"Umformpresse mit im Schiebetisch integrierter Ziehkissenfunktionalität"

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Umformpresse, bei welcher die Ziehkissenfunktionalitäten oder Teile davon in einen oder mehrere Schiebetische integriert sind.

Stand der Technik

Ziehkissen dienen der Niederhaltung beim Tiefziehen in Pressen. Sie verhindern damit die Falten- bzw. Rissbildung und heben durch die gleichzeitige Auswerferfunktion die Teile beim Stößelrücklauf auf Transportniveau. Das Werkstück wird zwischen einem speziellen Blechhalter und dem herab fahrenden Oberwerkzeug eingespannt. Dabei muss der vom Stößel während des Niedergangs aufgebrachten Kraft eine Gegenkraft über eine geregelt nachgebende Vorrichtung entgegenwirken. Bei konventionellen Ziehkissen wird die Gegenkraft auf den Blechhalter durch eine darunter liegende Druckwange aufgebracht. Der Aufbau eines solchen Ziehkissens ist im „Handbuch der Umformtechnik, Seite 46, Schuler 1996" dargestellt. In der EP 0 417 754 Bl ist eine Ziehkissen- Vorrichtung offenbart, bei der beim Auftreffen des

Oberwerkzeuges auf den Blechhalter der Auftreffschlag und der entstehende Aufschlaglärm durch eine Vorbeschleunigung der

Ziehkissenmassen vermindert werden kann und nachfolgend eine hydraulische Verspannung des Blechhalters erfolgen kann.

Charakteristisch für alle hydraulisch und pneumatisch betätigten Ziehkissen ist der sehr hohe Steuerungs- und Regelungsaufwand zur Erzielung der gewünschten Weg- und Kraftfunktionen .

In jüngster Zeit sind Ziehkissen bekannt geworden, bei denen diese Weg- und Kraftfunktionen von NC-gesteuerten elektrischen Antrieben erzeugt werden. Die EP 1 082 185 Bl offenbart eine TiefZiehpresse mit durch Gewindespindel und Spindelmutter angetriebenen Pressenstößel sowie Ziehkissen. Die Bewegung des Ziehkissens wird bei dieser Ausführung ausschließlich durch elektronische Antriebe erreicht, welche über Spindelmutter und Gewindespindel mit der Druckwange in Verbindung stehen.

Sowohl die hydraulischen und pneumatischen, als auch die NC- gesteuerten elektrisch angetriebenen Ziehkissen wie sie im Stand der Technik beschrieben sind, werden im Bereich des Pressentisches angeordnet. Das heißt für die Regelung der Blechhalterkraft, dass diese für jedes neue Werkzeug neu eingestellt werden muss. Durch die Anordnung des Ziehkissens im Tisch ist es in der Regel auch nicht möglich bestehende Pressen ohne Ziehkissen mit einem solchen nachzurüsten. In der Regel sind die Bauräume in einem bestehenden Pressentisch für den Einbau eines Ziehkissens ungeeignet.

Neueste Entwicklungen zielen darauf ab, die Ziehkissenfunktionalitäten in das Werkzeug zu verlagern. Diese Werkzeuge könnten in Verbindung mit einem so genannten segmentelastischen Blechhalter eingesetzt werden, welcher in einer pyramidenstumpfähnlichen Verrippung aufgebaut ist. In

jeden Pyramidenstumpf können über jeweils zugeordnete Hydraulikzylinder und Proportional- oder Servoventile vorgebbare Niederhaltekräfte eingeleitet werden. Es ergibt sich somit eine in das Ziehwerkzeug integrierte Vielpunkt- Zieheinrichtung. Damit kann die Flächenpressung zwischen Blech und Blechhalter in einem bestimmten Blechhalterflächenelement eingestellt werden, ohne dass die Nachbarsegmente hierdurch wesentlich beeinflusst werden. (Prof. Siegert, „Neuere Entwicklungen in der Blechumformung", 2004) . Nachteilig an dieser Ausführungsform sind neben dem begrenzten Bauraum vor allen Dingen die hohen Werkzeugkosten.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Ziehkissen für eine Umformpresse zu entwickeln, welches im Aufbau kompakt und kostengünstig ist und welches für bestehende Pressen nachgerüstet werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Umformpresse nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Umformpresse zu entwickeln, bei der die Ziehkissenfunktionalitäten ganz oder teilweise in einen Schiebetisch integriert werden. Die Integration des Ziehkissens in den Schiebetisch hat den Vorteil, dass bestehende Umformpressen, die bislang kein

Ziehkissen haben, nachgerüstet werden können. Gleichzeitig hat dieses Schiebetischkissen gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Werkzeugen mit Ziehkissenfunktionalität einen

deutlichen Kostenvorteil. Dieser Kostenvorteil liegt in der Tatsache begründet, dass nicht für jedes Werkzeug die entsprechenden Ziehkissenkomponenten zur Verfügung gestellt werden muss, sondern lediglich für einen oder zwei Schiebetische. In einer vorteilhaften Ausführung sind in einer Umformanlage zwei Schiebetische mit den erfindungsgemäßen Ziehvorrichtungen ausgestattet. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass vor einem Werkzeugwechsel an dem außerhalb der Presse verbleibenden Schiebetisch mit dem erfindungsgemäßen Ziehkissen bereits vorbereitende Maßnahmen und Einstellungen durchgeführt werden können. Dies hat zur Folge, dass der Werkzeugwechsel sehr schnell durchgeführt werden kann und die Produktion mit den neuen Werkzeugen schnell wieder aufgenommen werden kann.

Als Antriebe für das erfindungsgemäße Ziehkissen kommen prinzipiell alle bekannten Antriebsarten, wie zum Beispiel hydraulisch oder pneumatisch betätigte Zylinder, NC- Elektroantriebe oder Linearmotoren, in Frage.

Eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Ziehkissenvorrichtung besteht darin, dass Teilfunktionen des Ziehkissens sowohl im Schiebetisch als auch im Pressentisch angeordnet werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Kraftfunktionen, welche während des Ziehvorganges wirksam sind im Schiebetisch, und die Wegfunktionen, welche außerhalb des Ziehvorganges wirksam sind im Pressentisch untergebracht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ziehkissens besteht darin, dass die Druckbolzen, welche von den oben genannten Ziehkissenantrieben bewegt werden, direkt

auf einen segmentelastischen Blechhalter wirken. Der Einsatz eines konventionellen Blechhalters ist aber ebenfalls möglich,

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen der dargestellten Ausführungsbeispiele .

Es zeigen:

Figur 1 Schiebetisch einer Umformpresse mit integriertem Ziehkissen

Figur 2 Schiebetisch und Tisch einer Umformpresse mit Ziehkissen

Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels

Figur 1 zeigt einen fahrbaren Schiebetisch 1 und einen Pressentisch 2 einer hier nicht näher dargestellten Umformpresse. In der abgebildeten Position ist der Schiebetisch 1 in die Umformpresse eingefahren und auf den Pressentisch 2 abgesenkt. Im Inneren des Schiebetischs 1 befindet sich ein Ziehkissen 3. Dieses Ziehkissen 3 ist vollständig in den Schiebtisch 1 integriert und wird auch bei einem Werkzeugwechsel gemeinsam mit dem Schiebetisch 1 aus der Umformpresse heraus-, bzw. in die Umformpresse hinein gefahren.

In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der hydraulische Komponenten im Ziehkissen

zum Einsatz kommen. Wie bereits oben beschrieben sind aber auch alle im Stand der Technik bekannten Antriebsarten möglich. Während des Umformvorganges wird die Blechhaltekraft von den Zylindern 5 mit den Kolben 6 aufgebracht, welche sich innerhalb der Schiebetischplatte 4 befinden. Die Kolbestangen 7 ragen auf der Unterseite aus der Schiebtischplatte 4 heraus. An ihren freien Enden wird der Weg der Kolbenstangen 7 durch eine Verbindungsplatte 8 begrenzt. Die Kolbenstangen 7 und die Verbindungsplatte 8 sind nicht fest miteinander verbunden, es besteht lediglich ein Kontakt. Die Verbindungsplatte 8 bildet sozusagen einen Anschlag für die Kolbenstangen 7. Die Kraft- und Bewegungsübertragung der Kolben 6 auf den hier nicht dargestellten Blechhalter erfolgt über die Druckbolzen 9.

Die Verbindungsplatte 8 ist an ihren äußeren Enden jeweils mit einer Kolbenstange 10 und einem Kolben 11 eines Zylinders 12 verbunden .

In der dargestellten Position sind die Druckbolzen 9 in die Schiebetischplatte 4 eingefahren. Die Druckbolzen 9 wurden während des Umformvorganges durch die Bewegung des Stößels und des Blechhalters nach unten verdrängt und befinden sich nun in ihrer untersten Position. Die Kraft, welche während des Umformvorgangs vom Ziehkissen 3 aufgebracht wird, kann über die Zylinder 5, welche in diesem Fall als doppelt wirkende Zylinder ausgebildet sind, geregelt werden. Dabei kann sowohl jeder Zylinder einzeln, als auch mehrere Zylinder im Verbund geregelt werden. Werden mehrere Zylinder im Verbund geregelt, können die Zylinderräume miteinander verbunden werden. Die ölversorgung erfolgt über ¹ horizontale Bohrungen 13.

Nach dem Umformvorgang muss das Ziehkissen 3 wieder nach oben bewegt werden. Dazu werden Kolben 11 der Zylinder 12 mit Druck beaufschlagt, sodass die Kolbenstangen 10 zusammen mit der Verbindungsplatte 8 nach oben bewegt werden. Die Kolbenstangen

7 der Zylinder 5 werden von der Verbindungsplatte 8 in ihrer Aufwärtsbewegung mitgenommen. Dies gewährleistet einen Gleichlauf der Kolbenstangen 7 und führt dazu, dass die Druckbolzen 9 nach oben aus der Schiebtischplatte 4 ausfahren und den Blechhalter in seine obere Position bewegen. Während des Umformvorganges eilt die Verbindungsplatte 8 in ihrer Abwärtsbewegung den unteren Enden der Kolbenstangen 7 voraus, sodass kein Kontakt zwischen den Kolbenstangen 7 und der Verbindungsplatte 8 entsteht und eine Regelung der Blechhalterkräfte durch die Zylinder 5 möglich wird.

Die Anordnung der Zylinder 12 und 5 ist variabel und auf die gegebenen Anforderungen anpassbar.

Als Variante dieser Ausführungsform ist denkbar, dass die Zylinder 5 als einfach wirkende Zylinder ausgeführt werden. Die Verbindungsplatte 8 würde dann in der Abwärtsbewegung der Kolben 6 von den Kolbenstangen 7 durchdrungen und in der Aufwärtsbewegung durch einen Anschlag am Ende der Kolbenstangen 7 nach oben mitgenommen. Die Zylinder 12 würden dann bei der Aufwärtsbewegung der Zylinder 5 einen Gegendruck aufbauen um wiederum einen Gleichlauf zu gewährleisten.

Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass nicht alle Druckbolzen 9 gesteckt werden müssen, weil die Zylinder 5 einfach wirkend ausgeführt sind.

Bei Umformpressen, welche mit einem Schiebetisch mit geringer Bauhöhe ausgestattet sind und somit nicht genügend Bauraum für ein integriertes Ziehkissen vorhanden ist, besteht die Möglichkeit, den Schiebetisch mit einer größeren Höhe auszuführen und diesen dann im Pressentisch um die entsprechende Höhe automatisch versenkbar zu gestalten.

Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels

In Figur 2 ist eine weitere Möglichkeit, Ziehkissenfunktionen in den Schiebetisch zu integrieren, dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind nicht alle

Ziehkissenfunktionalitäten, sondern nur Teilfunktionen in den Schiebetisch 1 integriert. Die Zylinder 5 mit den Kolben 6 und den Kolbenstangen 7 sind in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion gleich aufgebaut wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Sie dienen der geregelten Krafteinleitung in den Blechhalter während des Umformvorganges . Die Verbindungsplatte 8 allerdings ist mit einem Zylinder 8 verbunden, welcher sich im Pressentisch 2 befindet. Die Verbindungsplatte 8 ist somit nicht mehr Bestandteil des Schiebetischs 1, sondern des Pressentischs 2 und verbleibt damit auch bei einem Werkzeugwechsel und ausfahrendem Schiebetisch 1 in der Umformpresse. Der Zylinder 14 erfüllt im Wesentlichen die gleichen Aufgaben, wie die Zylinder 12 im ersten Ausführungsbeispiel. Anstatt eines zentralen Zylinders 14 können ebenso mehrere Zylinder zum Verfahren der Verbindungsplatte 8 und somit des Ziehkissens 3 eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Ausgestaltungen im Rahmen des erfinderischen Gedankens. Beispielsweise können anstatt der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Hydraulikzylinder auch andere aus dem Stand der

Technik bekannte Antriebsarten verwendet werden, wie zum Beispiel elektrische Spindelantriebe, Linearmotoren oder Antriebe über Schwenkhebelmechanismen. Ebenso sind Kombinationen verschiedener Antriebe möglich. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die

Zylinder 5 so gestaltet werden, dass die Druckbolzen 9 nicht nur mittig in den Zylinder 5 gesteckt werden können, sondern an verschiedenen Steckplätzen auf der Zylinderoberfläche.

Bezugszeichenliste:

1 Schiebetisch 2 Pressentisch

3 Ziehkissen

4 Schiebetischplatte

5 Zylinder

6 Kolben 7 Kolbenstange

8 Verbindungsplatte

9 Druckbolzen

10 Kolbenstange

11 Kolben 12 Zylinder

13 Bohrung

14 Zylinder