A-Tiefziehen Zum Umformen von Ziehteilen muss das auf ein Umfolinwerkzeug aufgelegte Werkstück gehalten wer- den, wobei das Werkstück zwischen einem speziellen Blechgegenhalter-im weiteren"Blechhalter" genannt-und dem herabfahrenden Oberwerkzeug eingeklemmt wird. Dabei muss die vom Stößel während des Niedergangs aufgebrachte Kraft über ein nachgebendes Polster einer Gegenkraft entgegen- wirken ; diese Gegenkraft wird auf den Blechhalter durch eine darunter liegende Traverse-auch Zieh- kissen genannt-aufgebracht.

Nach dem Tiefziehen wird das Werkzeug geöffnet und das Werkstück ausgeworfen.

B-Feinschneiden Beim Herstellen von Feinschneidteilen wird zwischen Pressplatte und Schneidstempel bzw. Schneidplatte und Gegenhalter ein Werkstück, beispielsweise ein Blech, eingeführt. Oberteil und Unterteil des Werk- zeuges werden geschlossen und der Werkstoff innerhalb und außerhalb der Schnittlinie mittels einer Ringzacken-und Gegenkraft eingespannt. Pressplatte und Schneidplatte werden relativ zum Schneidstempel und Gegenhalter geführt und so das Werkstück aus dem Werkstoff geschnitten. Dabei muss der vom Stößel während des Schneidvorgangs aufgebrachten Kraft eine Gegenkraft über ein nach- gebendes Polster entgegenwirken ; diese Gegenkraft wird auf der Ringzacke durch eine darüber liegende Traverse erzeugt. Nach dem Ausschneiden wird das Werkzeug geöffnet, das Stanzgitter abgestreift und das Werkstück ausgeworfen.

C-Innen-Hochdruck-Umformen (IM) Das Rohteil wird in ein geteiltes Werkzeug gelegt und hydraulisch allseitig geschlossen. Axial anfahrende Stempel dichten das Bauteil ab und fuhren das Innendruckmedium zu. Bei gleichseitigem Aufbau des Innendrucks bzw. der Axialkraft wird das Ausgangsrohteil an die Innenkontur des Werkzeugs angefbrmt.

Nach dem Expandiervorgang werden die Werkzeuge entlastet, der Stößel geöffnet und das Teil ent- nommen.

D-Außen-Hochdruck-Umformen (AHU) Beim Außenhochdruckumformen wird die Kontur des Werkstücks durch den Ziehstempel bestimmt, der die Platine in einen unter Druck stehenden Wasserkasten presst. Bei diesem Fertigungsverfahren sind größere Ziehverhältnisse als bei herkömmlichem Tiefziehen möglich. Das Werkzeug besteht aus Zieh- stempel und Ziehring und ist kostengünstiger als ein Tiefziehwerkzeug.

Beim herkömmlichen Tiefziehen bemisst sich der erforderliche Arbeitsaufwand, der als Gegenkraft auf den Blechhalter über ein mit Luft-oder Hydraulikmedium beaufschlagtes Ziehkissen aufgebracht wird, aus dem Produkt Gegenkraft x Weg, dabei wird die erzeugte Energie in Wärme umgesetzt. Der Stößel bewegt sich beim Schließen des Werkzeugs von oben nach unten.

Um diese Verluste zu vermeiden, wurden Ziehpressen vorgeschlagen, die mit mechanisch betätigten Blechhaltern arbeiten. Derartige mechanische Blechhalterungen arbeiten über Hebelsysteme, die einen hohen mechanischen und finanziellen Aufwand erfordern. Insbesondere musste bei derartigen Pressen der Maschinenkörper die volle Press-und Blechhalterkraft aufnehmen.

Bei den Ausführungen nach DE 40 28 921 Al, DE 41 28 973 Al, DE 40 28 920 Al wird der Energie- verlust durch einen am Pressenstößel über Zugstangen und Hydraulikzylinder gekoppelten Blechhalter gemindert. Auch diese Vorrichtungen sind mit hohem mechanischen und finanziellen Aufwand ver- bunden.

In der Ausführung nach DE 102 15 003 Al wird für eine Tiefziehpresse eine Lösung mit gekoppelter Blechhaltertraverse vorgeschlagen, bei der die Energieverluste vermieden werden. Diese Maschinen benötigen eine Ziehkissentraverse, die mit dem Stößel gekoppelt ist, und Druckbolzen, die die Kräfte auf den einzuspannenden Werkstoff übertragen.

B-Feinschneiden Bei herkömmlichen Feinschneidpressen wirkt die Kraft des Ringzackenzylinders, der meist im oberen Querhaupt des Maschinenständers angeordnet ist, der Schneidkraft entgegen. Die Gegenkraft des Ring- zackenzylinders kann bis zu 50 % der Arbeitskraft betragen. Damit wird aber die Leistung der gesamten Vorrichtung erheblich gemindert. Der Stößel bewegt sich beim Schließen des Werkzeugs von unten nach oben.

Zur Lösung dieses Problems schlägt die DE 199 29 163 Cl vor, den Ringzackenzylinder mit Kompen- sationszylindern, die unterhalb des Pressenstößels angeordnet sind, zu verbinden und gegen das untere Querhaupt abzustützen. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass zusätzlich zum Ringzackenzylinder vier Kompensationszylinder unter dem Stößel angeordnet sind, die mit dem Stößel den Zustell-und Arbeits- hub ausführen, obwohl die Kompensationszylinder nur beim Arbeitshub hydraulisch mit dem Ring- zackenzylinder verbunden werden. Bei Beginn des Arbeitshubs müssen die Kompensationszylinder auf Systemdruck verdichtet und mit dem Ringzackenzylinder verbunden werden. Das mindert die Zyklenzeit und verringert die Ausbringung von Feinschneidteilen Eine weitere Lösung schlägt die DE 196 42 635 Al vor. Hier ist der Ringzackenzylinder in einer eigenen Traverse angeordnet ; der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Traverse den gesamten Stößelhub ausführt und beim Schließen des Werkzeuges über die Eilgangzylinder angehoben werden muss ; diese

zusätzliche Eilgangzustellung der Traverse ist ebenfalls mit einem erhöhten Energieverbrauch verbunden ; zusätzliche Stützzylinder streifen das Stanzgitter ab und fahren die Traverse in die Ausgangsposition.

In der Ausführung nach DE 102 15 003 Al wird für eine Feinschneidpresse eine Lösung mit gekoppelter Ringzackentraverse vorgeschlagen, bei der die Energieverluste vermieden werden. Diese Maschinen be- nötigen eine Ringzackentraverse, die mit dem Stößel gekoppelt ist, und Druckbolzen, die die Kräfte auf den einzuspannenden Werkstoff übertragen.

Wesen der Erfindung Erfindungsgemäß wurde ein Maschinenkonzept geschaffen, das für verschiedene Umformverfahren, z. B.

Tiefziehen, Feinschneiden und Hochdruckumformen, eingesetzt werden kann.

Der Pressenstößel wird nach dem Zustellhub über hydraulische Verriegelungsvorrichtungen mit dem festen Teil der Presse in wenigen Millisekunden verriegelt und vorgespannt.

Die Tiefzieh-bzw. Feinschneidpresse besitzt keinen Maschinenständer, somit kann die Presse sehr kom- pakt gebaut werden.

Die Blechhalter-bzw. Ringzackenzylinder sind als Kurzhubzylinder ausgebildet und gewähren eine hohe Regeldynamik.

Die Presse ist für große außermittige Belastungen geeignet, da der Stößel mit dem Maschinenständer verriegelt wird und eine aufwandige StößelRihrung entfallen kann.

Kurzbezeichnung der beigefiigten Zeichnungen FIG-1 Drei Halbschnittdarstellungen (OT, Arbeitshubbeginn, UT) durch eine Tiefziehpresse, bei der die Zustellzylinder im Untergurt, die Arbeits-und Verriegelungsvorrichtung im Stößel und die Blechhalterzylinder an der Stößelunterseite angeordnet sind.

FIG-2 Schnittdarstellung (Arbeitshubbeginn) durch eine Tiefziehpresse mit Arbeits-und Ver- riegelungsvorrichtung im Stößel. Dieses Ausfiihrungsbeispiel hat einen verstellbaren Fest- anschlag, der zwischen Stößel und Untergurt angeordnet ist, sowie Kurzhub-und Membran- blechhalterzylinder.

FIG-3 Ausführung wie FIG-1 ; die Arbeits-, Verriegelungs-, Zustell-und Blechhalterzylinder sind im Untergurt integriert.

FIG-4 Drei Halbschnittdarstellungen (OT, Arbeitshubbeginn, UT) durch eine Presse für Innenhochdruckumformung, bei der die Zustellzylinder im Untergurt, die Verriegelungs- vorrichtung im Stößel angeordnet sind.

FIG-5 Eine Schnitt-und zwei Halbschnittdarstellungen durch eine Presse für Außenhoch-druck- umformung, bei der die Verriegelungsvorrichtung die Blechhalterkraft erzeugt.

FIG-6 Eine Schnitt-und zwei Halbschnittdarstellungen durch eine Tiefziehpresse mit Ziehkissen, bei der der Blechhalterstößel mit dem Innenstößel fest verbunden ist und die Blechhalterzylinder mit dem Stößelzylinder die Umformkraft erzeugen.

FIG-7 Eine Schnitt-und zwei Halbschnittdarstellungen durch eine Tiefziehpresse mit getrennt-fahren- den Blechhalter-und Innenstößel ohne Ziehkissen.

FIG-8 Transferpresse mit einem gemeinsamen Versorgungsgestell für Hydraulik, Elektrik, Steuerung und Teiletransfer.

FIG-9 Drei Ansichten einer Presse ; die obere Ansicht zeigt die Durchbiegung der belasteten Presse in üblicher Anordnung von Folgeverbundwerkzeugen, in den unteren Ansichten sind die Werk- zeuge bzw. Kurzhubzylinder so angeordnet, dass die Durchbiegung minimiert wird.

FIG-10 Drei Halbschnittdarstellungen durch eine Feinschneidpresse, bei der die Zustellzylinder im Stößel, die Arbeits-und Verriegelungsvorrichtung im Obergurt und die Ringzackenzylinder an der Unterseite des Obergurts angeordnet sind.

FIG-11 Schnitt durch eine Feinschneidpresse mit Arbeitszylinder, Traverse und Abstreifzylinder für Transferwerkzeuge FIG-12 Schnitt durch eine Feinschneidpresse mit Standardaufspannplatten und Ringzackenzylinder, die den Arbeitshub ausführen, sowie Kurzhub-Gegenhalterzylinder für Transferwerkzeuge.

Ausführungsbeispiel Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.

Figur 1 Gezeigt wird eine Ziehpresse in drei Halbschnittdarstellungen, a) Stößel im oberen Umkehrpunkt (OT), b) Blech im eingespannten Zustand bei verriegeltem Stößel und c) Arbeitshubende im unteren Umkehrpunkt (UT).

Figur 1 zeigt eine Lösung, bei der der Stößel 2 nach dem Zustellhub 31 mit dem Untergurt 1 verriegelt wird und der Arbeitszylinder 40 den Arbeitshub 30 ausfährt. Der Stößel 2 und das Werkzeug 70 werden über Zentrierbolzen 37 mit dem Untergurt 1 verbunden. Stößel 2, Untergurt 1 und Werkzeug 20 bilden eine kompakte Einheit ; die Blechhalterzylinder 25 sind als Kurzhubzylinder ausgebildet und fuhren bei optimal abgestimmtem Werkzeug 20 einen Hub aus, der kleiner als 1 mm ist. Die Werkzeughöhe kann mit Hilfe von Distanzplatten 33 in den Einbauraum eingepasst werden.

Im Stößel 2 sind Verriegelungsvorrichtungen 4 angeordnet, deren Zugstangen 5 über Muttern 52 mit dem Untergurt 1 fest verbunden sind. Die Außendurchmesser der Kolben 7 sind um einen Ringquerschnitt kleiner als die Innendurchmesser der Druckräume 9. Die Zustellzylinder 14, die im Untergurt 1 ange- ordnet sind, halten bei verschlossenen Druckräumen 17 den Stößel 2 in der OT-Position (FIG-la). Die Presse befindet sind in der oberen Ausgangsposition, die Druckräume 9 sind druckbeaufschlagt. Da die Zugstangen 5 und die Kolbenstangen 6 die gleichen Durchmesser aufweisen, befindet sich der Stößel 2 im Kräftegleichgewicht.

Beim Zustellhub 31 wird der Stößel 2 über die druckbeaufschlagten Zylindenäume 16 und den geregelten Druckmittelabfluss der Zylinderräume 17 nach unten gefahren, dabei umspült das vorgespannte Druck- mittel im Druckraum 9 den Kolben 7 von der einen zur anderen Kolbenseite mit geringem Widerstand, bis die Stößelunterkante auf die Distanzplatten 33 auftrifft. Gleichzeitig treffen die als Dichtkanten ausge- bildeten Profile der Kolben 7 auf die Dichtungen 8 und trennen den einen Druckraum 9 in zwei Druck- räume 9 und 10 ; die Dichtkanten der Kolben 7 können über Muttern 52 axial zur Dichtung 8 verstellt werden. Da die Druckräume 10 nur wenige cm3 Kompressionsvolumen aufweisen, wird bei Druck- entlastung dieser Räume die Verriegelungskraft sofort wirksam. Die Kraft der Verriegelungsvonichtung 4 muss größer sein als die Summe der Arbeits-und Blechhalteranpresskraft der Zylinder 25 und 40. Die Blechhalterzylinder 25 sind als Kurzhubzylinder ausgebildet und erlauben eine dynamische Blechhalter- lcraftregelung beim Ziehprozess.

Der mit dem Untergurt 1 verriegelte Stößel 2 kann große außermittige Belastungen aufnehmen, die durch einen oder mehrere Arbeitszylinder 40, die im Stößel 2 angeordnet sind, eingeleitet werden. In FIG-lb ist die Presse mit verriegeltem Stößel 2 und eingespanntem Blech 24 der druckbeaufschlagten Blechhalter- zylinder 25 dargestellt.

Alternativ kann die Haltekraft zum Tiefziehen aufgeteilt werden in eine Grundlast im äußeren Bereich und eine variabel regelbare Haltekraft im inneren Bereich des Werkzeugs 20. Die äußere Grundlast wird durch die Verriegelungsvorrichtung 4 erzeugt und über die Werkzeugplatte 19, die aus festem und elastischem Material hergestellt ist, auf den Blechhalter 23 übertragen. Die innere Grundlast wird von den dynamisch regelbaren kurzhubigen Blechhalterzylindern 25 erzeugt und ebenfalls auf den Blechhalter 23 übertragen.

Der Arbeitszylinder 40, dessen Kolbenstange mit dem Ziehstempel des Oberwerkzeugs 22 verbunden ist, führt den Arbeitshub 30 aus. Da der Arbeitszylinder 40 nur den Arbeitshub 30, aber keinen Zustellhub 31 ausführt und somit ein geringes Kompressionsvolumen aufweist, können dynamische Druckregelungen den Tiefziehprozess optimieren. Das Ende des Arbeitshubs 30 ist in FIG-lc abgebildet.

Am Ende des Arbeitshubs 30 werden die Blechhalterzylinder 25 druckentlastet und die Druckräume 10 der Veniegelungsvonichtung 4 druckbeaufschlagt, sodass sich ein Kräftegleichgewicht in den Druck- räumen 9 und 10 einstellt, die Verriegelung ist aufgehoben. Der Stößel 2 wird über die druckbeauf- schlagten Zylinderräume 17 nach oben gefahren. Das Werkstück 24.1 wird ausgestoßen, die Presse steht

für einen erneuten Arbeitszyklus bereit. Alle Hydraulikzylinder haben sehr geringe Kompressions- volumen und ermöglichen einen kurzen Arbeitszyklus.

Figur 2 In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Ziehpresse mit Werkzeug im Schnitt nach dem Zustellhub 31 mit verriegeltem Stößel 2 und eingespanntem Blech 24 dargestellt.

Die Zugstangen 5 und die Kolbenstangen 6 der Verriegelungsvorrichtung 4 haben unterschiedliche Durchmesser, die Kolben 7 trennen die Druckräume 9 und 10, sie bilden die Wirkfläcllen AI und A2. Die Kolbenstangen 15 bilden die Wirkflächen A3. Die Zugstangen 5 mit Kolben 7 sind fest mit dem Unter- gurt 1 verbunden. Mit der Einbauraumverstellung 51 kann der Zustellhub 31 auch für unterschiedlich hohe Werkzeuge 20 eingestellt werden. Im Werkzeug 20 können unterschiedliche Blechhalterzylinder (25 A, B) und Membranzylinder 55 angeordnet werden, die auf Blechhalter mit unterschiedlicher Dicke (23 <BR> <BR> <BR> A, B und @@ drucken, um auch schwer zu verformende werkstucke herzuste@en. Da die Blechhalter- und Membranzylinder 25, 55 als Kurzhubzylinder ausgebildet sind und geringe Kompressionsvolumen aufweisen, können Druckänderungen den Tiefziehprozess optimieren und das Blech 24 sofort mit der gewünschten Widerstandskraft halten.

Die Membranzylinder 55 können als Kreis 55A, als Rechteck 55B oder als Zylinder mit beliebiger Kontur 55C im Werkzeug 20 ausgebildet werden, und jeder Zylinder (55) kann mit beliebigem Druck beaufschlagt werden.

Im Folgenden wird ein Arbeitszyklus dieser Ziehpresse beschrieben. Der Stößel 2 befindet sich in der OT-Position, die Druckräume 9,10 und 17 sind druckbeaufschlagt und verschlossen. Beim Zustellhub 31 wird der Stößel 2 durch geregelten Druclccnittelabfluss der Druckräume 17 nach unten gefahren, dabei wird das vorgespannte Druckmittel der Druckräume 10 in die Druckräume 9 über nicht dargestellte Ventile umgeschichtet, bis die Stößelunterkante auf die Einbauraumverstellung 51 auftrifft. Die Druck- räume 10 werden mit dem Tank verbunden, und die Wirkflächen AI der Druckräume 9 drücken den Stößel 2 gegen die Einbauraumverstellung 51. Die Blechhalter- (25A, B) und Membranzylinder 55 werden druckbeaufschlagt und spannen mit den unterschiedlich dicken Blechhaltern (23A, B, C) das Blech 24. Mit der Kraft des Arbeitszylinders 40 wird das Werkstück tiefgezogen. Während des Tiefzieh- prozesses können die Kräfte der Blechhalter-und Arbeitszylinder (25,40) durch dynamische Druck- änderungen verfahrensbedingt optimiert werden.

Am Ende des Arbeitshubs 30 werden die Druckräume 10 druckbeaufschlagt, die Stößelverriegelung ist beendet, und über die Wirkflächen A3 der Zustellzylinder 14 wird der Stößel 2 in seine OT-Positic>n gefahren.

Figur 3 Gezeigt wird eine weitere Ziehpresse in drei Halbschnittdarstellungen, aD Stößel im oberen Umkehrpunkt (OT), b) Blech im eingespannten Zustand bei verriegeltem Stößel und c) Arbeitshubende im unteren Umkehrpunkt (UT).

Figur 3 zeigt eine Lösung, bei der alle Zylinder im Untergurt 1 angeordnet sind. Die Zugstangen 5 und die Kolbenstangen 6 der Verriegelungsvorrichtung 4 haben unterschiedliche Durchmesser. Die Außen- durchmesser der Kolben 7 sind um einen Ringquerschnitt kleiner als die Innendurchmesser der Druck- räume 9, die Wirkflächen AI und A2 befinden sich am Kolben 7. In den Kolbenstangen 6 sind die Druck- räume 17 der Zustellzylinder 14 integriert mit den Kolbenstangen 15 wad Wirkflächen A3. Der Stößel 2 ist so einfach gestaltet, dass er auch als Werkzeugoberteil dienen und bei einem Werkzeugwechsel gemeinsam mit Unterwerkzeug, Blechhalter 23 und eventuell Blechhalterzylinder 25 ausgetauscht werden kann.

Im folgenden wird ein Arbeitszyklus dieser Tiefziehpresse beschrieben. Der Stößel 2 befindet sich in der OT-Position, die Druckräume 9,10 und 17 sind druckbeaufschlagt und verschlossen. Beim Zustellhub 31 wird der Stößel 2 durch geregelten Druckmittelabfluss aus Druckraum. 17 nach unten gefahren. Dabei wird das vorgespannte Druckmittel vom Druckraum 9 an den Außenkanten der Kolben 7 vorbei umge- schichtet, bis die Stößelunterkante auf die Distanzplatten 33 auftrifft. Aleichzeitig trennen die Kolben 7 die Druckräume 9 und 10. Da die Druckräume 10 nur wenige cm3 Kompxessionsvolumen aufweisen, wird bei Druckentlastung dieser Räume die Vemiegelungskraft sofort wirksam. Die weitere Beschreibung des Tiefziehprozesses kann Figur 1 entnommen werden.

Figur 4 In dieser Abbildung wird eine Presse mit verriegeltem Stößel für die hnenhochdruckumforrnung (IHU) in drei Halbschnittdarstellungen gezeigt, a) Stößel im oberen Umkehlpwilct (OT), Rohr eingelegt, b) Rohr im eingespannten Zustand, Füllrohr axial angepresst, bei verriegeltem Stößel und c) Rohr durch IHU verformt Figur 4 zeigt eine Lösung, bei der der Stößel 2 nach dem Zustellhub 3 1 mit dem Untergurt 1 verriegelt wird, um rohrförmige Teile durch hohen Innendruck zu verformen. Der Stößel 2, das Unterwerkzeug 35 und Oberwerkzeug 36 werden über Zenttierbolzen 37 mit dem Untergurt 1 verbunden. Stößel 2, Untergurt 1 und Werkzeug bilden eine kompakte Einheit.

Der Stößel 2 und der Untergurt 1 sind für die IHU-Umformung mit hohem Widerstanchnoment aus- gebildet.

Die Abstimmung zwischen Unterwerkzeug 35 und Oberwerkzeug 36, Distanzplatte 33 und Dichtung 8 erfolgt so, dass bei geschlossenem und vorgespanntem Werkzeug (35, 36) die Distanzplatte 33 den Stößel

2 nicht berührt sondern einen geringen Spalt 78 aufweist, sodass die Kraft der Verriegelungsvorrichtung 4 das IHU-Werlczeug zusammendrückt.

Die Funktionsbeschreibung entspricht der Ausführung nach Figur l.

In FIG-4b ist die Presse mit verriegeltem Stößel 2, eingespanntem Rohr 34 und axial angepresstem Füll- rohr dargestellt.

Die Hochdruckmnformang entspricht dem IHU-Verfahren und wird hier nicht im Detail beschrieben. Das Ende der Umformung ist in FIG-4c abgebildet.

Am Ende der Umformung werden die Druckräume 10 der Verriegelungsvorrichtung 4 druckbeaufschlagt, sodass sich ein Kräftegleichgewicht in den Druckräumen 9 und 10 einstellt, die Verriegelung ist aufge- hoben. Der Stößel 2 wird über die druckbeaufschlagten Zylinderräume 17 nach oben gefahren. Das Werkstück 39 wird entnommen, die Presse steht für einen erneuten Arbeitszyklus bereit Figur 5 In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Presse für das Außen-Hochdruck-Umformen (AHU) mit Werk- zeug abgebildet ? a) Presse in der Ausgangsposition mit entnommenem Ziehteil und eingelegter Platine, b) Blech im eingespannten Zustand bei verriegeltem Stößel und c) Arbeitshub-Ende im unteren Umkehr- punkt (UT).

Im Stößel 2 sind Verriegelungsvorrichtungen 4 angeordnet, deren untere Zugstangen 5 mit dem Untergurt 1 fest verbunden sind. Ein Druckbehälter 71 mit Ziehring 74 ist mittig im Untergurt 1 angeordnet. Der Ziehstempel 73 ist oben mit dem Kolben 41 des Arbeitszylinders 40 verbunden und wird im unteren Bereich durch das Werkzeugoberteil 75 gefiihrt.

Die Beschreibung des Zustellhubs 31 kann der Figur 1 entnommen werden. Nach Entlastung der Druck- räume 10 wird der Stößel 2 mit der Kraft der druckbeaufschlagten Fläche gegen den Untergurt 1 gezogen.

Die Blechhalterkraft ergibt sich aus der Differenz der Kräfte : Verriegelungskraft minus Arbeitskraft. Der Ziehprozess kann mit einer Vierpunktregelung der Blechhalterkraft erfolgen, dabei können die Drücke in den Druckräumen 9 und 10 prozessbedingt verändert werden.

Der Arbeitszylinder 40 führt bei beliebiger Blechhalterkraft den Arbeitshub 30 aus. Während der Um- formung wird die Platine 24 durch hohen Druck im Druckbehälter 71 gegen den Ziehstempel 73 gedrückt. Am Ende des Arbeitshubs wird zuerst der Druckbehälter 71 und anschließend der Arbeits- zylinder 40 druckentlastet. Durch Druckbeaufschlagung der Druckräume 10 wird die Verriegelungskraft aufgehoben und der Stößel 2 über die Zustellzylinder 14 nach oben gefahren. Das Werkstück 24.1 wird entnommen, die Presse steht für einen neuen Arbeitszyklus bereit.

Figur 6 Tiefziehen mit Zichkissen und mechanisch gekoppeltem Innenstößel mit Blechhalterstößel.

Gezeigt wird eine Ziehpresse in Schnittdarstellungen, a) Stößel im oberen Umkehrpunkt (OT), b) Blech im eingespannten Zustand bei verriegeltem Stößel und c) Arbeitshubende im unteren Umkehrpunkt (UT) Die Tiefziehpresse nach Figur 6 ist für drei unterschiedliche Werkzeugsysteme einsetzbar : Werkzeuge mit Ziehkissen Werkzeuge mit Blechhalter - Werkzeuge mit Kurzhub-Blechhalterzylinder Bei allen Systemen wird die erzeugte Gegenkraft nicht in Verdrängerenergie umgesetzt.

Am Stößel 2 dieser Presse ist ein Innenstößel 44 mit Arbeitszylinder 40 sowie ein Blechhalterstößel 43 mit Blechhalterzylinder 32 angeordnet. Die Blechhalterzylinder haben zwei Funktionen : beim Tiefziehen mit Ziehkissen wirkt der Blechhalterzylinder als Kompensationszylinder des Zichkissenzylinders, beim Tiefziehen mit Blechhalter erzeugt er die BlechanDresskrafL Mit der Einbauraumverstellung 58 kann der Abstand vom Innenstößel 44 und Blechhalterstößel 43 zur Tischplatte 3 stufenlos eingestellt werden. Das Verstellgewinde der Einbauraumverstellung 58 befindet sich am Außendurchmesser der Verriegelungsvorrichtung 4.

Im Stößel 2 sind Veniegelungsvornchtungen 4 angeordnet, deren Zugstangen 5 über Muttern 52 mit dem Untergurt 1.6 verbunden sind. Die Zustellzylinder 14, die im Untergurt 1 angeordnet sind, halten bei ver- schlossenen Druckräumen 17 den Stößel 2 in der OT-Position (FIG-6a). Die Presse befindet sind in der oberen Ausgangsposition, die Druckräume 9 sind druckbeaufschlagt. Da die Zugstangen 5 und die Kol- benstangen 6 die gleichen Durchmesser aufweisen, befindet sich der Stößel 2 im Kräftegleichgewicht.

Beim Tiefziehen mit Ziehkissen 63 wird der Innenstößel 44 mit dem Blechhalterstößel 43 mechanisch, z. B. durch Keile, verbunden. In der Ausgangsposition sind die Ziehkissenzylinder 42 mit dem erforder- lichen Systemdruck beaufschlagt und drucken das Ziehkissen 63 gegen die Unterseite der Tischplatte 3.

Der Zustellhub 31 des Stößels 2 erfolgt wie in Figur 1 beschrieben.

Nach dem Zustellhub 31 (FIG-6b) ist der Stößel 2 mit dem Untergurt 1 verriegelt und vorgespannt, die Ziehkissenzylinder 42 werden druckbeaufschlagt und drücken das Blech 24 über Ziehkissen 63 und Druckbolzen 62 gegen das Oberwerkzeug 22. Zu Beginn des Arbeitshubs 30 werden die Arbeits-40 und Blechhalterzylinder 32 druckbeaufschlagt. Die Blechhalterzylinder 32 sind mit dem Ziehkissenzylinder 42 hydraulisch verbunden. Beim Arbeitshub 30 wird das verdrängte Druckmittel aus den Ziehkissen- zylindern 42 in die Blechhalterzylinder 32 umgeschichtet. Die Blechhalterzylinder wirken als Kompen- sationszylinder der Ziehkissenzylinder 42, d. h. die Kraft des Arbeitszylinders 40 kann vollständig in Umformarbeit umgesetzt werden, da die Gegenkraft der Ziehkissenzynnder 42 so groß wie die Kraft der Blechhalterzylinder 32 ist.

Am Ende des Arbeitshubs 30 (FIG-6c) werden die Arbeits-40 und Blechhalterzylinder 32 druckentlastet und die Druckräume 10 der Voniegelungsvoilichtung 4 druckbeaufschlagt, sodass sich ein Kräftegleich- gewicht in den Druckräunen 9 und 10 einstellt, die Verriegelung ist aufgehoben. Der Stößel 2 wird über die druckbeaufschlagten Zylindeiräume 17 der Zustellzylinder 14 nach oben gefahren. Die Blechhalter- zylinder 32 werden über die Kolbenstangenfläche nach oben gefahren, dabei wird das Druckmittel von der Kolbenseite der Blechhalterzylinder 32 in die Ziehkissenzylinder 42 umgeschichtet und schieben dabei das Ziehkissen 63 gegen die Unterseite der Tischplatte 3. Das Werkstück 24.1 wird durch die Druckbolzen 62 und den Blechhalter 23 ausgestoßen. Die Presse steht für einen erneuten Arbeitszyklus bereit.

Da alle Zylinder vor dem Arbeitshub 30 sich in Endlage befinden, sind ihre Kompressionsvolumen gering und können dynamisch gut geregelt werden.

Figur 7 Tiefziehen mit dem Blechhalter ohne Ziehkissen.

Gezeigt wird eine Ziehpresse in Schnittdarstellungen, a) Stößel im oberen Umkehrpunkt (OT), b) Blech im eingespannten Zustand bei verriegeltem Stößel und c) Arbeitshubende im unteren Umkehrpunkt (UT).

Beim Tiefziehen ohne Ziehkissen aber mit Blechhalter wird die Verbindung zwischen Innenstößel 44 und Blechhalterstößel 43 entfernt, sodass sich der Innenstößel 44 unabhängig vom Blechhalterstößel 43 bewegen kann.

Nach dem Zustellhub 31 ist der Stößel 2 mit dem Untergurt 1 verriegelt und vorgespannt, die Blech- halterzylinder 32 werden druckbeaufschlagt und spannen das Blech 24 gegen das Unterwerkzeug 21.

Beim anschließenden Arbeitshub 30 mit Innenstößel 44 und Arbeitszylinder 40 wird die Blechan- presskraft über den Druck in den Blechhalterzylindern 25 und 32 geregelt. Da alle Zylinder geringe Kompressionsvolumen aufweisen, können dynamische Druckregelungen den Tiefziehprozess optimieren.

Am Arbeitshubende werden die Zylinder 25,32 und 40 druckentlastet und die Verriegelungsvorrichtung 4 entriegelt. Über die Zustellzylinder 14 fährt Stößel 2 in die obere Ausgangsposition. Die Presse steht für einen erneuten Arbeitszyklus bereit Figur 8 In dieser Abbildung wird eine Transferpresse mit Einzelpressen 86 dargestellt, wie sie in den Figuren 1 bis 7 beschrieben sind. Da die oben beschriebenen Pressen 86 nur unwesentlich größer als herkömmliche Ziehwerkzeuge sind, ist es vorteilhaft, die kompletten Pressen 86 mit erprobtem Werkzeug und Transfer- schienen auszutauschen und an die Energieversorgung, Steuerung und den Gesamttransfer des Ver- sorgungsgestells 85 anzuschließen.

Eine Transferpresse, bestehend aus Versorgungsgestell 85 und Einzelpressen mit Werkzeug 86, hat folgende Vorteile : a) Sie benötigt ca. 30-60% weniger Raum und somit geringere Kosten. b) Sie braucht keine Fundamente. c) Sie kommt mit sehr geringer Kühlleistung aus, da keine Ziehkissenverdrängung stattfindet. d) Sie gewährleistet eine hohe Hubfolge, da alle Zylinder sehr geringe Kompressionsvolumen auf- weisen. e) Die Transferschienen mit Greifer für die Werkstücke können an der Einzelpresse 86 erprobt werden. f) Die Einfahrzeit nach dem Werkzeugwechsel ist gering, da die Parameter für Drücke und Geschwindigkeiten von der Einzelpresse 86 übernommen werden.

Figur 9 In dieser Abbildung sind drei unterschiedliche Stufenwerkzeuganordnungen abgebildet. In der oberen Darstellung der FIG-9a sind die Werkzeuge 20 zwischen den Verriegelungsvorrichtungen 4 angeordnet.

Beim Arbeitshub der Werkzeuge A bis D werden Stößel 2 und Untergurt 1 durch die von den Arbeit- zylindem eingeleitete Kraft um den Weg 49 ("fa'4) verformt. Diese großen Durchbiegungen führen an den Werkzeugen zu Schrägstellungen und somit zu vorzeitigem Werkzeugverschleiß und Qualitätseinbußen bei den Werkstücken.

In der Abbildung FIG-9b sind die Werkzeuge A und D rechts und links neben den Verriegelungsvor- richtungen 4 angeordnet. Durch diese veränderte Krafteinleitung kann die Durchbiegung 50 ("fb") des Stößels 2 und des Untergurts 1 minimiert werden.

Eine Durchbiegungskompensation können auch Kurzhubzylinder 83 erreichen, die rechts und links neben den Verriegelungsvorrichtungen 4 angeordnet sind. Dies ist in FIG-9c dargestellt.

Zur Minimierung der Durchbiegung kann in der Maschinensteuerung ein Berechnungsprogramm mit den Widerstandmomenten des Untergurts 1 und des Stößels 2 installiert werden. Der Maschinenbediener kann sich durch Eingabe der Kräfte und Abstände je Station die Durchbiegung anzeigen lassen und durch optimale Werkzeuganordnung die Durchbiegung minimieren.

Eine weitere Minimierung der Durchbiegung ist möglich, wenn bei verriegeltem Stößel 2 die Arbeits- zylinder der Werkzeuge 20 zeitlich versetzt arbeiten, d. h. die auf den Stößel 2 wirkende Gesamtkraft kann durch diese Maßnahme gemindert werden.

Figur 10 Hier ist eine Feinschneidpresse mit einem Feinschneidwerkzeug 45 in drei Halbschnittdarstellungen abgebildet, a) Stößel im unteren Umkehrpunkt (UT), b) Blech mit eingepresster Ringzacke im einge- spannten Zustand bei verriegeltem Stößel, c) Arbeitshubende im oberen Umkehrpunkt (OT).

Der Obergurt 12 wird über Seitenständer 13 nach unten abgestützt und ist oberhalb des Stößels 2 ange- ordnet. Der Zustellhub 31 des Stößels 2 erfolgt von unten nach oben.

Figur 10 zeigt eine Lösung, bei der der Stößel 2 nach dem Zustellhub 31 mit den Obergurt 12 hydraulisch verriegelt wird. Die Ringzackenzylinder 26 sind Kurzhubzylinder die nur die Ringzackenkontur ein- drücken und keinen Arbeitshub ausführen. Zur Abstimmung der Werkzeughöhe ist eine Distanzplatte 33 vorgesehen. fest verbunden sind. Die Außendurchmesser der Kolben 7 sind um einen Ringquerschnitt kleiner als die Innendurchmesser der Druckräume 9, im oberen Bereich verringert sich dieser Durchmesser auf den Außendurchmesser des Kolbens 7. Die Zustellzylinder 14, die im Stößel 2 angeordnet sind, halten bei verschlossenen Druckräumen 17 den Stößel 2 in der UT-Position (FIG-10a). Die Presse befindet sind in der unteren Ausgangsposition, die Druckräume 9 sind druckbeaufschlagt. Da die Zugstangen 5 und dlie Kolbenstangen 6 die gleichen Durchmesser aufweisen, befindet sich der Stößel 2 im Kräftegleichgewicht :.

Beim Zustellhub 31 wird der Stößel 2 über die druckbeaufschlagten Druckräume 17 nach oben gefahran, dabei wird das vorgespannte Druckmittel von den oberen in die unteren Druckräume 9 an den Außenkanten der Kolben 7 vorbei umgeschichtet, bis der Stößel 2 auf die Distanzplatten 33 aufeist.

Gleichzeitig trennen die Kolben 7 den einen Druckraum 9 in zwei Druckräume 9 und 10. Da die Druck- räume 10 nur wenige cm3 Kompressionsvolumen aufweisen, wird bei Druckentlastung die Verriege- lungskraft sofort wirksam. Die Kraft der Verriegelungsvorrichtung 4 muss größer sein als die Summe Mer Arbeits-und Ringzackenanpresskraft der Zylinder 40 und 26. Die Ringzackenzylinder 26 drücken nur Sie Ringzackenkontur ein und fuhren keinen Arbeitshub aus.

Der Obergurt 12 mit dem verriegelten Stößel 2 kann große außermittige Belastungen, z. B. von Folge- verbundwerkzeugen, aufnehmen, die durch einen oder mehrere Arbeitszylinder 40 eingeleitet werden. In FIG-lOb ist die Feinschneidpresse mit verriegeltem Stößel 2, druckbeaufschlagten Ringzackenzylinder 26 und eingespanntem Blech 24 dargestellt.

Der Arbeitszylinder 40, dessen Kolben 41 mit dem Schneidstempel 27 verbunden ist, schneidet sait Arbeitshub 30 das Werkstück 24.1 gegen die Kraft des Gegenhalterzylinders 28 aus dem Blech 24 aus.

Während des Arbeitshubs presst der Ringzackenzylinder 26 die Ringzackenplatte 46 auf das Blech 24, ohne dabei einen Hub auszuführen. Arbeits-und Gegenhalterzylinder (40,28) sind während clcs Arbeitshubs 30 über ein Ventil mit der Druckmittelquelle verbunden ; dabei wird das Druckmittel Les

Gegenhalterzylinders 28 in den Arbeitszylinder 40 umgeschichtet. Das Kompressionsvolumen beider Zylinder ist gering und ermöglicht es, den Feinschneidprozess durch dynamische Druckregelungen zu optimieren. Das Ende des Arbeitshubs 30 ist in FIG-lOc abgebildet.

Nach dem Arbeitshub 30 werden die Ringzackenzylinder 26 druckentlastet und die Druckräume 10 der Verriegelungsvorrichtung 4 druckbeaufschlagt, sodass sich ein Kräftegleichgewicht in den Druckräumen 9 und 10 einstellt ; die Verriegelung ist aufgehoben. Der Stößel 2 wird über die druckbeaufschlagten Zylinderräume 16 nach unten gefahren. Der Gegenhalterzylinder 28 stößt das Werkstück 24.1 aus, der Stößel erreicht die UT-Position, ein neuer Arbeitshub kann eingeleitet werden. Alle Hydraulikzylinder haben sehr geringe Kompressionsvolumen, das ermöglicht beim gesamten Feinschneidprozess eine gute Dynamik mit kurzem Arbeitszyklus.

Alternativ können die Ringzackenzylinder 26 entfallen, wenn die Verriegelungsvorrichtungen 4 die Ring- zackenkraft erzeugen, hierbei müssen die Distanzplatten 33 zur Ringzackenplatte 46 abgestimmt werden.

Figur 11 Hier ist eine Feinschneidpresse mit Folgeverbundwerkzeug im Halbschnitt in der UT-Position dargestellt.

Die Arbeitszylinder 40 sind zwischen den Verriegelungsvorrichtungen 4 an den Außenseiten im Obergurt 12 angeordnet und übertragen die Urnformkraft über die biegesteife Traverse 67 und den Druckbolzen 69 zu den jeweiligen Werkzeugstationen. Die Ringzackenzylinder können bei dieser Ausführungsform entfallen, da die Kraß : zum Eindrücken der Ringzackenkontur von den Verriegelungsvorrichtungen 4 erzeugt wird. Über eine Einbauraumverstellung 51 wird der Zustellhub 31 begrenzt.

Der Arbeitszylinder 40, dessen Kolben 41 über die Traverse 67 und den Druckbolzen 69 mit dem Schneidstempel 27 verbunden ist, schneidet mit Arbeitshub 30 das Teil gegen die Kraft des Gegenhalter- zylinders 28 aus dem Blech 24 aus. Arbeits-und Gegenhalterzylinder (40,28) sind während des Arbeits- hubs 30 über ein Ventil mit der Druckmittelquelle verbunden ; dabei wird das Druckmittel der Gegen- halterzylinder 28 in die Arbeitszylinder 40 umgeschichtet. Die stufenlos verstellbaren Hubbegrenzungen 59 begrenzen den Arbeitshub 30 der Arbeitszylinder 40. Außermittige Belastungen beim Arbeitshub können über die kurzhubigen Abstreif-und Arbeitszylinder 68,40 hydraulisch ausgeglichen werden.

Nach dem Arbeitshub 30 wird der Stößel 2 abgesenkt, über Gegenhalterzylinder 28, Traverse 88 und Druckbolzen 87 wird das Feinschneidteil ausgestoßen. Die Abstreifzylinder 68 drücken anschließend die Traverse 67 mit den Kolben 41 in die Ausgangsposition, dabei werden das Stanzgitter abgestreift und die Butzen ausgestoßen.

Die Presse steht für einen erneuten Arbeitszyklus bereit.

Figur 12 In dieser Abbildung ist eine Feinschneidpresse mit Standardwerkzeugaufnahme für Folgeverbund- werkzeug im Halbschnitt in der UT-Position dargestellt. Die Arbeitszylinder 40 sind im Stößel 2 integriert und können nur den Arbeitshub 30 ausfiihren. Die Arbeitszylinder 40 sind hydraulisch mit den Ringzackenzylindern 66 verbunden, sodass das verdrängte Druckmittel aus den Ringzackenzylindern 66 den Arbeitszylindern 40 zugeführt und so bei gleichbleibender Pumpenleistung die Schnittgeschwindig- keit um das Verdrängervolumen erhöht wird.

Die Zugstangen 5 der Verriegelungsvorrichtung 4 haben einen Absatz 77, der als Hubbegrenzung dient ; der Abstand Unterkante des Obergurts 12 bis zum Absatz 77 entspricht dem Zustellhub 31. Über eine Stößel-Einbauraumverstellung 58 kann der Einbauraum 60 zwischen Anschlag 77 und Stößelplatte 64 stufenlos verändert werden.

Der Gegenhalterzylinder 89 muss beim Arbeitsbub 30 das Feinschneidteil gegen den Obergurt 12 <BR> <BR> <BR> drucken. Da der Gegenhalterzylinder 89 im Stößel 2 integriert ist und mit diesem nach dem Zuste@huo 31 mit dem Obergurt 12 verriegelt wird, muss der Zylinderhub nur wenige mm lang sein. Im dargestellten Beispiel wirken drei Gegenhalterzylinder 89 (Kurzhubzylinder) auf eine Traverse 88, die unterhalb der Stößelplatte 64 angeordnet ist, um Druckbolzen 87 abzustützen.

Beim Arbeitshub 30 schieben die Arbeitszylinder 40 die Stößelplatte 64, das Feinschneidwerkzeug 45, die Druckbolzen 69 mit der Ringzackentraverse 65 und den Kolben des Ringzackenzylinders 66 nach oben. Das verdrängte Druckmittel der Ringzackenzylinder 66 wird den Arbeitszylindern 40 zugeführt