EP1082185B1 - Tiefziehpresse mit durch gewindespindel und spindelmutter angetriebene pressenbär sowie ziehkissen - Google Patents

Tiefziehpresse mit durch gewindespindel und spindelmutter angetriebene pressenbär sowie ziehkissen Download PDF

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EP1082185B1
EP1082185B1 EP99922131A EP99922131A EP1082185B1 EP 1082185 B1 EP1082185 B1 EP 1082185B1 EP 99922131 A EP99922131 A EP 99922131A EP 99922131 A EP99922131 A EP 99922131A EP 1082185 B1 EP1082185 B1 EP 1082185B1
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press
ram hammer
deep drawing
cushion
press according
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    • 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
    • B30B1/18—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 screw means
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a deep drawing press according to the preamble of claim 1 as e.g. from the DE-A-4 304 329 is known.
  • Known deep-drawing presses have a closed one Base frame in which a hydraulic drive cylinder for the press bear and a hydraulic support of the die cushion are stored.
  • the respective guides are comparatively long be designed so that known deep drawing presses are large Total height. It is common to have a part to accommodate the construction height in a pit in the machine foundation.
  • deep drawing presses are indispensable for that Hall roof must be opened to the thermoforming press to be able to insert into the pit of the machine foundation since the hall doors are usually not sufficient are large.
  • a deep-drawing press is also known (DE 43 04 329 A1), whose plunger supporting the upper tool by several hydraulic Drive elements is moved.
  • This well-known Thermoforming press is particularly sensitive to asymmetrical Loads that cause the top tool can tilt during its stroke.
  • the invention is based on the object that on the one hand the overall height is as low as possible, and on the other hand a perfect parallel guidance of the driven Press elements even with eccentric load application is possible over the entire travel path, with the deep-drawing press is comparatively inexpensive to manufacture, without special construction measures in the hall floor and on the hall roof can be installed in normal machine halls and the movement of the movable press parts is simple and is precisely controllable.
  • the die cushion has an input or output with a spindle and spindle nuts can be lowered, the attachment or The output of all four spindles is coupled without slip there is no need for special vertical guides for the die cushion.
  • the base plate 1a of a lower press part is on a foundation 17 1 anchored.
  • the lower press part 1 carries Guide columns 3, on which a press bear 2 is guided.
  • On the press bear 2 is a drawing die as the upper part of the tool 7a clamped with a lower tool part 7b interacts.
  • the lower tool part 7b is with his Tool base plate 10 on the press table of the lower press part 1 spanned.
  • the tool base plate 10 is penetrated by drawing pins 9, who wear a drawing ring 8 on which a drawing plate 11 is available as a blank for a drawing process.
  • the drawing pens 9 are in guide holes 1c of the lower press part 1 out and are supported on a die cushion 12 from.
  • spindle nuts 14 On the die cushion 12 are spindle nuts 14 for the Engagement with threaded spindles 13 attached.
  • the threaded spindles 13 are each made of angular gear 15b and drive motor 15a existing motor angular gear unit 15 driven. Between the threaded spindle 13 and the lower press part 1 or its base plate 1a a pressure measuring element 16 is provided, according to its signals the associated drive motor 15a is controlled.
  • the die cushion 12, the motor - angle gear units 15 and the Threaded spindles 4 are inside a receiving space 1b of the lower press part 1 arranged.
  • spindle nuts 5 non-rotatably and immovably fastened in the threaded spindles 4 engage, which is rotatably mounted in the press bear 2 are.
  • On the top of the press bear 2 is for each threaded spindle 4 a motor angular gear unit 6 is attached, whose motor 6a by means of the bevel gear 6b Screw 4 drives.
  • the motors 6a, the angular gear 6b or the threaded spindles 4 can by a slip-free connection to be coupled so that a one-sided introduction of force into the press bear 2 at Closing of the tool 7 to prevent the press bear from tilting 2 can lead.
  • the guide columns 3 of the press bear 2 therefore remain largely free of lateral forces.
  • the average size next to the deep drawing press schematically shown operator clarifies that the Drawing plate 11 inserted into the deep-drawing press at shoulder height and can be removed from it without parts of the Thermoforming press to be laid below the level of the foundation have to. There is also a stage for the operator not mandatory.
  • each guide column 3 is a threaded spindle in the corner areas of the press bear 2 4 arranged by a motor-angle gear unit 6 is rotated.
  • the drive motors 6a are among each other connected by electrical waves, not shown. As a result, the clamping surfaces of the press bear 2 run exactly parallel to their starting position.
  • the die cushion 12 is by four in motor angular gear units arranged in the corner regions of the die cushion 12 15, the slip-free electric or are mechanically connected to each other on tilting movements prevented.
  • the top view of FIG. 4 represents the lower tool part 7b without drawing plate 11.
  • the lower press part 1 are a plurality of guide holes above the die cushion 12 1c provided, only a few of which are under the pull ring 8 lying guide holes 1 c occupied by drawing pins 9 are.

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Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Tiefziehpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie z.B. aus der DE-A- 4 304 329 behannt ist.
STAND DER TECHNIK
Bekannte Tiefziehpressen haben einen geschlossenen Grundrahmen, in dem ein hydraulischer Antriebszylinder für den Pressenbär und eine hydraulische Abstützung des Ziehkissens gelagert sind. Für eine ausreichende Führung des Pressenbärs und des Ziehkissens müssen bei entsprechend großen Hüben die jeweilige Führungen vergleichsweise lang ausgebildet sein, so daß bekannte Tiefziehpressen eine große Gesamthöhe aufweisen. Dabei ist es üblich, einen Teil der Bauhöhe in einer Grube im Maschinenfundament unterzubringen. Für einen Einbau der Tiefziehpresse an dem Maschinenstandort ist es wegen der großen Bauhöhe bekannter Tiefziehpressen in den meisten Fällen unerläßlich, daß das Hallendach geöffnet werden muß, um die Tiefziehpresse von oben in die Grube des Maschinenfundaments einsetzen zu können, da die Hallentüren üblicherweise nicht ausreichend groß bemessen sind.
Die bekannten hydraulischen Tiefziehpressen sind nicht nur groß und schwierig einzubauen, sie sind auch vergleichsweise teuer.
Es ist auch eine Tiefziehpresse bekannt (DE 43 04 329 A1), deren das Oberwerkzeug tragender Stößel durch mehrere hydraulische Antriebselemente bewegt wird. Diese bekannte Tiefziehpresse ist besonders empfindlich gegen unsymmetrische Belastungen, die dazu führen, daß das Oberwerkzeug während seines Hubes verkanten kann.
DIE ERFINDUNG
Ausgehend von den als bekannt vorausgesetzten Tiefziehpressen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, daß einerseits die Gesamtbauhöhe möglichst niedrig ist, und daß andererseits eine einwandfreie Parallelführung der angetriebenen Pressenelemente auch bei exzentrischem Lastangriff über den gesamten Verfahrweg möglich ist, wobei die Tiefziehpresse vergleichsweise preisgünstig herstellbar ist, ohne besondere Baumaßnahmen im Hallenboden und am Hallendach in üblichen Maschinenhallen installiert werden kann und der Bewegungsablauf der verfahrbaren Pressenteile einfach und genau steuerbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Anordnung mehrerer, miteinander schlupffrei gekoppelter, elektromotorischer Antriebe für ein aus Gewindespindel und Spindelmutter bestehendes Vorschubsystem sowohl für den Pressenbär als auch für das Ziehkissen wird die Gesamtbauhöhe der Tiefziehpresse gegenüber bekannten hydraulischen Tiefziehpressen deutlich verringert. Das aus Gewindespindel und Spindelmutter bestehende Vorschubsystem erlaubt eine Anordnung der Führungsflächen zwischen Pressenbär und Pressenunterteil. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist es nicht mehr erforderlich, den Antrieb für den Pressenbär an einem mit dem Pressenunterteil starr verbundenen Bereich des Maschinengestells abzustützen. Es genügen zwischen Pressenunterteil und Pressenbär sich erstreckende Führungsflächen, beispielsweise in Form von Führungssäulen, und sich bis auf die Oberseite des Pressenbärs in dessen höchster Hubstellung erstreckende Gewindespindeln.
Die gleichen Vorteil ergeben sich auch bei der Anordnung und Führung des Ziehkissens:
Da das Ziehkissen über einen Antrieb bzw. Abtrieb mit Spindel und Spindelmuttern absenkbar ist, wobei der An- bzw. Abtrieb aller vier Spindeln schlupffrei gekoppelt ist, sind besondere Vertikalführungen für das Ziehkissen entbehrlich.
Von besonderem Vorteil erweist es sich, daß die Antriebe und/oder Abtriebe sowohl des Pressenbärs als auch des Ziehkissens über elektrische Wellen schlupffrei verbunden sind. Elektrische Antriebe bzw. Abtriebe haben den wesentlichen Vorteil, daß sie allein über elektrische Verknüpfungen schlupffrei miteinander verbunden werden können, und darüber hinaus haben sie den Vorteil, daß sich die Antriebskennwerte sehr genau programmsteuern lassen. Dies schafft die Möglichkeit, beim Tiefziehvorgang den Pressendruck in Abhängigkeit vom Pressenweg zu verändern, wie dies für das bestmögliche Tiefziehergebnis erforderlich erscheint. Ein solcher programmgesteuerter Ablauf kann äußerst einfach bewerkstelligt werden.
Es ist auch möglich, die Steuerung des Pressendrucks dadurch vorzunehmen, daß man entsprechende Parameter aus Druckelementen auswertet, die zwischen den Antrieben bzw. Abtrieben für das Ziehkissen und dem Pressenunterteil angeordnet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSABBILDUNG
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 -
einen Schnitt durch eine Tiefziehpresse in geöffnetem Zustand gemäß Ebene I - I in Fig. 4;
Figur 2 -
den Schnitt durch die Tiefziehpresse in geschlossenem Zustand entsprechend Fig. 1;
Figur 3 -
eine Draufsicht in Blickrichtung gemäß Pfeil III in Fig. 1;
Figur 4 -
einen Schnitt gemäß Ebene IV - IV in Fig. 1.
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Auf einem Fundament 17 ist die Grundplatte 1a eines Pressenunterteils 1 verankert. Das Pressenunterteil 1 trägt Führungssäulen 3, an denen ein Pressenbär 2 geführt wird. An dem Pressenbär 2 ist eine Ziehmatrize als Werkzeugoberteil 7a festgespannt, die mit einem Werkzeugunterteil 7b zusammenwirkt. Das Werkzeugunterteil 7b ist mit seiner Werkzeuggrundplatte 10 auf dem Pressentisch des Pressenunterteils 1 aufgespannt.
Die Werkzeuggrundplatte 10 ist von Ziehstiften 9 durchsetzt, die einen Ziehring 8 tragen, auf dem ein Ziehblech 11 als Rohling für einen Ziehvorgang bereitliegt. Die Ziehstifte 9 werden in Führungsbohrungen 1c des Pressenunterteils 1 geführt und stützen sich auf einem Ziehkissen 12 ab. An dem Ziehkissen 12 sind Spindelmuttern 14 für den Eingriff mit Gewindespindeln 13 befestigt.
Die Gewindespindeln 13 werden von je einer aus Winkelgetriebe 15b und Antriebsmotor 15a bestehenden Motor-Winkelgetriebeeinheit 15 angetrieben. Zwischen der Gewindespindel 13 und dem Pressenunterteil 1 bzw. seiner Grundplatte 1a ist ein Druckmeßelement 16 vorgesehen, nach dessen Signalen der zugehörige Antriebsmotor 15a gesteuert wird. Das Ziehkissen 12, die Motor - Winkelgetriebeeinheiten 15 und die Gewindespindeln 4 sind in einem Aufnahmeraum 1b innerhalb des Pressenunterteils 1 angeordnet.
An dem Pressenunterteil 1 sind außerdem Spindelmuttern 5 undrehbar und unverschieblich befestigt, in die Gewindespindeln 4 eingreifen, die drehbar im Pressenbär 2 gelagert sind. Auf der Oberseite des Pressenbärs 2 ist für jede Gewindespindel 4 eine Motor-Winkelgetriebeeinheit 6 befestigt, deren Motor 6a mittels des Winkelgetriebes 6b die Gewindespindel 4 antreibt. Die Motoren 6a, die Winkelgetriebe 6b oder die Gewindespindeln 4 können durch eine schlupffreie Verbindung miteinander gekoppelt sein, so daß eine einseitige Krafteinleitung in den Pressenbär 2 beim Schließen des Werkzeugs 7 zu keinem Verkanten des Pressenbärs 2 führen kann. Die Führungssäulen 3 des Pressenbärs 2 bleiben daher von Querkräften weitgehend frei.
In dem in Fig. 2 dargestellten, geschlossenen Zustand der Tiefziehpresse haben sich die Gewindespindel 4 durch die Spindelmuttern 5 hindurch nach unten geschraubt und den Pressenbär 2 mit den darauf befestigten Motor-Winkelgetriebeeinheiten 6 abgesenkt. Die Ziehstifte 9 sind von dem Werkzeugoberteil 7a nach unten gedrückt worden. Dadurch ist das Ziehkissen 12 ebenfalls nach unten verschoben, da das Gewinde der Gewindespindeln 13 nicht selbsthemmend ist. Der Widerstand, den das Ziehkissen 12 der Abwärtsbewegung entgegensetzt, wird allein durch die Antriebsmotoren 15a erzeugt und richtet sich nach der Haltekraft, mit der das Ziehblech zwischen Werkzeugoberteil 7a und Ziehring 8 gespannt werden soll. Die Haltekraft kann durch Änderung des Motordrehmoments leicht den unterschiedlichen Erfordernissen angepaßt werden.
Die in Durchschnittsgröße neben der Tiefziehpresse schematisch dargestellte Bedienungsperson verdeutlicht, daß das Ziehblech 11 in Schulterhöhe in die Tiefziehpresse eingelegt und aus ihr entnommen werden kann, ohne daß Teile der Tiefziehpresse unter das Niveau des Fundaments verlegt werden müssen. Auch eine Bühne für die Bedienungsperson ist nicht erforderlich.
Zur Führung des Pressenbärs 2 sind vier Führungssäulen 3 vorgesehen, wie Fig. 3 zeigt. Neben jeder Führungssäule 3 ist in den Eckbereichen des Pressenbärs 2 eine Gewindespindel 4 angeordnet, die von einer Motor-Winkelgetriebeeinheit 6 gedreht wird. Die Antriebsmotoren 6a sind untereinander durch nicht dargestellte elektrische Wellen verbunden. Hierdurch werden die Aufspannflächen des Pressenbärs 2 exakt parallel zu ihrer Ausgangsstellung geführt.
Auf die gleiche Weise ist das Ziehkissen 12 durch vier in den Eckbereichen des Ziehkissens 12 angeordnete Motor-Winkelgetriebeeinheiten 15, die schlupffrei elektrisch oder mechanisch miteinander verbunden sind, an Kippbewegungen gehindert. Die Draufsicht der Fig. 4 stellt das Werkzeugunterteil 7b ohne Ziehblech 11 dar. Im Pressenunterteil 1 sind über dem Ziehkissen 12 eine Vielzahl von Führungsbohrungen 1c vorgesehen, von denen nur einige unter dem Ziehring 8 liegende Führungsbohrungen 1c durch Ziehstifte 9 belegt sind.

Claims (19)

  1. Tiefziehpresse mit einem Pressenunterteil (1), welches ein Werkzeugunterteil (7b) trägt, mit einem vertikal entlang einer Führung verfahrbaren Pressenbär (2), der ein Werkzeugoberteil (7a) trägt, ferner mit einem unterhalb des Werkzeugunterteils (7b) angeordneten, vertikal in unterschiedliche Richtungen verfahrbaren Ziehkissen (12), dessen Bewegung mittels in Führungsbohrungen (1c) des Pressenunterteils (1) geführter Ziehstifte (9) auf ein für ein Ziehblech (11) vorgesehenes Auflageelement des Werkzeugunterteils (7b) übertragbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Antrieb des Pressenbärs (2) mittels zueinander paralleler, vertikaler, sich zwischen Pressenunterteil (1) und Pressenbär (2) erstreckender Gewindespindeln (4) erfolgt, die jeweils mit Spindelmuttern (5) zusammenwirken, wobei die gedrehten Antriebselemente schlupffrei miteinander gekoppelt sind, wobei die Führung des Pressenbärs (2) über vom Pressenunterteil (1) vertikal und parallel zu den Gewindespindeln (4) sich erstreckende, fest mit dem Pressenunterteil (1) verbundene Führungsflächen erfolgt, und
    daß das Ziehkissen (12) einen elektromotorischen Antrieb bzw. Abtrieb mittels vertikal sich erstreckender Gewindespindeln (13) und Spindelmuttern (14) aufweist, wobei die gedrehten Antriebs- bzw. Abtriebselemente schlupffrei miteinander gekoppelt sind.
  2. Tiefziehpresse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe und/oder Abtriebe über elektrische Wellen verbunden sind.
  3. Tiefziehpresse nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (4) für den Antrieb des Pressenbärs (2) jeweils mit Spindelmuttern (5) zusammenwirken, welche fest im Pressenunterteil (1) angeordnet sind.
  4. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (13) für den Antrieb bzw. Abtrieb des Ziehkissens (12) mit Spindelmuttern (14) zusammenwirken, welche fest mit dem Ziehkissen (12) verbunden sind.
  5. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe elektrische Motor-Winkelgetriebeeinheiten (6; 15) sind.
  6. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Antrieben für das Ziehkissen und dem Pressenunterteil (1) Druckmeßelemente (16) angeordnet sind.
  7. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte der Antriebseinheiten für den Pressenbär (2) während der Bewegung des Pressenbärs (2) programmgesteuert veränderbar sind.
  8. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte der Antriebs- bzw. Abtriebseinheiten des Ziehkissens (12) während der Bewegung des Ziehkissens (12) programmgesteuert veränderbar sind.
  9. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte der Antriebs- bzw. Abtriebseinheiten in Abhängigkeit von aus den Druckmeßelementen (16) stammenden Signalen veränderbar sind.
  10. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Kennwerte für die Antriebs- bzw. Abtriebseinheiten des Ziehkissens (12) in Abhängigkeit von der Bewegung des Pressenbärs (2) veränderbar sind.
  11. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen an Führungssäulen (3) vorgesehen sind, die sich von dem Pressenunterteil (1) durch den Pressenbär (2) erstrecken.
  12. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe des Pressenbärs (2) und/oder die Antriebe des Ziehkissens (12) mit den Gewindespindeln (4 bzw. 13) verbunden sind.
  13. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe des Pressenbärs (2) und/oder die Antriebe des Ziehkissens (12) mit den Spindelmuttern (5 bzw. 14) verbunden sind.
  14. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Ziehkissen (12) gemeinsamen mit den Antrieben innerhalb eines zentralen, im Pressenunterteil (1) vorgesehenen Aufnahmeraums (1b) angeordnet sind.
  15. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Auflageelement für das Ziehblech (11) von einem Ziehring (8) gebildet ist.
  16. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde zwischen Gewindespindel (13) und Gewindemutter (14) für den Antrieb bzw. Abtrieb des Ziehkissens (12) nicht selbsthemmend ausgebildet sind.
  17. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (13) des Antriebs bez. Abtriebs des Ziehkissens (12) in den vier Eckbereichen des im Grundriß rechteckigen Ziehkissens (12) angeordnet sind.
  18. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (4) des Antriebs für den Pressenbär (2) in den vier Eckbereichen des im Grundriß rechteckigen Pressenbärs (2) angeordnet sind.
  19. Tiefziehpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe des Pressenbärs (2) lageunveränderlich auf dem Pressenbär (2) befestigt sind.
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