DE19819950A1 - Kombipresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Kombipresse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Presse dient zum hydrostatischen Kaltverformen von Hohlprofilen und flächenhaften Blechkörpern, wobei eine der gewünschten Form des Werkstückes entsprechende Druckaufbaukurve des für die Verformung benötigten Werkstückinnen­ druckes realisiert wird und gleichzeitig abhängig vom jeweiligen Innendruck die Zuhaltekräfte des den Blechkörper umgebenden Werkzeuges durch hydroelektronisch geregelte Druckzylinder in festgelegten Flächenabschnitten aufgebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Hydraulikpressen bekannter Art so auszubilden, daß sie als Universal- bzw. Kombipressen eingesetzt werden können, derart, daß Umformungen durch Außenhochdruck, durch Innenhochdruck und durch Tiefziehen in einer einzigen Presse durchgeführt werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der erfindungsgemäßen Kombipresse ist ein Tiefziehen in zwei Operationen möglich, nämlich Stößel-, Blechhalter-Beaufschlagung. Des weiteren ist ein Tiefziehen mit einer Operation möglich, nämlich eine Betätigung von Stößel und Blechhalter gekoppelt sowie Ziehkissen-Betätigung. Des weiteren ist mit der Erfindung eine Außenhochdruck- Umformung und schließlich eine Innenhochdruck-Umformung (einfach wirkend) durchführbar.

Das Tiefziehen mit zweifach wirkenden Operationen und mit entkoppeltem Stößel und Blechhalter erfolgt in der Weise, daß eine Platine eingelegt wird, die Presse zusammenge­ fahren wird, bis der Blechhalter geschlossen und verriegelt ist, und die Bodenzylinder die erforderliche partielle Blechhalteschließkraft aufbringen, der Stößel bis zum unteren Totpunkt weiterfährt, dann verriegelt wird und die Arbeitszylinder von unten den Schließvorgang solange weiterführen, bis auch der Niederhalter restlos verdrängt ist, d. h. auf Block mit den Distanzen steht. Anschließend fahren die Arbeitszylinder nach unten, die Stößel- und Niederhalteriegel werden ausgefahren, und der Stößel fährt auf, wobei er den Niederhalter nach oben mitnimmt.

Beim Tiefziehen mit einfach wirkenden Operationen wird der Stößel nach unten gefahren und verringert, wobei er die Platine verformt. Anschließend heben die Arbeitszylinder das Unterwerkzeug an und ziehen die Platine über den starr mit der Presse verriegelten Zylinder. Die Blechhaltefunktion ist bei einfach wirkendem Betrieb Bestandteil des Werkzeugs. Zuletzt fahren die Arbeitszylinder nach unten, der Riegel wird herausgeführt und der Stößel mit angekoppeltem Niederhalter fährt zum oberen Totpunkt auf.

Beim Innenhochdruckumformen von Blechdoppelungen (verschweißt oder lose aufeinandergelegt) wird ebenfalls einfach wirkend gearbeitet. Die Stößel mit gekoppeltem Niederhalter fahren bis zum unteren Totpunkt und schließen das Werkzeug. Die Riegel fahren ein und die Arbeitszylinder bringen von unten den für den jeweiligen partiellen Niederhaltedruck erforderlichen Schließdruck auf, während das Bauteil mit Hilfe von Fluid aufgeblasen wird. Nach erfolgter Umformung fahren die Arbeitszylinder ab, die Riegel heraus und der Stößel mit Niederhalter und Werkzeugoberteil fährt auf.

Bei dem Verfahren zur Außenhochdruck-Umformung werden Stößel und Niederhalter entkoppelt, die Platine wird eingelegt, die Niederhalter werden nach unten gefahren und mit den Arbeitszylindern durch Hochfahren des Flüssigkeitskastens (Wasserkastens) um einige Millimeter verriegelt; anschließend wird erforderlichenfalls die partielle Niederhaltekraft aufgebracht und der Stößel nach unten gefahren, wobei er das Gesenk mit Platine gegen die Flüssigkeit (Wasser) drückt. Kurz bevor der Stößel den unteren Totpunkt erreicht, fahren die Arbeitszylinder auf, und während des gesamten Vorganges wird der Umformvorgang unterbrechungsfrei durchgeführt und der Flüssigkeitsdruck dem Flüssigkeitskasten vorgegebenen Werten angepaßt.

Hat der Stößel den unteren Totpunkt durchfahren, wird er verriegelt und durch die stetig hochfahrenden Arbeitszylinder in die Verriegelung gedrückt. Beim weiteren Hochfahren der Arbeitszylinder verdrängen diese die Niederhaltezylinder und ziehen die eingespannte Platine mittels Flüssigkeitsdruck und hochfahrendem Flüssigkeitskasten über den fixierten Stößel. Sobald der Niederhalter auch auf Block mit den Distanzen und dem Oberholm gedrückt ist, ist die Bauteilkontur durch Fixieren des Ziehringes und des Gesenkes starr vorgegeben. Die Arbeitszylinder erhöhen den Schließdruck und mittels eingeimpften fluidischen Hochdrucks wird der Flüssigkeitsdruck so erhöht, daß die Radien ausgeprägt werden können und der Plastifizierungsvorgang durchgeführt werden kann. Anschließend erfolgt eine Druckentlastung, die Schließzylinder werden abgesenkt, die Riegel ausgefahren und die Stößel mit Niederhalter aufgefahren.

Bei der Innenhochdruck-Umformung von Hohlprofilen sind Stößel und Blechhalter miteinander gekoppelt, während bei der Außendruck-Umformung Stößel und Blechhalter entkoppelt sind.

Das Hohlprofil wird eingelegt, der Stößel wird nach abwärts gefahren, bis das Werkzeug geschlossen ist. Anschließend wird der Stößel verriegelt. Die Arbeitszylinder erzeugen nach kurzem Hub die erforderliche Zuhaltekraft und das zu verformende Teil wird aufgeblasen. Nach dem Umformen entlasten die Arbeitszylinder, der Stößel wird anschließend entriegelt und die Presse wird in die Grundstellung zurückgefahren. Daraufhin kann das fertige Teil entnommen werden.

Mit der Erfindung wird eine vielseitige Verwendbarkeit im Einsatz der Kombipresse erzielt, ein Kippen des Stößels verhindert und ein partielles Regeln des Blecheinzuges vorgenommen.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Prinzipdarstellung der Presse nach der Erfindung mit Blechhalter und Stößel in Seitenansicht,

Fig. 2 die Darstellung nach Fig. 1 in Aufsicht bei entferntem Pressenoberteil,

Fig. 3 eine Darstellung einer Presse für Innnhochdruck-Umformung im Schnitt,

Fig. 4 eine Presse entsprechend der Fig. 3 für Außenhochumdruck-Umformung im Schnitt,

Fig. 5 eine Presse für Innenhochdruck-Umformung in Vorderansicht und in Grundstellung,

Fig. 6 die Presse für Innenhochdruck-Umformung in Vorderansicht und verriegelt,

Fig. 7 eine Hochdruck-Umform-Presse in Aufsicht und verriegelt,

Fig. 8 eine Presse nach Fig. 5 oder 6 im Außenhochdruck-Umform-Betrieb in Grundstellung und in Vorderansicht,

Fig. 9 die Presse nach Fig. 8 verriegelt und in Seitenansicht,

Fig. 10 die Presse nach Fig. 8 oder 9 verriegelt und in Aufsicht,

Fig. 11 die Presse nach Fig. 8 oder 9 entriegelt und in Aufsicht.

In den schematischen Darstellungen nach den Fig. 1 und 2 ist das Pressenoberteil mit 1, das Pressenunterteil mit 2, der Stößel mit 3, der Blechhalter mit 4, die Stößelverriegelung mit 5, die Blechhalterverriegelung mit 6, der Stößelzylinder mit 7, die Niederhalterzylinder mit 8, die Arbeitszylinder mit 9 und der Pressentisch mit 10 bezeichnet. Die vertikalen, in beiden Richtungen weisenden Pfeile am Stößel 3 und an den beidseitigen Blechhaltern 4 zeigen schematisch die Auf- und Abbewegung.

Fig. 3 zeigt den Aufbau der Presse für Innenhochdruck-Umformung in detaillierter Ausführung. Der Pressenoberteil in Form eines Oberholms 11 nimmt einen Stößelzylinder 12 auf, dessen Kolbenstange 13 auf den Stößel 14 einwirkt. Der Stößel 14 beaufschlagt ein Oberwerkzeug 15, dem ein Unterwerkzeug 16 zugeordnet ist. Beide Werkzeughälften 15, 16 nehmen ein Werkstück bzw. Bauteil 17, z. B. ein zu verformendes Hohlprofil bzw. eine Platine, das mit Druckflüssigkeit 18 gefüllt ist. Das Unterwerkzeug 16 ist auf einem Pressentisch 19 festgelegt, der von unten durch Arbeitszylinder 20, die in ihrer Gesamtheit als Ziehkissen bezeichnet werden, für einen partiellen Druckaufbau beaufschlagt wird. Tisch 19 und Arbeitszylinder 20 ruhen auf dem Pressenunterteil in Form des Unterholmes 21, der Tisch 19 ist über Hilfszylinder 22 am Unterholm 21 festgelegt. Eine Halterung 23 am Oberholm nimmt die Riegel 24 für den Stößel 14, die Riegelzylinder 25 für die Betätigung der Riegel 24 und eine Führung 26 der Riegel 24 auf.

In Fig. 4 ist eine Presse nach Fig. 3 für eine Außenhochdruck-Umformung konzipiert. Diese Darstellung zeigt einen Oberholm 27, Stößelzylinder 28, Kolbenstange 29, Stößel 30, Riegel 31 für den Stößel 30, ein AHU-Werkzeug 32, das Unterteil 34, den Tisch 35, Arbeitszylinder 36, den Unterholm 37, Hilfszylinder 38, das Werkstück bzw. Blech 39, den Blechhalter 40, die Blechhalterzylinder 41, die Riegel 42 für den Blechhalter 40.

In den Fig. 5 und 6 ist eine IHU-Presse in Grundstellung (Fig. 5) und verriegelt (Fig. 6) in Vorderansicht dargestellt. Die Fig. 7 zeigt eine Aufsicht auf die Presse in verriegeltem Zustand. Die Fig. 8 und 9 zeigen eine AHU-Presse, und zwar in Grundstellung (Fig. 8) und in verriegelter Stellung (Fig. 9), sowie Fig. 10 die AHU-Presse in verriegeltem Zustand und Fig. 11 die AHU-Presse in entriegeltem Zustand. In den vorgenannten Fig. 5-11 handelt es sich im Prinzip um die gleiche Presse, die sowohl für den IHU-Betrieb als auch für den AHU-Betrieb einsetzbar ist. Ein Oberholm 50 nimmt einen Stößelzylinder 51 auf, dessen Kolbenstange 52 einen Stößel 53 beaufschlagt. Die Pressenverriegelung wird mit Hilfe von Riegelzylindern 54 vorgenommen, die über Führungen 55 wirksam sind und die Riegel 56, 56', 56a, 56a' beaufschlagen. Der Stößel 53 wirkt auf das Werkzeugoberteil 57 ein, das in Verbindung mit dem Werkzeugunterteil 58 das Werkstück bzw. die Blechdoppelung 59 aufnimmt. Das Werkzeugunterteil 58 ruht auf einem Tisch 60, der von unten über verschiebbare Zylinder beaufschlagt wird. Das Werkstück bzw. Blech wird durch Blechhalter 62 fixiert, und Blechhalter 62 und Stößel 53 sind durch Verriegelungen 63 miteinander koppelbar, wobei im IHU-Betrieb Stößel und Blechhalter miteinander gekoppelt sind, während im Falle eines AHU-Betriebes Stößel und Blechhalter nicht miteinander gekoppelt sind. Im AHU-Betrieb ist ferner ein Stempel 64 vorgesehen, der von der Kolbenstange 52 beaufschlagt wird und auf das Werkstück 59 einwirkt.

Fig. 7 zeigt in der Aufsicht die IHU-Presse in verriegeltem Zustand (entsprechend Fig. 6) mit dem Riegelsystem 56, 56', 56a, 56a'.

Fig. 8 zeigt eine Darstellung der AHU-Presse in Grundstellung (entriegelt) in Vorderan­ sicht, und Fig. 9 in verriegeltem Zustand in Seitenansicht, jeweils teilweise im Schnitt. Fig. 10 ist eine Aufsicht auf die AHU-Presse in verriegeltem Zustand (entsprechend Fig. 9) und Fig. 11 eine Aufsicht in entriegeltem Zustand (entsprechend Fig. 8).

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer Kombipresse zum Innenhochdruckumformen von z. B. Hohlprofilen oder Platinen (verschweißt oder nicht verschweißt), und zum Außen­ hochdruckumformen für flächige Teile sowie zum konventionellen Tiefziehen, ein- und mehrfach wirkend, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Leerhub und der Anfangs-Arbeitshub des ge- oder entkoppelten Stößels und Niederhalters mit wenig Kraft durch den relativ kleindimensionierten Stößelzylinder ausgeführt werden,
• b) bei Erreichen des unteren Totpunktes eine Verriegelung von Niederhalter und Stößel vorgenommen wird,
• c) nach Verriegeln des Niederhalters partiell unterschiedliche Niederhaltedrücke durch die Niederhaltezylinder erzeugt werden,
• d) nach Erreichen der untersten Position der Stößel durch die Stößelriegel verriegelt wird,
• e) sobald der Niederhalter starr auf den Niederhaltezylindern sitzt, die Arbeitszylinder (von unten wirkend) die Funktion der Niederhaltezylinder zusätzlich zum Aufbringen der weiteren Schließkraft übernehmen,
• f) bei gekuppeltem Stößel und Niederhalter einfach wirkend gefahren wird (Innenhochdruck-Umformung, Tiefziehen oder Blechdoppelung), wobei ebenfalls der Leerhub und der Anfangs-Arbeitshub bzw. die Vorformoperation über den kleindimensionierten Stößelzylinder erfolgt, der bei Erreichen des unteren Totpunktes verriegelt wird, und Arbeitshub und Schließkraft anschließend von den Arbeitszylindern aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter wahlweise vor Erreichen der Endposition des Stößels verriegelt wird, wobei der Resthub durch die Arbeitszylinder erzeugt wird, wobei bei diesem Resthub die Arbeitszylinder die Umformarbeit und Blechhaltefunktion übernehmen.

3. Kombipresse zum Innenhochdruckumformen, z. B. von Profilen oder Platinen, Außenhochdruckumformen, z. B. von flächigen Teilen, konventionellen Tiefziehen, wahlweise ein- oder mehrfach wirkend, mit einem das Werkzeug beaufschlagenden Stößel und einem das zu verformende Blech festlegenden Blechhalter, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechhalter mit dem Stößel koppelbar und entkoppelbar ausgebildet ist, und daß Blechhalter und Stößel nach erfolgtem Schließhub mechanisch starr verriegelbar sind.

4. Kombipresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkraft über Arbeitszylinder, die örtlich verschiebbar und separat regelbar sind, auf die Tischplatte aufgebracht wird.

5. Kombipresse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verriegelung von Blechhalter und Stößel ein Stößelkippen verhindert.