DE4214818C2 - Hydraulische Durchbiegungs-Kompensation an Tiefziehpressen - Google Patents
Hydraulische Durchbiegungs-Kompensation an TiefziehpressenInfo
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- DE4214818C2 DE4214818C2 DE19924214818 DE4214818A DE4214818C2 DE 4214818 C2 DE4214818 C2 DE 4214818C2 DE 19924214818 DE19924214818 DE 19924214818 DE 4214818 A DE4214818 A DE 4214818A DE 4214818 C2 DE4214818 C2 DE 4214818C2
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Description
Neuerdings sollen zunehmend größere Karosserieteile als ein
einheitliches Blechteil tiefgezogen werden, was zum einen Fertigungsvorteile
- Entfall von Schweißnähten - und zum anderen
auch Stabilitätsvorteile für die Karosserie bringt. Mit zunehmender
Blechteilgröße nehmen der Abstand der Pressenständer -
linear - und die Preßkräfte - quadratisch - zu. Bei einem
frei aufliegenden Träger geht jedoch in die Berechnungsgleichung
für die Durchbiegung der Abstand der Auflagerungspunkte
mit der dritten Potenz und die Belastung, vergleichbar mit den
Preßkräften, linear ein. Die Folge einer Auslegung von Tiefziehpressen
auf zunehmende Blechteilgröße ist also eine stark
progressiv ansteigende Durchbiegung des Pressentisches. Selbst
unter Aufbietung von kaum noch vertretbar erscheinenden Aussteifungsmaßnahmen
am Pressentisch treten im Pressenbetrieb
dennoch Durchbiegungen und Tischverformungen auf, die zu einer
im Pressenbetrieb spürbaren und störenden Verformung des Tiefziehwerkzeuges
führen.
Die eher als provisorisch zu bezeichnende bekannte Maßnahme
eines örtlich gezielten Unterlegens von in der Stärke der
Durchbiegung entsprechenden Blechstücken oder von gezielt bombierten
Bauteilen bringt nur zum Teil Abhilfe, weil damit
eine Durchbiegungskompensation nur zum Zeitpunkt eines ganz
bestimmten - maximalen - Preßkraftniveaus erreichbar ist; während
der Zeiten einer geringeren Pressentischbelastung oder
einer völligen Entlastung ist das Tiefziehwerkzeug gerade in
der entgegengesetzten Richtung gebogen und/oder liegt nicht
sauber auf, so daß das Werkzeug unkontrolliert arbeiten oder
wandern kann, was zu ungleichmäßigen Tiefziehteilen führt. Im
übrigen setzt diese Methode nicht nur sehr viel Erfahrung,
sondern auch ein langwieriges Probieren mit vielen Fehlschlägen
voraus.
Bei einer aus der DE-PS 9 05 574 bekannten Einrichtung zur hydraulischen
Durchbiegungskompensation von biegebelasteten Trägern
ist ein Hydraulikkolben zur Kompensation der preßkraftbedingten
Durchbiegung vorgesehen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen
sind auch mehrere - bis zu drei - Hydraulikkolben
in einer Reihe angeordnet. Als Anwendungsmöglichkeiten der bekannten
Kompensationseinrichtung werden neben einer Durchbiegungskompensation
von Pressenholmen auch andere hoch belastbare
Maschinenteile oder Trägerkonstruktionen größerer Abmessung
aus dem Anwendungsbereich Förderanlagen oder Brückenbau genannt;
hiermit sind stets balkenförmige Bauteile angesprochen.
Zwar kann der die Durchbiegung kompensierende Druck leicht
verändert und somit die Kompensation leicht anderen Gegebenheiten
angepaßt werden; es ist sogar erwähnt, daß der einsteuerbare
Kompensationsdruck jeder beliebigen, zeitweilig sich
ändernden Belastung der Trägerkonstruktion angepaßt werden
kann. Die Druckschrift gibt jedoch keinerlei Hinweise darauf,
wie dies auf selbsttätige und ausreichend rasche Weise geschehen
könnte.
Bei Abkantpressen (also bei einer anderen Pressenart als Tiefziehpressen),
mit in der Tiefe schmalen, balkenförmigen
Pressenteilen ist es bekannt, in den feststehenden Pressenunterteil
und/oder in der hubantreibenden Biegewange jeweils
Sensoren zur Durchbiegungserfassung anzuordnen und mit
den Sensorsignalen über eine Steuerung und Druckwandlung mittelbar
Hydraulikzylinder zur kurzfristigen Durchbiegungskompensation
anzusteuern (vgl. WO 91/03371 oder WO 82/02360). Der
Druck in den Kompensationszylindern kann innerhalb eines Pressenzyklus
entsprechend der sich verändernden Pressenbelastung
mit verändert werden. Es sind mehrere Kompensationszylinder
entlang der Linearerstreckung des Pressenunterteiles bzw. der
Biegewange angeordnet, die trotz ihrer unterschiedlichen Position
aufgrund einer fluidischen Parallelschaltung untereinander mit
dem gleichen Druck beaufschlagt sind; die mehreren Kompensationszylinder
entsprechen gewissermaßen mehreren kommunizierenden
Gefäßen. Es handelt sich um eine trägerintegrierte Vielstempel-
Ausführung einer hydraulischen Durchbiegungskompensation,
bei denen der Pressenträger die Biegewange in sich mehrteilig ausgebildet
sein muß und in einen lastaufnehmenden, sich unter Last
durchbiegenden Träger und in einen biegeentlasteten Träger
unterteilt ist, an denen die vielen Hydraulikzylinder bzw. Hydraulikkolben
angreifen. Demgemäß können die in den einzelnen
Kompensationszylindern angeordneten Kolben unter der Voraussetzung,
daß das Gesamtvolumen in den Arbeitsräumen aller Kompensationszylinder
unverändert bleibt, im Rahmen der Steifigkeit
des biege-entlasteten Trägerteiles mehr oder weniger
frei floaten; beispielsweise kann ein Kolben auf der einen
Seite nach Überwindung der Steifigkeit des biege-entlasteten
Trägerteiles eingedrückt werden, wenn gleichzeitig andere Kolben
sich - ebenfalls unter Überwindung der Steifigkeit des biege-
entlasteten Trägerteiles - um einen entsprechenden Hub in
der entgegengesetzten Richtung bewegen. Es handelt sich bei
der vorbekannten Durchbiegungskompensation also gewissermaßen
um eine begrenzt schwimmende Abstützung auf einer Druckflüssigkeit
über eine Vielzahl von Druckstempeln. Unter der bei
Abkantpressen in aller Regel gegebenen, gleichmäßigen und mittensymmetrischen
Belastung des Pressenunterteiles bzw. des
Pressenoberteils (Biegewange) mag diese Art der Durchbiegungskompensation zu
brauchbaren Ergebnissen führen. Bei einer stark unsymmetrischen
Belastung, beispielsweise beim Abkanten eines etwa der
halben Pressenbreite entsprechenden und - aufgrund einer Fehlbedienung
- stark außermittig in die Presse eingelegten Bleches
würde jedoch die bekannte Durchbiegungskompensation zu
einer Verkantung der Biegewange, nicht aber zu einer Kompensation der
Durchbiegung führen. Bei Abkantpressen lassen sich zwar solche
unsymmetrischen Pressenbelastungen durch eine richtige Pressenbeschickung
vermeiden, nicht jedoch bei Tiefziehpressen.
Dort ist die örtliche Verteilung der Pressenbelastung durch
die Art des Werkstückes bzw. die entsprechende Ausgestaltung
des Ziehwerkzeuges vorgegeben, und es ist fallweise mit sehr
großen Umsymmetrien der Pressenbelastung zu rechnen. Aus diesem
Grunde sind die bekannten Durchbiegungskompensationen nur
für solche Pressen einsetzbar, in denen betriebsbedingt regelmäßig
eine symmetrische Verteilung der Pressenbelastung vorausgesetzt
werden kann.
Die bekannten hydraulischen Durchbiegungskompensationen beziehen
sich - wie gesagt - auf balkenförmige, d. h. sich linear
erstreckende Träger, nicht hingegen auf sich flächig erstreckende
Tragkonstruktionen, wie sie in Tiefziehpressen
anzutreffen sind. Zwar
wäre es denkbar, die bekannten Einrichtungen zur Durchbiegungskompensation
auch bei plattenförmigen Tragkonstruktionen
anzuwenden; dies würde jedoch - zumindest bei hohen Ebenheitsanforderungen
und/oder großen Plattendimensionen - eine unverhältnismäßig
hohe Anzahl von Hydraulikstempeln erforderlich
machen, was sehr teuer wäre und viele bewegliche Teile und
verschleißanfällige Dichtungen zur Folge hätte. Die bekannten,
auf lineare Tragkonstruktionen beschränkten Kompensationseinrichtungen
sind auch in anderer Hinsicht nicht zufriedenstellend.
Derartige Kompensationseinrichtungen würden eine nur
mäßige Ebenheitsqualität in der Kompensationswirkung bieten,
weil das biege-entlastete Teil sich zwischen den diskreten Abstützstellen
der einzelnen Hydraulikkolben immer noch durchbiegt.
Da jeweils ein Hydraulikkolben einer relativ großen Belastungsstrecke
zugeordnet ist, müssen die Drücke in den
Druckkolben relativ groß sein, damit sie eine Durchbiegung
wirkungsvoll kompensieren können. Dadurch können hier die erforderlich
werdenden, hohen Soll-Drücke nicht so rasch erreicht
werden; außerdem können sich bei dem hohen Druckniveau
undefinierte Leitungselastizitäten und eine Fluid-Kompressibilität
bereits auswirken, so daß insgesamt erwartet werden
kann, daß die bekannte Vielstempel-Einrichtung zur Durchbiegungskompensation
im Ansprechverhalten weniger rasch und
nicht so reproduziergenau arbeitet.
Die DE-OS 14 52 677 zeigt eine Abkantpresse mit einer
hydraulischen Durchbiegungskompensation, die jedoch wesentlich
einfacher ausgebildet ist als die soeben beschriebene.
Und zwar ist auf den Pressenunterteil eine nach oben offene
und am Pressenstößel nach unten offene, rinnenförmige
Druckkammer angebracht, wobei die offene Seite durch einen
elastischen Streifen verschlossen ist, der im Ausmaß der auftretenden,
zu kompensierenden Durchbiegungen begrenzt hubbeweglich
in der Druckkammer gehaltert ist. Die solcherart allseitig
geschlossene Druckkammer ist durch ein inkompressibles,
zumindest begrenzt fließfähiges Medium, vorzugsweise durch eine
Flüssigkeit, gefüllt, wobei die flüssigkeitsdichte Abdichtung
der Druckkammer nach außen dadurch bewirkt ist, daß ein
endseitig beiderseits geschlossener, im Querschnitt der Druckkammer
entsprechender, dünnwandiger Schlauch in die Druckkammer
eingefügt ist, der seinerseits das Druckmedium aufnimmt.
Die Druckkammer ist nicht mit einem nach außen führenden Anschluß
versehen, verhält sich also passiv. Der in der
Druckkammer sich einstellende Druck entspricht der jeweils
auftretenden Preßkraft, bezogen auf die vom Abkantwerkzeug auf
der offenen Seite der Druckkammer eingenommenen Fläche. Auch
für diese Art der Durchbiegungskompensation gelten gleiche
Gesetzmäßigkeiten, und zwar in noch stärkerem Ausmaß, wie für
die zuvor gewürdigten bekannten Kompensationseinrichtungen;
d. h. auch diese passive hydraulische Durchbiegungskompensation
mittels eines relativ weichen Druckkissens
ist empfindlich gegen unsymmetrische Pressenbelastungen und
daher nicht auf Tiefziehpressen übertragbar, bei denen sich
unsymmetrische Pressenbelastungen nicht vermeiden lassen.
Bei Flachpressen zur Herstellung von Spanplatten oder zum
Pressen von flachen Erzeugnissen ist es bekannt - vgl. die US-PS
4 576 092 oder die DE-PS 34 18 099 -, die mit dem herzustellenden
Erzeugnis in Berührung gelangenden Preßplatten zumindest
mittelbar über eine Vielzahl von miteinander hydraulisch
kommunizierenden Kolben oder Druckkammern gewissermaßen
schwimmend auf dem Pressentisch abzustützen, der sich seinerseits
in zulässiger Weise durchbiegen darf. Diese auf dem
Prinzip des "schwimmenden" Werkzeuges beruhende Vermeidung einer
Werkzeugdurchbiegung hält zwar ohne vorheriges Probieren
oder Justieren die Preßwerkzeuge bei allen möglichen Pressenbelastungen
eben, jedoch ist diese Art der Werkzeugabstützung
nur dort anwendbar, wo ein über den gesamten Querschnitt
des Werkzeuges gleichgroßer Preßdruck wirkt. Wenn, wie
bei Tiefziehpressen häufig erforderlich, der Preßdruck örtlich
über den Werkzeugquerschnitt hinweg stark unterschiedlich sein
muß, so kann dies - wie gesagt - mit einem "schwimmend" abgestützten Werkzeug
nicht realisiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrundegelegte
Tiefziehpresse dahingehend weiterzubilden, daß bei einfacher Konstruktion
der Kompensationseinrichtung eine gute Ebenheit der
sich flächig erstreckenden, biege-entlasteten Teile auch bei
unsymmetrischer Belastung und ein rascheres und reproduziergenaueres
Ansprechen der selbsttätig arbeitenden Kompensationseinrichtung
erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird bei der angegebenen Tiefziehpresse erfindungsgemäß durch die
Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Dank der Ausbildung des Hydraulikorganes
als großflächige Druckdose können die Arbeitsdrücke
niedrig gehalten werden; außerdem greift die damit bewirkte
Durchbiegungskompensation nicht punktuell, sondern -
ebenso wie die Preßkräfte auch - großflächig an dem biegeentlasteten
Teil an, was zu einer exakteren Durchbiegungskompensation
führt. Die Druckdose hat wegen der distanzhaltenden
Stützfüße oder Stützleisten keinen Anteil an der Durchbiegung
des sie abstützenden Pressentisches, d. h. die Unterseite der
Druckdose kann sich unter dem eingesteuerten Kompensationsdruck
frei und unabhängig vom Ausmaß der Pressentisch-Durchbiegung
auswölben; die Druckdose bleibt ungeachtet dessen
gleichwohl verkantungssicher auf dem Pressentisch stehen. Die
Druckdose ist im übrigen einfach realisierbar, was sich -
neben den niedrigen Arbeitsdrücken - kostengünstig auf die
bauliche Ausgestaltung der Durchbiegungskompensation auswirkt.
Die Pressenbelastung bzw. -durchbiegung wird laufend anhand
wenigstens eines Sensors gemessen und ein dementsprechend
hoher Kompensationsdruck hochdynamisch eingesteuert; dabei
kann sich die Durchbiegungskompensation selbsttätig, rasch und
feinfühlig den unterschiedlichsten Pressenbelastungen anpassen
und sogar den zyklusbedingten Preßkraftschwankungen verzögerungsfrei
folgen, so daß stets vom Beginn einer neuen Preßzyklenfolge
an und auch innerhalb eines jeden Preßzyklus′ die
Tiefziehwerkzeuge trotz hoher Preßkräfte in allen Fällen und
zu allen Zeitpunkten eben bleiben.
Zweckmäßige Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen
werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgen erläu
tert; dabei zeigen:
Fig. 1 eine Tiefziehpresse in Frontalansicht mit erfindungsgemäßer Durchbie
gungskompensation im Unter- und im Oberwerkzeug,
Fig. 2 eine vergrößerte, ausschnittsweise Darstellung der
Tiefziehpresse nach Fig. 1 einschließlich der hydrau
lischen Durchbiegungskompensation und
Fig. 3 eine vergrößerte Einzeldarstellung des als Dehnmeß
streifen ausgebildeten, in die obere Begrenzungswand
der Druckdose integrierten Sensors zur Erfassung der
Pressenbelastung.
Die in den Figuren dargestellte Tiefziehpresse enthält einen das
Unterwerkzeug 2 zumindest mittelbar aufnehmenden Pressentisch 1.
Beiderseits sind Pressenständer 4 vorgesehen, die oberseitig
durch ein sogenanntes Pressenhaupt 3 verbunden sind, in welchem
der Hubantrieb für den Pressenstößel 5 untergebracht ist. Letz
terer trägt mittelbar das Oberwerkzeug 6. Unten sind die Pres
senständer durch ein Pressenfußstück 13 verbunden. Unter der beim
Tiefziehen auszuübenden Preßkraft 22 biegt sich der die Preßkraft
aufnehmende, quer über die Tischbreite verlaufende Biegeträger,
das ist unten das Pressenfußstück 13, eventuell unterstützt durch den
Pressentisch 1, unvermeidlicher Weise durch. Bei Großteilpressen
können diese Durchbiegungen auch bei noch so steifer Konstruktion
des Pressenfußstücks und des Pressentisches unzulässig große Werte
beispielsweise in der Größenordnung von 0,7 bis 1,5 mm annehmen.
Aus diesem Grunde ist die in den Figuren dargestellte Tiezieh
presse mit einer Einrichtung zur hydraulischen Kompensation der
Durchbiegung des Pressenfußstücks versehen. Das Pressenfußstück 13 stellt
einen die Preßkraft bei zugelassener Durchbiegung aufnehmenden
Biegeträger dar, auf dem sich ein Hydraulikorgan abstützt, das
seinerseits ein biegeentlastetes Teil, welches beim dargestellten
Ausführungsbeispiel das Unterwerkzeug 2 ist, abstützt. Als biege
entlastetes Teil kann auch ein Zwischen- oder Schiebetisch die
nen, der beim Werkzeugwechsel verwendet wird. Bei richtiger Be
aufschlagung des die Durchbiegung des Pressenfußstücks 13 kompensie
renden Hydraulikorganes bleibt das biegeentlastete Teil, hier
also das Unterwerkzeug 2, eben.
Das Hydraulikorgan ist als eine im wesentlichen quaderförmige, im
Grundriß etwa der Größe des Pressentisches 1 entsprechende Druck
dose 7 mit einer im Grundriß rechteckigen Druckkammer 8 ausgebil
det, deren obere elastisch ausgebildete Begrenzungswand 10 das
biegeentlastete Teil 2 oberseitig vollflächig aufnimmt. Es kann
nahezu die gesamte Tischfläche des Pressentisches für die Druck
dose 7 ausgenutzt werden. Zweckmäßigerweise entspricht jede Seite
der Druckkammer 8 ihrer Länge nach höchstens etwa der vollen Län
ge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Werkzeuges
2 und wenigstens etwa zwei Drittel der Länge der jeweils parallel
zu ihr verlaufenden Seite des Pressentisches 1. Bei einer solchen
Bemessung der Druckkammer 8 ist sie praktisch für alle auf der
betreffenden Tiefziehpresse in Frage kommenden Größen von Tief
ziehwerkzeugen verwendbar. Es kann dann die Druckdose stets, d. h.
auch bei einem Werkzeugwechsel, in der Tiefziehpresse verbleiben.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist aus diesen Grunde die
Druckdose baulich in den Pressentisch 1 integriert. Aufgrund der
großen Fläche der Druckdose können auch mit relativ kleinen Flu
iddrücken hohe Kräfte ausgeübt werden. Zwar soll sich zumindest
die obere Begrenzungswand 10 unter dem eingesteuerten Fluiddruck
- ohne Gegenbelastung durch die Presse - elastisch nach oben auf
wölben. Andererseits müssen die Begrenzungswände aus Sicherheits
gründen ausreichen stabil sein, so daß sie nicht nur sehr schwere
Tiefziehwerkzeuge gefahrlos zu tragen vermögen; auch für den Fall
eines Lecks in der Druckzuführung und einer unterbliebenen Druck
einsteuerung während eines Preßvorganges darf die Druckdose nicht
zu Bruch gehen. Darüber hinaus muß die Möglichkeit in Betracht
gezogen werden, daß ein Kompensationsdruck in die Druckkammer
eingesteuert wird, obwohl die Presse nicht schließt und die
Druckdose demgemäß von außen nicht belastet ist. Die obere und
die untere Begrenzungswand 10 bzw. 11 der Druckkammer 8 müssen
also so biegesteif ausgebildet sein, daß jede Begrenzungswand
einem für eine extreme Durchbiegungskompensation erforderlichen,
maximalen Druck in der Druckkammer 8 ohne bleibende Verformung
und ohne Berstgefahr standzuhalten vermag. Ein ähnlicher Bela
stungsfall wie oben erwähnt kann auftreten, wenn die Tiefzieh
presse wieder öffent, aber aus irgend einem Grunde der eingesteu
erte Druck nicht entsprechend der rasch abnehmenden Pressenbela
stung ebenfalls abgeregelt wird, sonder gar nicht oder nur stark
verzögert absinkt. Um einem solchen Fall vorzubeugen, ist es
zweckmäßig, wenn die Druckkammer 8 der Druckdose 7 bei jedem
Pressenzyklus nach Durchlaufen der Pressentiefststellung zyklus-
bzw. phasenabhängig gesondert und mit definierter, voreinstellba
rer Druckänderungsgeschwindigkeit hydraulisch entlastet wird. Zu
diesem Zweck ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei
spiel ein mit der Kurbelwelle 30 der Tiefziehpresse umlaufender
Schaltnocken 29 vorgesehen, der unmittelbar nach Durchlaufen des
unteren Totpunktes des Pressenstößels einen Nockenschalter 19
betätigt. Dadurch wird das Entlastungsventil 27 vorübergehend
geöffnet, über das sich mit einer an der Entlastungsdrossel 26
voreinstellbaren Geschwindigkeit der in der Druckkammer 8 zuvor
eingesteuerte Druck in den Sumpf der Hochdruckquelle 15 entspan
nen kann. Um die Druckkammer 8 vor einer unbeabsichtigten, wie
auch immer verursachten hydraulischen Überlastung zu schützen,
ist an die Druckversorgung ein justierbares Druckbegrenzungsven
til 18 angeschlossen, welches selbsttätig im Falle eines überhöh
ten Druckes in der Druckkammer anspricht und eine Entlastung her
beiführt.
Bei einer Druckbeaufschlagung der Druckkammer 8 der Druckdose 7
wird sich nicht nur die obere Begrenzungswand 10, sondern auch
die untere Begrenzungswand 11 durchbiegen. Die Durchbiegung der
oberen Begrenzungswand 10 ist mit der aktuellen Pressenbelastung
gerade so ausgewogen, daß sie zusammen gerade zu Null wird.
Da jedoch solches bei der unteren Begrenzungswand nicht möglich
ist, könnte es bei einem vollflächigen Aufliegen der Druckdose
mit ihrer unteren Begrenzungswand 11 auf dem Pressenfußstück 13 bei
Druckbeaufschlagung der Druckdose zu einem örtlichen Abheben von
der Unterlage und somit zu einer undefinierten Auflage kommen.
Die untere Begrenzungswand 11 kann zwar aufgrund einer großen
Wandstärke und/oder durch integrierte Versteifungsrippen ausge
steift sein, so daß ihre Durchbiegung relativ gering, jedenfalls
geringer als bei der oberen, mechanisch unbelastet angenommenen
Begrenzungswand 10 ist; völlig vermeiden läßt sich eine Durchbie
gung der Druckdose an ihrer Unterseite jedoch nicht. Um deswegen
ein undefiniertes Aufliegen (Nichtaufliegen) der Druckdose auf ihrer Unterlage zu
vermeiden, ist die untere, vom biegeentlasteten Unterwerkzeug 2
abgekehrte Begrenzungswand 11 der Druckkammer 8 aufgrund von
randnah angebrachten Füßen oder Distanzleisten 12 in ihrer Hauptfläche
berührungsfrei zu dem die Druckdose 7 abstützenden Pressenfußstück 13
gehaltert. Es kann davon ausgegangen werden, daß die Durchbiegung
des Pressenfußstücks in einer quer zur Bildebene von Fig. 1
liegenden Ebene wesentlich geringer ist, als in der in Fig. 1
gezeigten Ebene, weil die Ständer 4 meist durchgehend ausgebildet
sind und in der quer zur Zeichenebene liegenden Erstreckungsrich
tung gemeinsam mit dem Pressenfußstück die Belastung auf Durchbiegung
tragen und/oder weil die Biegelängen - quer zur Zeichenebene ge
messen - wesentlich kürzer sind als parallel zur Zeichenebene.
Eine von der Durchbiegung des Pressenfußstücks weitgehend unabhängige
Auflagerung der Druckdose 7 kann daher erreicht werden, wenn die
Distanzleisten 12 oder Fußreihen parallel zu den ständerseitigen
Seitenkanten der Druckdose 7 angeordneten sind.
Häufig müssen Bolzen zur örtlichen Abstützung oder Betätigung von
Teilen des Tiefziehwerkzeuges durch die Unterlage hindurch zur
Auflagefläche des Tiefziehwerkzeuges hindurchgeführt werden. Dies
ist auch bei einer erfindungsgemäßen Druckdose mit großflächiger
Druckkammer möglich. Und zwar wird bei der Notwendigkeit einer
Bolzendurchführung durch die Druckkammer 8 der Druckdose 7 in
diesem Bereich eine Büchse 24 durch die obere und durch die unte
re Begrenzungswand 10 bzw. 11 der Druckkammer 8 dichtend hin
durchgeführt. Durch die Büchse 24 kann dann der Bolzen 17 ohne
weiters hindurchragen. Die Büchse 24 behindert ein "Atmen" der
Begrenzungswände 10 bzw. 11 nicht, weil sie beweglich in den Be
grenzungswänden abgedichtet ist. Zwar stellt die Bohrung zur
Durchführung der Büchse 24 durch die Begrenzungswände eine ört
liche Schwächung dar, die jedoch durch eine Randverstärkung des
Durchbruches kompensiert werden kann. Der Umstand, daß ein sol
cher Durchführungsdurchbruch die Biegeform der Begrenzungswände
gegenüber einer durchbruchfreien Ausführung bei vergleichbarer
Belastung verändern kann, ist beim vorliegenden Anwendungsfall
unbeachtlich, weil hier nur die durchbiegungs-kompensierte "Bie
geform" von Interesse ist, in der örtliche Schwächungen sich
nicht auswirken. Die Schwächung der Begrenzungswände aufgrund der
Durchführungsdurchbrüche ist vor allem beachtlich für die Einhal
tung einer mechanischen Mindest-Stabilität der Druckdose.
Damit der in dem Hydraulikorgan erforderliche Kompensationsdruck
zur Beseitigung der Durchbiegung des biegeentlasteten Teiles bzw.
des Unterwerkzeuges 2 sich feinfühlig, rasch und selbsttätig ein
stellen kann, ist in der Tiefziehpresse ein die Pressenbelastung
22 messender Sensor 9 sowie ein von ihm beeinflußter elektro-hy
draulischer Druckwandler 20 vorgesehen, der die Druckkammer 8
verzögerungsfrei mit einem belastungs-entsprechenden Druck beauf
schlagt. Bei richtiger Abstimmung der hydraulischen Beaufschla
gung der Druckkammer einerseits mit der Pressenbelastung anderer
seit heben sich die abwärts gerichtete, preßkraft-bedingte Bela
stung der oberen Begrenzungswand 10 der Druckkammer 8 zum einen
und die aufwärts gerichtete, hydraulisch bewirkte Belastung der
selben zum anderen gegenseitig gerade auf und die obere Begren
zungswand 10 sowie das von ihr getragene biegeentlastete Unter
werkzeug 2 bleiben eben. Die mit dem Sensor 9 ermittelte Größe
der aktuellen Pressenbelastung wird mittelbar und verzögerungs
frei in einen entsprechenden Fluiddruck umgewandelt, mit dem dann
die Druckdose 7 zur Kompensation der Durchbiegung beaufschlagt
werden kann.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sen
sor 9 als ein oberseitig in die obere Begrenzungswand 10 einge
lassener, auf die ebene Bodenfläche einer Ansenkung 25 applizier
ter Dehnmeßstreifen 21 ausgebildet. Durch einen solchen Sensor
wird dann die momentane Durchbiegung der oberen Begrenzungswand
10 ermittelt. Nachdem diese Durchbiegung jedoch Null sein soll,
stellt eine mit dem Sensor 9 ggf. erfaßte Durchbiegung eine Soll/-
Ist-Abweichung dar, die hier in ein entsprechendes elektrisches
Signal umgewandelt wird. Um aufgrund eines solchen Soll/Ist-Ab
weichungs-Signales einen stets anwachsenden Druck im Arbeitsraum
des Hydraulikkolbens 7 erzeugen zu können, muß die entsprechende
Regelungseinrichtung ein integrierendes Verhalten haben. Dieses
integrierende Verhalten kommt auf einfache und selbstätige Weise
dadurch zustande, daß das Proportionalventil 16 bei Anstehen
eines Soll/Ist-Abweichungs-Signales vorübergehend geöffnet und
ein Durchfluß von der Hochdruckquelle 15 zur Druckkammer 8 frei
gegeben wird. Wird dann aufgrund einer gewissen Steigerung des
Kompensationsdruckes die Durchbiegung der oberen Begrenzungswand
10 wieder beseitigt und dementsprechend auch das Soll/Ist-Signal
des Sensors 9 beseitigt, so wird zwar das Proportionalventil ge
schlossen, jedoch bleibt der bisher erzeugte Druck in der Druck
dose 7 stehen. Der Regeleingriff ist also das vorübergehende Öff
nen des Proportionalventiles 16; das integrierende Verhalten
kommt dadurch zustande, daß der über ein solches vorübergehendes
Öffnen hervorgerufene angestiegene Druck zeitlich stehen bleibt.
Durch die beschriebene Anordnung mit dem in der oberen Begren
zungswand 10 angeordneten Sensor 9 und dem im Ergebnis integrie
renden Verhalten der entsprechenden Druckeinstellung kommt es
also ständig zu einem Nullabgleich der Durchbiegung für die obere
Begrenzungswand 10 und das von ihr getragene biegeentlastete Un
terwerkzeug 2. Ein solcher Nullabgleich ist mit relativ einfachen
Mitteln steuerungstechnisch zu realisieren. Wenn und solange die
obere Begrenzungswand 10 in Richtung der Preßkraft 22 durchgebo
gen ist, wird der Druck in der Druckkammer 8 gesteigert, indem
das Proportionalventil 16 geöffnet wird. Wenn und solange die
obere Begrenzungswand 10 wieder in ihre gerade Strecklage zurück
gekehrt ist, wird das Proportionalventil 16 wieder geschlossen
und der bisher in der Druckkammer 8 erzeugte Druck konstant ge
halten. Sollte aufgrund einer Reduzierung der Preßkraft 22 sich
die obere Begrenzungswand 10 einmal nach oben, also entgegen der
Wirkung der Preßkraft 22 durchbiegen, so würde das gewissermaßen
einer negativen Durchbiegung und dementsprechend einer negativen
Soll/Ist-Abweichung entsprechen. In einem solchen Fall wird das
Proportionalventil 16 im Sinne einer Entlastung der Druckkammer 8
angesteuert und der Druck etwas reduziert. Sobald - ausgehend von
einem solchen Zustand - die obere Begrenzungswand 10 wieder in
ihre Strecklage zurückgekehrt ist, kehrt auch das Proportio
nalventil wieder in seine geschlossene, den Arbeitsdruck konstant
haltende Stellung zurück.
Auch der Pressenstößel 5 kann sich zumindest bei sehr großen Tief
ziehpressen durchbiegen, wobei die Biegeform im wesentlichen von
der Anzahl und der Anordnung der Pleuel oder der sonstigen die
Preßkraft in den Pressenstößel einleitenden Stempel abhängt. So
fern auch die preßkraftbedingte Durchbiegung des Pressenstößels 5
kompensiert werden soll, muß auch im Bereich des Pressenstößels 5
bzw. des Oberwerkzeuges 6 ein gesondertes biegeentlastendes Hy
draulikorgan angeordnet werden. Zwischen dem stößelseitigen bie
geentlasteten Teil, im Beispiel dem Oberwerkzeug 6 einerseits und
dem stößelseitigen Biegeträger, im Beispiel der Pressenstößel 5
andererseits ist ebenfalls eine Druckdose 7′ nach dem Vorbild von
Fig. 2 vorzusehen und auch eine entsprechende, gesonderte Durch
biegungsmessung mittels Sensor sowie eine entsprechende Druck
steuerung des Kompensationsdruckes.
Claims (7)
1. Hydraulische Durchbiegungskompensation an einer Presse zum
Tiefziehpresse von Karosserieteilen, mit einem das Unterwerkzeug
aufnehmenden Pressentisch auf dem Pressenfußstück, mit zwei
seitlichen, am Pressenfußstück angebrachten Pressenständern
und mit einem zwischen diesen geführten, das Oberwerkzeug tragenden,
Pressenstößel,
gekennzeichnet durch:
gekennzeichnet durch:
- ⊳ eine im wesentlichen quaderförmige, im Grundriß etwa der Größe des Pressentisches (1) entsprechende Druckdose (7), die auch vom Pressentisch selbst gebildet sein kann, mit einer im Grundriß einer Rechteckform zumindest grob angenäherten Druckkammer (8), deren obere elastisch ausgebildete Begrenzungswand (10) ein biegeentlastetes Teil (2), das ist das Unterwerkzeug oder eine Zwischenplatte, oberseitig vollflächig aufnimmt,
- ⊳ die obere und die untere Begrenzungswand (10 bzw. 11) der Druckkammer (8) sind so biegesteif ausgebildet, daß jede Begrenzungswand einem für eine extreme Durchbiegungskompensation erforderlichen, maximalen Druck in der Druckkammer (8) ohne bleibende Verformung und ohne Berstgefahr standzuhalten vermag,
- ⊳ die untere, vom biegeentlasteten Teil (2) abgekehrte Begrenzungswand (11) der Druckkammer (8) ist aufgrund von randseitigen Füßen oder Distanzleisten (12) zwischen diesen Füßen oder Distanzleisten (12) berührungsfrei zu der die Druckdose (7) abstützenden Unterlage (Pressenfußstück 13) gehalten, wobei Distanzleisten (12) oder Fußreihen parallel zu den ständerseitigen Seitenkanten der Druckdose (7) angeordnet sind,
- ⊳ ein elektro-hydraulischer Druckwandler (20) beaufschlagt die Druckkammer (8) der Druckdose (7) fluidisch in Anpassung an unterschiedliche Pressenbelastungen und zyklusbedingte Preßkraftschwankungen verzögerungsfrei derart, daß die abwärts gerichtete, durch einen Sensor (9) gemessene, preßkraft-bedingte Belastung der oberen Begrenzungswand (10) der Druckkammer (8) zum einen und die aufwärts gerichtete, hydraulisch bewirkte Belastung derselben sich gegenseitig gerade aufheben und die obere Begrenzungswand (8) sowie das von ihr getragene biegeentlastete Teil (2) eben bleiben.
2. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Seite der Druckkammer (8) ihrer Länge nach
- ⊳ höchstens etwa der Länge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Werkzeuges (2) und
- ⊳ wenigstens etwa zwei Drittel der Länge der jeweils parallel zu ihr verlaufenden Seite des Pressentisches (1) entspricht.
3. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor (9) als wenigstens ein an der oberen Begren
zungswand der Druckkammer (8) applizierter, deren Durchbiegung
erfassender Dehnmeßstreifen (21) ausgebildet ist und daß die
Durchbiegung der oberen Begrenzungswand (10) der Druckkammer
(8) mittels einer Regelstrecke auf den Durchbiegungs-Sollwert
Null geregelt ist, wobei die Pressenbelastung (22) als
Störgröße und der Fluiddruck in der Druckkammer (8) als
Stellgröße verwendet ist und wobei der Regler der Regelstrecke
auf integrierendes Verhalten ausgelegt ist.
4. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hydraulische Kompensation der preßkraftbedingten
Durchbiegung auch im Bereich des Pressenstößels (5) bzw. des
Oberwerkzeuges (6) angewandt ist.
5. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an die Druckkammer (8) ein justierbares Druckbegrenzungsventil
(18) angeschlossen ist.
6. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich einer Bolzendurchführung durch die Druckkammer
(8) der Druckdose (7) eine Büchse (24) durch die obere und
durch die untere Begrenzungswand (10 bzw. 11) der Druckkammer
(8) dichtend hindurchgeführt ist.
7. Hydraulische Durchbiegungskompensation nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckkammer (8) der Druckdose (7) bei jedem Pressenzyklus
nach Durchlaufen der Pressentiefststellung zyklus- bzw.
phasenabhängig zusätzlich gesondert und mit definierter, voreinstellbarer
Druckänderungsgeschwindigkeit hydraulisch entlastbar
ist.
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DE4214818A1 DE4214818A1 (de) | 1993-11-11 |
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Cited By (1)
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CH640175A5 (fr) * | 1981-01-13 | 1983-12-30 | Beyeler Machines Sa | Presse hydraulique comportant un tablier fixe et un tablier mobile. |
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CH680773A5 (de) * | 1989-09-11 | 1992-11-13 | Beyeler Machines Sa |
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1992
- 1992-05-05 DE DE19924214818 patent/DE4214818C2/de not_active Expired - Fee Related
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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