ES2202158T3

ES2202158T3 - DEEP EMBUTITION PRESS AND PROCEDURE FOR DEEP COUPLING OF SHEET PIECES.

Info

Publication number: ES2202158T3
Application number: ES00953175T
Authority: ES
Inventors: Bernd Naumann; Steffen Noack
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: ATE245060T1; US20020184935A1; PT1227904E; DE50002932D1; EP1227904A1; JP2003513801A; DE19953860A1; EP1227904B1; WO2001034319A1

Abstract

A deep-drawing press includes a one-piece drawing cushion, an arrangement of cushion cylinders and a control unit. The overall performance of the press is increased by the possibility of using both large and small tools. The position of the drawing cushion is controlled during the forming process.

Description

Prensa de embutición profunda y procedimiento para la embutición profunda de piezas de chapa.Deep drawing press and procedure for deep drawing of sheet metal parts.

La invención se refiere a una prensa de embutición profunda con un cojín de embutición profunda y una disposición de herramientas que comprende por lo menos una herramienta superior fijada a un punzón de la prensa, por lo menos un pisador de la chapa soportada, mediante bulones del cojín y por lo menos una herramienta inferior, en combinación con una mesa de la prensa.The invention relates to a press of deep drawing with a deep drawing pad and a tool arrangement comprising at least one top tool attached to a press punch, at least a tracer of the supported sheet, by means of pad bolts and by at least one lower tool, in combination with a table of the press.

Por el estado de la técnica se conocen, según la Fig. 10, prensas de embutición profunda con placas de cojín sin dividir y uno o varios cilindros del cojín, principalmente para el conformado con grandes herramientas. Sin embargo, en el conformado sólo se permite una carga descentrada reducida (véase por ejemplo la patente US-A- 1.483.204).They are known by the state of the art, according to the Fig. 10, deep drawing presses with cushion plates without split and one or several pad cylinders, mainly for the conformed with great tools. However, in forming only a reduced off-center load is allowed (see for example US-A-1,483,204).

Por otra parte, en combinación con una herramienta grande se puede utilizar un cojín de embutición de puntos múltiples, donde los vástagos de los émbolos de los cilindros del cojín actúan directamente sobre el pisador de la chapa de la herramienta, de forma análoga a los bulones del cojín. En cambio, si se colocan varias herramientas sobre un cojín sin dividir en el caso de cargas descentradas, es necesario utilizar bulones de compensación para compensar la carga, para los cuales, sin embargo, con frecuencia no se dispone de espacio. Cuando se utilizan varias herramientas pequeñas, la fuerza necesaria del pisador de la chapa generalmente es también inferior que en el caso de una herramienta grande.Moreover, in combination with a large tool you can use a cushion multiple points, where the stems of the plungers of the cushion cylinders act directly on the plate presser of the tool, analogously to the pad bolts. In change, if several tools are placed on a cushion without divide in the case of off-center loads, it is necessary to use compensation bolts to compensate the load, for which, however, space is often not available. When they use several small tools, the necessary force of sheet tread is generally also lower than in the case of a big tool.

Por otra parte, por el estado de la técnica, según la Figura 11,se conoce el empleo de una placa de cojín dividida para la colocación de varias herramientas y/o de pequeñas herramientas. En esta configuración es necesario que el número de cojines y las distancias entre centros del cojín coincidan con las de las herramientas. Si se utiliza una placa de cojín dividida para la colocación de una herramienta grande, frecuentemente no se pueden colocar bulones de cojín en todas las filas de bulones, debido a la junta de división.On the other hand, by the state of the art, according to Figure 11, the use of a cushion plate is known divided for the placement of several tools and / or small tools In this configuration it is necessary that the number of cushions and the distances between cushion centers coincide with the of the tools. If a split cushion plate is used for the placement of a large tool, often not they can place cushion bolts on all rows of bolts, due to the division board.

La invención tiene por lo tanto como objetivo el mejorar una prensa de embutición profunda de la clase descrita inicialmente, de tal manera que en combinación con una placa del cojín sin dividir se puedan utilizar tanto herramientas grandes como pequeñas, sin dar lugar a unas cargas inadmisibles en las guías del cojín y se consiga en todos los casos un procedimiento mejorado para la embutición profunda de piezas de chapa gracias a una función mejorada de los pisadores de la chapa.The invention therefore aims at improve a deep drawing press of the kind described initially, in such a way that in combination with a plate of cushion without dividing can use both large tools and small, without giving rise to inadmissible loads in the guides of the cushion and an improved procedure is achieved in all cases for deep drawing of sheet metal parts thanks to a Improved function of sheet metal footsteps.

Este objetivo se consigue en el caso de en una embutición profunda de la clase descrita inicialmente, de acuerdo con la invención, mediante las características de la reivindicación 1.This objective is achieved in the case of a deep drawing of the class initially described, okay with the invention, by the features of the claim one.

Estos cilindros del cojín exteriores participan sólo escasamente en la fuerza total de los pisadores de la chapa durante el conformado de piezas de chapa mediante herramientas grandes y sirven principalmente para compensar los movimientos basculantes en el sistema de actuación así como para regular la posición del punto muerto superior del cojín. Además se encargan de la aceleración previa del cojín antes del proceso de conformado así como de la expulsión de la pieza después del proceso de conformado.These outer pad cylinders participate only sparingly in the total strength of the plate treadmills during forming of sheet metal parts using tools large and serve mainly to compensate movements swingarms in the system of action as well as to regulate the position of the top dead center of the cushion. They also take care of the previous acceleration of the cushion before the forming process as well as of the expulsion of the piece after the process of conformed.

En una prensa de embutición profunda conforme a la invención, la placa del cojín sin dividir está realizada preferentemente de tal manera que hay por lo menos un cilindro de cojín dispuesto en la zona central debajo de la placa del cojín, de manera que empuje con una ligera presión de pretensado contra la placa del cojín. Si la prensa de embutición profunda está equipada con una herramienta grande, estos cilindros interiores soportan la parte principal de la fuerza de conformado necesaria. En cambio, de utilizarse herramientas pequeñas se pueden excluir los cilindros interiores de la transmisión de la fuerza, al reducir la presión de pretensado.In a deep drawing press according to the invention, the undivided cushion plate is realized preferably in such a way that there is at least one cylinder of cushion arranged in the central area under the cushion plate, of so that it pushes with a slight prestressing pressure against the cushion plate If the deep drawing press is equipped With a large tool, these inner cylinders support the main part of the necessary forming force. Instead of small tools can be used cylinders can be excluded internal force transmission, by reducing the pressure of prestressed.

De acuerdo con otra realización ventajosa de la invención está previsto un sistema de mando que en función de las señales de recorrido y presión del sistema de herramientas provoca el paso de presión a los cilindros del cojín interiores y exteriores. Las señales de presión procedentes de todas las cámaras del cilindro del cojín así como los valores medidos de recorrido del cojín y del punzón se comparan con los valores teóricos para la determinación de la posición y de vuelco. De acuerdo con la distribución de cargas que se alcance encima de la placa del cojín y para reducir al mínimo la deformación elástica se activan a continuación las válvulas de los cilindros del cojín.According to another advantageous embodiment of the invention is provided a control system that depending on the travel signals and tool system pressure causes the pressure passage to the inner cushion cylinders and outside Pressure signals from all chambers of the cushion cylinder as well as the measured travel values of the pad and punch are compared with the theoretical values for the position determination and overturning. According to the load distribution that is reached above the cushion plate and to minimize elastic deformation are activated at then the cushion cylinder valves.

De acuerdo con otra realización ventajosa de la invención se pueden utilizar también herramientas menores en la zona del borde de la prensa de embutición profunda, por ejemplo en una disposición de herramientas como herramienta transfer. Según la fuerza necesaria de los pisadores de la chapa se aplica presión únicamente a los cilindros del cojín exteriores para conseguir una fuerza de cojín descentrada.According to another advantageous embodiment of the invention minor tools can also be used in the edge area of the deep drawing press, for example in an arrangement of tools as a transfer tool. According to necessary force of the footsteps of the sheet applies pressure only to the outer cushion cylinders to achieve a offset cushion force.

El objetivo anterior se resuelve, en lo que respecta a su procedimiento, según la invención, por las características de la reivindicación 5.The previous objective is solved, in what with respect to its process, according to the invention, by characteristics of claim 5.

Con el procedimiento objeto de la invención se tiene la posibilidad de aplicar presión bien sea únicamente a los cilindros del cojín exteriores o también a los cilindros del cojín exteriores e interiores combinados entre sí. Esto permite trabajar piezas de chapa con distintos sentidos de paso. De este modo se pueden mecanizar piezas de chapa largas a lo largo de la prensa de embutición profunda por medio de 2-3 herramientas, con una fuerza de cojín descentrada.With the process object of the invention, You have the possibility of applying pressure either only to the cushion cylinders outside or also to cushion cylinders exterior and interior combined with each other. This allows to work sheet metal parts with different directions of passage. In this way they can machine long sheet metal parts throughout the press of deep drawing using 2-3 tools, With an offset cushion force.

Alternativamente se puede trabajar con 2-6 herramientas menores dispuestas en rectángulo en la dirección transversal de la prensa de embutición profunda.Alternatively you can work with 2-6 minor tools arranged in a rectangle in the transverse direction of the deep drawing press.

En el caso de una eventual variación de paralelismo entre la mesa de la prensa y el punzón de la prensa, se aplica presión a los cilindros del cojín interiores y exteriores, de acuerdo con el procedimiento objeto de la invención, de tal manera que se genere una fuerza total paralela a la mesa de la prensa o al punzón de la prensa.In the case of a possible variation of parallelism between the press table and the press punch, it apply pressure to the inner and outer cushion cylinders, according to the process object of the invention, of such so that a total force is generated parallel to the table of the Press or press punch.

Sin embargo, existe también la posibilidad de regular la fuerza total de otra manera, por ejemplo, no paralela a la mesa de la prensa o al punzón, variando de esta manera la distribución de la presión entre las superficies de los pisadores de la chapa, influyendo de esta manera en la recogida de la pestaña.However, there is also the possibility of regulate the total force in another way, for example, not parallel to the press table or the punch, thus varying the pressure distribution between the tread surfaces of the sheet, thus influencing the collection of the eyelash.

La invención se describe a continuación con mayor detalle sirviéndose de ejemplos de realización y de los dibujos correspondientes. En éstos puede verse en representación esquemática:The invention is described below with greater detail using exemplary embodiments and drawings corresponding. In these can be seen in representation schematic:

Figura 1, disposiciones requeridas para la colocación de las herramientas en una prensa de embutición profunda;Figure 1, provisions required for the placement of tools in a drawing press deep

Figura 2, una herramienta transfer con un ataque de fuerza pequeño descentrado;Figure 2, a transfer tool with an attack off-center small force;

Figura 3, una herramienta transfer con una fuerza mayor del pisador de la chapa;Figure 3, a transfer tool with a force greater than the trader of the sheet;

Figura 4, una disposición con herramienta grande y fuerza de conformado grande;Figure 4, a large tool layout and large forming force;

Figura 5, una representación en perspectiva de una mesa de la prensa con sistema de embutición integral;Figure 5, a perspective representation of a press table with integral drawing system;

Figura 6, una vista explosionada de una mesa de la prensa según la Figura 5;Figure 6, an exploded view of a table the press according to Figure 5;

Figura 7, una representación en sección de la mesa de la prensa;Figure 7, a sectional representation of the press table;

Figura 8, una placa de cojín con sensores de presión p, recorrido del cojín ski y recorrido del punzón sst;Figure 8, a cushion plate with sensors pressure p, travel of the ski cushion and travel of the sst punch;

Figura 9, un sistema de mando;Figure 9, a command system;

Figura 10, estado de la técnica con placa de cojín sin dividir; yFigure 10, prior art with plate undivided cushion; Y

Figura 11, estado de la técnica con por lo menos una placa de cojín pequeña para herramientas transfer.Figure 11, state of the art with at least a small cushion plate for transfer tools.

La Figura 1 muestra un resumen de las diferentes disposiciones de herramientas sobre la mesa de la prensa 6, que a continuación se describirán con mayor detalle. Las Figuras 1a) a 1c) muestran la disposición con una herramienta grande 5, donde en la Figura 1a) se genera una fuerza de cojín K centrada, en la Figura 1b) una fuerza de cojín K descentrada, variable a lo largo de la carrera del cojín, y en la Figura 1c) una distribución de carga K sobre los bulones de embutición, en la que se puede influir. En la Figura 1d) está representada la disposición con 2-3 herramientas menores 5, para piezas largas y estrechas y el paso en dirección longitudinal, con una fuerza de cojín K descentrada que se ha de generar para una herramienta. La Figura 1e) muestra una disposición de herramientas con 2-6 herramientas menores 5 dispuestas en forma rectangular para el mecanizado en la dirección transversal de la prensa de embutición profunda, con una fuerza de cojín K para 1-2 herramientas. En todos estos casos se han previsto, preferentemente en las zonas de las esquinas de la placa del cojín 8 (que aquí no está visible puesto que se encuentra debajo de la mesa de la prensa 6) unos cilindros del cojín exteriores 9 para soportar la fuerza del cojín K que aparece principalmente descentrada, tal como se describirá a continuación con mayor detalle.Figure 1 shows a summary of the different tool arrangements on the press table 6, which to They will be described in more detail below. Figures 1a) to 1c) show the layout with a large tool 5, where in the Figure 1a) a centered cushion force K is generated, in Figure 1b) an off-center pad force K, variable along the cushion stroke, and in Figure 1c) a load distribution K on the drawing bolts, which can be influenced. In the Figure 1d) the arrangement with 2-3 is represented minor tools 5, for long and narrow pieces and step in longitudinal direction, with an offset K-pad force that It has to generate for a tool. Figure 1e) shows a tool layout with 2-6 tools 5 smaller arranged in rectangular form for the mechanized in the cross direction of the deep drawing press, with a K pad force for 1-2 tools. In all these cases are planned, preferably in the areas of the corners of the cushion plate 8 (which is not visible here which is under the press table 6) some cylinders of the outer cushion 9 to withstand the force of the cushion K which appears mainly off-center, as will be described continuation in greater detail.

En la Figura 2 está representado un ejemplo de realización de una herramienta transfer en la que sólo se necesita una fuerza de conformado relativamente reducida. Una pieza de chapa 3 colocada sobre un pisador de la chapa 4, es conformada al empujar la herramienta superior 2 fijada en el punzón de la prensa 1 contra la herramienta inferior 5. En este caso, los cilindros del cojín exteriores 9 no solamente se encargan de regular la posición de la placa del cojín 8 sino también de toda la fuerza necesaria para el pisador de la chapa.An example of realization of a transfer tool in which you only need a relatively reduced forming force. A piece of sheet metal 3 placed on a treadmill of sheet 4, is shaped when pushing the upper tool 2 fixed in the press punch 1 against the lower tool 5. In this case, the pad cylinders external 9 not only are responsible for regulating the position of the cushion plate 8 but also of all the force necessary for the sheet metal treadmill.

Si la fuerza necesaria en el pisador de la chapa es mayor, se puede aplicar presión a otros cilindros del cojín interiores 10 adicionales, tal como está representado en la Figura 3.If the necessary force on the plate presser is higher, pressure can be applied to other pad cylinders additional interiors 10, as shown in Figure 3.

Al mecanizar piezas de chapa grandes empleando herramientas grandes 2,5 según la Figura 4, los cilindros del cojín interiores 10 son los que soportan la parte principal de la fuerza de los pisadores de la chapa, mientras que los cilindros del cojín exteriores 8 vuelven a encargarse de regular la posición y de efectuar la aceleración previa del cojín.When machining large sheet metal parts using 2.5 large tools according to Figure 4, the cushion cylinders 10 interiors are those that support the main part of the force of the footsteps of the sheet, while the pad cylinders exteriors 8 are responsible for regulating the position and pre-accelerate the cushion.

En la Figura 5 está representada la parte inferior de una prensa de embutición profunda para el mecanizado de piezas de chapa, compuesta por una mesa de prensa 6 y un conjunto de cilindros del cojín exteriores e interiores 9,10. Tanto los cilindros del cojín exteriores 9 como también los interiores 10 están sometidos a una presión dinámica elevada a través de unos recipientes de gas a presión 12 contiguos.The part is represented in Figure 5 bottom of a deep drawing press for machining of sheet metal parts, consisting of a press table 6 and a set of outer and inner cushion cylinders 9,10. Both the outer cushion cylinders 9 as well as inner ones 10 are subjected to high dynamic pressure through some contiguous 12 gas pressure vessels.

Como puede verse por la Figura 6 el conjunto de la placa del cojín 8 va guiado en la mesa de la prensa por los cilindros del cojín exteriores e interiores 9, 10. Los cilindros del cojín exteriores 9 están unidos por medio de bulones 13 a través de orificios al soporte 11 por la placa del cojín 8 mediante una junta cardan.As can be seen from Figure 6 the set of the cushion plate 8 is guided on the press table by the outer and inner pad cylinders 9, 10. Cylinders of the outer cushion 9 are connected by bolts 13 through of holes to the support 11 by the cushion plate 8 by means of a board cardan.

En la representación en sección de la Figura 7 está representada la disposición con cuatro cilindros del cojín exteriores 9 y con tres cilindros del cojín interiores 10. Los cilindros del cojín interiores 10 no precisan tener una unión fija con la placa del cojín 8. Eventualmente son empujados contra la placa del cojín por la correspondiente presión de pretensado.In the sectional representation of Figure 7 four-cylinder arrangement of the cushion is represented external 9 and with three inner pad cylinders 10. The inner pad cylinders 10 do not need to have a fixed joint with pad plate 8. They are eventually pushed against the cushion plate for the corresponding prestressing pressure.

La Figura 8 muestra esquemáticamente la disposición para regular la fuerza y la posición en forma de un control de ciclo, para lo cual se mide el recorrido en el punzón 1 mediante transductores de medida de recorrido 13 así como el recorrido y la presión en todos los cilindros del cojín 9, 10 mediante transductores de medida de recorrido 14 y transductores de medida de presión 15. La señal de presión p que se determine, los valores de medida del recorrido de la placa del cojín ski y los valores de medida de la carrera del punzón ssp sirven, tal como está representado en el sistema de mando 16 según la Figura 9 y después de comparar con los valores teóricos, para el control del regulador de recorrido, del regulador de vuelco en dirección x y del regulador de vuelco en dirección y, así como para la sincronización. Con los valores que se hayan determinado se activan a su vez las válvulas de los cilindros del cojín 9, 10 para alcanzar la posición necesaria de la placa del cojín 8 así como la fuerza necesaria de los pisadores de la chapa. Debido a las posibilidades de control individual del regulador de recorrido y de los reguladores de vuelco en dirección x e y, se puede generar la fuerza total de la placa del cojín paralela a la mesa de la prensa y/o al punzón de la prensa, incluso cuando se trate de una posición inclinada de la mesa de la prensa o del punzón de la prensa en la dirección z. Igualmente y gracias al control individual de los reguladores de recorrido y vuelco se puede regular la embutición de las piezas de chapa al generar una fuerza total de la placa del cojín que no sea paralela a la mesa o al punzón.Figure 8 schematically shows the readiness to regulate strength and position in the form of a cycle control, for which the stroke in the punch 1 is measured via path measurement transducers 13 as well as the travel and pressure on all pad cylinders 9, 10 by means of path measurement transducers 14 and transducers of pressure measurement 15. The pressure signal p determined, the measurement values of the travel of the ski cushion plate and the Ssp punch stroke measurement values serve, such as it is represented in the control system 16 according to Figure 9 and after comparing with the theoretical values, for the control of travel regulator, tilt regulator in x direction and steering tilt regulator and as well as for the synchronization. With the values that have been determined, they are activated in turn the valves of the cushion cylinders 9, 10 to reach the necessary position of the cushion plate 8 as well as the necessary force of the footsteps of the sheet. Due to possibilities of individual control of the travel regulator and of the tilt regulators in the x and y direction, the total force of the cushion plate parallel to the press table and / or the press punch, even in the case of a position inclined from the press table or press punch in the z address Likewise and thanks to the individual control of travel regulators and tipping can regulate the drawing of sheet metal parts when generating a total force of the plate cushion that is not parallel to the table or punch.

Claims

1. Deep drawing press with a deep drawing pad and a tool arrangement with at least one upper tool (2) attached to a press punch (1), at least one plate tracer (4) supported by means of cushion bolts (7) and at least one lower tool (5) in combination with a press table (6), where a multitude of outer cushion cylinders are arranged with an undivided cushion plate (8) (8). 9), at least in the areas of the corners of the cushion plate (8), characterized in that in combination with travel measurement transducers (13, 14) and with pressure measurement transducers (15) a system of control (16) to apply pressure individually to the cushion cylinders (9).

2. Deep drawing press according to claim 1, characterized in that at least one inner cushion cylinder (10) is provided under the cushion plate (8).

3. Deep drawing press according to claim 2, characterized in that the control system (15) causes pressure to be applied to the inner and outer cushion cylinders (9, 10), depending on travel and / or pressure signals of the provision of tools.

4. Deep drawing press according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the travel of the punch (sst) is determined by means of travel measurement transducers (13) and a travel of the cushion plate (ski) by means of transducers of measurement of the route (14) and a pressure of cushion cylinder (p) by means of transducers of measurement of pressure (15) and the measured values of the travel of the cushion plate (ski) and of the travel of the punch (sst ) as well as the pressure signals (p), after a comparison between the theoretical and actual values, for the control of the travel regulator as well as of the overturn regulator x, of the overturn regulator y, as well as for synchronization, and whose output signals control the cushion cylinder valves (9, 10).

5. Deep drawing press according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the tool arrangement is a transfer tool (17) consisting of at least one deep drawing tool (2, 5) in the edge area.

Method for deep drawing of sheet metal parts in a deep drawing press according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that in the case of a reduced forming force only pressure is applied to the outer cushion cylinders (9 ), which act in the corner areas of the cushion plate (8) without dividing, while other inner cushion cylinders (10), provided in the area under the cushion plate (8), remain without pressure .

Method for deep drawing according to claim 6, characterized in that, depending on the forming force, pressure is applied to the outer and inner cushion cylinders (9, 10), combined with each other.

Method according to claims 6 or 7, characterized in that a force and position regulation is carried out for parallel or non-parallel control between the cushion plate and the table or the punch.