DE102014004521A1

DE102014004521A1 - Press device for forming a sheet metal component

Info

Publication number: DE102014004521A1
Application number: DE102014004521.8A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Schaller; Robert Canti; Christoph Hein; Sven Theobald; Benedikt Krönauer; Christian Disch
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2034-03-29
Also published as: DE102014004521B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pressenvorrichtung zur Umformung eines Blechbauteils, mit einem ersten Umformwerkzeug (9), das im Umformprozess mit einer Pressenkraft (F_P) sowie unter Zwischenlage des Blechbauteils gegen ein zweites Umformwerkzeug (11) drückt, und einer Antriebseinheit (17) zur Erzeugung der Pressenkraft (F_P), die, insbesondere an Krafteinleitungspunkten (33), in eine Druckplatte (19) einleitbar ist und im weiteren Kraftpfadverlauf über eine Mehrzahl von Kraftübertragungselementen (21) auf das erste Umformwerkzeug (9) wirkt. Erfindungsgemäß weist die Pressenvorrichtung eine Ausgleichseinheit (31) auf, mit der zur Erzielung einer gewünschten Verteilung der Pressenkraft (F_P) auf das erste Umformwerkzeug (9) die durch die Kraftübertragungselemente (21) geleiteten Pressenkraftanteile variierbar sind.The invention relates to a press device for forming a sheet metal component, comprising a first forming tool (9) which presses against a second forming tool (11) in the forming process with a pressing force (F _P ) and with the sheet metal component interposed, and a drive unit (17) for producing the pressing force (F _P ), which, in particular at force introduction points (33), in a pressure plate (19) can be introduced and in the further Kraftpfadverlauf via a plurality of force transmission elements (21) acts on the first forming tool (9). According to the invention, the press device has a compensation unit (31) with which, in order to achieve a desired distribution of the pressing force (F _P ) on the first forming tool (9), the forces exerted by the force transmission elements (21) can be varied.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pressenvorrichtung zur Umformung eines Blechbauteils nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a press device for forming a sheet metal component according to the preamble of claim 1.

Die Formgebung von Karosserieblechteilen erfolgt im Automobilbau in einem mehrstufigen Umformprozess mit Hilfe von Pressvorrichtungen. Aus der DE 41 12 656 A1 ist eine gattungsgemäße Pressenvorrichtung zur Umformung eines Blechbauteils bekannt. Die Pressenvorrichtung weist ein Werkzeugoberteil mit einem erstes Umformwerkzeug auf, das im Umformprozess mit einer Pressenkraft sowie unter Zwischenlage des Blechbauteils gegen ein zweites Umformwerkzeug gedrückt wird, das in einem Werkzeugunterteil gelagert ist. Zudem weist die Pressenvorrichtung eine Antriebseinheit zur Erzeugung der Pressenkraft auf. Die Pressenkraft ist über eine Schwebeplatte bzw. eine Druckplatte in eine Vielzahl von Druckbolzen einleitbar, die in einer Stößelplatte geführt sind. Die Druckbolzen sind zwischen der Druckplatte und dem ersten Umformwerkzeug des Werkzeugoberteils abgestützt und wirken als Kraftübertragungselemente, die die Pressenkraft auf das ersten Umformwerkzeug des Werkzeugoberteils übertragen.The molding of body panels is done in the automotive industry in a multi-stage forming process using press devices. From the DE 41 12 656 A1 a generic press device for forming a sheet metal component is known. The press device has a tool upper part with a first forming tool, which is pressed in the forming process with a pressing force and with the interposition of the sheet metal component against a second forming tool which is mounted in a tool lower part. In addition, the press device has a drive unit for generating the pressing force. The press force can be introduced via a floating plate or a pressure plate in a plurality of pressure bolts, which are guided in a plunger plate. The pressure pins are supported between the pressure plate and the first forming tool of the upper tool part and act as a force transmission elements that transmit the pressing force to the first forming tool of the upper tool.

Die Werkzeugober- und -unterteile mit den montierten Umformwerkzeugen sind demontierbare Pressenelemente, die nach einem Werkzeugwechsel in unterschiedlichen Pressen montierbar sind, die jeweils einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen und mit unterschiedlichem Geschwindigkeitsprofil arbeiten.The tool top and bottom parts with the mounted forming tools are removable press elements that can be mounted after a tool change in different presses, each having a different structure and work with different speed profile.

Beispielhaft kann das Umformwerkzeug vor dem Serieneinsatz in einer Einarbeitungspresse montiert sein, in der die Formflächen des Umformwerkzeuges im Hinblick auf eine gewünschte Kraftverteilung geschliffen werden. Anschließend erfolgt der Einsatz des Umformwerkzeugs im Serienbetrieb, und zwar in einer Serienpresse. Gegebenenfalls kann das Umformwerkzeug zur Wartung in einer davon separaten Wartungspresse eingebaut sein. Die oben erwähnten Pressen weisen jeweils einen unterschiedlichen Aufbau” auf und können mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsprofilen betrieben werden. Zudem ergeben sich bei einem im Serienbetrieb beschleunigten Ablauf des Umformprozesses dynamische Effekte im Umformwerkzeug, die sich negativ auf die Bauteilqualität auswirken. Das heißt, es treten Oberflächenfehler in den Bauteilen auf. Die Fehler führen zu erhöhten Ausschusszahlen sowie zu kostenintensiven Nachbearbeitungen der Formflächen des Umformwerkzeuges. Zudem können die unterschiedlichen Pressen auf unterschiedliche Antriebseinheiten aufweisen. Ebenso unterscheiden sich auch die Steifigkeit und somit die Durchbiegung der Druckplatten in den einzelnen Pressen voneinander. Auch dies erfordert eine Anpassung der Umformwerkzeuge auf die jeweilige Produktionspresse. Außerdem werden auch auf einer Presse eine Vielzahl von Umformwerkzeugen betrieben, wodurch auch hier eine individuelle Einstellung der einzelnen Umformwerkzeuge auf die jeweilige Presse von Vorteil ist.By way of example, the forming tool may be mounted prior to series production in an incorporation press, in which the shaping surfaces of the forming tool are ground in view of a desired force distribution. Subsequently, the use of the forming tool in series operation, in a series press. Optionally, the forming tool may be installed for maintenance in a separate maintenance press. The presses mentioned above each have a different structure "and can be operated with different speed profiles. In addition, dynamic processes in the forming tool, which have a negative effect on the component quality, result in a sequence of the forming process which is accelerated in series operation. This means that surface defects occur in the components. The errors lead to increased scrap rates and costly reworking of the forming surfaces of the forming tool. In addition, the different presses can have different drive units. Likewise, the stiffness and thus the deflection of the printing plates in the individual presses differ from one another. This also requires an adaptation of the forming tools to the respective production press. In addition, a variety of forming tools are operated on a press, whereby here an individual adjustment of the individual forming tools on the respective press is beneficial.

Bislang erfolgt eine solche Anpassung der Umformwerkzeuge an die jeweilige Presse in einem Schleifschritt, in dem die mit dem Blechbauteil in Kontakt kommende Wirkfläche des Umformwerkzeuges montagetechnisch aufwendig oberflächenbearbeitet wird.So far, such an adjustment of the forming tools to the respective press in a grinding step, in which the coming into contact with the sheet metal component effective surface of the forming tool is surface-finished consuming technically.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pressenvorrichtung bereitzustellen, bei der in einfacher Weise eine gewünschte Kraftverteilung der auf das Umformwerkzeug wirkenden Pressenkraft erfolgt.The object of the invention is to provide a press apparatus in which a desired force distribution of the pressing force acting on the forming tool is effected in a simple manner.

Die Erfindung beruht auf der Problematik, dass es speziell in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Antriebsarten von Pressen zu unterschiedlichen Durchbiegung in der jeweiligen Pressen-Druckplatte kommt. Aufgrund einer solchen Durchbiegung der Druckplatte wird die Pressenkraft nicht mehr gewünscht im Umformwerkzeug verteilt, sondern kommt es zu Kraftspitzen, die zu Oberflächenfehlern im Bauteil führen. Vor diesem Hintergrund weist die Pressenvorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 eine Ausgleichseinheit, mit der zur Erzielung einer gewünschten Verteilung der Pressenkraft auf das erste Umformwerkzeug die durch die Kraftübertragungselemente geleiteten Pressenkraftanteile variiert werden können. Erfindungsgemäß erfolgt die Änderung in der Kraftverteilung beispielhaft über eine Variation der Einzellängen der Kraftübertragungselemente und/oder durch das gezielte Einsteuern von Zusatzkräften in die Kraftübertragungselemente.The invention is based on the problem that, depending on the different drive types of presses, different deflection occurs in the respective press pressure plate. Due to such a deflection of the pressure plate, the pressing force is no longer desired distributed in the forming tool, but it comes to force peaks, which lead to surface defects in the component. Against this background, the press device according to the characterizing part of claim 1 has a compensation unit, with which to achieve a desired distribution of the pressing force on the first forming tool, the forces exerted by the force transmission elements press force components can be varied. According to the invention, the change in the force distribution takes place, for example, via a variation of the individual lengths of the force transmission elements and / or by the targeted control of additional forces in the force transmission elements.

Die Variation der Länge der Kraftübertragungselemente kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielhaft kann die Ausgleichseinheit unterschiedlich dimensionierte Austausch-Kraftübertragungselemente bereithalten. Diese können zur Erzielung einer gewünschten Kraftverteilung manuell ein- oder ausgebaut werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann die Längenänderung der Kraftübertragungselemente auch durch unterschiedlich dimensionierte Distanzelemente erfolgen, die den Kraftübertragungselementen untergelegt werden. Beispielhaft kann das Kraftübertragungselement auch zueinander längenverstellbare Teilelemente aufweisen. Die Teilelemente können über ein Gewinde, insbesondere über ein Kugel- oder Rollengewinde längenverstellbar sein. Alternativ dazu kann in dem Kraftübertragungselement zur Längenänderung auch ein Piezoelement integriert sein. Die Erfindung ist nicht auf die oben angegebenen Ausführungsvarianten beschränkt. Vielmehr ist jede beliebige Verstellmöglichkeit (mechanisch, hydraulisch, elektrisch, pneumatisch, piezoelektrisch, chemisch oder auch thermisch) denkbar.The variation of the length of the power transmission elements can be done in different ways. By way of example, the compensation unit may have different sized replacement power transmission elements. These can be manually installed or removed to achieve a desired force distribution. Alternatively and / or additionally, the change in length of the power transmission elements can also be effected by differently dimensioned spacer elements, which are placed under the power transmission elements. By way of example, the force transmission element can also have partial elements that are adjustable in length to each other. The sub-elements can be length-adjustable via a thread, in particular via a ball or roller thread. Alternatively, a piezo element can also be integrated in the force transmission element for length change. The invention is not limited to the above-mentioned embodiments. Rather, any adjustment (mechanical, hydraulic, electric, pneumatic, piezoelectric, chemical or thermal) is conceivable.

Die Längenänderung kann wie oben erwähnt manuell erfolgen. Alternativ dazu kann die Längenänderung auch mittels Fremdenergie durchgeführt werden. Das heißt, dass das Kraftübertragungselement ein elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ansteuerbarer Aktor ist. Die Längenverstellung der Kraftübertragungselemente kann je nach Bedarfs- und Einsatzfall für jedes Kraftübertragungselement separat, für Untergruppen oder für das gesamte System vorgenommen werden. Gegebenenfalls kann der Aktor in einem Regelkreis eingebunden sein, in dem der Aktor zur Erzielung einer gewünschten Kraftverteilung elektrisch ansteuerbar ist. Der Regelkreis kann zudem einen Sensor, etwa eine Kraftmessdose oder dergleichen aufweisen, mit der ein Istwert des durch das jeweilige Kraftübertragungselement geleiteten Pressenkraftanteils erfasst.The change in length can be done manually as mentioned above. Alternatively, the change in length can also be carried out by means of external energy. This means that the force transmission element is an electrically, hydraulically or pneumatically controllable actuator. The length adjustment of the power transmission elements can be made separately for each power transmission element, for subgroups or for the entire system depending on requirements and applications. Optionally, the actuator can be integrated in a control loop in which the actuator is electrically controllable to achieve a desired force distribution. The control loop may also include a sensor, such as a load cell or the like, with which detects an actual value of the guided by the respective power transmission element press force component.

Die erfindungsgemäße Ausgleichseinheit kann in unterschiedlichen Stufen von einem einfachen manuellen Betrieb bis hin zu einer vollautomatischen Prozessregelung ausgelegt sein. Der manuelle Betrieb durch Einstellen der Ausgleichseinheit beispielsweise über den Pressenbedienen aufgrund von Erfahrungswerten oder Prozessbeobachtungen kann im Bereich der Werkzeuganfertigung während der Einarbeitungsphase eines Werkzeugs nutzbringend eingesetzt werden. Je nach Auslegung der Aktorik kann die Ausgleichseinheit zu einer Prozesssteuerung oder auch zu einer Prozessregelung ausgebaut werden. Die Aktorverstellung kann vor dem Einbau zwischen zwei Presshüben oder während eines Presshubes, je nach Aktorvariante, erfolgen. Als Führungsgröße für die Systemeinstellung kommen hierbei beispielsweise folgende Größen in Frage: Bauteilqualität, spezifische Bauteilmerkmale, Pressengeschwindigkeit (zum Beispiel Hubzahl, Stößelgeschwindigkeit, etc.), Werkzeuggeschwindigkeit (zum Beispiel Matrizengeschwindigkeit, Schiebergeschwindigkeit, etc.), Prozess-, Werkzeug- oder Umgebungstemperatur oder Kräfte bzw. Kraftniveaus. Die Vorgaben der Führungsgrößen können manuell oder automatisiert aufgenommen werden. Auch eine Aufnahme und Anpassung an erfahrungsbasierte Werte, zum Beispiel über maschinelles Lernen, ist eine Variante zur Ausführung des Regelkreises.The compensation unit according to the invention can be designed in different stages from a simple manual operation to a fully automatic process control. The manual operation by adjusting the compensation unit, for example via the press operation based on empirical values or process observations, can be usefully employed in the field of tool production during the training phase of a tool. Depending on the design of the actuator, the compensation unit can be expanded to a process control or to a process control. The actuator adjustment can be done before installation between two press strokes or during a press stroke, depending on the actuator variant. The following variables are, for example, the following variables for the system setting: component quality, specific component features, press speed (for example stroke rate, ram speed, etc.), tool speed (for example, template speed, slider speed, etc.), process, tool or ambient temperature or Forces or force levels. The specifications of the reference variables can be recorded manually or automatically. Inclusion and adaptation to experience-based values, for example via machine learning, is a variant of the execution of the control loop.

Im Bereich des Werkzeugbaus kann die Ausgleichseinheit zur Vereinfachung und Verkürzung der Werkzeugeinarbeitszeit genutzt werden. Über die Ausgleichseinheit kann mit geringem Aufwand der Arbeitspunkt des Systems „Presse-Werkzeug” ermittelt und eingestellt werden. Der Arbeitspunkt kann zum Beispiel über eine vorab simulierte Kraftverteilung an den einzelnen Druckbolzen beschrieben werden. Eine manuelle Nacharbeit an den Werkzeugoberflächen aufgrund von Pressenunterschieden ist nicht mehr erforderlich.In the field of tool making, the compensation unit can be used to simplify and shorten the tool's working time. About the compensation unit, the operating point of the system "press tool" can be determined and adjusted with little effort. The operating point can be described, for example, via a previously simulated force distribution on the individual pressure bolts. A manual rework on the tool surfaces due to press differences is no longer necessary.

Während der Nutzungsphase eines Werkzeugs im Presswerk kann die Ausgleichseinheit das Werkzeug an unterschiedliche Pressen und unterschiedliche Hubzahlen anpassen. Die Anpassung kann je nach Ausbaustufe – manuell, gesteuert oder geregelt – erfolgen. Das Werkzeug kann so auf unterschiedliche Arbeitspunkte über die Ausgleichseinheit eingestellt werden. Desweiteren kann die Ausgleichseinheit als ein Überwachungs- und Vermessungssystem betrachtet werden. Über das Ausgleichssystem können die krafteinleitenden Elemente der Presse, wie der Ziehapparat oder das Stößelkissen, vermessen werden. Hierdurch können die Einstellungen bei pressenbedingten Abweichungen aufgrund der Rückmeldung aus der Ausgleichseinheit quantifiziert und die Einzelelemente entsprechend eingestellt werden.During the use phase of a tool in the press shop, the compensation unit can adapt the tool to different presses and different stroke rates. The adjustment can be made depending on the configuration level - manual, controlled or regulated. The tool can thus be set to different operating points via the compensation unit. Furthermore, the compensation unit may be considered as a monitoring and surveying system. About the balancing system, the force-introducing elements of the press, such as the pulling apparatus or the ram cushion, can be measured. As a result, the settings for press-related deviations can be quantified on the basis of the feedback from the compensation unit and the individual elements can be set accordingly.

Neben der Messung von bauartbedingten Unterschieden in den Pressen kann durch den kontinuierlichen Einsatz der Ausgleichseinheit auch eine kontinuierliche Überwachung im Sinne eines Condition-Monitoring-Systems, an der Presse und dem Werkzeug vorgenommen werden. Somit kann auf Verschleiß an Presse und Werkzeug frühzeitig reagiert und Ausfällen der Presse und Werkzeuge vorgebeugt werden.In addition to the measurement of design-related differences in the presses can be made by the continuous use of the compensation unit and a continuous monitoring in the sense of a condition monitoring system, on the press and the tool. This allows early reaction to wear on the press and tools and prevents failures of the press and tools.

Bevorzugt sind die Kraftübertragungselemente Druckbolzen, die mit ihren Stirnseiten jeweils an der Druckplatte und an dem ersten Umformwerkzeug, insbesondere dem Werkzeugoberteil abgestützt sind.Preferably, the force transmission elements are pressure pins, which are supported with their end faces in each case on the pressure plate and on the first forming tool, in particular the tool upper part.

Das Werkzeugunterteil ist beispielhaft aufgeteilt in ein unteres Formelement sowie einen, um das untere Formelement herum ringförmig verlaufenden Blechhalter. Sowohl der Blechhalter als auch das untere Formelement sind an sich herkömmlicher Weise über Druckstößel auf einer Schwebeplatte abgestützt. Die Druckbolzen sind hydraulisch betätigbar und gegenüber dem Werkzeugunterteil und dem Stempel verschiebbar. Hierzu ragen die am Blechhalter befestigten Druckstifte bodenseitig durch den ortsfesten Pressentisch und sind diese auf einem Ziehkissen abgestützt, das über eine Antriebseinheit, etwa hydraulische Verdrängungszylinder, hubbeweglich gelagert ist.The lower tool part is exemplarily divided into a lower mold element and a, around the lower mold element around annularly extending blank holder. Both the blank holder and the lower mold element are supported in a conventional manner via pressure rams on a floating plate. The pressure pins are hydraulically actuated and displaceable relative to the lower tool part and the punch. For this purpose, the pressure pins fastened to the plate holder protrude on the bottom side through the stationary press table and these are supported on a die cushion, which is mounted in a liftable manner via a drive unit, such as a hydraulic displacement cylinder.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can - except, for example, in the case of clear dependencies or incompatible alternatives - be used individually or in any combination with each other.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Seitendarstellung einer Umformpresse; 1 a schematic side view of a forming press;

2 ein Werkzeugoberteil mit zugeordneten Druckbolzen sowie einer Druckplatte; 2 a tool shell with associated pressure pin and a pressure plate;

3 in perspektivischer Teildarstellung einen Druckbolzen; 3 in perspective partial view a pressure pin;

4 in einer weiteren Ausführungsvariante ein in einem Regelkreis eingebundender Druckbolzen; und 4 in a further embodiment variant, a pressure bolt engaging in a control loop; and

5 grob perspektivische Ansichten, anhand derer die Funktionsweise der Ausgleichseinheit veranschaulicht ist. 5 roughly perspective views illustrating how the compensation unit works.

In der 1 ist eine Umformpresse gezeigt, die einen hubbeweglich antreibbaren oberen Pressenstößel 1 sowie einen ortsfesten Pressentisch 3 aufweist. Der Pressenstößel 1 trägt an seiner Unterseite eine Stößelplatte 5, an der ein Werkzeugoberteil 7 montiert ist. In dem Werkzeugoberteil 7 ist ein mit einer Pressenkraft F_P beaufschlagbares erstes Umformwerkzeug (das heißt Niederhalter) hubverstellbar gelagert.In the 1 a forming press is shown, which is a liftable driven upper press ram 1 and a fixed press table 3 having. The press ram 1 carries on its underside a plunger plate 5 , on which a tool shell 7 is mounted. In the tool shell 7 is a acted upon by a pressing force F _P first forming tool (ie hold-down) mounted adjustable in stroke.

Das in dem Werkzeugoberteil 7 hubverstellbar gelagerte erste Umformwerkzeug 9 wirkt mit einem gegenüberliegenden zweiten Umformwerkzeug 11 (das heißt Aufsatz) zusammen, der auf dem Pressentisch 3 ortsfest aufliegt.The in the tool shell 7 stroke adjustable first forming tool 9 acts with an opposite second forming tool 11 (ie essay) together, on the press table 3 stationary rests.

In der 1 ist die Presse mit dem, in der Ziehrichtung Z nach unten hubverstellten Pressenstößel 1 gezeigt. Der Pressenstößel 1 weist zur Erzeugung der Pressenkraft F_P einen Pneumatikzylinder 17 auf. Dieser drückt in der 1 mit der Pressenkraft F_P gegen eine Schwebe- oder Druckplatte 19, die im weiteren Kraftpfadverlauf nach unten über eine Vielzahl von Druckbolzen 21 auf das erste Umformwerkzeug 9 wirkt. Die Druckbolzen 21 sind in der 1 zwischen der Schwebeplatte 19 und dem ersten Umformwerkzeug 9 abgestützt und erstrecken sich durch vertikale Durchlässe 23 in der Stößelplatte 5 sowie dem Werkzeugoberteil 7.In the 1 is the press with the, in the drawing direction Z down strokeververst press ram 1 shown. The press ram 1 has to generate the press force F _P a pneumatic cylinder 17 on. This expresses in the 1 with the pressing force F _P against a floating or pressure plate 19 in the further Kraftpfadverlauf down over a variety of pressure bolts 21 on the first forming tool 9 acts. The pressure bolts 21 are in the 1 between the floating plate 19 and the first forming tool 9 supported and extend through vertical passages 23 in the ram plate 5 as well as the tool upper part 7 ,

Beim Tiefziehen (das heißt einem ersten Umformschritt) liegt das untere, zweite Umformwerkzeug 11 ortsfest auf dem Pressentisch 3 auf. Demgegenüber ist der umfangsseitige Blechhalter 13 mit einer, der Ziehbewegung des Pressenstößels 1 entgegen gerichteten Blechhaltekraft auf vertikal verschiebbare Druckbolzen 25 abgestützt. Die in der Vertikalrichtung durch den Pressentisch 3 geführten Druckbolzen 25 können auf einem nicht dargestellten Ziehkissen abgestützt sein, das mittels zum Beispiel eines hydraulischen Verdrängungszylinders hubbeweglich gelagert ist. Dadurch ist der Rand des Blechbauteils während des Umformprozesses – mit einer vorgegebenen Blechhaltekraft gegen das Werkzeugoberteil 7 fixiert.During deep drawing (that is, a first forming step) is the lower, second forming tool 11 stationary on the press table 3 on. In contrast, the peripheral sheet holder 13 with one, the pulling movement of the press ram 1 opposing sheet holding force on vertically displaceable pressure pin 25 supported. The in the vertical direction through the press table 3 guided pressure pin 25 can be supported on a die cushion, not shown, which is mounted for lifting by means of, for example, a hydraulic displacement cylinder. As a result, the edge of the sheet metal component during the forming process - with a predetermined sheet holding force against the upper tool 7 fixed.

Die als Kraftübertragungselemente wirkenden Druckbolzen 21 sind gemäß der 1 zweiteilig aufgebaut, und zwar mit jeweils einem pressenseitigen Teilbolzen 27 und einem werkzeugseitigen Teilbolzens 29, die zueinander in Kraftrichtung fluchtend ausgerichtet sind. Der pressenseitige Teilbolzen 27 schließt unmittelbar an die Schwebeplatte 19 an, während der werkzeugseitige Teilbolzen 29 auf dem ersten Umformwerkzeug 9 abgestützt ist.The pressure acting as force transmission elements pressure pin 21 are according to the 1 constructed in two parts, each with a press-side sub-bolt 27 and a tool-side sub-bolt 29 , which are aligned with each other in the direction of force aligned. The press-side sub-bolt 27 closes immediately to the floating plate 19 on, while the tool-side sub-bolt 29 on the first forming tool 9 is supported.

Die werkzeugseitigen Teilbolzen 29 sind erfindungsgemäß mit einer Ausgleichseinheit 31 ausgeführt, die in der 1 durch Doppelpfeile schematisch angedeutet ist. Mit Hilfe der Ausgleichseinheit 31 ist die Länge des jeweiligen werkzeugseitigen Teilbolzens 29 und somit auch die wirksame Länge l des jeweiligen Gesamt-Druckbolzens 21 variierbar, wodurch die durch die Druckbolzen 21 geleiteten Pressenkraft-Anteile eingestellt werden können. Auf diese Weise kann eine gewünschte Verteilung der Pressenkraft F_P auf das erste Umformwerkzeug 9 erfolgen.The tool-side sub-bolts 29 are according to the invention with a compensation unit 31 executed in the 1 indicated schematically by double arrows. With the help of the compensation unit 31 is the length of the respective tool-side sub-bolt 29 and thus also the effective length l of the respective overall pressure bolt 21 variable, causing the pressure bolts through 21 guided press force shares can be adjusted. In this way, a desired distribution of the pressing force F _P on the first forming tool 9 respectively.

Inder 2 ist die Schwebeplatte 19 sowie das erste Umformwerkzeug 9 mit den zwischengeordneten Druckbolzen 21 in Alleinstellung gezeigt, das heißt unter Weglassung der Stößelplatte 5 sowie des Oberteils 7. An der Oberseite der Stößelplatte 5 sind beispielhaft zwei Krafteinleitungspunkte 33 angedeutet, an denen die Pressenkraft F_P vom Pneumatikzylinder 17 in die Schwebeplatte 19 eingeleitet wird. Bei der Krafteinleitung kommt es zu einer Durchbiegung der Schwebeplatte 19.In the 2 is the floating plate 19 as well as the first forming tool 9 with the intermediate pressure pins 21 shown in isolation, that is omitting the plunger plate 5 as well as the upper part 7 , At the top of the plunger plate 5 are exemplary two force introduction points 33 indicated at which the press force F _P from the pneumatic cylinder 17 in the floating plate 19 is initiated. When the force is introduced, there is a deflection of the floating plate 19 ,

Bei einer Realisierung der Druckbolzen 21 ohne Ausgleichseinheit 31 wird die Durchbiegung der Schwebeplatte 19 ohne Ausgleichsmöglichkeit über die Druckbolzen 21 bis zum ersten Umformwerkzeug 9 übertragen, was zu einer ungleichmäßigen Kraftverteilung der auf das Umformwerkzeug 9 wirkenden Pressenkraft F_P führt. Um einer solchen ungleichmäßigen Kraftverteilung entgegenzuwirken, sind die Druckbolzen 21 zumindest teilweise mittels der Ausgleichseinheit 31 längenverstellbar ausgeführt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Ausgleichseinheiten 31 speziell in den werkzeugseitigen Teilbolzen 29 integriert. Die Ausgleichseinheiten 31 können jedoch alternativ auch in den pressenseitigen Teilbolzen 27 integriert sein.In a realization of the pressure pin 21 without compensation unit 31 becomes the deflection of the floating plate 19 without compensation via the pressure bolts 21 until the first forming tool 9 transferred, resulting in an uneven force distribution of the forming tool 9 acting pressing force F _P leads. To counteract such an uneven force distribution, the pressure bolts 21 at least partially by means of the compensation unit 31 adjustable in length. In the exemplary embodiments shown, the compensation units 31 especially in the tool-side sub-bolt 29 integrated. The compensation units 31 However, alternatively, in the press-side sub-bolt 27 be integrated.

In der 3 ist beispielhaft eine solche im werkzeugseitigen Teilbolzen 29 zumindest teilweise mit der bereits erwähnten Ausgleichseinheit 31 ausgeführt. Diese ist in der 3 beispielhaft gezeigt. Demzufolge weist der werkzeugseitige Teilbolzen 29 zwei zueinander längenverstellbare Teilelemente 37, 39 auf. Die Teilelemente 37, 39 können beispielhaft über ein nicht näher gezeigtes Gewinde miteinander in hubverstellbarem Eingriff sein, wobei durch ein Verdrehen der beiden Teilelemente 37, 39 die wirksam Länge l des Druckbolzens 21 variierbar ist. Beispielhaft kann eine Längenverstellung des werkzeugseitigen Teilbolzens 29 in der 3 manuell vorgenommen werden.In the 3 is an example of such in the tool side sub-bolt 29 at least partially with the already mentioned compensation unit 31 executed. This is in the 3 shown by way of example. Consequently, the tool-side sub-bolt 29 two mutually length-adjustable sub-elements 37 . 39 on. The subelements 37 . 39 can be exemplified by a not-shown thread with each other in hubverstellbarem engagement, wherein by twisting the two sub-elements 37 . 39 the effective length l of the pressure bolt 21 is variable. By way of example, a length adjustment of the tool-side partial bolt 29 in the 3 be done manually.

Die werkzeugseitigen Teilbolzen 29 bilden zusammen mit dem ersten Umformwerkzeug 9 und dem Werkzeugoberteil 7 eine Baueinheit, die zum Beispiel bei einem Werkzeugwechsel einstückig aus der Pressenvorrichtung demontierbar ist. Demgegenüber verbleiben die pressenseitigen Druckbolzen 27 unverändert in der Pressenvorrichtung.The tool-side sub-bolts 29 form together with the first forming tool 9 and the tool shell 7 a structural unit which, for example, can be removed in one piece from the press device during a tool change. In contrast, the press-side pressure bolts remain 27 unchanged in the press device.

In der 4 ist eine Ausgleichseinheit 31 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge sind die beiden Teilelemente 37, 39 des werkzeugseitigen Teilbolzens 29 über einen nur grob angedeuteten Gewindetrieb 43 miteinander in Verbindung. Der Gewindetrieb 43 ist zusammen mit einer im oberen Teilelement 37 des Teilbolzens 29 integrierten Kraftmessdose 45 sowie einem Regler 47 in einem Regelkreis R eingebunden. Mittels der Kraftmessdose 45 wird der durch den jeweiligen Teilbolzen 29 geführte aktuelle Pressenkraftanteil erfasst. Aufgrund dieser Istwert-Erfassung kann der Regler 47 ein Stellsignal generieren und damit gegebenenfalls den Gewindetrieb 43 des Druckbolzens 29 ansteuern, um eine die wirksame Länge l des jeweiligen Druckbolzens 21 zu ändern. Das Regelziel des Regelkreises R besteht darin, durch Längenänderung der Druckbolzen 21 eine weitgehend gewünschte Kraftverteilung der auf das erste Umformwerkzeug 9 wirkenden Pressenkraft F_P zu erreichen.In the 4 is a compensation unit 31 shown according to another embodiment. Consequently, the two sub-elements 37 . 39 of the tool-side partial bolt 29 over a roughly indicated screw drive 43 in contact with each other. The screw drive 43 is together with one in the upper subelement 37 of the sub-bolt 29 integrated load cell 45 and a controller 47 involved in a control loop R. By means of the load cell 45 is the by the respective sub-bolt 29 Guided actual press force share recorded. Due to this actual value acquisition, the controller 47 generate a control signal and thus possibly the screw drive 43 of the pressure bolt 29 drive to one the effective length l of the respective pressure bolt 21 to change. The control target of the control loop R is by changing the length of the pressure pin 21 a largely desired distribution of force on the first forming tool 9 to achieve effective pressing force F _P.

Wie oben erwähnt, bilden die werkzeugseitigen Teilbolzen 29 und das obere Umformwerkzeug 9 mit dem Werkzeugoberteil 7 eine demontierbare Baueinheit. Bei einem Werkzeug-Wechsel wird somit die aus dem ersten Umformwerkzeug 9 und den werkzeugseitigen Teilbolzen 29 bestehende Baueinheit 41 aus einer ersten Presse I (5) ausgebaut und in eine andere Presse II (5) wieder eingebaut. Diese kann – im Vergleich zur ersten Presse I – mit unterschiedlichem Geschwindigkeitsprofil betrieben werden sowie einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen, wodurch es z. B. zu einer im Vergleich zur ersten Presse I unterschiedlichen Durchbiegung der Druckplatte 19 kommt, wie es in der 5 beispielhaft gezeigt ist. In der 5 sind die Krafteinleitungspunkte 33 der Druckplatte 19 der ersten Presse I und die Krafteinleitungspunkte 33 der Druckplatte 19 der zweiten Presse II an unterschiedlicher Stellen, wodurch es in beiden Pressen I, II zu unterschiedlichen Durchbiegungen in der Schwebeplatte 19 kommt. Zum Ausgleich dieser unterschiedlichen Durchbiegung erfolgt mittels der Ausgleichseinheit 31 eine Längenanpassung der Druckbolzen 21. Auf diese Weise werden die unterschiedlichen Durchbiegungen beider Schwebeplatten 19 ausgeglichen.As mentioned above, the tool-side sub-bolts form 29 and the upper forming tool 9 with the tool shell 7 a removable unit. When a tool change is thus from the first forming tool 9 and the tool-side sub-bolt 29 existing unit 41 from a first press I ( 5 ) and transferred to another Press II ( 5 ) reinstalled. This can - compared to the first press I - are operated with different speed profile and have a different structure, making it z. B. to a different compared to the first press I deflection of the printing plate 19 comes as it is in the 5 is shown by way of example. In the 5 are the force application points 33 the printing plate 19 the first press I and the force application points 33 the printing plate 19 the second press II in different places, whereby it in both presses I, II to different deflections in the floating plate 19 comes. To compensate for these different deflection takes place by means of the compensation unit 31 a length adjustment of the pressure pin 21 , In this way, the different deflections of both floating plates 19 balanced.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4112656 A1 [0002]

Claims

Press device for forming a sheet metal component, comprising a first forming tool ( 9 ), which in the forming process with a pressing force (F _P ) and the interposition of the sheet metal component against a second forming tool ( 11 ) and a drive unit ( 17 ) for generating the pressing force (F _P ), in particular at force introduction points ( 33 ), into a pressure plate ( 19 ) is introduced and in the further Kraftpfadverlauf over a plurality of power transmission elements ( 21 ) on the first forming tool ( 9 ), characterized in that the press device is a compensation unit ( 31 ), with which to achieve a desired distribution of the pressing force (F _P ) on the first forming tool ( 9 ) through the power transmission elements ( 21 ) guided press force shares are variable.

Press device according to claim 1, characterized in that the compensation unit ( 31 ) at least one force transmission element ( 21 ) whose length (l) between the pressure plate ( 19 ) and the first forming tool ( 9 ) is variable.

Press device according to claim 1 or 2, characterized in that the compensation unit ( 31 ) differently sized replacement power transmission elements ( 21 ), which can be installed in the press device with regard to a desired force distribution, and that the replacement power transmission elements ( 21 ) in particular have different lengths (l).

Press device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the compensation unit ( 31 ) holding differently dimensioned spacer elements with which the effective length (l) of power transmission elements ( 21 ) is enlargeable.

Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission element ( 21 ) adjustable to each other sub-elements ( 37 . 39 ), and in particular that the sub-elements ( 37 . 39 ) are telescopically adjustable relative to each other by means of an adjusting device, for example via a thread, and / or that in the force transmission element ( 21 ) is integrated to change the length of a piezoelectric element.

Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one force transmission element ( 21 ) is a means of external energy, that is electrically, hydraulically or pneumatically, controllable actuator, and that in particular the actuator ( 21 ) is integrated in a control loop (R), in which the actuator ( 21 ) is electrically controllable to achieve a desired force distribution.

Press device according to one of the preceding claims, characterized in that the force transmission elements ( 21 ) Are pressure pins and / or with their end faces in each case on the pressure plate ( 19 ) and on the first forming tool ( 9 ) are supported.

Press device according to one of the preceding claims, characterized in that between the drive unit ( 17 ) of the printing plate ( 19 ) ( 33 ) and the attack points ( 34 ) of the power transmission elements ( 21 ) on the pressure plate ( 19 ) are offset from each other transversely to the direction of action of force.

Press device according to claim 7 or 8, characterized in that each of the pressure bolts ( 21 ) in a press-side pressure pin ( 27 ), which against the pressure plate ( 19 ) is supported, and in a tool-side pressure pin ( 29 ), which is against the first forming tool ( 9 ) is supported, and in particular that the tool-side pressure pin ( 29 ) together with the first forming tool ( 11 ) form a separate, in different press devices (I, II) mountable mounting unit.

Press device according to claim 9, characterized in that the compensation unit ( 31 ) in the tool-side pressure pin ( 29 ) is integrated.