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EP2686161A1 - ZIEHPRESSE MIT ZWEI KOPPELBAREN STÖßELN - Google Patents

ZIEHPRESSE MIT ZWEI KOPPELBAREN STÖßELN

Info

Publication number
EP2686161A1
EP2686161A1 EP12710484.2A EP12710484A EP2686161A1 EP 2686161 A1 EP2686161 A1 EP 2686161A1 EP 12710484 A EP12710484 A EP 12710484A EP 2686161 A1 EP2686161 A1 EP 2686161A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plunger
drawing press
drives
press according
coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12710484.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2686161B1 (de
Inventor
Martin Schmeink
Thomas Menzel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
L Schuler GmbH
Original Assignee
L Schuler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45878933&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2686161(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by L Schuler GmbH filed Critical L Schuler GmbH
Publication of EP2686161A1 publication Critical patent/EP2686161A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2686161B1 publication Critical patent/EP2686161B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/24—Deep-drawing involving two drawing operations having effects in opposite directions with respect to the blank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies
    • B21D24/12—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies mechanically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
    • B30B1/10—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism
    • B30B1/14—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by toggle mechanism operated by cams, eccentrics, or cranks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/12—Clutches specially adapted for presses

Definitions

  • the invention relates to a drawing press, the
  • Sheet metal holder arranged relatively movable to a drawing punch.
  • the sheet metal holding ring sets on the board to be reshaped and exerts a holding force or clamping force, while the drawing punch then the board in
  • Such a press is known for example from DE 24 19 389.
  • a hydraulic drawing press is provided, in which a movable in the direction of a plunger both a
  • An eccentric drive has an eccentric shaft, which is connected via connecting rods with the outer tappet.
  • a toggle lever drive with two articulated levers connects the inner tappet via a further lever with the
  • Eccentric shaft Starting from the known presses, it can be regarded as an object of the present invention to make the possible uses of the press more flexible and a high quality of the formed parts
  • the drawing press on a first plunger which is drivable by a first ram drive in a working direction. Furthermore, the drawing press has a second plunger, which is drivable by means of a second plunger drive.
  • the two plunger drives each have an electric motor. Both ram drives are
  • the drawing press also has a control unit.
  • Coupling means which is switchable between a coupling state and a decoupling state.
  • Coupling state is a kinematic coupling between the two tappets made, which prevents a relative movement of the first plunger relative to the second plunger.
  • the coupling agent is a mechanical coupling agent, which in a
  • the drawing press is therefore switchable between a single-acting mode in the coupling state and a double-acting mode in the decoupling state.
  • Sheet holding force for example, be adapted to the speed of the first drawing punch. Regardless of the motion control of the first drawing punch also results in the possibility of the control unit
  • the two plungers move together in the working direction. This makes it possible, the two plunger with a large forming force against the
  • Coupling be sufficient if only one of Tappet drives is moved.
  • the two plungers preferably form a common enlarged clamping surface in the coupling state.
  • the drawing press works as a single-acting press with a drawing tool
  • the two plunger drives are kinematically identical. They can be designed, for example, as eccentric drives or joint drives. Due to the identical design of the two plunger drives is achieved that in the case of coupling through the
  • Control unit can easily be the same control of both plunger drives, if the pulling force required for the drawing process is greater than the force that can be applied by a single plunger drive. A complex control with different specifications for each ram drive is avoided in this case.
  • the coupling means may, for example, a
  • Shaft coupling or be designed as an intermediate gear between the two plunger drives.
  • Coupling means is driven in particular by the control unit to switch between the coupling state and the
  • the electric motors of the ram drives can as
  • Servo motors or torque motors These allow precise adjustment of the position and / or force of the plunger in the working direction.
  • the ram drives are, so to speak, "dry” and do not require any Hydraulic fluid.
  • the two plunger drives are performed in the preferred embodiment of the drawing press as top drives and therefore arranged above the two plunger on the press frame.
  • the ram in the direction opposite lower tool can be performed completely unpowered.
  • FIG. 1 shows a schematic, block diagram similar side view of an embodiment of a drawing press in the decoupling state
  • FIG. 2 shows the embodiment of the drawing press according to FIG. 1 in the same view in the coupling state
  • FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of a coupling means for coupling the plunger movement
  • FIG. 4 is a block diagram of another
  • FIGS. 1 and 2 are schematic block diagram similar representation of the plunger drives in an embodiment as a joint drives.
  • a drawing press 10 is shown
  • a press frame 11 which has a plurality of substantially vertically extending stand 12, which carry a head 13.
  • the lower part of the press frame 11 includes a base 14 to which the supports 12 are connected.
  • the base 14, the stand 12 and the head 13 form a closed, rigid frame.
  • the first plunger 17 is designed as an inner plunger, which is surrounded by the second plunger 18 annular.
  • the two plungers 17, 18 are arranged coaxially with each other.
  • an upper tool part 19 is arranged, for example, with a lower tool part 20 of a lower tool 21 for forming a board 22nd
  • the first plunger drive 25 has a first electric motor 26, for example a servomotor or a torque motor, which drives a first eccentric shaft 27. At least one eccentric 28 and, according to the example, two eccentrics 28 are arranged on the first eccentric shaft, on each of which rotatably a connecting rod 29 is mounted. Each connecting rod 29 is pivotally connected to the eccentric 28 side with the first plunger 17. Upon rotation of the eccentric shaft 27, the connecting rods 29 are moved in the working direction A, whereby the up and down movement of the first plunger 17 in
  • a second ram drive 30 with a second Electric motor 31 serves to drive the second plunger 18.
  • the two plunger drives are constructed kinematically identical.
  • the second electric motor 31 thus drives a second eccentric shaft 32, on which at least one and, for example, two eccentrics 28 are arranged in a rotationally fixed manner. On these eccentrics 28 are analogous to the first
  • the two plunger drives 25, 30 are constructed kinematically identical. They have the same electric motors 26, 31 and the same translations, so that upon actuation of the plunger drives 25, 30 with the same control variable, the same movement of the respectively associated plunger 17, 18 in
  • Plunger drives 25, 30 are the same length. With the same control variable of the two plunger drives 25, 30, substantially equal forces of the plungers 17 and 18 in the working direction A result.
  • the two plunger drives 25, 30 are controlled by a control unit 33.
  • the control unit 33 can independently set and specify the movement and / or position and / or force of each plunger 17, 18. In this way, the first plunger 17 and / or the second plunger 18, for example, position-controlled or position-controlled or force-controlled or force-controlled.
  • the corresponding control of the plunger drive 25, 30 and the respective electric motor 26, 31 is carried out by the control unit 33rd
  • Coupling means 35 are switched between a coupling state and a decoupled state.
  • the coupling means 35 is at the here
  • the two plunger drives 25, 30 are kinematically coupled for this purpose.
  • the two eccentric shafts 27, 32 of the two plunger drives 25, 30 by a shaft coupling 36 in the coupling state
  • the shaft coupling 36 is reversible and separates the two
  • the shaft coupling 36 can be switched by the control unit 33.
  • the shaft coupling 36 or another coupling means 35 mechanically carried out by an operator operable or switchable, so that a manual switching between the
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the coupling means 35.
  • a mechanical connection is made by the coupling means 35 directly between the first plunger 17 and the second plunger 18, when this is in the coupling state.
  • the coupling means 35 releases the relative movement between the two plungers 17, 18.
  • the mechanical connection in the coupling state can be
  • the coupling means 35 can also at This embodiment as shown schematically in Figure 4 by the control unit 33 can be switched over or alternatively manually switched over.
  • the drawing press 10 may depend on the condition of the
  • Coupling agent 35 operated either as a double-acting press or as a single-acting press.
  • the lower tool 21 has a pulling device 40 (FIG. 2).
  • Drawing device 40 has, for example, a table cushion 41 with a floating plate 42, which in the working direction A of the drawing press 10 via a table cushion drive 43
  • Floating plate 42 are arranged a plurality of push rods 46 which pass through a press table 44 and at its the upper tool part 19 and the plungers 17, 18 facing the end of an annular blank holder 45 have. On the press table 44 below the plate holder 45, the lower tool part 20 is arranged.
  • the upper tool part 19 and the lower tool part 20 are complementary to each other. It is possible both the lower tool part 20 or the upper
  • the drawing press 10 works as follows:
  • the second plunger 18 serves as a hold-down in this case. Before the forming process of the board 22, the second plunger 18 is first moved down until it to the board 22 is applied. The movement up to the board 22 in the working direction A is carried out by the control or regulation of the position of the second plunger 18. Once he has reached the board 22, the control unit 33 switches to the control or regulation of the clamping force, the second plunger 18 on the Board 22 exerts. This is between the second plunger 18 and one on the lower tool 21st
  • the control unit controls the second ram drive 30 independently of the first ram output 25 so that it only reaches the board 22 when the first ram 18 acts on the board 22 with the desired clamping force.
  • About the control or regulation of the position and / or the speed of the first plunger 17 in the working direction A is the actual drawing process of the board 22nd
  • the upper tool part 19 and the lower tool part 20 work together and bring the board 22 in the desired shape.
  • the clamping force that exerts the second plunger 18 on the board 22 vary.
  • the clamping force can be adjusted according to the position and / or the speed of the first plunger 17. Because of the
  • control unit 33 are configured, a corresponding control by the control unit 33 is very simple and accurate.
  • the drawing press 10 can also be used as a single-acting
  • the drawing press 10 Operation of the drawing press 10 as a single-acting press the sheet holding ring 45 and the push rods 46 are connected to the floating plate 42. Should the operating mode be double acting press are set, the push rods 46 and the sheet holder ring 45 can be easily removed.
  • the operating state as a single-acting press is further adjusted by the coupling means 35 is switched to its coupling state. In this case, the two plungers 17, 18 are coupled for movement. They form on their side facing the lower tool 21 side a common clamping surface 50. The moments of the two
  • Electric motors 26, 31 of the two plunger drives 25, 30 can be added in this state, so that the force with which the two plungers 17, 18 together against the
  • Board 22 can be moved, may be greater than the force that can be applied by the first or second ram drive 25, 30 alone. As a result, too
  • Tool part 20 cooperate and a transformation of the board 22 takes place.
  • the plunger drives 25, 30 are formed by eccentric drives.
  • each plunger drive 25, 30 and more than one Electric motor 26, 31 have.
  • a joint drive 51 has two levers 52 connected to one another in an articulated manner, the one lever 52 being connected in an articulated manner to the press set 11 with the associated plunger 17 or 18 and the respectively other lever 52. At the articulated connection between the two levers 52 is seated a drive lever 53, which is guided by an eccentric 54
  • the invention relates to a drawing press 10 with a first plunger 17 and a second plunger 18.
  • the first plunger 17 is by an electromotive first
  • the drawing press 10 further comprises a coupling means 35 which between a
  • Uncoupling state and a coupling state is switchable.
  • the two plungers 17, 18 can move independently of one another in the working direction A.
  • the coupling means 35 ensures that a relative movement between the two plungers 17, 18 is prevented.
  • the drawing press 10 can therefore be operated as a single or double-acting press.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ziehpresse (10) mit einem ersten Stößel (17) und einem zweiten Stößel (18). Der erste Stößel (17) wird durch einen elektromotorischen ersten Stößelantrieb (25) und der zweite Stößel (18) durch einen elektromotorischen zweiten Stößelantrieb in einer Arbeitsrichtung (A) bewegt. Die Ziehpresse (10) weist ferner ein Kopplungsmittel (35) auf, das zwischen einem Entkopplungszustand und einem Kopplungszustand umschaltbar ist. Im Entkopplungszustand können sich die beiden Stößel (17), (18) unabhängig voneinander in Arbeitsrichtung (A) bewegen. Im Kopplungszustand sorgt das Kopplungsmittel (35) dafür, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Stößeln (17, 18) verhindert ist. Die Ziehpresse (10) kann daher als einfach oder doppelt wirkende Presse betrieben werden.

Description

Ziehpresse mit zwei koppelbaren Stößeln
Die Erfindung betrifft eine Ziehpresse, die zur
Herstellung von Umformblechteilen, wie beispielsweise
Karoserieteilen dient.
Zum Tiefziehen von Blechteilen sind doppelt wirkende Pressen bekannt. Bei solchen Pressen wird ein
Blechhaltering relativ bewegbar zu einem Ziehstempel angeordnet. Der Blechhaltering setzt auf die umzuformende Platine auf und übt eine Haltekraft oder Klemmkraft aus, während der Ziehstempel anschließend die Platine in
Zusammenarbeit mit einer Form umformt. Eine solche Presse ist beispielsweise aus der DE 24 19 389 bekannt. Dort ist eine hydraulische Ziehpresse vorgesehen, bei der an einem in Arbeitsrichtung bewegbaren Stößel sowohl ein
Ziehstempel, als auch ein Blechhaltering 12 befestigt sind. Bei der Abwärtsbewegung des Stößels trifft daher zunächst der Blechhaltering auf der Platine auf und erst bei
fortgesetzter Abwärtsbewegung erfolgt ein Umformen der Platine durch den Ziehstempel.
Aus DE 199 43 441 AI ist ferner eine doppelt wirkende Umformmaschine mit einem Innenstößel und einem Außenstößel bekannt. Ein Exzenterantrieb weist eine Exzenterwelle auf, die über Pleuelstangen mit dem Außenstößel verbunden ist. Ein Kniehebelantrieb mit zwei Gelenkhebeln verbindet den Innenstößel über einen weiteren Hebel mit der
Exzenterwelle . Ausgehend von den bekannten Pressen kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, die Einsatzmöglichkeiten der Presse flexibler zu gestalten und eine hohe Qualität der erzeugten Umformteile
sicherzustellen .
Hierzu weist die Ziehpresse einen ersten Stößel auf, der von einem ersten Stößelantrieb in einer Arbeitsrichtung antreibbar ist. Ferner verfügt die Ziehpresse über einen zweiten Stößel, der mittels eines zweiten Stößelantriebs antreibbar ist. Die beiden Stößelantriebe weisen jeweils einen Elektromotor auf. Beide Stößelantriebe sind
unabhängig voneinander aktivierbar, so dass die Bewegungen des ersten Stößels und des zweiten Stößels relativ zum Unterwerkzeug bzw. zur Platine unabhängig durchführbar und vorgebbar sind. Zur Ansteuerung der Stößelantriebe dient eine Steuereinheit. Die Ziehpresse weist außerdem ein
Kopplungsmittel auf, das zwischen einem Kopplungszustand und einem Entkopplungszustand umschaltbar ist. Im
Kopplungszustand ist eine kinematische Kopplung zwischen den beiden Stößeln hergestellt, die eine Relativbewegung des ersten Stößels gegenüber dem zweiten Stößel verhindert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kopplungsmittel um ein mechanisches Kopplungsmittel, das bei einem
Ausführungsbeispiel eine unmittelbare mechanische
Verbindung zwischen den beiden Stößeln herstellt und bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine kinematische
Kopplung der beiden Stößelantriebe bewirkt. Über das
Kopplungsmittel ist die Ziehpresse mithin zwischen einer einfach wirkenden Betriebsart im Kopplungszustand und einer doppelt wirkenden Betriebsart im Entkopplungszustand umschaltbar .
Im Entkopplungszustand kann der zweite Stößel
beispielsweise als Niederhalter eingesetzt werden. Seine Position, seine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder seine Klemmkraft, mit der er die Platine festhält, ist frei vorgebbar und unabhängig von der Position und/oder der Geschwindigkeit, mit der sich der erste Stößel bewegt, der beispielsweise als Ziehstempel dienen kann. Die
Blechhaltekraft, die bei dieser Betriebsart vom zweiten Stößel ausgeübt wird und deren Verlauf während des
Ziehvorgangs sind entscheidend für die Qualität des hergestellten Umformteils. Aufgrund der Unabhängigkeit der beiden Stößelbewegungen kann die Blechhaltekraft, die vom zweiten Stößel auf die Platine ausgeübt wird, an die
Erfordernisse Ziehvorgangs, wie z.B. das Material und der Dicke der Platine angepasst werden. Außerdem ist es möglich, diese Blechhaltekraft völlig unabhängig von der aktuellen Position des vom ersten Stößel gebildeten
Ziehstempels einzustellen. Auf diese Weise kann die
Blechhaltekraft beispielsweise an die Geschwindigkeit des ersten Ziehstempels angepasst werden. Unabhängig von der Bewegungssteuerung des ersten Ziehstempels ergibt sich außerdem die Möglichkeit, über die Steuereinheit ein
Umschalten zwischen einer positionsgesteuerten oder
positionsgeregelten und einer kraftgesteuerten oder
kraftgeregelten Ansteuerung des zweiten Stößelantriebs vorzusehen .
Wird über das Kopplungsmittel der Kopplungszustand hergestellt, bewegen sich die beiden Stößel gemeinsam in Arbeitsrichtung. Dadurch besteht die Möglichkeit, die beiden Stößel mit einer großen Umformkraft gegen die
Platine zu drücken. Die in Arbeitsrichtung vom ersten
Stößelantrieb und vom zweiten Stößelantrieb
bereitgestellten Kräfte können im Kopplungszustand zu einer hohen Gesamtkraft addiert werden. Abhängig von der
konkreten Bearbeitungsaufgabe kann es auch im
Kopplungszustand ausreichend sein, wenn lediglich einer der Stößelantriebe bewegt wird. Die beiden Stößel bilden im Kopplungszustand vorzugsweise eine gemeinsame vergrößerte Aufspannfläche. Im Kopplungszustand arbeitet die Ziehpresse als einfach wirkende Presse mit einem Ziehwerkzeug
zusammen, das in diesen Betriebsmodus am Pressengestell angebracht wird.
Es ist vorteilhaft, wenn die beiden Stößelantriebe kinematisch identisch sind. Sie können beispielsweise als Exzenterantriebe oder Gelenkantriebe ausgeführt sein. Durch die identische Ausgestaltung der beiden Stößelantriebe wird erreicht, dass im Falle der Kopplung durch die
Steuereinheit ganz einfach eine gleiche Ansteuerung beider Stößelantriebe erfolgen kann, wenn die für den Ziehprozess benötigte Ziehkraft größer ist als die Kraft, die von einem einzelnen Stößelantrieb aufgebracht werden kann. Eine komplexe Ansteuerung mit unterschiedlichen Vorgaben für jeden Stößelantrieb ist in diesem Fall vermieden.
Das Kopplungsmittel kann beispielsweise eine
kinematische Verbindung zwischen den beiden Stößelantrieben herstellen. In diesem Fall kann es als schaltbare
Wellenkupplung oder als Zwischengetriebe zwischen den beiden Stößelantrieben ausgestaltet sein. Das
Kopplungsmittel wird insbesondere durch die Steuereinheit angesteuert, um zwischen dem Kopplungszustand und dem
Entkopplungszustand umzuschalten. Der Betriebszustand der Ziehpresse kann auf diese Wiese besonders schnell und einfach geändert werden.
Die Elektromotoren der Stößelantriebe können als
Servomotoren oder Torquemotoren ausgeführt sein. Diese ermöglichen eine genaue Einstellung der Position und/oder Kraft der Stößel in Arbeitsrichtung. Die Stößelantriebe sind sozusagen „trocken" und benötigen keine Hydraulikflüssigkeit. Die beiden Stößelantriebe sind bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Ziehpresse als Oberantriebe ausgeführt und mithin oberhalb der beiden Stößel am Pressengestell angeordnet. Das den Stößeln in Arbeitsrichtung gegenüberliegende Unterwerkzeug kann vollständig antriebslos ausgeführt sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ziehpresse ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüche sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ziehpresse im Entkopplungszustand,
Figur 2 das Ausführungsbeispiel der Ziehpresse gemäß Figur 1 in gleicher Ansicht im Kopplungszustand,
Figur 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Kopplungsmittels zur Kopplung der Stößelbewegung,
Figur 4 ein Blockschaltbild eines anderen
Ausführungsbeispiels eines Kopplungsmittels zur Kopplung der Stößelbewegung und
Figur 5 eine schematische blockschaltbildähnliche Darstellung der Stößelantriebe in einer Ausgestaltung als Gelenkantriebe . In den Figuren 1 und 2 ist eine Ziehpresse 10
dargestellt, die ein Pressengestell 11 aufweist, das mehrere im Wesentlichen vertikal verlaufende Ständer 12 aufweist, die einen Kopf 13 tragen. Der untere Teil des Pressengestells 11 enthält einen Sockel 14, mit dem die Träger 12 verbunden sind. Der Sockel 14, die Ständer 12 und der Kopf 13 bilden einen geschlossenen, steifen Rahmen.
Am Pressengestell 11 sind ein erster Stößel 17 sowie ein zweiter Stößel 18 in einer Arbeitsrichtung A und beispielsgemäß im Wesentlichen vertikal bewegbar
angeordnet. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der erste Stößel 17 als innerer Stößel ausgeführt, der vom zweiten Stößel 18 ringförmig umschlossen wird. Die beiden Stößel 17, 18 sind koaxial zueinander angeordnet. Am ersten Stößel 17 ist beispielsgemäß ein oberes Werkzeugteil 19 angeordnet, das mit einem unteren Werkzeugteil 20 eines Unterwerkzeugs 21 zur Umformung einer Platine 22
zusammenarbeitet .
Zum Antrieb des ersten Stößels 17 ist ein erster
Stößelantrieb 25 vorhanden. Der erste Stößelantrieb 25 weist einen ersten Elektromotor 26 auf, beispielsweise einen Servomotor oder eine Torquemotor, der eine erste Exzenterwelle 27 antreibt. Auf der ersten Exzenterwelle ist wenigstens ein Exzenter 28 und beispielsgemäß zwei Exzenter 28 angeordnet, auf denen drehbar jeweils ein Pleuel 29 gelagert ist. Jedes Pleuel 29 ist auf der den Exzenter 28 entgegengesetzten Seite gelenkig mit dem ersten Stößel 17 verbunden. Bei einer Drehung der Exzenterwelle 27 werden die Pleuel 29 in Arbeitsrichtung A verschoben, wodurch die Auf- und Abwärtsbewegung des ersten Stößels 17 in
Arbeitsrichtung A hervorgerufen werden kann.
Ein zweiter Stößelantrieb 30 mit einem zweiten Elektromotor 31 dient zum Antrieb des zweiten Stößels 18. Die beiden Stößelantriebe sind kinematisch identisch aufgebaut. Der zweite Elektromotor 31 treibt mithin eine zweite Exzenterwelle 32 an, auf der drehfest wenigstens eine und beispielsweise zwei Exzenter 28 angeordnet sind. Auf diesen Exzentern 28 sind analog zum ersten
Exzenterantrieb 25 zwei Pleuel 29 drehbar gelagert, die gelenkig mit dem zweiten Stößel 28 verbunden sind. Die beiden Stößelantriebe 25, 30 sind kinematisch identisch aufgebaut. Sie weisen gleiche Elektromotoren 26, 31 und gleiche Übersetzungen auf, so dass bei Ansteuerung der Stößelantriebe 25, 30 mit derselben Ansteuergröße dieselbe Bewegung des jeweils zugeordneten Stößels 17, 18 in
Arbeitsrichtung A verursacht wird. Die Pleuel 29 der
Stößelantriebe 25, 30 sind gleich lang. Es ergeben sich bei gleicher Ansteuergröße der beiden Stößelantriebe 25, 30 auch im Wesentlichen gleiche Kräfte der Stößel 17 bzw. 18 in Arbeitsrichtung A.
Die beiden Stößelantriebe 25, 30 werden von einer Steuereinheit 33 eingesteuert. Die Steuereinheit 33 kann die Bewegung und/oder Position und/oder Kraft jedes Stößels 17, 18 unabhängig einstellen und vorgeben. Auf diese Weise kann der erste Stößel 17 und/oder der zweite Stößel 18 zum Beispiel positionsgesteuert oder positionsgeregelt oder kraftgesteuert oder kraftgeregelt werden. Die entsprechende Ansteuerung des Stößelantriebs 25, 30 bzw. des betreffenden Elektromotors 26, 31 erfolgt durch die Steuereinheit 33.
Über die Steuereinheit 33 wird außerdem ein
Kopplungsmittel 35 zwischen einem Kopplungszustand und einem Entkopplungszustand umgeschaltet werden. Im
Entkopplungszustand können sich die beiden Stößel 17, 18 völlig unabhängig voneinander in Arbeitsrichtung A bewegen. Im Kopplungszustand verhindert das Kopplungsmittel 35 eine Relativbewegung zwischen den beiden Stößeln 17, 18 in
Arbeitsrichtung A. Im letztgenannten Fall bewegen sich die beiden Stößel 17, 18 ausschließlich gemeinsam.
Das Kopplungsmittel 35 stellt bei den hier
beschriebenen Ausführungsbeispielen eine mechanische und/oder kinematische Kopplung zwischen den beiden Stößeln 17, 18 her. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 werden hierfür die beiden Stößelantriebe 25, 30 kinematisch gekoppelt. Beispielsweise ist es möglich, die beiden Exzenterwellen 27, 32 der beiden Stößelantriebe 25, 30 durch eine Wellenkupplung 36 im Kopplungszustand
drehfest miteinander zu verbinden. Die Wellenkupplung 36 ist umschaltbar ausgeführt und trennt die beiden
Exzenterwellen 27, 32 im Entkopplungszustand voneinander. Die Wellenkupplung 36 kann durch die Steuereinheit 33 umgeschaltet werden. Alternativ zu diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Wellenkupplung 36 oder ein anderes Kopplungsmittel 35 mechanisch durch eine Bedienperson betätigbar bzw. umschaltbar auszuführen, so dass ein manuelles Umschalten zwischen dem
Kopplungszustand und dem Entkopplungszustand erfolgt.
In Figur 4 ist eine alternative Aus führungs form des Kopplungsmittels 35 dargestellt. Dort wird unmittelbar zwischen dem ersten Stößel 17 und dem zweiten Stößel 18 eine mechanische Verbindung durch das Kopplungsmittel 35 hergestellt, wenn sich dieses im Kopplungszustand befindet. Im Entkopplungszustand gibt das Kopplungsmittel 35 die Relativbewegung zwischen den beiden Stößeln 17, 18 frei. Die mechanische Verbindung im Kopplungszustand kann
beispielsweise durch eine kraftschlüssige und/oder
formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Stößeln 17, 18 erreicht werden, beispielsweise durch Rastmittel
und/oder Klemmittel. Das Kopplungsmittel 35 kann auch bei dieser Ausführung wie schematisch in Figur 4 dargestellt durch die Steuereinheit 33 umschaltbar oder alternativ auch manuell umschaltbar ausgeführt sein.
Die Ziehpresse 10 kann abhängig vom Zustand des
Kopplungsmittels 35 entweder als doppelt wirkende Presse oder als einfach wirkende Presse betrieben werden. Für den Betrieb als einfach wirkende Presse weist das Unterwerkzeug 21 eine Zieheinrichtung 40 auf (Figur 2) . Die
Zieheinrichtung 40 weist beispielsgemäß ein Tischkissen 41 mit einer Schwebeplatte 42 auf, die in Arbeitsrichtung A der Ziehpresse 10 über einen Tischkissenantrieb 43
positioniert und/oder bewegt werden kann. An der
Schwebeplatte 42 sind mehrere Druckstangen 46 angeordnet, die einen Pressentisch 44 durchsetzen und an ihrem dem oberen Werkzeugteil 19 bzw. den Stößeln 17, 18 zugewandeten Ende einen ringförmigen Blechhalter 45 aufweisen. Auf dem Pressentisch 44 unterhalb des Blechhalters 45 ist der untere Werkzeugteil 20 angeordnet.
Der obere Werkzeugteil 19 und der untere Werkzeugteil 20 sind komplementär zueinander ausgeführt. Es ist sowohl möglich den unteren Werkzeugteil 20 oder den oberen
Werkzeugteil 19 als Form mit einer konkaven Ausnehmung auszugestalten, wie dies beispielhaft in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist.
Die Ziehpresse 10 arbeitet wie folgt:
Mit Bezug auf Figur 1 wird der Betrieb der Ziehpresse 10 im Entkopplungszustand des Kopplungsmittels 35
erläutert. Die Ziehpresse arbeitet hier als doppelt
wirkende Presse. Der zweite Stößel 18 dient in diesem Fall als Niederhalter. Vor dem Umformvorgang der Platine 22 wird zunächst der zweite Stößel 18 nach unten bewegt bis er an der Platine 22 anliegt. Die Bewegung bis zur Platine 22 in Arbeitsrichtung A erfolgt durch die Steuerung oder Regelung der Position des zweiten Stößels 18. Sobald er die Platine 22 erreicht hat, schaltet die Steuereinheit 33 auf die Steuerung oder Regelung der Klemmkraft um, die der zweite Stößel 18 auf die Platine 22 ausübt. Diese wird zwischen dem zweiten Stößel 18 und einer am Unterwerkzeug 21
vorhandenen Klemmfläche gehalten.
Die Steuereinheit steuert den zweiten Stößelantrieb 30 unabhängig vom ersten Stößelabtrieb 25 so an, dass dieser die Platine 22 erst dann erreicht, wenn der erste Stößel 18 die Platine 22 mit der gewünschten Klemmkraft beaufschlagt. Über die Steuerung oder Regelung der Position und/oder der Geschwindigkeit des ersten Stößels 17 in Arbeitsrichtung A wird der eigentliche Ziehvorgang der Platine 22
durchgeführt. Hierfür arbeiten der obere Werkzeugteil 19 und der untere Werkzeugteil 20 zusammen und bringen die Platine 22 in die gewünschte Form. Während dieses
Umformvorgangs kann die Klemmkraft, die der zweite Stößel 18 auf die Platine 22 ausübt, variieren. Die Klemmkraft kann angepasst an die Position und/oder die Geschwindigkeit des ersten Stößels 17 eingestellt werden. Wegen der
Unabhängigkeit der beiden Stößelantriebe 25, 30 und weil die Stößelantriebe 25, 30 als elektrische Antriebe
ausgestaltet sind, ist eine entsprechende Steuerung durch die Steuereinheit 33 sehr einfach und exakt möglich.
Die Ziehpresse 10 kann auch als einfach wirkende
Presse betrieben werden, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung ist am Unterwerkzeug 21
zusätzlich die Zieheinrichtung 40 angebracht. In der
Betriebsweise der Ziehpresse 10 als einfach wirkende Presse werden der Blechhaltering 45 und die Druckstangen 46 mit der Schwebeplatte 42 verbunden. Soll die Betriebsart als doppelt wirkende Presse eingestellt werden, können die Druckstangen 46 und der Blechhaltering 45 einfach entfernt werden. Der Betriebszustand als einfach wirkende Presse wird ferner dadurch eingestellt, dass das Kopplungsmittel 35 in seinen Kopplungszustand umgeschaltet wird. Dabei werden die beiden Stößel 17, 18 bewegungsgekoppelt. Sie bilden an ihrer dem Unterwerkzeug 21 zugewandten Seite eine gemeinsame Aufspannfläche 50. Die Momente der beiden
Elektromotoren 26, 31 der beiden Stößelantriebe 25, 30 können in diesem Zustand addiert werden, so dass die Kraft, mit der die beiden Stößel 17, 18 gemeinsam gegen die
Platine 22 bewegt werden können, größer sein kann, als die Kraft, die vom ersten oder vom zweiten Stößelantrieb 25, 30 allein aufgebracht werden kann. Dadurch sind auch
Umformprozesse mit der Ziehpresse 10 durchführbar, die eine große Kraft des Stößels 17, 18 in Arbeitsrichtung A
erfordern und die im Betriebszustand als doppelt wirkende Presse nicht erzeugt werden können. Aufgrund der Kopplung der beiden Stößel 17, 18 bewegen sich diese gleichzeitig in Arbeitsrichtung A und treffen gleichzeitig auf die Platine 22 auf, die auf dem Blechhalter 45 aufliegt. Gegen die Kraft des Blechhalters, die über dem Tischkissenantrieb 43 aufgebracht wird, bewegen die beiden Stößel 17, 18 die Platine 22 gemeinsam mit dem Blechhalter 45, den
Druckstangen 46 und der Schwebeplatte 42 in Arbeitsrichtung A, wobei der obere Werkzeugteil 19 und der untere
Werkzeugteil 20 zusammenarbeiten und ein Umformung der Platine 22 erfolgt.
Bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die beiden Stößelantriebe 25, 30 als Oberantriebe
ausgeführt. Gemäß der Aus führungs form nach Figur 1 und 2 sind die Stößelantriebe 25, 30 durch Exzenterantriebe gebildet. In Abwandlung zur dargestellten Aus führungs form kann jeder Stößelantrieb 25, 30 auch mehr als einen Elektromotor 26, 31 aufweisen.
Anstelle der Exzenterantriebe 25, 30 kann als
Stößelantrieb auch ein Gelenkantrieb 51 verwendet werden. Ein Gelenkantrieb 51 weist zwei gelenkig miteinander verbundene Hebel 52 auf, wobei der eine Hebel 52 mit dem zugeordneten Stößel 17 bzw. 18 und der jeweils andere Hebel 52 gelenkig mit dem Pressengestellt 11 verbunden ist. An der Gelenkverbindung zwischen den beiden Hebeln 52 sitzt ein Antriebshebel 53, der durch einen Exzenter 54
angetrieben wird.
Die Erfindung betrifft eine Ziehpresse 10 mit einem ersten Stößel 17 und einem zweiten Stößel 18. Der erste Stößel 17 wird durch einen elektromotorischen ersten
Stößelantrieb 25 und der zweite Stößel 18 durch einen elektromotorischen zweiten Stößelantrieb in einer
Arbeitsrichtung A bewegt. Die Ziehpresse 10 weist ferner ein Kopplungsmittel 35 auf, das zwischen einem
Entkopplungszustand und einem Kopplungszustand umschaltbar ist. Im Entkopplungszustand können sich die beiden Stößel 17, 18 unabhängig voneinander in Arbeitsrichtung A bewegen. Im Kopplungszustand sorgt das Kopplungsmittel 35 dafür, dass eine Relativbewegung zwischen den beiden Stößeln 17, 18 verhindert ist. Die Ziehpresse 10 kann daher als einfach oder doppelt wirkende Presse betrieben werden.
Bezugszeichenliste :
10 Ziehpresse
11 Pressengestell
12 Ständer
13 Kopf
14 Sockel
17 erster Stößel
18 zweiter Stempel
19 oberes Werkzeugteil
20 unteres Werkzeugteil
21 Unterwerkzeug
22 Platine
25 erster Stößelantrieb
26 erster Elektromotor
27 erste Exzenterwelle
28 Exzenter
29 Pleuel
30 zweiter Stößelantrieb
31 zweiter Elektromotor
32 zweite Exzenterwelle
35 Kopplungsmittel
36 Wellenkupplung
40 Zieheinrichtung
41 Tischkissen
42 Schwebeplatte
43 Tischkissenantrieb
44 Pressentisch
45 Blechhalter
46 Druckstange Aufspannfläche Gelenkantrieb Hebel
Antriebshebel Exzenter Arbeitsrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Ziehpresse (10), mit einem ersten Stößel (17), der von einem ersten Stößelantrieb (25) in einer Arbeitsrichtung (A) bewegbar in einem Pressengestell (11) gelagert ist, mit einem zweiten Stößel (18), der von einem zweiten Stößelantrieb (30) in einer Arbeitsrichtung (A) bewegbar in einem Pressengestell (11) gelagert ist, wobei die beiden Stößelantriebe (25, 20) jeweils einen Elektromotor (26, 31) aufweisen und unabhängig
voneinander antreibbar sind, mit einer Steuereinheit (33) zur Ansteuerung der beiden Stößelantriebe (25, 20), mit einem Kopplungsmittel (35), das zwischen einem unabhängige Stößelbewegungen zulassenden
Entkopplungszustand und einem eine Relativbewegung der beiden Stößel (17, 18) verhindernden Kopplungszustand umschaltbar ist.
2. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stößelantriebe () kinematisch identisch sind.
3. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass beide Stößelantriebe (25, 30) als Exzenterantriebe (28, 29) oder Gelenkantriebe (51) ausgeführt sind. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stößel (17, 18) im Kopplungszustand gemeinsam in Arbeitsrichtung (A) bewegen und mit einer Zieheinrichtung (41)
zusammenarbeiten .
Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (35) im Kopplungszustand eine mechanische Verbindung unmittelbar zwischen dem ersten Stößel (17) und dem zweiten Stößel (18) herstellt.
Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (35) im Kopplungszustand eine kinematische Verbindung zwischen dem ersten Stößelantrieb (25) und dem zweiten Stößelantrieb (30) herstellt.
Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass im Kopplungszustand eine durch einen Stößelantrieb (25, 20) verursachte
Antriebskraft auf beide Stößel (17, 18) wirkt.
Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass im Kopplungszustand abhängig von der erforderlichen Presskraft nur einer oder beide Stößelantriebe (25, 30) betätigt werden.
Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stößel (17, 18) im Kopplungszustand eine gemeinsame Aufspannfläche (50) bilden.
10. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stößel (18) den ersten Stößel (17) ringförmig umschließt.
11. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass beide Stößelantriebe (25, 30) als Oberantriebe ausgeführt sind.
12. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass im Entkopplungszustand der zweite Stößel (18) als Niederhalter dient.
13. Ziehpresse nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (33) dazu eingerichtet ist, den zweiten Stößelantrieb (30) entweder zur Positionssteuerung oder zur
Kraftsteuerung des zweiten Stößels (17) anzusteuern.
14. Ziehpresse nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (33) dazu eingerichtet ist, den zweiten Stößelantrieb (30) abhängig von der Geschwindigkeit und/oder der Position des ersten Stößels (17) anzusteuern.
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