices.
  • linear motors instead of linear motors are servomotors with a mechanical translation as a linear translator, for example, as E lektrozylinder with spindle and spindle nut applicable, which are preferably arranged centrally between the fluid cylinders and operatively connected to the pressure cheek.
  • a mechanical translator for example, as E lektrozylinder with spindle and spindle nut applicable, which are preferably arranged centrally between the fluid cylinders and operatively connected to the pressure cheek.
  • a rack with pinion and a lever mechanism between servo motor and pressure cheek are possible.
  • the electric drives for coordination with the movement of ram and Werk Swisstransportelemen- th via a guide shaft with the system control, whereby a permanent position control within the Wegfunkti ⁇ ones can be realized.
  • a motor brake operatively connected to the electric drive can be activated.
  • energy recovery is possible as braking energy during a force application or during cushion run-up into the electronic network or into the energy circuit of the press.
  • Figure 1 die cushion device according to hybrid system with Linear ⁇ motors outside the pressure cheek as Thomasdarstel ⁇ ment.
  • Figure 2 die cushion device according to hybrid system with Linear ⁇ motor within the pressure cheek as Thomasdarstel ⁇ ment.
  • Figure 3 die cushion device according to hybrid system with electric cylinder as a sectional view.
  • Figure 4 path-time diagram for die cushion device according to hybrid system
  • FIG. 1 shows, in a simplified representation, the cut-out of a press with a die-cushioning device 2 arranged in the press table 1 as a multi-point embodiment.
  • the longitudinally guided in the press table 1 pressure cheek 3 is connected via pressure pin 4 with the plate holder 5 of the lower tool in operative connection.
  • tappet-directed, blank holder force between Druck ⁇ cheek 3 and press table 1 fluid cylinder 6 are arranged.
  • the sectional view shows the first row with four fluid cylinders 6 of a total of eight-point drawing device.
  • the pressure cheek 3 is moved downwards by the movement of the tappet, the control of the blank-holder force along the pulling path being effected by a valve-controlled displacement of the fluid from the fluid cylinders 6.
  • electric motors 15 are linear motors 7 whose primary and secondary parts 8, 9 are used Preferably between press table 1 and pressure cheek 3 are arranged.
  • the need-based arrangement of the primary parts 8 on the pressure cheek 3 or on the press table 1 is possible.
  • a plurality of linear motors 7 can be arranged along the pressure cheek 3. In this case, the linear motors 7 can either simultaneously take over the guiding function of the pressure cheek 3 or the primary and secondary parts 8, 9 are arranged independently of additional guide elements.
  • adjacent pressure cheeks use a common primary or secondary part.
  • the associated secondary parts are operatively connected to the pressure cheeks of the adjacent die cushion device. It is also conceivable to arrange the secondary parts on the pressure cheeks, which are in operative connection with an intermediate, jointly usable primary part.
  • the linear motor 7 is arranged to generate the path function in the inner region of the pressure cheek 3, approximately centrally between the fluid cylinders 6.
  • FIG. 3 shows a die-cushion device 2 according to a third embodiment with an electric cylinder 10 acting on the pressure cheek 3.
  • the electric cylinder 10 is arranged approximately centrally in the middle between the surrounding fluid cylinders ⁇ .
  • a spindle / spindle nut system 12, 11 is used in this embodiment.
  • the connected to the pressure cheek 3 spindle nut 11 is ros ⁇ fixed, and axially synchronous with the pressure cheek 3 movable.
  • the associated spindle 12 is axially fixed in the press table 1 rotatably mounted.
  • the remote from the spindle nut 11 end of the spindle 12 is connected via a coupling 13 with a servo motor 14 in operative connection. It is also possible to dispense with additional transmission elements and to use the extended shaft of the spindle as the rotor of the servomotor 14.
  • the sheet metal holder 5 Before placing the upper tool on the lower tool, not shown, on the sheet metal holder 5 located in the lower tool, the sheet metal holder 5 is pre-accelerated with the blank or molded part intended for forming in order to avoid a disadvantageous impact load in the direction of the push movement.
  • the electric drive 15, either as servomotor 14 or linear motor 7, is actuated in operative connection with a position measuring system or via a guide shaft for plunger movement, so that after a defined acceleration path the upper tool acts on the plate holder 5 with a remaining relative speed. After building up a defined pressure in the fluid cylinders 6, the drawing force required for forming the blank or the molded part is achieved.
  • the movement of the pressure cheek 3 is done passively during the drawing process by the movement of the plunger.
  • both the pulling force per fluid cylinder 6 can be varied in this drawing phase, as well as time-varying pulling forces between adjacent fluid cylinders 6 can be set in accordance with the technological requirements.
  • the moving elements of the electric drive 15 are either in an idle phase during this drawing process or can regenerate energy by switching to the generator mode in an advantageous manner.
  • the pressure cheek 3 follows the upwardly directed plunger movement synchronously in order to eject the re-formed drawn part.
  • the direction of movement of the electric drive or 15 is changed and the Duck cheek 3 is actively driven in the engine mode.
  • the fluid cylinders 6 are deactivated on the pressure side in this phase.

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Description

"Ziehkissen-Vorrichtung mit Hybrid-Antrieb"
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Ziehkissen-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Mechanische und hydraulische Pressen sind Maschinen der Um¬ formtechnik zur Bearbeitung von Werkstücken und insbesondere Blechteilen. Zum Umformen von Ziehteilen ist es erforderlich, das Werkstück in spezieller Weise zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug der Presse einzuspannen, wobei verschie¬ denartige Blechhaltesysteme bekannt sind. Aus der Zeitschrift Bleche Rohre Profile, 39 (1992), Seiten 44 bis 48, sind Zieh¬ einrichtungen bekannt geworden, die teilweise ein aufwendiges System mit Steuerung beinhalten, um eine gezielte Übertragung der Blechhaltekräfte zu ermöglichen. Bei Ziehpressen unter¬ scheidet man zwischen den so genannten doppelt wirkenden und einfach wirkenden Pressen, wobei bei doppelt wirkenden Zieh¬ pressen der den Pressenstößel umgebende Blechhalterstößel eine gegenüber diesem voreilende Bewegung durchführt und im nach- folgenden Stillstand das Blech so lange gezielt und ggf. gere¬ gelt nachgebend festhält, bis der Umformvorgang am Werkstück beendet ist. Eine solche Regelung der Blechhaltekraft während des Ziehvorgangs zeigt beispielsweise die DE 36 40 507 C2.
Bei dieser bekannten Einrichtung werden zur Steuerung bzw. Re- gelung der Drücke in den Blechhaltergarnituren und damit zur Regelung der Blechhalterkraft Proportional- oder Servoventile eingesetzt, wobei dem Blechhalterzylinder ein Sensor zugeord¬ net ist, der über ein Steuergerät die gewünschte Druckänderung im Blechhalterzylinder in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ziehfortschritt mittels der Proportional- oder Servoventile regelt.
Bei einfach wirkenden Pressen ist demgegenüber nur ein einfa¬ cher Pressenstößel vorhanden. Durch eine Anordnung eines zu- sätzlichen Ziehapparates im Pressentisch wird bei einfach wir¬ kenden Pressen ein Ziehstempel auf der Aufspannplatte eines Pressentisches befestigt, während ein zusätzlicher Blechhalter auf ihm verschiebbar gelagert ist und von unten her über meh¬ rere Druckstifte unter Einwirkung einer Druckwange steht. Da- bei ist die Ziehmatrize am Pressenstößel befestigt (Bleche Rohre Profile, 39 (1992), Seiten 44 und 45) .
In der DE 32 42 705 C2 ist eine einfach wirkende Ziehpresse offenbart, bei welcher die im Pressentisch angeordnete Druck- wange von mehreren Zylindereinheiten mit örtlich unterschied¬ licher Kissenkraft beaufschlagbar ist, um insbesondere auch asymmetrische große Ziehteile mit örtlich unterschiedlich er¬ wünschten Kräften bearbeiten zu können. Durch diese unter¬ schiedliche Regelung der Kräfte an einer Druckwange kann ein unterschiedliches Ziehvermögen in den jeweiligen Bereichen ei¬ nes Werkstücks durch gezielte Veränderung des Ziehspaltes er¬ reicht werden. Für Werkstücke, die eine asymmetrische Kraftbeaufschlagung er¬ fordern, können damit unterschiedliche Drücke zur Blechhalte- rung erzeugt werden. Es folgt eine Kraftregulierung für eine differenzierte Unterstützung der Druckwange, wobei diese die unterschiedliche Kraft auf die Blechhalteeinrichtung bzw. das Werkstück weiterleitet. Aus der EP 0 173 184 Bl ist weiterhin eine für Zieh- und Tiefziehoperationen zu verwendende Presse bekannt, die ebenfalls als einfach wirkende Presse ausgebildet ist und deren hydraulisch abgestützte Druckwange auf das Werk- zeugunterteil bzw. den Ziehstempel einwirkt. Auch hier kann durch eine gezielte Druckbeeinflussung der Druckwange der Ziehvorgang am Ziehstempel im Sinne einer Blechverformung be- einflusst werden.
Bei allen oben beschriebenen Ziehkissenvorrichtungen werden zur Aufbereitung einer regelbaren Kraft auf die Druckwange, Hydraulikzylinder eingesetzt. Für die Erzeugung der Wegfunkti¬ onen, wie Vorbeschleunigung, Hochlauf, sicherheitsgerechtes Halten in Rastpositionen, Ziehtiefenverstellung sind nicht un- erhebliche mechanische, fluid- und steuerungstechnische Auf- Wendungen erforderlich. Zur Vermeidung von Kollisionen zwi¬ schen der Bewegung der Ziehkissenvorrichtung und beispielswei¬ se den Formteil-Transportelementen entstehen erhöhte Aufwen¬ dungen zur Bewegungskontrolle. Bei der Regelung der Ziehkräfte können hydraulisch bedingt definierte Minimalwerte nicht un¬ terschritten werden.
In jüngster Zeit sind Ziehkissen bekannt geworden, bei denen die Kissenkraft mittels elektrischer Antriebe erzeugt wird.
In der US 5 435 166 A ist eine, die Kissenkraft durch Servo¬ antriebe erzeugende Zieheinrichtung im Tisch einer Presse of¬ fenbart, wobei der Servoantrieb über ein Getriebe und Zahnstange mit der Kissenplatte verbunden ist. Dabei können entweder mehrere, jeweils untereinander mechanisch gekoppelte Servoantriebe auf eine gemeinsame Druckwange wirken oder ein Servoantrieb wirkt unabhängig von anderen auf je ein Druckwan- genelement einer mehrteiligen Druckwange.
Aus der DE 42 92 190 Tl ist eine Vorrichtung im Tisch einer Probierpresse bekannt, deren Druckwange mit Motoren über ein System Spindel-/Spindelmutter so wirkverbunden ist, dass der an der Kissenplatte gegen die Abwärtsbewegung des Stößels er¬ zeugte Widerstand durch die Motoren steuerbar ist. Mit den elektrisch oder mechanisch schlupffrei gekoppelten An- und Ab- triebsmotoren soll die Kippungsbewegung der Druckwange verhin¬ dert werden.
Nachteilig an diesen Ausführungen ist die Kopplung der einzel¬ nen Antriebsmotoren. Insbesondere in Großpressen mit Mehr- punktzieheinrichtungen und einteiliger Druckwange ist es bei schwierig umzuformenden Teilen erforderlich, die einzelnen Druckpunkte mit unterschiedlichen und während des Ziehvorgan¬ ges variablen Kräften zu beaufschlagen. Beide oben beschriebe¬ ne elektrisch betätigte Ziehkissen haben den Nachteil, dass sie aufgrund der großen Anzahl von mechanischen Bewegungsüber- tragungsmittel einen großen Bauraum erfordern, welcher in der Regel aber nicht vorhanden ist.
Aufgabe und Vorteil der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik, eine Ziehkissen-Vorrichtung so zu verbessern, dass bei Reduzierung des Steuerungs- und Regelungsaufwandes das Regelverhalten verbessert wird, und dass bei einer mög- liehst kompakten Bauform eine variable Kraftverteilung am Blechhalter ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ziehkissen-Vorrichtung mit Hybrid-Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst. In den Un¬ teransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildun¬ gen der Vorrichtung angegeben.
Der Kerngedanke der Erfindung ist, sowohl die Vorteile der hydraulischen Ziehkissen, als auch der elektrisch angetriebe¬ nen Ziehkissen zu nutzen. Erreicht wird dies durch eine Zieh¬ kissen-Vorrichtung nach Hybrid-System in einer Kombination von Fluidzylindern und einem oder mehreren auf die Druckwange wir- kenden Elektroantrieben, wobei die Fluidzylinder die Kraft¬ funktion auf hohem Niveau und der Elektroantrieb die Wegfunk¬ tion, wie Vorbeschleunigung und Hochlauf, sowie die Kraftfunk¬ tion auf niedrigem Niveau bei deaktivierten Fluidzylindern übernimmt. Dabei kann die Kraft- und/oder Wegfunktion des Elektroantriebes einerseits mittels eines als Direktantrieb ausgestalteten Linearmotors und andererseits mittels Servomo¬ tor mit mechanischer Übersetzung auf die Druckwange übertragen werden.
Die Linearmotoren können im Innenbereich der Druckwange, bei¬ spielsweise zentrisch zwischen den Fluidzylindern angeordnet sein. Durch die direkte Energieumsetzung in eine lineare Weg¬ funktion kann auf aufwändige mechanische, erhöhte Trägheitsmo¬ mente verursachende Übersetzungen verzichtet werden. In vor- teilhafter Weise ist das zum Linearmotor gehörende Sekundär¬ teil an der Druckwange befestigt, dem je nach Kraftbedarf ein oder mehrere im Pressentisch gelagerte Primärteile gegenüber¬ stehen. Es ist ebenso möglich, die Linearmotoren im Außenbereich der Druckwange anzuordnen. Dabei kann das Sekundärteil sowohl an der Druckwange, als auch im Pressentisch gelagert sein. Der außenliegende Linearmotor ermöglicht darüber hinaus bei Anwen¬ dungen von mehrteiligen Druckwangen eine gemeinsame Nutzung von Primär- oder Sekundärteil durch benachbarte Ziehkissen- Vorrichtungen.
Anstelle von Linearmotoren sind Servomotoren mit einer mecha¬ nischen Übersetzung als Linearwandler, beispielsweise als E- lektrozylinder mit Spindel und Spindelmutter anwendbar, die bevorzugt zentrisch zwischen den Fluidzylindern angeordnet und mit der Druckwange wirkverbunden sind. Als mechanische Über- Setzungen sind alternativ eine Zahnstange mit Ritzel sowie ein Hebelmechanismus zwischen Servomotor und Druckwange möglich.
In vorteilhafter Weise sind die Elektroantriebe zur Koordinie¬ rung mit der Bewegung von Stößel und Werkstücktransportelemen- ten über eine Leitwelle mit der Anlagensteuerung verbunden, wodurch eine permanente Lagekontrolle innerhalb der Wegfunkti¬ onen realisierbar ist.
Zur sicherheitsgerechten Verriegelung der Ziehkissen- Vorrichtung in einer Halteposition ist eine mit dem Elektroan- trieb wirkverbundene Motorbremse aktivierbar. Zur Verbesserung der Energiebilanz der Presse ist eine Energierückspeisung als Bremsenergie bei einer Kraftaufbringung oder auch während des Kissenhochlaufes in das Elektronetz oder in den Energiekreis- lauf der Presse möglich. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus den Figuren ersichtlich und in der nachfolgenden Beschreibung ei¬ nes Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 Ziehkissen-Vorrichtung nach Hybridsystem mit Linear¬ motoren außerhalb der Druckwange als Schnittdarstel¬ lung.
Figur 2 Ziehkissen-Vorrichtung nach Hybridsystem mit Linear¬ motor innerhalb der Druckwange als Schnittdarstel¬ lung.
Figur 3 Ziehkissen-Vorrichtung nach Hybridsystem mit Elektro- zylinder als Schnittdarstellung .
Figur 4 Weg-Zeit-Diagramm für Ziehkissen-Vorrichtung nach Hybridsystem
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung den Aus¬ schnitt einer Presse mit im Pressentisch 1 angeordneter Zieh- kissen-Vorrichtung 2 als Mehrpunktausführung.
Die im Pressentisch 1 längsgeführte Druckwange 3 steht über Druckbolzen 4 mit dem Blechhalter 5 des Unterwerkzeuges in Wirkverbindung. Zur Erzeugung der für den Ziehvorgang erfor- derlichen, gegen das Oberwerkzeug im nicht dargestellten Pres- senstößel gerichteten, Blechhalterkraft sind zwischen Druck¬ wange 3 und Pressentisch 1 Fluidzylinder 6 angeordnet. Die Schnittdarstellung zeigt dabei die erste Reihe mit vier Fluid- zylindern 6 einer insgesamt Acht-Punkt-Ziehvorrichtung. Wäh- rend der Ziehphase des Blechformteiles wird die Druckwange 3 durch die Bewegung des Stößels abwärts bewegt, wobei die Rege¬ lung der Blechhalterkraft entlang des Ziehweges durch eine ventilgesteuerte Verdrängung des Fluids aus den Fluidzylindern 6 erfolgt.
Zur Erzeugung der aktiv gesteuerten Wegfunktion, wie Vorbe¬ schleunigung, Hochlauf einschließlich pick up, Rückfall und Halten in Rastphasen gemäß Diagramm für Hybridsystem nach Fi¬ gur 4 kommen als Elektroantriebe 15 Linearmotoren 7 zum Ein- satz, deren Primär- und Sekundärteile 8,9 vorzugsweise zwi¬ schen Pressentisch 1 und Druckwange 3 angeordnet sind. Dabei ist die bedarfsweise Anordnung der Primärteile 8 an der Druck¬ wange 3 oder am Pressentisch 1 möglich. Je nach Kraftbedarf sind entlang der Druckwange 3 mehrere Linearmotoren 7 anorden- bar. Dabei können die Linearmotoren 7 entweder gleichzeitig die Führungsfunktion der Druckwange 3 übernehmen oder die Pri¬ mär- und Sekundärteile 8, 9 sind unabhängig von zusätzlichen Führungselementen angeordnet.
Bei einer Ziehkissen-Vorrichtung mit mehrteiliger Druckwange ist es vorteilhaft, dass benachbarte Druckwangen ein gemeinsa¬ mes Primär- oder Sekundärteil nutzen. Dabei sind im Fall der Anordnung des Primärteils im Pressentisch die zugehörigen Se¬ kundärteile mit den Druckwangen der benachbarten Ziehkissen- Vorrichtung wirkverbunden. Es ist ebenso denkbar, die Sekun¬ därteile an den Druckwangen anzuordnen, die jeweils mit einem zwischenliegenden, gemeinsam nutzbaren Primärteil in Wirkver¬ bindung stehen. Bei einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung nach Figur 2 ist der Linearmotor 7 zur Erzeugung der Wegfunktion im Innenbe¬ reich der Druckwange 3, etwa zentrisch zwischen den Fluidzy- lindern 6, angeordnet.
Allen Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass die elektrische Energie des Linearmotors 7 direkt ohne zusatzliche mechanische Übersetzungen als geradlinige Wegfunktion über die Druckwange 3 auf den Blechhalter 5 wirkt. Dabei ist es möglich, dass je nach Anforderung an den Kraftbedarf mehrere, am Pressentisch 1 befestigte Primarteile 8 gemeinsam auf das mit der Druckwange 3 befestigte Sekundarteil 9 wirken.
Figur 3 zeigt eine Ziehkissen-Vorrichtung 2 nach einer dritten Ausgestaltung mit einem auf die Druckwange 3 wirkenden Elekt- rozylinder 10. Der Elektrozylinder 10 ist etwa zentrisch in der Mitte zwischen den umliegenden Fluidzylindern β angeord¬ net. Als mechanische Übersetzung 16 kommt in dieser Ausgestal- tung ein System Spindel/ Spindelmutter 12, 11 zum Einsatz.
Die mit der Druckwange 3 verbundene Spindelmutter 11 ist dreh¬ fest, und axial synchron mit der Druckwange 3 beweglich. Die zugehörige Spindel 12 ist axialfest im Pressentisch 1 drehbar gelagert. Das von der Spindelmutter 11 abgewandte Ende der Spindel 12 steht über eine Kupplung 13 mit einem Servomotor 14 in Wirkverbindung. Es ist ebenso möglich, mit Verzicht auf zu¬ satzliche Ubertragungselemente die verlängerte Welle der Spin¬ del als Rotor des Servomotors 14 zu nutzen.
In Verbindung mit dem Weg-Zeit-Verlauf des in Figur 4 darge¬ stellten Zyklogramms wiederholen sich je Pressenzyklus folgen¬ de Funktionen in der Ziehkissen-Vorrichtung 2 nach Hybridsys- tem. Vor dem Aufsetzen des am nicht dargestellten Stößel be¬ festigten Oberwerkzeuges auf dem im Unterwerkzeug befindlichen Blechhalter 5, wird der Blechhalter 5 mit der zur Umformung vorgesehenen Platine oder Formteil zwecks Vermeidung einer nachteiligen Auftreffstoß-Belastung in Richtung der Stößelbe¬ wegung vorbeschleunigt. Dazu wird der Elektroantrieb 15, ent¬ weder als Servomotor 14 oder Linearmotor 7 in Wirkverbindung mit einem Wegmeßsystem oder über Leitwelle zur Stößelbewegung angesteuert, sodass nach einem definierten Beschleunigungsweg das Oberwerkzeug auf den Blechhalter 5 mit einer verbleibenden Relativgeschwindigkeit auftritt. Nach Aufbau eines definierten Druckes in den Fluidzylindern 6 wird die zur Umformung der Platine oder des Formteiles erforderliche Ziehkraft erreicht.
Die Bewegung der Druckwange 3 erfolgt während des Ziehvorgangs passiv durch die Bewegung des Stößels. Entsprechend den aus dem Stand der Technik bekannten Fluidzylindern 6 können in dieser Ziehphase sowohl die Ziehkraft je Fluidzylinder 6 vari¬ iert, als auch zeitlich differierende Ziehkräfte zwischen be- nachbarten Fluidzylindern 6 entsprechend den technologischen Anforderungen eingestellt werden. Die beweglichen Elemente des Elektroantriebes 15 befinden sich während dieses Ziehvorgangs entweder in einer Leerlaufphase oder können durch Umschaltung in den Generatormodus in vorteilhafter Weise Energie rückspei- sen.
Es ist ebenso denkbar, dass bei kleineren Ziehkräften, die Elektroantriebe 15 durch widerstandsgesteuerte Bremsung im Ge¬ neratorbetrieb die Kraftfunktionen übernehmen.
Nach Durchlauf des unteren Umkehrpunktes der Presse sind ent¬ sprechend Figur 4 folgende Wegfunktionen an der Ziehkissen- Vorrichtung 2 möglich: Bei unverzögerter Hochlaufbewegung folgt die Druckwange 3 der aufwärtsgerichteten Stößelbewegung zwecks Auswerfens des umge¬ formten Ziehteiles synchron. Dazu wird die Bewegungsrichtung des oder der Elektroantriebe 15 gewechselt und die Duckwange 3 im Motormodus aktiv angetrieben. Die Fluidzylinder 6 sind in dieser Phase druckseitig deaktiviert.
Es ist ebenso denkbar, bei verzögerter Hochlaufbewegung die Ziehkissen-Vorrichtung 2 nach Durchlauf des unteren Umkehr¬ punktes in ihrer Tiefstlage zu sperren. Die anschließende Hochlaufbewegung zur Übernahme einer neuen Platine oder Form¬ teil erfolgt verzögert, ab einem definierten Hochlaufstart nach Leitwelle zur Stößelbewegung.
Während der leitwellengesteuerten Wegfunktionen erfolgt eine synchrone Bewegung der Ziehkissen-Vorrichtung 2 sowohl zur Hauptbewegung des Stößels, als auch zur Nebenbewegung von bei¬ spielsweise Werkstücktransportelementen, so dass eine Kollisi- onsfreiheit auch bei engem Toleranzfenster gesichert wird. Bezugszeichenliste
1 Pressentisch 2 Ziehkissen-Vorrichtung 3 Druckwange 4 Druckbolzen 5 Blechhalter 6 Fluidzylinder 7 Linearmotor 8 Primärteil 9 Sekundärteil 10 Elektrozylinder 11 Spindelmutter 12 Spindel 13 Kupplung 14 Servomotor 15 Elektroantrieb 16 mechanische Übersetzung

Claims

Patentansprüche:
1. Ziehkissen-Vorrichtung für eine metallbearbeitende Presse zur Regelung einer Blechhaltekraft zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck¬ beaufschlagung auf die Druckwange (3) und deren Bewegung mit¬ tels einer Kombination aus mindestens einem Fluidzylinder (6) und mindestens einem Elektroantrieb (15) regelbar ist.
2. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) über eine mechanische Übersetzung (16) mit der Druckwange (3) wirkver¬ bunden ist.
3. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) ein als Di- rektantrieb ausgestalteter Linearmotor (7) ist und mit der Druckwange (3) wirkverbunden ist.
4. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Linearmotor (7) innerhalb der Druckwange (3) angeordnet ist.
5. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Linearmotor (7) außerhalb der Druckwange (3) angeordnet ist.
6. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass bei einer mehrteiligen Druckwange (3) die zuge- ordneten Primär- oder Sekundärteile (8, 9) mit einem für be¬ nachbarte Druckwangen (3) gemeinsam nutzbaren Sekundär- oder Primärteil (9, 8) wirkverbunden sind.
7. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) ein Elektro- zylinder (10) ist und mit der Druckwange (3) wirkverbunden ist.
8. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) innerhalb des Pressenzyklus sequentiell über eine Leitwelle mit der Stößel¬ bewegung wirkverbunden sind.
9. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) mit einer Motor¬ bremse ausrüstbar sind.
10. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Druckwange (3) mit einer steuerbaren Klemmeinrichtung verriegelbar ist.
11. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die während des Ziehhubes im Elektroantrieb (15) erzeugte Bremsenergie generatorisch in den Energiekreis¬ lauf der Presse oder in das Elektronetz rückspeisbar ist.
12. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Servomotor (14) und die mechanische Übersetzung (16) in Form einer Zahnstange/Ritzel oder Spin¬ del/Spindelmutter (12, 11) in einem kompakten Elektrozylinder (10) integriert sind.
13. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass die mechanische Übersetzung (16) zwischen Elektroantrieb (15) und Druckwange (3) durch einen Hebelmecha¬ nismus realisiert ist.
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