DE4036408C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein für Werkzeuge oder Pressen zur Blechbearbeitung, wie Tiefziehen, bestimmtes Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Hydrauliksystem dieser Art und ein unter dessen Verwendung aufgebautes Werkzeug zum Tiefziehen von Blechen sind aus der DE-Patentschrift 33 33 687 bereits bekannt. Das vorbekannte Hydrauliksystem umfaßt ein der Blechhalterabstützung dienendes Ziehkissen aus mehreren Arbeitszylindern und ein Umformkissen aus einer Anzahl den Ziehstempel abstützender Umformzylinder. Die rückseitigen Beaufschlagungsräume der Arbeits- und Umformzylinder stehen über einen Strömungsweg so miteinander in Verbindung, daß beim Niedergehen des Blechhalters aus den letzteren abstützenden Arbeitszylindern verdrängtes Strömungsdruckmittel in die Umformzylinder überströmt, in diesen aufgenommene Kolben rückseitig beaufschlagt und dadurch den auf diesen Kolben aufgenommenen Ziehstempel in Gegenrichtung zum Blechhalter antreibt. Die Hydraulikmittelfüllung in den Arbeits- und Umformzylindern ist dabei so bemessen, daß sich jeweils die Kolben der Arbeitszylinder in der einen und die Kolben der Umformzylinder in der anderen Endlage befinden.

In dem die Beaufschlagungsräume der Umformzylinder mit den den Blechhalter abstützenden Arbeitszylindern verbindenden Strömungsweg ist ein einstellbares Einwegventil angeordnet, das erst dann beim Niedergehen des Blechhalters von den letzteren abstützenden Arbeitszylindern Druckmedium in die Umformzylinder überströmen läßt, wenn sich in den Arbeitszylindern ein vorbestimmter Druck aufgebaut hat. Dieser Druck gewährleistet vor dem Beginn des eigentlichen Ziehvorganges eine sichere Blechhalterung.

Das vorgenannte Hydrauliksystem und die damit ver­ wirklichbare Umformtechnologie haben sich bewährt. Dabei besteht ein besonderer Vorteil darin, daß die Druckenergie des beim Niedergehen des Ringkolbens verdrängten Strömungsdruckmittels zum Antrieb des gegenläufig bewegbaren Arbeitszylinders dient.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das vorbekannte Hydrauliksystem hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten und der damit verwirklichbaren Technologien zu verbessern.

Gelöst ist diese Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem die Hydraulikmittelfüllung der Beaufschlagungsräume der beiden Arbeitszylinder so bemessen ist, daß bei in der vollen Ausschublage stehendem Kolben des einen Zylinders der Kolben des anderen Zylinders jeweils in seiner zurückgezogenen Stellung steht, führt ein Niedergehen des einen Kolbens aus seiner vollen Aus­ schublage zum Überströmen von Hydraulikmittel über eines der beiden Einwegventile in den rückseitigen Beaufschlagungsraum des anderen Arbeitszylinders und damit zum Antrieb des im letztgenannten Zylinder axialbeweglich aufgenommenen Kolbens infolge dessen rückseitiger Strömungsdruckmittelbeaufschlagung in Richtung seiner Ausschublage.

Bei dem Hydrauliksystem nach der Erfindung können die beiden Arbeitszylinder in einem Koaxialelement aufgenommen sein, wobei in der Regel der als Umform­ zylinder dienende Arbeitszylinder zentral angeordnet und der Blechhaltezylinder als den vorgenannten Um­ formzylinder umschließender Ringzylinder ausgebildet ist. Im Rahmen der Erfindung können aber auch einem Umformzylinder mehrere als Blechhaltezylinder einsetz­ bare Arbeitszylinder zugeordnet und deren rückseitige Beaufschlagungsräume über gegensinnig parallel zueinander geschaltete und eine Hydraulikmittelströmung jeweils nur in einer Richtung zulassende Einwegventile mit dem rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders verbunden sein.

Wenn bei einem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems aufgebauten Ziehwerkzeug der Zieh­ stempel auf dem Kolben des Umformzylinders und der Blechhalter auf dem oder den Kolben des anderen Zy­ linders bzw. der anderen Zylinder aufgenommen sind, wird infolge des beim Niedergehen des Blechhalters aus den der Blechhalterabstützung dienenden Zylindern verdrängten Strömungsdruckmittels der Kolben des Umformzylinders rückseitig beaufschlagt und mithin entgegen der niedergehenden Bewegung des Blechhalters angetrieben.

Sofern während der Bewegung des im Umformzylinder aufgenommenen Arbeitskolbens in Richtung auf seine Aufschublage an diesem eine Umformkraft auftritt, die zu einem Druckanstieg führt, der den an dem Einweg- Druckbegrenzungsventil, welches das Abströmen von Strömungsdruckmittel zum Druckspeicher zuläßt, eingestellten Wert überschreitet, öffnet dieses Ventil mit der Folge, daß nunmehr unter Aufrechterhaltung des erreichten Druckniveaus das beim weiteren Nieder­ gehen des Kolbens des Blechhaltezylinders (bzw. der Kolben der Blechhaltezylinder) verdrängte Hydraulik­ mittel über das vorerwähnte Druckminderventil zum Druckspeicher abströmt. Der Umformkolben bleibt dann in Ruhe und der weitere Ziehvorgang vollzieht sich allein durch das Niedergehen des Blechhalters, also mit verminderter Ziehgeschwindigkeit.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahme größere Ziehtiefen als beim gleichzeitigen Ziehen mittels des niedergehenden Blechhalters und des gegensinnig angetriebenen Ziehstempels gemäß der Lehre der DE-OS 33 33 687 erreicht werden können, und zwar ohne die Gefahr des Reißens von Ziehteilen.

Wenn während des fortschreitenden Ziehvorganges die Umform­ kraft wieder absinkt, kann durchaus ein erneuter Antrieb des Ziehstempels stattfinden, weil beim Absinken des Druckes im System unter den am genannten Druckbegrenzungs­ ventil eingestellten Wert das Ventil den Abströmweg zum Druckspeicher absperrt und dann wieder Strömungsdruck­ mittel in den Beaufschlagungsraum des Umformzylinders gefördert und dadurch der im Umformzylinder aufgenommene Arbeitskolben wieder in Ziehrichtung angetrieben wird.

Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ermöglicht mit­ hin zunächst ein Ziehen mit niedergehendem Blechhalter bei gleichzeitig der Bewegungsrichtung des Blechhalters entgegengesetzt angetriebenem Umformstempel und beim Auftreten eines vorbestimmten Umformwiderstandes ein Ziehen nur infolge des niedergehenden Blechhalters bei stillstehendem Umformstempel.

Gemäß einer sinnvollen Weiterbildung der Erfindung kann es sich bei dem eine Hydraulikmittelströmung zum rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders zulassenden Einwegventil um ein einstellbares Druck­ begrenzungsventil und bei dem dazu parallel geschalteten Ventil um ein Rückschlagventil handeln. Mittels dieses einstellbaren Druckbegrenzungsventils findet beim Niedergehen des Blechhalters ein Überströmen von Hydraulikmittel in den rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders erst statt, wenn sich ein entsprechender Druck in den der Blechhalterabstützung dienenden Arbeitszylindern, also auch eine entsprechende Blechhaltekraft, aufgebaut hat und mithin die Druckdifferenz zwischen der Zu- und Abströmseite an dem genannten Druckminderventil den an diesem eingestellten Wert überschreitet.

Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem ermöglicht auch ein gemeinsames Niederfahren des Umformstempels und Blechhalters. Dieser Möglichkeit kommt beispiels­ weise bei kombinierten Zieh- und Schneidwerkzeugen Bedeutung insofern zu, als bei derartigen Werkzeugen am Ende einer Ziehoperation das Werkstück im Interesse einer nachfolgenden Schneidoperation insgesamt abge­ senkt werden muß. Dies bedeutet, daß dann die Kolben des Hydraulikelements unter Verdrängung von Strömungsdruckmittel aus ihren rückseitigen Beaufschlagungsräumen gleichsinnig in Richtung ihrer unteren Endlagen bewegt werden müssen. Voraussetzung für das gemeinsame Niederfahren der Kolben ist natürlich, daß der den Umformstempel tragende Kolben des Umformzylinders zumindest um ein gewisses Maß aus seiner untersten Stellung hochgefahren ist.

Wenn aus einer derartigen Position der Blechhalter und Umformstempel gemeinsam niedergehen, etwa am Ende des Ziehvorganges, wenn das Werkzeugoberteil auf den Ziehteilboden aufsetzt, findet eine Verdrängung des Strö­ mungsdruckmittels aus den rückseitigen Beaufschlagungsräumen aller Zylinder statt und das Strömungsdruckmittel strömt ab zum Druckspeicher bzw. zu einem diesem Druckspeicher nachgeschalteten Tank. Die Abströmung aus dem Umformzylinder erfolgt dabei über ein zweites Rückschlagventil, das den genannten Beaufschlagungsraum mit dem Beaufschlagungsraum des Blechhaltezylinders bzw. einer von diesem zum Druckspeicher hinführenden Abströmleitung verbindet. Dies vermittelt auch eine durchaus erwünschte Schnittschlagdämpfung, weil der an dem das Abströmen von Hydraulikmittel zum Druckspeicher zulassen­ den Druckbegrenzungsventil eingestellte Druck überwunden werden muß, bevor die Kolben der Arbeitszylinder gemeinsam niedergehen können.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß der als Umform­ zylinder einsetzbare Arbeitszylinder einen Differential­ kolben mit einer Differenzfläche besitzt, die aus einem Differenzdruckraum heraus in Gegenrichtung zu der rückseitigen Beaufschlagungsfläche beaufschlagbar ist, und daß der Differenzdruckraum unmittelbar mit dem Druckspeicher in Strömungsverbindung steht.

Bei einer derartigen Ausbildung des Umformzylinders erfolgt der Antrieb des Umformkolbens gegen die Wirkung der auf der Differenzfläche liegenden Hydraulikmittel­ beaufschlagung und beim Vorfahren des Umformzylinders in seine Ausschublage wird aus dem mit dem Druckspeicher verbundenen Differenzdruckraum Strömungsdruckmittel zum Druckspeicher hin verdrängt. Wenn am Ende eines Ziehvorganges der Pressenstößel hochfährt, werden die von den rückseitigen Beaufschlagungsflächen der beiden Kolben abgeschlossenen Beaufschlagungsräume des Umformzylinders und des Blechhalterzylinders praktisch drucklos und angesichts der Beaufschlagung der Differenzfläche des Umformkolbens mit dem Strömungs­ mitteldruck des Druckspeichers wird der Umformkolben in seine untere Endlage zurückgeführt mit der Folge, daß aus dem rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders über das zweite Rückschlagventil, daß zu dem eine Zuströmung von Hydraulikmittel vom Blechhaltezylinder zum Umformzylinder ermöglichenden Druckbegrenzungsventil parallelgeschaltete ist, Strömungsdruckmittel aus dem rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders in den Beaufschlagungsraum des Blechhaltezylinders verdrängt und dadurch der im Blechhaltezylinder aufgenommene Kolben in seine Ausschublage verfahren wird.

Wenn am Ende eines Schneidvorganges der Umformkolben und der Blechhaltekolben in ihren unteren Stellungen stehen, verharrt beim Hochfahren des Pressenstößels der Umformkolben angesichts der Beaufschlagung seiner Differenzfläche mit dem im Druckspeicher herrschenden Strö­ mungsmitteldruck in seiner unteren Stellung bzw. ver­ fährt in diese, sofern am Ende der Schneidoperation der Umformkolben seine untere Endstellung noch nicht erreicht hatte. Angesichts des nach der Schneidoperation in den rückseitigen Beaufschlagungsräumen der Arbeitszylinder auftretenden Druckabfalles überschreitet die an dem Druckminderventil, das in der vom Druckspeicher zu dem Beaufschlagungsraum des Blechhaltezylinders führenden Druckmittelleitung angeordnet ist, auftretende Druck­ differenz den an diesem Ventil eingestellten Wert und demgemäß strömt Hydraulikmittel vom Druckspeicher zu dem genannten Beaufschlagungsraum des Blechhaltezylinders. Dies bewirkt, daß der dann praktisch unbelastete Blechhal­ ter in seine obere Stellung verfährt, während der Um­ formkolben angesichts der Beaufschlagung seiner Differenz­ fläche mit dem Strömungsmitteldruck des Druckspeichers in seiner unteren Endlage verharrt. Wenn der Blechhal­ ter seine obere Endlage erreicht hat, baut sich in den Beaufschlagungsräumen des Blechhalte- und Umform­ zylinders solange Strömungsmitteldruck auf, bis die an dem genannten Druckminderventil auftretende Druck­ differenz den eingestellten Wert überschreitet und dadurch dieses Ventil schließt. Dadurch ist wieder die Ausgangslage und somit Betriebsbereitschaft für eine nachfolgende Ziehoperation erreicht.

Eine nochmalige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Druckspeicher mit einem Hydraulikmittel­ tank über ein einstellbares Einweg-Druckbegrenzungsventil verbunden ist, das ein Abströmen von Hydraulikmittel nur vom Druckspeicher zum Hydraulikmitteltank zuläßt, wenn die zwischen der Zu- und Abströmseite an diesem Ventil auftretende Druckdifferenz den eingestellten Wert überschreitet.

Über dieses Druckbegrenzungsventil, das auf einen höheren Wert als das andere Druckbegrenzungsventil, das ein Abströmen von Strömungsdruckmittel aus dem rückseitigen Beaufschlagungsraum des Blechhaltezylinders ermöglichend, eingestellt ist, kann Strömungsdruckmittel aus dem genannten Beaufschlagungsraum und gegebenenfalls auch aus dem Beaufschlagungsraum des Umformzylinders unmittelbar in den Hydraulikmitteltank abströmen, wenn im System unzulässig hohe Drücke auftreten, die einen am Druckspeicher zulässigen Wert überschreiten und Beschädigungen am System verursachen könnten.

Gemäß einer nochmaligen Weiterbildung sind der Druck­ speicher und der Hydraulikmitteltank über eine Förder­ pumpe und ein nur eine Hydraulikmittelförderung vom Hydraulikmitteltank zum Druckspeicher zulassendes Einweg-Rückschlagventil miteinander verbunden, so daß infolge Leckagen oder sonstiger Einflüsse auftre­ tende Druckabfälle durch Nachförderung von Hydraulik­ mittel in den Druckspeicher und damit in das gesamte System ausgeglichen werden können.

Eine ebenfalls sinnvolle Weiterbildung sieht eine Strömungsverbindung vom Druckspeicher zum Hydrau­ likmitteltank über ein wahlweise aus seiner Schließ­ lage in eine Öffnungsstellung betätigbares Absperrorgan vor, das im Bedarfsfall ein Ablassen von Strömungs­ druckmittel aus dem Druckspeicher und dem gesamten System in den Hydraulikmitteltank ermöglicht. Der Anordnung eines derartigen Absperrorgans in einer direkten Strömungsverbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Hydraulikmitteltank kommt auch Bedeutung insofern zu, als in den Kreislauf ein Kühler eingeschaltet und dann das Hydraulikmittel über diesen zum Zwecke der Kühlung umgepumpt werden kann.

Schließlich kann, gemäß einer nochmaligen sinnvollen Weiterbildung der Erfindung, auch über ein wahlweise aus seiner Schließlage in seine Öffnungsstellung betätigbares Absperrorgan eine Verbindung zwischen dem Blechhaltezylinder (bzw. den Blechhaltezylindern) und dem Hydraulikmitteltank vorgesehen sein, die wahlweise ein direktes Ablassen von Hydraulikmittel aus dem an sich für die Blechhalterabstützung be­ stimmten System ermöglicht.

Dieser Ausgestaltung kommt insbesondere Bedeutung dann zu, wenn wenigstens einem Umformzylinder mehrere zur Blechhalterabstützung einsetzbare Arbeitszylinder zugeordnet sind, indem dann einer oder mehrere dieser Arbeitszylinder zu Umformzylindern umfunktioniert werden können. Zu diesem Zwecke muß über das genannte Absperrorgan Hydraulikmittel aus den rückseitigen Beaufschlagungsräumen der umzufunktionierenden Arbeits­ zylinder abgelassen werden und die Arbeitskolben dieser umfunktionierten Arbeitszylinder können dann, ebenso wie der Arbeitskolben des Umformzylinders, zur Aufnahme eines Ziehstempels herangezogen werden, während die nicht umfunktionierten Arbeitskolben weiter der Blechhalterabstützung dienen. Angesichts der Strömungsverbindung zwischen dem rückseitigen Beaufschlagungsraum des Umformzylinders und den an sich für die Blechhalterabstützung vorgesehenen Arbeits­ zylindern erfahren die Kolben der umfunktionierten Arbeitszylinder während eines Ziehvorganges eine rückseitige Strömungsdruckmittelbeaufschlagung durch das aus den der Blechhalterabstützung dienenden Arbeits­ zylindern verdrängte Strömungsdruckmittel und mit­ hin in gleicher Weise wie der Umformkolben während des Ziehvorganges einen der Blechhalterbewegung ent­ gegengerichteten Antrieb.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydrau­ liksystems soll nachstehend in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung erläutert werden. In schema­ tischen Ansichten zeigen:

Fig. 1 Anhand eines Schaltplans eine Gesamtdarstel­ lung des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems mit einem für die Aufnahme eines Ziehstem­ pels oder einer anderen Umformkontur bestimm­ ten Arbeitszylinder und einem der Blechhal­ terabstützung dienenden Arbeitszylinder so­ wie mit diversen Ventilen zum Steuern der Hydraulikmittelbeaufschlagung des Umform- und Blechhaltezylinders und je einem extern zugeordneten Druckspeicher und Hydraulik­ mitteltank und

Fig. 2 in einem vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 die beiden Arbeitszylinder, deren rücksei­ tige Beaufschlagungsräume über Einweg- Ventile miteinander verbunden sind und die infolge rückseitiger Strömungsdruckmittel­ beaufschlagung axial bewegbare Kolben be­ sitzen.

In der Zeichnung sind der Blechhaltezylinder 10 und der Umformzylinder 11 jeweils in zwei Halbschnitt­ ansichten dargestellt. Die jeweils rechten Halbschnitte zeigen den Blechhaltezylinder mit dem zugeordneten Kolben 12 zur Abstützung eines Blechhalters in der vollen Ausschublage und den Umformzylinder 11 mit dem Umformkolben 13 in seiner unteren Stellung. Die linken Halbschnittansichten der beiden Zylinder ver­ anschaulichen hingegen den Umformzylinder 11 mit dem Umformkolben 13 in der vollen Ausschublage und den Blechhaltezylinder 11 mit in seiner unteren Stellung stehendem Kolben 12.

Gezeigt sind jeweils nur ein Blechhaltezylinder 10 und ein Umformzylinder 11. Selbstverständlich können auch mehrere Umformzylinder und mehrere Blechhalte­ zylinder einander zugeordnet und in unten noch zu beschreibender Weise schaltungsmäßig miteinander verbunden sein.

Die Blechhalte- und Umformzylinder 10, 11 sind rein schematisch dargestellt und mit geeigneten Dichtungen zum Abdichten der jeweiligen Beaufschlagungsräume versehen. Zur Einfachheit sind diese Dichtungen nicht gezeigt.

Der im Blechhaltezylinder 10 geführte Kolben 12 ist nur auf seiner Rückseite 15 aus einem Beaufschla­ gungsraum 16 heraus mit Hydraulikmittel beaufschlag­ bar und zwischen einer oberen und einer unteren End­ lage bewegbar. Der Kolben 12 besitzt einen Kolben­ fortsatz 17, der kleineren Durchmesser als der ei­ gentliche Kolben aufweist und sich von diesem nach der vom Beaufschlagungsraum 16 wegweisenden Seite fort- und durch eine angepaßte Führungsbohrung 18 des Blechhaltezylinders hindurcherstreckt. Die obere Endlage des im Blechhaltezylinder geführten Kolbens 12 ist durch dessen Auflaufen gegen eine sich zwi­ schen der Kolbenführung im Zylinder und der Führungs­ bohrung 18 erstreckende Ringschulter 19 bestimmt.

Der Umformzylinder 11 hingegen besitzt einen Diffe­ rentialkolben 13, dessen rückseitige Beaufschlagungs­ fläche 20 einen mit dem Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders 10 in unten noch zu beschrei­ bender Weise in Strömungsverbindung stehenden Be­ aufschlagungsraum 21 abschließt. Ferner weist der Differentialkolben 13 eine Differenzfläche 22 auf, die der rückseitigen Beaufschlagungsfläche 20 ent­ gegengesetzt aus einem Differenzraum 23 mit Strö­ mungsdruckmittel beaufschlagbar ist.

Bei dieser Differenzfläche 22 handelt es sich um eine Ringfläche, die zwischen einem den Kolbenbo­ den 24 in einer entsprechenden Ausnehmung 25 durch­ dringenden Fortsatz 26, der mit dem Boden 27 des Umformzylinders fest verbunden ist und sich von diesem axial forterstreckt, und einer zentralen Mit­ telausnehmung 28 des Umformkolbens 13 gebildet ist. Innerhalb dieser zentralen Mittelausnehmung 28 des Umformkolbens 13 ist ein kolbenförmig ausgebildeter Kopf 29 aufgenommen, der mit dem sich vom Boden 27 des Umformzylinders 11 fort- und durch die Führungs­ ausnehmung 25 im Boden 24 des Umformkolbens 13 hin­ durcherstreckenden Fortsatz 26 fest verbunden ist.

Die Ausnehmung 25 im Boden 24 des Umformkolbens 13 ist gegenüber dem genannten Fortsatz 26 und der mit dem Fortsatz verbundene kolbenartige Kopf 29 gegen­ über der zentralen Ausnehmung 28 des Umformkolbens durch geeignete O-Ringdichtungen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, strömungsmitteldicht abgedichtet. Der Ringraum zwischen dem sich vom Boden 27 des Umform­ zylinders 11 forterstreckenden Fortsatz 26 und der zentralen Mittelausnehmung 28 im Umformkolben 11 einerseits und zwischen der Differenzfläche 22 des Umformkolbens und der zugewandten Seite des mit dem Fortsatz 26 verbundenen kolbenartigen Kopfs 29 bilden den Differenzdruckraum 23, der über eine Leitung 30 und sich durch den Fortsatz 26 sowie den kolbenartigen Kopf 29 hindurcherstreckende Kanäle 31 in unten noch zu beschreibender Weise über Schnellkupplungsmittel 32 mit einem Druckspeicher und einem Hydraulikmitteltank verbindbar ist.

Die von den rückseitigen Beaufschlagungsflächen 15, 20 der zugeordneten Kolben 12, 13 abgeschlossenen Beaufschlagungsräume 16, 21 des Blechhaltezylin­ ders 10 und des Umformzylinders 11 sind über zwei parallel zueinander verlaufende Strömungswege 35, 36 miteinander verbunden. In dem einen Strömungs­ weg ist ein einstellbares Einweg-Druckbegrenzungsventil 37 angeordnet, das eine Hydraulikmittelströmung nur vom Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders 10 zum rückseitigen Beaufschlagungsraum 21 des Umform­ zylinders 11 zuläßt, wenn die zwischen der Zu- und Abströmseite auftretende Druckdifferenz den am Ventil eingestellten Wert überschreitet, hingegen in Gegen­ richtung den Strömungsweg sperrt. In dem parallel dazu verlaufenden Strömungsweg 36 befindet sich ein Einweg-Rückschlagventil 38, das Hydraulikmittelströ­ mungen nur vom rückseitigen Beaufschlagungsraum 21 des Umformzylinders 11 zum Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders 10 bzw. über eine entsprechende Leitung zu einem Druckspeicher und dem bereits erwähnten Hydraulikmitteltank zuläßt. Insoweit erstreckt sich vom Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders 10 eine Leitung 40 fort, die in gleicher Weise wie die sich von dem Differenzdruckraum 23 zur Beaufschlagung der Differenzfläche 22 des Umformkolbens 13 forterstreckende Leitung 30 mit Schnellkupplungsmitteln 42 zum Verbinden mit entsprechenden Kupplungsmitteln 32′, 42′ der in Fig. 1 veranschaulichten Ventilanordnung 50 ver­ sehen sind.

In der Leitung 40 ist ein einstellbares Einweg-Druck­ begrenzungsventil 44 angeordnet, das nur eine von den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 des Blechhaltezylinders 10 und des Umformzylinders 11 wegweisende Hydraulikmittelströmung zuläßt, wenn die zwischen der Zu- und Abströmseite am Ventil auftre­ tende Druckdifferenz den eingestellten Wert überschreitet, hingegen in Gegenrichtung den Strömungsweg sperrt. Parallel zu dem Druckminderventil 44 befindet sich ein Einweg-Rückschlagventil 45, das nur eine zu den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 des Blech­ haltezylinders 10 und des Umformzylinders 11 hinge­ richtete Hydraulikmittelströmung zuläßt.

Der in Fig. 1 veranschaulichten Ventilanordnung 50 sind extern ein Druckspeicher 51 und ein Hydraulik­ mitteltank 52 zugeordnet. Der von der Differenzfläche 22 des Umformkolbens 13 abgeschlossene Differenzdruck­ raum 23 des Umformzylinders 11 steht über die Lei­ tung 30, die Schnellkupplungsmittel 32, 32′ und einen Strömungsweg 54 unmittelbar mit dem Druckspeicher 51 in Strömungsverbindung. Die rückseitigen Beaufschlagungs­ räume 16, 21 des Blechhaltezylinders 10 und des Umform­ zylinders 11 sind mit dem Druckspeicher 51 hingegen einerseits über das Druckbegrenzungsventil 44, die Schnellkupplungsmittel 42, 42′ und ein in einer Leitung 55 angeordnetes Einweg-Rückschlagventil 56 und anderer­ seits über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 57 und ein diesem nachgeschaltetes Einweg-Rückschlag­ ventil 58 sowie die Schnellkupplungsmittel 42, 42′ und das parallel zu dem einstellbaren Druckbegrenzungsventil 44 in der Leitung 40 angeordnete Einweg-Rück­ schlagventil 45 mit dem Druckspeicher 51 verbunden.

Das in der Leitung 40 angeordnete Einweg-Druckbegrenzungsventil 44 und das Einweg-Rückschlagventil 56 in der Leitung 55 lassen eine Strömung nur von den rücksei­ tigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 der beiden Arbeits­ zylinder zum Druckspeicher hin zu, und zwar nur dann, wenn die zu- und abströmseitig am Druckbegrenzungsventil 44 auftretende Druckdifferenz den an diesem Ventil eingestellten Wert überschreitet. Eine Strömung in Gegenrichtung, also vom Druckspeicher 51 zu den Beaufschlagungsräumen 16, 21 der beiden Arbeitszylinder 10, 11 hin kann nur dann stattfinden, wenn zwischen der Zu- und Abströmseite am Druckbegrenzungsventil 57 eine den an diesem Ventil eingestellten Wert überschreitende Druckdifferenz auftritt.

Der dem Ventilblock 50 neben dem Druckspeicher 51 extern zugeordnete Hydraulikmitteltank 52 ist über eine Leitung 60 mit einem in dieser angeordneten einstellbaren Einweg-Druckbegrenzungsventil 61 mit dem Druckspeicher verbunden. Diese Leitung ist an den sich zwischen dem Druckspeicher 51 und dem Differenz­ druckraum 23 im Umformzylinder 11 erstreckenden Strö­ mungsweg 54 unmittelbar angeschlossen. Ebenfalls angeschlossen an diesen Strömungsweg, und damit unmittel­ bar an den Druckspeicher 51, ist eine zum Hydraulik­ mitteltank 52 hinführende Abströmleitung 62 mit einem wahlweise zwischen einer Schließlage und einer Öffnungs­ stellung betätigbaren Absperrorgan 63. Ferner steht eine zum Hydraulikmitteltank 52 hinführende Leitung 64 mit einem in dieser angeordneten Absperrorgan 65 mit einer sich zwischen dem einstellbaren Druckbegrenzungsventil 57 und den Schnellkupplungsmitteln 42, 42′ erstreckenden Leitung 66 in Verbindung, in der das dem genannten Einweg-Druckbegrenzungsventil nachgeschaltete Einweg-Rückschlagventil 58 angeordnet ist.

Dem Hydraulikmitteltank 52 ist eine Förderpumpe 70 mit einem Antriebsmotor 71 zugeordnet, die über eine mit dem vorgenannten Strömungsweg 54 im Ventilblock 50 und dadurch mit dem Druckspeicher 51 verbundene Leitung 72 und einem in dieser eingeschalteten Einweg-Rückschlag­ ventil 73 eine Förderung von Hydraulikmittel aus dem Hydraulikmitteltank 52 in das System bzw. in den Druckspeicher 51 ermöglicht. Zwischen der Förder­ pumpe 70 und dem Einweg-Rückschlagventil 73 ist in die Leitung 72 ein den Förderdruck der Pumpe anzeigendes Manometer 74 eingeschaltet. Schließlich erstreckt sich von der Förderpumpe 70 eine nur gestrichelt angedeutete Förderleitung 75 fort, die unmittelbar in den Hydraulikmitteltank 52 zurückführt und in die ein nur schematisch angedeuteter Hydraulikmittel­ kühler 76 eingeschaltet ist.

Bei Verwendung des Hydrauliksystems etwa zum Aufbau eines Ziehwerkzeugs nimmt der Umformkolben 13 des Umformzylinders 11 den Ziehstempel - des nicht gezeigten Werkzeugs - auf und diesem Umformzylinder sind mehrere Blechhaltezylinder 10 in der aus den Fig. 1 und 2 er­ sichtlichen Weise zugeordnet, auf deren Kolben 12 sich der Blechhalter des Werkzeugs abstützt. Betriebs­ bereitschaft eines derartigen Werkzeugs liegt vor, wenn der auf den Kolben 12 der Blechhaltezylinder 10 aufgenommene Blechhalter in seiner oberen Position steht, hingegen der auf dem Umformkolben 13 des Umformzylinders 11 aufgenommene Ziehstempel in seiner unteren Stellung. Diese Positionen zeigen die jeweils rechten Hälften der beiden in der Zeichnung veranschaulichten Zylinder.

Wenn nach dem Einlegen einer Platine in das - nicht gezeigte - Werkzeug durch Niedergehen des Werkzeug­ ziehringes der Ziehvorgang beginnt, erfährt zunächst die auf dem Blechhalter aufliegende Platine eine Einspannung zwischen Ziehring und Blechhalter und inner­ halb des Beaufschlagungsraums 16 der Blechhaltezylin­ der 10 baut sich Strömungsmitteldruck auf. Sobald an­ gesichts dieses Druckaufbaus die am Druckbegrenzungsminderventil 37 zwischen dessen Zu- und Abströmseite auftretende Druckdifferenz den an diesem Ventil eingestellten Wert überschreitet, strömt aus dem Beaufschlagungsraum 16 über die Leitung 35 und das Ventil 37 Hydraulikmittel in den rückseitigen Beaufschlagungsraum 21 des Umformzylinders und treibt den Umformkolben 13 infolge Beaufschlagung seiner Rückseite 20 entgegen der Bewegung des nieder­ gehenden Blechhalters an. Angesichts dieser Bewegung des Umformkolbens 13 wird das im Differenzdruckraum 23 enthaltene und die Differenzfläche 22 des Umformkolbens beaufschlagende Hydraulikmittel verdrängt und strömt über die Leitung 30 und den damit verbundenen Strömungs­ weg 54, der sich durch den Ventilblock 50 hindurch­ erstreckt, in den extern zugeordneten Druckspeicher 51 ab.

Bei dem vorstehend erläuterten Ziehvorgang strömt aus den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 der Blechhaltezylinder 10 und des Umformzylinders 11 kein Hydraulikmittel über das Einweg-Druckbegrenzungsventil 44 zum Druckspeicher 51 ab, sofern der Druck in den rückseitigen Beaufschlagungsräumen der vorgenannten Zylinder nicht ein derartiges Niveau erreicht, daß zwischen der Zu- und Abströmseite des Einweg-Druckbegrenzungs­ ventils 44 eine einen eingestellten Druckwert über­ steigende Druckdifferenz auftritt. Am Ende des Zieh­ vorganges ist lediglich die Hydraulikmittelfüllung des Blechhaltezylinders 10 in den rückseitigen Beauf­ schlagungsraum 21 des Umformzylinders 11 übergeströmt und der Kolben 12 des Blechhaltezylinders 10 steht in seiner unteren, hingegen der Umformzylinder 13 in seiner ausgefahrenen oberen Stellung, wie dies die linken Halbschnitte der Zylinder 10, 11 in der Zeichnung zeigen.

Wenn nach dem Hochfahren des Ziehringes des - nicht gezeigten - Werkzeugs die den Blechhalter in seine untere Position drängende Kraft weggefallen ist, findet eine Rückstellung des Umformkolbens 13 in die in der rechten Halbschnittansicht dargestellte Ausgangslage statt, in dem aus dem Druckspeicher 51 über den Strömungsweg 54 und 30 Strömungsdruckmittel in den Differenzdruckraum 23 des Umformkolbens 13 einströmt und dadurch dessen Differenzfläche 22 be­ aufschlagt, die der Beaufschlagung der rückseitigen Beaufschlagungsfläche 20 entgegenwirkt. Beim Rück­ stellen des Umformkolbens 13 in seine Ausgangslage wird aus dem rückwärtigen Beaufschlagungsraum 21 über das Einweg-Rückschlagventil 38 in der Leitung 36 Hydrau­ likmittel in den Beaufschlagungsraum 16 des Blechhalte­ zylinders 10 verdrängt und dadurch dessen Kolben 12 in seine obere Ausschublage hochgefahren. Die Rück­ stellung in die jeweilige Ausgangslage erfolgt somit selbsttätig.

Wenn hingegen beim Ziehen ein entsprechender Umform­ widerstand auftritt und dementsprechend der Druck in den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 der Blechhaltezylinder 10 und des Umformzylinders 11 einen vorbestimmten Wert übersteigt und damit die Druckdifferenz zwischen der Zu- und Abströmseite am Einweg-Druckbegrenzungsventil 44 den an diesem Ventil eingestellten Wert überschreitet, öffnet das genannte Ventil mit der Folge, daß der Umformkolben keinen der Bewegung des Blechhalters entgegengerichteten Antrieb mehr erfährt und das beim Niedergehen des Blechhalters aus den Blechhaltezylindern 10 verdrängte Strömungsdruckmittel über das genannte Einweg-Druckbe­ grenzungsventil 44 und das in der Leitung 55 angeordnete Einweg-Rückschlagventil 56 zum Druckspeicher 51 - oder bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckniveaus auch unmittelbar über die Leitung 60 und das in dieser angeordnete Druckbegrenzungsventil 61 zum Hydraulikmitteltank 52 - abströmt. Der Ziehstempel steht dann still und der weitere Ziehvorgang vollzieht sich konventionell allein durch das Niedergehen des Blechhalters.

Sofern während des fortschreitenden Ziehvorganges der Umformwiderstand und damit der Druck im System wieder unter den vorgenannten Wert absinkt, geht das Einweg-Druckbegrenzungsventil 44 in Schließlage und das beim weiteren Niedergehen des Blechhalters aus dem Blechhaltezylinder 10 verdrängte Hydraulikmittel beaufschlagt den Umformkolben 13 erneut rückseitig mit der Folge, daß der Umformstempel wieder entgegen der Blechhalterbewegung angetrieben wird.

Wenn am Ende eines derartigen Ziehvorganges durch Hochfahren des Ziehringes der Umformkolben 13 und der Blechhalterkolben 12 entlastet sind, erfolgt die Rück­ stellung dieser Kolben in ihre Ausgangslagen in der oben erläuterten Weise infolge Beaufschlagung der Differenz­ fläche 22 des Umformkolbens mit dem Strömungsmittel­ druck des Druckspeichers 51, bis der Umformkolben seine untere Endstellung erreicht hat. Da zuvor beim Ziehen Hydraulikmittel aus dem Blechhaltezylinder in den Druckspeicher abgeströmt war, reicht das bei der Rückstellung des Umformkolbens in seine Ausgangs­ lage aus dessen rückwärtigem Beaufschlagungsraum 21 verdrängte Hydraulikmittel nicht zum Hochfahren des Blechhaltekolbens 12 in seine obere Endlage aus. Da je­ doch das Druckniveau in den rückseitigen Beaufschlagungs­ räumen 16, 21 des Blechhalte- und Umformzylinders 10, 11 nach dem Hochfahren des Ziehringes abgefallen ist, tritt an dem Druckbegrenzungsventil 57 zwischen dessen Zu- und Abströmseite eine den an diesem Ventil einge­ stellten Wert überschreitende Druckdifferenz auf mit der Folge, daß vom Druckspeicher 51 Hydraulikmittel über das Druckminderventil 57 und die im Strömungsweg zum Blechhaltezylinder 10 angeordneten Einweg-Rück­ schlagventile 45, 58 in den Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders einströmt und dessen Kolben 12 in seine obere Endlage verfährt. Ein zwischen dem Druckminderventil 57 und dem Einweg-Rückschlagventil 58 angeordnetes Manometer 59 zeigt den dabei auftretenden Druck an.

Wenn der Kolben 12 die obere Endlage erreicht hat, baut sich im Beaufschlagungsraum 16 Druck auf und damit fällt die Druckdifferenz zwischen der Zu- und Abströmseite am Druckbegrenzungsventil 57 unter den an diesem Ventil eingestellten Wert, wodurch das Ventil in Schließlage geht und keine weitere Hydraulikmittelförderung vom Druckspeicher 51 zum Blechhaltezylinder 10 erfolgt.

Das erfindungsgemäße Hydrauliksystem kann aber auch für den Aufbau kombinierter Zieh- und Schneidwerkzeuge eingesetzt werden. Bei derartigen Werkzeugen schließt sich an das Ende der Ziehoperation ein Schneidvorgang an, bei dem das Ziehteil in seiner Gesamtheit gegen­ über feststehenden Schneidkanten des Werkzeugs ab­ gesenkt werden muß. Dies geschieht in der Weise, daß der eigentliche Ziehvorgang beendet ist, bevor der den Blechhalter abstützende Kolben 12 seine untere Endlage erreicht hat.

Am Ende der Ziehoperation steigt der Druck in den Beaufschlagungsräumen 16, 21 des Blechhalte- und Umformzylinders 10, 11 an und überschreitet den am Druckbegrenzungsventil 44 eingestellten Druck mit der Folge, daß nunmehr der Umformkolben 13 und der Blechhaltekolben 12 gemeinsam zwecks Ausführung der Schneidoperation niedergehen und dabei über das genannte Druckbegrenzungsventil 44 das aus den Beaufschlagungsräumen 16, 21 verdrängte Hydraulikmittel in den Druckspeicher 51 abströmt. Wenn nach dem Ende des Schneidvorganges der Stößel einer das Werkzeug aufnehmenden Presse hochfährt, tritt ein starker Druckabfall in den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 des Blechhalte- und Umformzylinders ein und der an dem Druckbegrenzungs­ ventil 57 anliegende Strömungsmitteldruck des Druck­ speichers 51 überschreitet den an diesem Ventil einge­ stellten Wert, so daß Hydraulikmittel über das Druck­ begrenzungsventil 57 und die Einweg-Rückschlagventil 45, 58 in den Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders 10 einströmt und dadurch den Blechhaltekolben 12 in seine volle Ausschublage verschiebt.

Während des Hochfahrens des Blechhaltekolbens 12 verharrt der Umformkolben 13 in seiner unteren Stel­ lung bzw. wird in diese verfahren, weil die Differenz­ fläche 22 des Umformkolbens mit dem vom Druckspeicher 51 ausgehenden Hydraulikmitteldruck beaufschlagt ist. Die infolge dieser Beaufschlagung den Umformkolben 13 in seiner unteren Lage haltende Kraft überwiegt gegen­ über der Beaufschlagung der rückseitigen Beaufschlagungs­ fläche 20, weil das den Zustrom von Hydraulikmittel zum Beaufschlagungsraum 16 des Blechhaltezylinders zulassende Druckbegrenzungsventil 57 in Schließlage geht, sobald durch den Druckaufbau in den Beaufschlagungsräumen der genannten Zylinder die an dem genannten Druckbegrenzungsventil zwischen dessen Zu- und Abströmseite auftretende Druckdifferenz den eingestellten Wert unterschreitet.

Wenn bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Hydraulik­ systems in den rückseitigen Beaufschlagungsräumen 16, 21 des Blechhalte- und Umformzylinders 10, 11 bzw. im Differenzdruckraum 23 des Umformzylinders unzulässig hohe Drücke auftreten, strömt Hydraulikmittel über das Druckbegrenzungsventil 44 in Richtung zum Druckspeicher 51 und von dort über eine Leitung 60 und ein in dieser angeordnetes Druckbegrenzungsventil 61 unmittelbar zum Hydraulikmitteltank 42 ab. Aus dem zum Druckspeicher 51 hinführenden Strömungsweg 54 kann aber auch unmittel­ bar über die Leitung 62 und das in dieser Leitung angeordnete Absperrorgan 63 Hydraulikmittel in den Tank 52 abgeleitet werden. Ferner kann über eine Leitung 78, die sich zwischen den Leitungen 54 und 66 erstreckt und ein in der Leitung 78 angeordnetes Absperrorgan 79 auch eine direkte Strömungsverbindung vom Druckspeicher 51 zum Blechhaltezylinder 10 her­ gestellt werden, etwa um Leckverluste auszugleichen.

Bei dem als Ausführungsbeispiel veranschaulichten Hydrauliksystem ist mittels der Pumpe 70 über die Leitung 72 und das in dieser angeordnete Einweg- Rückschlagventil 73 eine Nachförderung von Hydrau­ likmittel aus dem Tank 52 zum Druckspeicher 51 möglich, beispielsweise um nach gemeinsamer Absenkung des Blechhalters und Umformzylinders den Beaufschlagungs­ raum des Blechhaltezylinders wieder mit Hydraulik­ mittel aufzufüllen. Die Hydraulikmittelpumpe 55 er­ möglicht auch in Verbindung mit der zum Hydraulik­ mitteltank 42 zurückführenden Leitung 75 und dem darin angeordneten Kühler 76 ein stetiges Umpumpen und Kühlen von Hydraulikmittel.

Claims (8)

1. Hydrauliksystem für Werkzeuge oder Pressen zur Blechbearbeitung, mit wenigstens zwei Arbeitszylindern, deren Beaufschlagungsräume zur rückseitigen Hydrau­ likmittel-Beaufschlagung jeweils eines in jedem der Zylinder axialbeweglich geführten Kolbens über einen durch ein Einwegventil gesteuerten Strömungsweg miteinander in Strömungsverbindung stehen und von denen der eine als Umformzylinder und der andere als Blechhaltezylinder einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem die rückseitigen Beaufschlagungsräume (16, 21) der Arbeitszylinder (10, 11) miteinander verbindenden Strömungsweg ein gegensinnig parallel zu dem ersten (37) geschaltetes zweites Einwegventil (38) angeordnet ist, und
daß der Beaufschlagungsraum (16) des einen Arbeitszylinders (10) mit einem unter einem vorbestimmten Strömungsmitteldruck stehenden Druckspeicher (51) über je ein Einweg-Druckbegrenzungsventil (44, 57) mit einander entgegengesetzten Durchströmrichtungen verbunden ist, die nur beim Auftreten einer den am jeweili­ gen Ventil eingestellten Wert übersteigenden Druck­ differenz zwischen der Zu- und Abströmseite in ihre Öffnungslagen gelangen, ansonsten jedoch die Strömungs­ verbindung zwischen dem Druckspeicher (51) und dem genann­ ten Beaufschlagungsraum (16) des Arbeitszylinders (10) absperren.

2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens einem Umformzylinder (11) mehrere als Blechhaltezylinder einsetzbare Arbeitszy­ linder (10) zugeordnet und deren rückseitige Beauf­ schlagungsräume (16) über gegensinnig parallel zueinan­ der geschaltete und eine Hydraulikmittelströmung je­ weils nur in einer Richtung zulassende Einwegventile (37, 38) mit dem rückseitigen Beaufschlagungsraum (21) des Umformzylinders (11) verbunden sind.

3. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem eine Hydraulik­ mittelströmung zum rückseitigen Beaufschlagungsraum (21) des Umformzylinders (11) zulassenden Einwegventil um ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (37) und bei dem dazu parallel geschalteten Ventil um ein Einweg-Rückschlagven­ til (38) handelt.

4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Umformzylinder einsetzbare Arbeitszylinder (11) einen Differentialkolben (13) mit einer Differenzfläche (22) besitzt, die aus einem Differenzdruckraum (23) heraus in Gegenrichtung zu der rück­ seitigen Beaufschlagungsfläche (20) beaufschlagbar ist, und daß der Differenzdruckraum (23) unmittelbar mit dem Druckspeicher (51) in Strömungsverbindung steht.

5. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (51) mit einem Hydraulikmitteltank (52) über ein einstellbares Einweg-Druckbegrenzungsventil (61) verbunden ist, das ein Abströmen von Hydraulikmittel nur vom Druckspeicher (51) zum Hydraulikmitteltank (52) zuläßt, wenn die zwischen der Zu- und Abströmseite an diesem Ventil auftretende Druckdifferenz den eingestellten Wert überschreitet.

6. Hydrauliksystem nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckspeicher (51) und der Hydraulik­ mitteltank (52) über eine Förderpumpe (70) und ein nur eine Hydraulikmittelförderung vom Tank (52) zum Druck­ speicher (51) zulassendes Einweg-Rückschlagventil (73) miteinander verbunden sind.

7. Hydrauliksystem nach Anspruch 5 oder 6, gekenn­ zeichnet durch eine Strömungsverbindung des Druckspei­ chers (51) mit dem Hydraulikmitteltank (52) über ein wahlweise aus seiner Schließlage in seine Öffnungs­ stellung betätigbares Absperrorgan (63).

8. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beaufschlagungsraum (16) des als Blechhaltezylinder einsetzbaren Arbeitszylin­ der (10) über ein wahlweise aus seiner Schließlage in seine Öffnungsstellung betätigbares Absperrorgan (65) mit dem Hydraulikmitteltank (52) verbindbar ist.