DE19511379A1 - Hydraulische Tiefzieheinrichtung - Google Patents
Hydraulische TiefzieheinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Tiefzieheinrichtung bei Pressen zum
Ziehen von Blechformteilen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs 1 des
Patents 44 35 069.
In der Tiefziehblechumformung kommt mehr und mehr das prozeßgeführte
Vielpunkt-Tiefziehkissen zur Anwendung. Alle diese Tiefziehkissen verfolgen im
wesentlichen das Ziel, negative Einflußfaktoren wie Kippungen vom Stößel oder
Verschleiß der mechanischen Ziehstifte zu kompensieren.
Die DE-OS 41 22 128 betrifft eine hydroelastische Tiefzieheinrichtungen, in der
Kurzhubkolben mit steckbaren Ziehstiften zu Kraftwirkungsfeldern entsprechend
der Formgeometrie des Werkstückes für eine CNC-Prozeßregelung
zusammengefaßt sind. Für die Prozeßführung in der Tiefziehformung von
Doppelbeckenspülen gibt es jedoch keine Hinweise für eine gezielte geometrische
Zuordnung solcher Kraftwirkungsfelder zu den kritischen Materialfließbereichen
entlang der Ziehringgeometrie, zum Beispiel im Druckumformbereich "Steg",
zwischen den Ziehstempeln.
Alle diese neuen servohydraulisch CNC-geregelten Vielpunkt-Ziehkissen haben
jedoch mehr oder weniger den Nachteil, daß die Werkzeuge diesen Ziehapparaten
angepaßt werden müssen. Das heißt, die in der Blechumformtechnik vorhandene
große Anzahl von konventionellen Werkzeugen, wie sie für doppelt wirkende
Pressen mit Blechhalterstößel oder einfach wirkende Pressen mit Ziehapparat zur
Anwendung kommen, können in den meisten Fällen nicht ohne zusätzliche
Anpaßumrüstung für solche modernen hydroelastischen Vielpunkt-Ziehkissen zur
Anwendung kommen. Andererseits sind die Rationalisierungseffekte durch den
Einsatz solcher neuen hydroelastischen CNC-geregelten Tiefziehapparate für die
Wettbewerbsfähigkeit der Blechumformungsunternehmungen so wichtig, daß man
auf diese neue Technologie umsteigen muß. Der Kapitalwert des vorhandenen
Werkzeugparkes ist jedoch in den meisten Fällen bei den Tiefziehumformungen
weitaus höher als der Kapitalwert der Umformpressen, zum Beispiel für eine
einfachwirkende Tiefziehpresse. Da die Umrüstung der konventionellen
Werkzeuge, für die neue Umformtechnik sehr kapitalintensiv ist, ergab sich eine
neue Aufgabenstellung für die Pressentechnik mit integrierten neuen CNC-
geregelten Vielpunkt-Ziehapparaten.
Dem Hauptpatent DE-PS 44 35 069 lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die Presse
zusammen mit dem hydroelastischen Ziehapparat so zu gestalten, daß ohne
aufwendige Anpaßumrüstung vorhandene Werkzeuge der bisherigen
konventionellen Tiefzieh-Umformtechnik zum Einsatz kommen können mit dem
Ziel, daß solche älteren Werkzeuge entsprechend dem Anspruch eines modernen
CNC-geregelten in Kraftwirkungsfeldern gegliederten Vielpunkt-Ziehkissens
gefahren werden können. Als wesentlicher Vorteil dieser Anmeldung hat sich
herausgestellt, daß Werkzeuge von konventionellen einfach wirkenden Pressen
ohne umständliche und teure Anpaß-Umrüstung für eine prozeßgeführte
Tiefziehumformung mit CNC-geregelter Vielpunktkraftregelung eingesetzt werden
können. Vorteile dieses Systems gemäß der DE-PS 44 35 069 sind weiter:
- - Im Vergleich zu, zum Beispiel konventionellen hydraulischen Pressen mit einem sehr großen Ölvolumen, welches bei den Schließhaltekräften und Kraftprofilabweichungen einer sehr großen Federwirkung aufgrund der Kompressibilität des Öles unterliegt, liegt hier bei der mechanischen Verriegelung über die sehr starren mechanischen Zugholmen ein wesentlich steiferes System als Zuhaltevorrichtung vor.
- - Die Kurzhubzylinder haben nur ein sehr geringes Ölvolumen, so daß auch hier bei einer Kraftprofiländerung Kraftsprünge in Millisekunden durchgeführt werden können.
- - Unter den gegebenen Voraussetzungen ist eine Echtzeitregelung, besonders bei extrem hohen Umformgeschwindigkeiten, über den Tiefziehhub ohne Einschränkung möglich.
Beim Tiefziehen von einteiligen Doppelbeckenspülen mit symmetrischer
Zuordnung geometrisch gleicher Doppelbecken stellt sich im Stegbereich der
Ziehringplatte, aufgrund symmetrisch wirkender Fließkräfte, ein Gleichgewicht ein,
so daß im Stegbereich keine gezielte Krafteinwirkung durch zusätzliche Mittel
notwendig sind.
Dieser Gleichgewichtszustand der im Stegbereich wirkenden Fließkräfte verändert
sich sofort bei ungleichen Beckentiefen, bei ungleichen Flächen der
Ziehstempelgeometrie und bei ungleichen geometrischen Konturen der Becken,
das heißt, bei extremer Asymmetrie, wie zum Beispiel bei einer
Doppelbeckengeometrie mit verschieden großen Becken vorliegt, kommt es zum
Zargenriß im Stegbereich, weil Platinenmaterial vom Konturbereich zur größeren
Konturfläche fließt. Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, werden bei
konventionellen Werkzeugen im Stegbereich zwischen dem Werkzeugoberteil und
dem Ziehring Papier unterlegt, um partiell den Flächendruck auf das Platinenblech
zu erhöhen.
Die Lösung nach dem Hauptpatent wird dadurch weiter ausgebaut, daß auch bei
asymmetrischen einteiligen Doppelspülbecken, mit in der Fläche, Tiefe und Kontur
asymmetrischer Geometrie beider Becken und extremen Ziehverhältnissen
zueinander, das Einfließen des Platinenbleches in die asymmetrische
Beckengeometrie, das heißt einem optimalen Kraftprofil, analog der
asymmetrischen Ziehringgeometrie, ein riß- und faltenfreier Umformungsprozeß
gewährleistet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs 1
angegeben.
Als Lehre und Vorteil der Erfindung kann angeführt werden, durch die hohe
Kraftkonzentration im Stegbereich wird das Einfließen des Platinenmaterials hier
gebremst und durch stetige Reduzierung des Kraftprofils in den hydraulischen
Zylindern vom Stegbereich zu den Außenrändern der Becken zunehmend
gefördert. Ist das Kraftprofil mit Parabelcharakteristik entsprechend der
Platinendicke (zum Beispiel von 0,6 mm bis 0,8 mm) und Werkstoffqualität
(Festigkeit und Fließverhalten) richtig eingesteuert, so stellt sich exakt
reproduzierbar stets die gleiche Schräglage des Ziehansatzes mit dem
Winkeltangens α = y : x ein. Die Erkenntnis aus der Erfindung ist, daß ein
ausschußfreier Teilziehprozeß für asymmetrisch gestaltete Doppelspülbecken,
oder ähnlich asymmetrisch gestaltete Werkstücke, nur durch ein asymmetrisch
eingesteuertes Kraftprofil möglich ist, weil mit höchster Kraftkonzentration stets von
der Mitte des Steges ausgehend mit abfallender Charakteristik, ein
asymmetrisches Fließen gezielt eingesteuert werden kann. Begünstigt wird dies
bei vorzugsweiser gerader Mittelstegkontur und gegenüberliegenden gerundeten
Stirnseiten der Becken dadurch, das vom Mittelsteg zu einem Becken ein
abfallendes Kraftprofil mit parabolhafter Charakteristik eingesteuert wird, wobei
das Verhältnis zwischen Kraftmaximum am Mittelsteg und Kraftminimum an den
äußeren Rundungen der Becken im Bereich von 5 : 1 bis 4 : 1 liegt.
Die Anordnung der mechanischen Ziehstifte zwischen der Blechhalteplatte und
den hydraulischen Kurzhubzylindern, entsprechend dem DE-Patent 41 22 128,
erlaubt in vorteilhafter Weise, insbesondere bei den engen Raumverhältnissen im
Stegbereich des Blechhalters, zwischen den Beckenkonturen eine hohe
Kraftkonzentration unmittelbar entlang der Ziehringkontur der beiden Ziehstempel,
wodurch ein wechselseitiges Fließen des Platinenmaterials zwischen den Becken
über den Mittelsteg bremsend verhindert wird. Um das Fließen des
Platinenmaterials bei der aktiven Ziehstempelbewegung in Richtung des
Mittelsteges zu begünstigen, bzw. zur Unterstützung des Einfließens des
Platinenmaterials in die Beckentiefen, sind Schmiertaschen in der Blechhalteplatte
und den beiden Ziehstempeln an günstigen Stellen vorgesehen. Durch die
günstige, bevorzugte Anordnung der Schmiertaschen im Bereich der
Blechhalteplatte und der beiden Ziehstempel in den kritischen Umformbereichen,
wird das Fließverhalten des Platinenmaterials fließtechnisch begünstigt.
Die erfindungsgemäße multifunktionale, hydraulische Tiefzieheinrichtung mit
integrierter hydraulischer Fließfrontsteuerung im Zug- und Druckumformbereich, ist
auch mit Vorteilen in normalen, einfachwirkenden Pressen anzuwenden.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung zu der Zeichnung hervor und sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Es zeigen:
Fig. 1 die Presse der erfindungsgemäßen Tiefzieheinrichtung im Aufriß,
Fig. 2 im Schnitt den Ausschnitt Z nach Fig. 1,
Fig. 3 die Tiefzieheinrichtung aus Fig. 1 im Grundriß,
Fig. 4 ein Kraftprofildiagramm über den Hub H zu Fig. 3,
Fig. 5 im Grundriß die Kurzhubzylinderkolbenanordnung mit
Kraftprofilkurve und Platinenzuschnitt,
Fig. 6 die Platine nach Fig. 5 nach dem ersten Zug,
Fig. 7 die Schmiertaschen-Anordnung mit Blechhalteplatte im Grundriß,
Fig. 8 in einem Ausschnitt E nach Fig. 1 die Schmiertaschen-Anordnung
nach Fig. 7 im Aufriß vor dem Tiefziehvorgang,
Fig. 9 in einem Ausschnitt E nach Fig. 1 die Schmiertaschen-Anordnung
nach Fig. 8 nach dem ersten Zug,
Fig. 10 einen Ausschnitt B der Schmiertaschen in der Blechhalteplatte im
vergrößerten Maßstab nach Fig. 9 und
Fig. 11 einen Ausschnitt C der Schmiertaschen im Ziehstempel im größerem
Maßstab nach Fig. 9.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 11 die erfindungsgemäße
Tiefzieheinrichtung in einer Presse 1, links in geschlossener Arbeitsstellung und
rechts vor dem Tiefziehvorgang. Dabei übernimmt die Presse 1 die Funktion einer
Zuhalte- bzw. Werkzeugspannvorrichtung. Das heißt, der Schließzylinder 2 hat die
Funktion das Eigengewicht von Stößel 3 und Werkzeugoberteil 4 vertikal im Zuge
einer Öffnungs- oder Schließbewegung hydraulisch zu bewegen. In geschlossener
Position werden über mindestens zwei, vorzugsweise vier Zugholme 5, die beim
Tiefzieh-Umform-Vorgang auftretenden Umformkräfte statisch aufgenommen.
Hierzu werden in der unteren Schließposition die Zugholme 5 in einer
mechanischen Verriegelungseinheit hydraulisch gesteuert verriegelt, so daß die
auftretenden Kräfte zwischen der unteren Tischkonstruktion 7 des Pressengestells
und dem oberen Stößel 3 aufgefangen werden.
In Fig. 2 ist der Ausschnitt Z aus Fig. 1 im Schnitt A-A (siehe Fig. 3) im Detail
größer dargestellt. Mit der oberen Werkzeughälfte 4 ist der Ziehring 8 wie bei einer
konventionellen Ausführung fest verbunden. Die untere Werkzeughälfte besteht
aus folgenden Funktionselementen:
- - Ziehstempel 9 und 14,
- - Blechhalteplatte 10,
- - Vielpunkt-Ziehkissenplatte 11 und
- - Hydraulische Ansteuerplatte 12 für die Kurzhubzylinder 13.
Die Kurzhubzylinder 13 sind in Kraftwirkungsfeldern 25 (siehe Fig. 3) den
einzelnen Zug- oder Druckumformungsbereichen zu Vielpunkt-Kraftpunkten
zusammengefaßt. Jedes Kraftwirkungsfeld 25 wird separat mittels der
hydraulischen Ansteuerplatte 12 angesteuert. Das Ausführungsbeispiel zeigt in
den Fig. 2 und 3 die Tischplatte 15 mit den hydraulischen Ziehkissen 11,
welches in den Kraftwirkungsfeldern Z1, Z2, Z3, D2 und D1.2, D1.3 und D1.4
aufgeteilt ist. Im engen Rasterfeld umhüllen die Kurzhubzylinder 13 und 26 die
Ziehringgeometrie 20 entsprechend der Doppelspülenkontur der Ziehstempel 9
und 14 gemäß diesem gewählten Beispiel. Die Tischplatte 15 besitzt vornehmlich
im Mittelfeld der Spannfläche Ziehstempelstiftbohrungen 16. Je nach Geometrie 20
der Ziehstempel 9 und 14 werden entsprechend viele mechanische
Ziehstempelstifte 17 gesteckt, die sich wiederum auf der Ziehstempelplatte 18
abstützen.
Der Funktionsablauf eines Tiefziehvorgangs nach dem Hauptpatent ist wie folgt
Bei geöffneter Presse 1 wird die glatte Werkstückplatine 19 auf die
Blechhalteplatte 10 und den abgesenkten Ziehstempel 9 und 14 gelegt. Danach
wird in schneller Schließbewegung der Stößel 3 hydraulisch oder mechanisch bis
auf einen kleinen Spalt, Δn, von circa 0,5 mm bis 5 mm kurz über dem Werkstück
19 abgesenkt und hydromechanisch mittels der Zugholme 5 und den
Verriegelungselementen 39 mit der unteren Tischkonstruktion 7 gekuppelt. Diese
Funktion hat zwei Vorteile:
Da der Verstellmechanismus 2 im Gegensatz zu dem sehr aufwendigen Schließmechanismus konventioneller Pressen nur das Eigengewicht zu bewegen hat. Bei einer hydraulischen Ausführung nur sehr kleine Ölvolumen umzuwälzen sind und eine schwere aufwendige hydromechanische Apparatur zur Aufnahme der Zuhaltekräfte, wie es bei der konventionellen Technik notwendig ist, hier nicht erforderlich ist, können extrem schnelle Schließ- und Öffnungsbewegungen durchgeführt werden, wodurch dieses System, besonders im Vergleich zu Kurbelpressen, mit sehr hohen Schließhubfrequenzen sehr kostengünstig herstellbar ist. Durch das Verriegeln des Stößels 3 mit einem Spaltabstand Δn ergibt sich auf bei der sehr schnellen Schließbewegung kein dynamischer Auftreffstoß auf die Werkstoff-Platine 19. Aufwendige Vorbeschleunigungsprozeduren konventioneller Ziehkissenplatten entfallen hiermit. Nach der Verriegelung des Stößels 3 mit der Tischgestellunterkonstruktion 7 werden die Kurzhubzylinder 13/Kurzhubkolben 21 hydraulisch aktiviert. Die Blechhalteplatte 10 wird entsprechend dem Spaltabstand An hydraulisch angehoben, so daß das Werkstück 19 gegen die Ziehringplatte 8 gedrückt wird. Ist der Spalt Δn hydraulisch überbrückt, beginnt sofort die Bewegung der Ziehstempel 9 und 14 über den Tiefziehhub H, wobei jedes Kraftwirkungsfeld 25 im vorprogrammierten Kraftprofil geregelt wird. Die Ziehstempelplatte 18 wird mindestens von zwei hydraulischen Stellgliedern 23, vorzugsweise vier, in Vertikalbewegung angetrieben. Alle zwei bzw. vier Stellglieder 23 sind parallellaufgeregelt, um ein Kippen der Ziehstempelplatte 18 zu vermeiden.
Da der Verstellmechanismus 2 im Gegensatz zu dem sehr aufwendigen Schließmechanismus konventioneller Pressen nur das Eigengewicht zu bewegen hat. Bei einer hydraulischen Ausführung nur sehr kleine Ölvolumen umzuwälzen sind und eine schwere aufwendige hydromechanische Apparatur zur Aufnahme der Zuhaltekräfte, wie es bei der konventionellen Technik notwendig ist, hier nicht erforderlich ist, können extrem schnelle Schließ- und Öffnungsbewegungen durchgeführt werden, wodurch dieses System, besonders im Vergleich zu Kurbelpressen, mit sehr hohen Schließhubfrequenzen sehr kostengünstig herstellbar ist. Durch das Verriegeln des Stößels 3 mit einem Spaltabstand Δn ergibt sich auf bei der sehr schnellen Schließbewegung kein dynamischer Auftreffstoß auf die Werkstoff-Platine 19. Aufwendige Vorbeschleunigungsprozeduren konventioneller Ziehkissenplatten entfallen hiermit. Nach der Verriegelung des Stößels 3 mit der Tischgestellunterkonstruktion 7 werden die Kurzhubzylinder 13/Kurzhubkolben 21 hydraulisch aktiviert. Die Blechhalteplatte 10 wird entsprechend dem Spaltabstand An hydraulisch angehoben, so daß das Werkstück 19 gegen die Ziehringplatte 8 gedrückt wird. Ist der Spalt Δn hydraulisch überbrückt, beginnt sofort die Bewegung der Ziehstempel 9 und 14 über den Tiefziehhub H, wobei jedes Kraftwirkungsfeld 25 im vorprogrammierten Kraftprofil geregelt wird. Die Ziehstempelplatte 18 wird mindestens von zwei hydraulischen Stellgliedern 23, vorzugsweise vier, in Vertikalbewegung angetrieben. Alle zwei bzw. vier Stellglieder 23 sind parallellaufgeregelt, um ein Kippen der Ziehstempelplatte 18 zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung und Fig. 5 wird die herausgefundene Einstellstrategie des
Kraftprofils der hydraulischen Vielpunkt-Blechhaltezylinder zum Tiefziehen einer
einteiligen Doppelbeckenspüle mit extremer Beckentiefe, das heißt im
Grenzbereich des Ziehverhältnisses bei asymmetrischer Geometrie der beiden
Beckenkonturen zueinander, angewendet. Desweiteren geht nach der Zeichnung
die Integration der hydraulischen Kurzhub-Blechhaltezylinder 13 und 26 in das
Unterteil des Werkzeuges entlang der Ziehring- bzw. Werkstückkontur 20 der
Doppelbeckengeometrie nach dem DE-Patent 41 22 128 hervor. Die Anordnung
der mechanischen Ziehstifte 17, bzw. Kurzhubkolben 21 zwischen der
Blechhalteplatte 10 und den hydraulischen Kurzhubzylindern 13 und 26 erlaubt in
vorteilhafter Weise, insbesondere bei den engen Raumverhältnissen im
Stegbereich 32 des Blechhalters 10, zwischen den Beckenkonturen eine hohe
Kraftkonzentration unmittelbar entlang der Ziehringkontur 20 der beiden
Ziehstempel 9 und 14. Bei konventionellen Werkzeugen ohne zusätzliche
Ziehhilfen wird zum "Bremsen" des Platinenmaterials 19 von Becken zu Becken
zwischen dem Werkzeugoberteil 4 und der Ziehringplatte 8 im Stegbereich 32
Papier (circa 0,05 mm bis 0,15 mm) unterlegt, um partiell den Flächendruck auf
das Platinenblech 19 zu erhöhen. Bei hydraulischen Ziehhilfen gemäß der
Erfindung wird diese Fließbremsung durch gezielte einsteuerbare Kräfte bewirkt,
indem der Fließspalt b zwischen der Blechhalteplatte 10 und der Ziehringplatte 8
im Stegbereich 32 durch Erhöhung des hydraulischen Druckes in den
Kurzhubzylindern 26 klein bleibt, so daß kein Fließen des Materials im
Stegbereich 32 zwischen den Ziehstempelkonturen 20 auftreten kann. Dafür sind
vorzugsweise mehr als zwei hydraulisch ansteuerbare Kurzhubzylinder 26 mit
mechanischen Ziehstiften 17 unterhalb des Mittelsteges 24 zwischen den
hydraulischen Kurzhubkolben 21 und der Blechhalteplatte 10 angeordnet. Extrem
ungleiche Konturen nach Fig. 5 mit stark unterschiedlichen Radien R und r
erfordern ein kontrolliertes Einfließen des Platinenwerkstücks 19 während des
Tiefziehhubes bis zur maximalen Beckentiefe H. Um einen Zargenriß 29 durch
übergroßes Streckziehen im Stegbereich 32 zu verhindern, muß das Einfließen
des Platinenbleches 19 im großen Radienbereich R begünstigt werden. Dieses
wird durch ein asymmetrisches Kraftprofil gemäß Fig. 5 bewirkt. Durch eine hohe
Kraftkonzentration im Stegbereich 32 wird das Einfließen des Materials gebremst
und durch stetige Reduzierung des Kraftprofils entlang des Bogenradiuses R bis
zum Scheitelpunkt 30 zunehmend gefördert, welches durch die Schräglage des
Ziehansatzes 31 demonstriert wird. Ist das Kraftprofil mit Parabelcharakteristik
entsprechend der Dicke b1 der Platine 19 (zum Beispiel 0,60 mm oder 0,8 mm)
und Werkstoffqualität (Festigkeit und Fließverhalten) richtig eingesteuert, so stellt
sich exakt reproduzierbar stets die gleiche Schräglage des Ziehansatzes 31 mit
dem Winkeltangens α = y : x ein. Ein ausschußfreier Tiefziehprozeß ist für solche
asymmetrisch gestalteten Doppelbeckenspülen nur durch das asymmetrisch
eingesteuerte Kraftprofil möglich, weil mit der höchsten Kraftkonzentration stets
von der Mitte des Mittelsteges 24 ausgehend mit abfallender Charakteristik, ein
asymmetrisches Fließen gezielt steuerbar ist, wie in Fig. 6 als schräger
Ziehansatz 31 eingezeichnet. Damit wird ein wechselseitiges Fließen zwischen
den beiden Becken (bzw. den beiden Ziehstempeln 9 und 14) über den Mittelsteg
24 bremsend verhindert. Um quasi stationär den Klemmspalt zwischen der
Blechhalteplatte 10 und der Ziehringplatte 8 zu verändern und die Umformung
durch aktive, hydraulisch betätigte Ziehstempelbewegung auszuführen, sind
entlang der Ziehringgeometrie 20 hydraulisch ansteuerbare Ziehstifte 17
angeordnet. Um das Fließen des Platinenmaterials 19 in Richtung 33 bei der
aktiven Bewegung der Ziehstempel 9 und 14 zu begünstigen, bzw. zur
Unterstützung des Einfließens des Platinenmaterials in die Beckentiefen sind nach
den Fig. 7 bis 11 Schmiertaschen 34, 35, 36 und 37 in der Blechhalteplatte 10
sowie den beiden Ziehstempeln 9 und 14 vorgesehen. Mit der aktiven Bewegung
der Ziehstempel 9 und 14 von unten nach oben mittels der Ziehstifte 17, welche
sich auf einer hydraulisch bewegbaren Stempelplatte 18 unterhalb des
Werkzeuges abstützen, wird bei diesem Tiefzieh-Umformvorgang das
Platinenblech 19 in die offenen Durchbrüche 22 der Ziehringplatte 8
hineingedrückt. In den Fig. 1 und 2 ist der dynamische Umformvorgang
dargestellt, das heißt durch das Eindringen der Ziehstempel 9 und 14 wird das
Platinenblech 19 entlang der offenen Kontur der Durchbrüche 22 der
Ziehringgeometrie 20 umgeformt. Das heißt, wie in den Fig. 8 und 9 als
Ausschnitt E größer herausgestellt, wird entlang der Ziehringgeometrie 20, zum
Beispiel in dem größeren Bereich des asymmetrischen Ziehstempels 14 im
Ziehspalt b, das Platinenblech 19 mit tiefer werdender Beckenausformung mehr
und mehr gestreckt. Das bedeutet, daß die Platine sich von der
Ausgangsplatinenblechdicke b1 auf eine Blechdicke b2 nach dem Detailbereich B
in Fig. 10 verdünnt. In diesem Falle gleitet der Stempel 14 entlang der inneren
Beckenkontur. Zur Verminderung des Reibwiderstandes wird jetzt in vorteilhafter
Weise ein Schmierfilm 6 zwischen dem Platinenblech 19 im Ziehspalt b und der
Stempeloberfläche gebildet. Das Schmiermittel wird über die in der
Blechhalteplatte 10 angeordnete Schmiertasche 36 dem kritischen Einflußbereich
zugeführt. Das gleiche gilt für den kleineren Stempel 9 in dem gleichfalls in der
Blechhalteplatte 10 im äußeren Bereich der Ziehringkontur 20 nahe des
Mittelsteges 24 eine Schmiertasche 37 angeordnet ist.
Wie bereits oben beschrieben wird das Platinenmaterial 19 zwischen dem
Mittelsteg 24 der Blechhalteplatte 10 und Ziehringplatte 8 durch die hydraulischen
Kurzhubzylinder 26 eingeklemmt, das heißt gebremst. Dadurch wird im
wesentlichen von außen, entsprechend der in Fig. 7 dargestellten Fließrichtung
33 das für die Ausbildung der Beckentiefe benötigte Material gezielt von außen
hereingeholt. Wie im Detailbereich C in Fig. 11 größer dargestellt, läßt sich
jedoch über den Stempelradius P der beiden Stempel 9 und 14 ein Streckziehen
aufgrund der aufgebrachten Stempelkräfte nicht vermeiden, so daß das
Platinenmaterial 19 um den Stempelradius P abgleitet. Um diese Streck-/Zieh
belastung, welche schlußendlich zu einem dünneren Platinenblech 19 im
Fließbereich 38 führt, zu entlasten, wird wiederum durch die an den Ziehstempeln
9 und 14 angebrachten Schmiertaschen 34 und 35 ein Schmierfilm 6 im Bereich
des großen Radius P der Stempel gebildet. Dieser Schmierfilm 6 wird stetig
während des Ziehvorganges aus der Schmiertaschen 34 bzw. 35 weiter aufgebaut,
indem ein entsprechend hoher Schmiermitteldruck erzeugt wird.
Claims (7)
1. Hydraulische Tiefzieheinrichtung bei doppeltwirkenden Pressen zum Ziehen
von Blechformteilen mit in Ziehrichtung bewegbar geführten Ziehstempeln und
einer hydraulisch abgestützten Ziehstempelplatte auf der sich im Rasterfeld der
Tischplatte mechanische Ziehstempelstifte, die innerhalb der Ziehstempelkontur
angeordnet sind, gemeinsam mit den Ziehstempeln auf der Ziehstempelplatte
abstützen, wobei diese Ziehstempelplatte von einem oder mehreren hydraulischen
Stellgliedern auf und abbewegbar gehalten ist, weiter ist eine unterhalb der
Blechhalteplatte angebrachte Ziehkissenplatte mit einer Vielzahl von
Kurzhubzylindern mit Kurzhubkolben und Ziehstiften in Multipunkt-Ansteuerung
entsprechend der Ziehringgeometrie (Ziehstempelkontur) angeordnet, und mit
einem Stößel, der sich bis kurz vor Kontakt mit dem Werkstück abwärts bewegt
und entsprechend einem Spaltabstand Δn von circa 0,5 mm bis 5 mm mit dem
Pressengestell kraft- und formschlüssig verriegelbar ist, die Kurzhubzylinder in
ihren Kraftwirkungsfeldern der jeweiligen Zug- und Druckumformbereiche
hydraulisch aktiviert den Spalt Δn überbrücken und das Werkstück gegen die
Ziehringplatte drücken und über die Ziehstempelplatte die Ziehstempel mittels der
Ziehstempelstifte den Tiefziehumformhub H vollziehen, nach Patent 44 35 069,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Tiefziehen von asymmetrischen
Doppelspülbecken unmittelbar entlang der Ziehringgeometrie (26) hydraulisch
angesteuerte Ziehstifte (17) zur Wirkung kommen, die im Bereich des Mittelsteges
(24) zwischen den Ziehstempel (9 und 14) die höchste Kraftwirkung ausüben, so
daß mit stark abfallendem Kraftprofil zu den Außenrändern des herzustellenden
Doppelspülbeckens das Einfließen des Platinenmaterials in Richtung des
Mittelsteges (24) erleichtert wird.
2. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach dem Anspruch 1, gekennzeich
net durch eine so hohe hydraulische Kraftkonzentration in den
Kurzhubzylindern (13) des Mittelsteges (24), daß ein wechselseitiges Zu- und
Abfließen des Platinenmaterials zwischen den Ziehstempeln (9 und 14) über den
Mittelsteg (24) bremsend verhindern wird.
3. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorzugsweisen geraden
Mittelstegkontur zu gegenüberliegenden gerundeten Stirnseiten des
herzustellenden Doppelspülbeckens das auszuübende Kraftprofil von den
Rundungen zum geraden Mittelsteg (24) eine parabolhafte Charakteristik aufweist,
wobei das Verhältnis zwischen Kraftmaximum am Mittelsteg (24) und Kraftminimum
an den äußeren Rundungen der Becken im Bereich von 5 : 1 bis 4 : 1 liegt.
4. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß unterhalb des Mittelsteges (24) mehr als zwei
hydraulisch angesteuerte Kurzhubzylinder (26) mit Kurzhubkolben (21) und
Ziehstifte (17) vorgesehen sind.
5. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die entlang der Ziehringgeometrie (20) angeordneten
und hydraulisch angesteuerten Ziehstifte (17) in Kurzhub quasi stationär den
Ziehspalt zwischen Blechhalteplatte (10) und Ziehringplatte (8) verändern, wobei
die Umformung durch eine hydraulisch betätigte aktive Bewegung der Ziehstempel
(9 und 14) ausgeführt wird.
6. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Blechhalteplatte (10) Schmiertaschen (36 und
37) nahe der Ziehringgeometrie (20) angebracht sind.
7. Hydraulische Tiefzieheinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Schmiertaschen (36 und 37) in der Blechhalteplatte
(10) zu den äußeren Rundungen der Becken nahe der Ziehringgeometrie (20) und
in den Stirnseiten der Ziehstempel (9 und 14) Schmiertaschen (34 und 35) nahe
des Stegbereiches (32) angebracht sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19511379A DE19511379A1 (de) | 1994-09-30 | 1995-03-28 | Hydraulische Tiefzieheinrichtung |
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CN96100986A CN1077465C (zh) | 1994-09-30 | 1996-03-14 | 用于拉伸薄板成形件的压机的液压深拉伸装置 |
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Publications (1)
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