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Dokumentenidentifikation DE102005026818B4 31.05.2007
Titel Ziehkissenvorrichtung mit NC-Antrieben
Anmelder Müller Weingarten AG, 88250 Weingarten, DE
Erfinder Frank, Ulrich, Dipl.-Ing., 88370 Ebenweiler, DE;
Darr, Uwe, Dipl.-Ing., 99094 Erfurt, DE;
Reichenbach, Rainer, 88281 Schlier, DE;
Spießhofer, Thomas, Dipl.-Ing., 88697 Bermatingen, DE;
Engler, Gebhard, Dipl.-Ing., 88521 Ertingen, DE;
Müller, Markus, Dr.-Ing., 99189 Gebesee, DE
Vertreter Weidner Stern, Patentanwälte, 99084 Erfurt
DE-Anmeldedatum 09.06.2005
DE-Aktenzeichen 102005026818
Offenlegungstag 26.01.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B21D 24/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21D 24/14(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Ziehkissen-Vorrichtung für eine Umformpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bei dieser Lösung werden die Kraft und die Bewegung des Blechhalters mittels Elektromotoren gesteuert.

Stand der Technik

Mechanische und hydraulische Pressen sind Maschinen der Umformtechnik zur Bearbeitung von Werkstücken und insbesondere Blechteilen. Zum Umformen von Ziehteilen ist es erforderlich, das Werkstück in spezieller Weise zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug der Presse einzuspannen, wobei verschiedenartige Blechhaltesysteme bekannt sind. Aus der Zeitschrift Bleche Rohre Profile 39 (1992), Seiten 44 bis 48, sind Zieheinrichtungen bekannt geworden, die teilweise ein aufwendiges System mit Steuerung beinhalten, um eine gezielte Übertragung der Blechhaltekräfte zu ermöglichen. Bei Ziehpressen unterscheidet man zwischen den so genannten doppelt wirkenden und einfach wirkenden Pressen, wobei bei doppelt wirkenden Ziehpressen der den Pressenstößel umgebende Blechhalterstößel eine gegenüber diesem voreilende Bewegung durchführt und im nachfolgenden Stillstand das Blech so lange gezielt und ggf. geregelt nachgebend festhält, bis der Umformvorgang am Werkstück beendet ist. Eine solche Regelung der Blechhaltekraft während des Ziehvorgangs zeigt beispielsweise die DE 36 40 507 C2.

Bei dieser bekannten Einrichtung werden zur Steuerung bzw. Regelung der Drücke in den Blechhaltergarnituren und damit zur Regelung der Blechhalterkraft Proportional- oder Servoventile eingesetzt, wobei dem Blechhalterzylinder ein Sensor zugeordnet ist, der über ein Steuergerät die gewünschte Druckänderung im Blechhalterzylinder in Abhängigkeit von dem jeweiligen Ziehfortschritt mittels der Proportional- oder Servoventile regelt.

Bei einfach wirkenden Pressen ist demgegenüber nur ein einfacher Pressenstößel vorhanden. Durch eine Anordnung eines zusätzlichen Ziehapparates im Pressentisch wird bei einfach wirkenden Pressen ein Ziehstempel auf der Aufspannplatte eines Pressentisches befestigt, während ein zusätzlicher Blechhalter auf ihm verschiebbar gelagert ist und von unten her über mehrere Druckstifte unter Einwirkung einer Druckwange steht. Dabei ist die Ziehmatrize am Pressenstößel befestigt (Bleche Rohre Profile, 39 (1992), Seiten 44 und 45).

In der DE 32 42 705 C2 ist eine einfach wirkende Ziehpresse offenbart, bei welcher die im Pressentisch angeordnete Druckwange von mehreren Zylindereinheiten mit örtlich unterschiedlicher Kissenkraft beaufschlagbar ist, um insbesondere auch asymmetrische große Ziehteile mit örtlich unterschiedlich erwünschten Kräften bearbeiten zu können. Durch diese unterschiedliche Regelung der Kräfte an einer Druckwange kann ein unterschiedliches Ziehvermögen in den jeweiligen Bereichen eines Werkstücks durch gezielte Veränderung des Ziehspaltes erreicht werden.

Für Werkstücke, die eine asymmetrische Kraftbeaufschlagung erfordern, können damit unterschiedliche Drücke zur Blechhalterung erzeugt werden. Es folgt eine Kraftregulierung für eine differenzierte Unterstützung der Druckwange, wobei diese die unterschiedliche Kraft auf die Blechhalteeinrichtung bzw. das Werkstück weiterleitet. Aus der EP 01 73 184 B1 ist weiterhin eine für Zieh- und Tiefziehoperationen zu verwendende Presse bekannt, die ebenfalls als einfach wirkende Presse ausgebildet ist und deren hydraulisch abgestützte Druckwange auf das Werkzeugunterteil bzw. den Ziehstempel einwirkt. Auch hier kann durch eine gezielte Druckbeeinflussung der Druckwange der Ziehvorgang am Ziehstempel im Sinne einer Blechverformung beeinflusst werden.

Bei allen oben beschriebenen Ziehkissenvorrichtungen werden zur Aufbereitung einer regelbaren Kraft auf die Druckwange, Hydraulikzylinder eingesetzt. Für die Erzeugung der Wegfunktionen, wie Vorbeschleunigung, Hochlauf, sicherheitsgerechtes Halten in Rastpositionen, Ziehtiefenverstellung sind nicht unerhebliche mechanische, fluid- und steuerungstechnische Aufwendungen erforderlich. Zur Vermeidung von Kollisionen zwischen der Bewegung der Ziehkissen-Vorrichtung und beispielsweise den Formteil-Transportelementen entstehen erhöhte Aufwendungen zur Bewegungskontrolle. Bei der Regelung der Ziehkräfte können hydraulisch bedingt definierte Minimalwerte nicht unterschritten werden.

In jüngster Zeit sind Ziehkissen bekannt geworden, bei denen die Kissenkraft mittels elektrischer Antriebe erzeugt wird.

In der US 54 35 166 A ist eine, die Kissenkraft durch Servoantriebe erzeugende Zieheinrichtung im Tisch einer Presse offenbart, wobei der Servoantrieb über ein Getriebe und Zahnstange mit der Kissenplatte verbunden ist. Dabei können entweder mehrere, jeweils untereinander mechanisch gekoppelte Servoantriebe auf eine gemeinsame Druckwange wirken oder ein Servoantrieb wirkt unabhängig von anderen auf je ein Druckwangenelement einer mehrteiligen Druckwange.

Aus der DE 198 21 159 A1 ist eine Vorrichtung im Tisch einer Probierpresse bekannt, deren Druckwange mit Motoren über ein System Spindel-/Spindelmutter so wirkverbunden ist, dass der an der Kissenplatte gegen die Abwärtsbewegung des Stößels erzeugte Widerstand durch die Motoren steuerbar ist. Mit den elektrisch oder mechanisch schlupffrei gekoppelten An- und Abtriebsmotoren soll die Kippungsbewegung der Druckwange verhindert werden.

Für eine Anwendung, insbesondere in Großpressen mit Mehrpunktzieheinrichtungen und einteiliger Druckwange, deren einzelne Druckpunkte einerseits eine untereinander differenzierte Krafteinstellung während des Ziehvorganges ermöglichen und andererseits eine Kippung der Druckwange infolge außermittiger Belastung vermeiden sollen, ist die aus dem Stand der Technik bekannte Synchronkopplung der Druckpunkte untereinander ungeeignet. Die Kopplung erfordert darüber hinaus erhöhte Aufwendungen für den Synchronlauf aller am Antrieb für die Vorbeschleunigung, Stillstand, Hochlauf usw. beteiligten Weg-Übertragungselemente. Den beiden letztgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist gemeinsam, dass den Antriebsmotoren jeweils Linearwandler, in Form einer Zahnstangen-Ritzel-Paarung oder Spindel-Spindelmutter und Umlenkgetrieben mit der entsprechenden mechanischen Übersetzung nachgeordnet sind. Durch die Vielzahl der im Kraftfluss liegenden Elemente ist einerseits die Forderung nach hoher Steifigkeit der Ziehvorrichtung schwierig zu erfüllen und andererseits wird die Dynamik durch den erhöhten Anteil rotatorischer Trägheitsmomente beeinflusst. Darüber hinaus erfordert die Anwendung einer Spindel-Spindelmutter eine erhöhte Baulänge.

Aufgabe und Vorteil der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik, eine Ziehkissen-Vorrichtung so zu verbessern, dass bei Reduzierung des Steuerungs- und Regelungsaufwandes das Regelverhalten verbessert wird und dass bei einer möglichst kompakten Bauform eine variable Kraftverteilung am Blechhalter ermöglicht wird. Des Weiteren soll die Dynamik der motorgetriebenen Druckpunkte durch Reduzierung der insbesondere rotatorischen Trägheitsmomente für eine hohe Leistung der Ziehkissen-Vorrichtung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung angegeben.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die Druckbeaufschlagung auf den Blechhalter mit mindestens einem linearen und/oder rotatorischen Direktantrieb zu regeln und in einer Ziehkissen-Vorrichtung mit NC-Antrieben für jeden Druckpunkt eines Blechhalters einen jeweils von benachbarten Druckpunkten unabhängigen Elektroantrieb einzusetzen, wobei die Elektroantriebe zueinander elektrisch asynchron oder synchron lage- und/oder kraftgeregelt steuerbar sind und mit den Antrieben für die Hauptbewegung des Stößels und/oder den Nebenbewegungen von Werkstücktransportelementen einerseits über eine, zumindest sequentiell, nutzbare Leitwelle und andererseits über Energiespeicher- und/oder Energieaustausch-Module verbunden sind. Dabei sind insbesondere bei Mehrpunkt-Ziehkissen-Vorrichtungen folgende Konfigurationen möglich:

  • – Alle Elektroantriebe können gemeinsam kraft- und lagegeregelt werden.
  • – Von den kraftgeregelten Elektroantrieben wird nur ein Teil zusätzlich lagegeregelt.
  • – Neben den kraftgeregelten Elektroantrieben wird mindestens ein zusätzlicher Elektroantrieb lagegeregelt.

Als kraft- und/oder lagegeregelte Elektroantriebe können einerseits lineare oder rotatorische Direktantriebe und andererseits Servomotoren mit nachgeordneten Linearwandlern eingesetzt werden. Als lineare Direktantriebe sind Linearmotoren im Innen- oder Außenbereich der Druckwange anordenbar.

In vorteilhafter Weise ist das zum Linearmotor gehörende Sekundärteil an der Druckwange befestigt, dem je nach Kraftbedarf ein oder mehrere im Pressentisch gelagerte Primärteile gegenüber stehen. Es ist ebenso möglich, die Primär- und Sekundärteile bezüglich ihrer Anordnung zu vertauschen. Der außen liegende Linearmotor ermöglicht darüber hinaus bei Anwendung von mehrteiligen Druckwangen eine gemeinsame Nutzung von Primär- oder Sekundärteilen durch benachbarte Ziehkissen-Vorrichtungen.

Durch die direkte Energieumsetzung in eine lineare Kraft- und Wegfunktion kann auf aufwändige mechanische, erhöhte Trägheitsmomente verursachende Übersetzungen verzichtet werden. Anstelle von Linearmotoren sind Servomotoren mit nachgeordnetem Linearwandler, beispielsweise einer Spindel/Spindelmutter, Zahnstange/Ritzel oder einem Hebelmechanismus anwendbar. Dabei kann der Servomotor in den rotatorischen Teil des Linearwandlers in kompakter Weise als rotatorischer Direktantrieb integriert werden, wodurch mit Verzicht auf zusätzliche Übertragungselemente infolge reduzierter Trägheitsmomente höhere Leistungen abtriebsseitig möglich sind. Dabei kann beispielsweise eine Spindelmutter einerseits axialfest mit einem rotatorischen Direktantrieb und andererseits mit einer in der Druckwange verdrehfest gelagerten Spindel wirkverbunden sein. Es sind ebenso Linearwandler mit separat angeordneten Servomotor, als so genannte Elektrozylinder mit beispielsweise integrierter Spindel/Spindelmutter möglich.

Es ist ebenso möglich, den Blechhalter mittels einer Kombination aus mindestens einem linearen Direktantrieb und mindestens einem mit einem Elektroantrieb wirkverbundenen Linearwandler zu steuern. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Kraftregelung des Blechhalters vorteilhaft mittels der Elektroantriebe und nachgeordneten Linearwandler, wobei der lineare Direktantrieb die Lageregelung des Blechhalters übernimmt.

Den oben genannten Ausführungen ist gemeinsam, dass das eine Ende des Linearwandlers an der Druckwange angelenkt ist, deren Druckbolzen mit dem Blechhalter des Unterwerkzeuges wirkverbunden sind. Durch die Elektroantriebe erfolgt eine Kraft- und Lageregelung am Blechhalter, der in Verbindung mit der Bewegung des Stößels ein Ziehen der Formteile je Pressenhub ermöglicht. Die einzelnen während des Pressenhubes ablaufenden Bewegungsphasen an der Ziehkissen-Vorrichtung sind in den Ausführungsbeispielen näher erläutert. Mit der Möglichkeit, insbesondere in der Ziehphase, den einzelnen Elektroantrieb zwecks Aufbringung einer Kraft unabhängig von den benachbarten Elektroantrieben zu steuern, können an den zugeordneten Blechhalterzonen voneinander variierende Drücke eingestellt werden. Hierbei können die Elektroantriebe sowohl direkt auf den Blechhalter, als auch auf eine Druckwange, die zwischen den Elektroantrieben und dem Blechhalter angeordnet ist, wirken.

Die Anwendung von Elektroantrieben bietet die Möglichkeit, Energie sowohl zum Elektronetz, als auch zu weiteren in der Anlage befindlichen Elektroantrieben, wie z. B. dem Antrieb für die Hauptbewegung des Stößels für die Nebenbewegung der Werkstücktransportelemente und zwischen den Elektroantrieben der Ziehkissen-Vorrichtung auszutauschen. Dabei ist es vorteilhaft, die während der Ziehphase im Bremsmodus des Elektroantriebes gewonnene Energie rückzuspeisen, wodurch die Energiebilanz der Anlage verbessert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus den Figuren ersichtlich und in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt.

Es zeigen:

1 Ziehkissen-Vorrichtung mit Linearmotoren, erste Ausführung, in einer Schnittdarstellung.

2 Ziehkissen-Vorrichtung mit Linearmotoren, zweite Ausführung, in einer Schnittdarstellung.

3 Ziehkissen-Vorrichtung mit Elektrozylinder in einer Schnittdarstellung.

4 Ziehkissen-Vorrichtung mit rotatorischem Direktantrieb in einer ersten Ausgestaltung in einer Schnittdarstellung.

5 Ziehkissen-Vorrichtung mit Hebelmechanismus.

6 Ziehkissen-Vorrichtung mit rotatorischem Direktantrieb in einer zweiten Ausgestaltung in einer Schnittdarstellung.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die 1 bis 5 zeigen in einer vereinfachten Darstellung den Ausschnitt einer Presse mit im Pressentisch 1 angeordneter Ziehkissen-Vorrichtung 2.

Die im Pressentisch 1 längsgeführte Druckwange 3 steht über Druckbolzen 4 mit dem Blechhalter 5 des Unterwerkzeuges in Wirkverbindung. Zur Erzeugung der einerseits für den Ziehvorgang erforderlichen, gegen das Oberwerkzeug im nicht dargestellten Pressenstößel gerichteten Blechhalterkraft und der andererseits aktiv gesteuerten Wegfunktionen, wie Vorbeschleunigung, Hochlauf einschließlich pick up, Rückfall und Halten in Rastphasen sind zwischen Druckwange 3 und Pressentisch 1 Elektroantriebe 15 angeordnet.

Nach 1 kommen als Elektroantriebe 15 Direktantriebe in Form von Linearmotoren 7 zum Einsatz, deren Primär- und Sekundärteile 8, 9 vorzugsweise zwischen Pressentisch 1 und Druckwange 3 angeordnet sind.

Dabei ist die bedarfsweise Anordnung der Primärteile 8 an der Druckwange 3 oder am Pressentisch 1 möglich. Je nach Kraftbedarf sind entlang der Druckwange 3 mehrere Linearmotoren 7 anordenbar. Dabei können die Linearmotoren 7 entweder gleichzeitig die Führungsfunktion der Druckwange 3 übernehmen oder die Primär- und Sekundärteile 8, 9 sind unabhängig von zusätzlichen Führungselementen angeordnet.

Bei einer Ziehkissen-Vorrichtung mit mehrteiliger Druckwange ist es vorteilhaft, dass benachbarte Druckwangen ein gemeinsames Primär- oder Sekundärteil nutzen. Dabei sind im Fall der Anordnung des Primärteils im Pressentisch die zugehörigen Sekundärteile mit den Druckwangen der benachbarten Ziehkissen-Vorrichtung wirkverbunden. Es ist ebenso denkbar, die Sekundärteile an den Druckwangen anzuordnen, die jeweils mit einem zwischenliegenden, gemeinsam nutzbaren Primärteil in Wirkverbindung stehen.

Bei einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung nach 2 sind für eine Ziehkissen-Vorrichtung 2 in Mehrpunktausführung die kraft- und lagegeregelten Linearmotoren 7 im Innenbereich der Druckwange 3 angeordnet. Während die jeweils sich an der Druckwange 3 abstützenden Sekundärteilaufnahmen 6 der Lagerung von Sekundärteilen 9 dienen, sind die im Pressentisch 1 gelagerten Primärteilaufnahmen 17 mit dem zum Linearmotor 7 gehörenden Primärteil 8 verbunden. Für bedarfsweise erhöhte Kräfte ist es vorteilhaft, jeweils zwischen der Sekundär- und Primäraufnahme 6, 17 mehrere Sekundär- und Primärteile 9, 8 geschachtelt anzuordnen.

In der Ausgestaltung nach 2 werden dazu Ringräume so genutzt, dass sich sowohl an der Außen- und Innenseite des vollen Ringraumes der Sekundärteilaufnahme 6 Sekundärteile 9 befinden, die jeweils mit den Primärteilen 8 an der Außen- und Innenseite des hohlen Ringraumes der Primärteilaufnahme 17in Wirkverbindung stehen.

Die einzelnen Druckpunkte können mit separaten Führungen für den Linearmotor 7 versehen werden oder die Führung ist in den Ringräumen der Sekundärteil- und Primärteilaufnahmen 6, 17 integriert.

Allen vorgenannten Ausgestaltungen ist gemeinsam, dass die elektrische Energie des Linearmotors 7 direkt ohne zusätzliche mechanische Übersetzungen als geradlinige Wegfunktion über die Druckwange 3 auf den Blechhalter 5 wirkt.

3 zeigt eine Ziehkissen-Vorrichtung 2 nach einer dritten Ausgestaltung mit auf die Druckwange 3 wirkenden Elektrozylindern 10. Die Elektrozylinder 10 sind im Innenbereich der Druckwange 3 angeordnet und stützen sich im Pressentisch 1 ab. Als Linearwandler 16 kommt in dieser Ausgestaltung ein System Spindel/Spindelmutter 12, 11 zum Einsatz. Die mit der Druckwange 3 verbundene Spindelmutter 11 ist drehfest, und axial synchron mit der Druckwange 3 beweglich. Die zugehörige Spindel 12 ist axialfest im Pressentisch 1 drehbar gelagert. Das von der Spindelmutter 11 abgewandte Ende der Spindel 12 steht über eine Kupplung 13 mit einem Servomotor 14 in Wirkverbindung. Je nach Energiebedarf können anstelle eines großen Servomotors auch mehrere, beispielsweise zwei kleinere Servomotoren 14 mit einem nachgeordneten Verteilergetriebe zum Einsatz kommen.

Es ist ebenso möglich, entsprechend 4 mit Verzicht auf zusätzliche Übertragungselemente, den Servomotor 14 direkt in den rotatorischen Teil des Linearwandlers 16 zu integrieren. Dazu ist es vorteilhaft, beispielsweise die verlängerte Welle 18 einer Spindel 12 als Rotor 19 des Servomotors 14 zu nutzen.

Innerhalb des Pressenzyklus wiederholen sich in der Ziehkissen-Vorrichtung 2 mit NC-Antrieben folgende Funktionen:

Vor dem Aufsetzen des am nicht dargestellten Stößel befestigten Oberwerkzeuges auf dem im Unterwerkzeug befindlichen Blechhalter 5, wird der Blechhalter 5 mit der zur Umformung vorgesehenen Platine oder Formteil zwecks Vermeidung einer nachteiligen Auftreffstoß-Belastung in Richtung der Stößelbewegung vorbeschleunigt. Dazu wird der Elektroantrieb 15, entweder als Servomotor 14 oder Linearmotor 7 in Wirkverbindung mit einem Wegmeßsystem oder über Leitwelle zur Stößelbewegung angesteuert, sodass nach einem definierten Beschleunigungsweg das Oberwerkzeug auf den Blechhalter 5 mit einer verbleibenden Relativgeschwindigkeit auftrifft. Nach dieser Wegfunktion wird in der Auftreffphase der Elektroantrieb 15 in den Bremsmodus umgesteuert, wodurch der Elektroantrieb 15 durch widerstandsgesteuerte Bremsung im Generatorbetrieb die Kraftfunktion zur Erzeugung der für die Umformung der Platine oder des Formteiles erforderlichen Ziehkraft übernimmt. Die Bewegung der Druckwange 3 erfolgt während des Ziehvorgangs passiv durch die Bewegung des Stößels, wobei die in dieser Phase gewonnene Energie vorteilhaft in den Energiekreislauf der Anlage rückgespeist werden kann.

Es ist möglich, in dieser Ziehphase sowohl die Ziehkraft je Elektroantrieb 15 zu variieren, als auch zeitlich differierende Ziehkräfte zwischen benachbarten Elektroantrieben 15 entsprechend den technologischen Anforderungen einzustellen. Nach Durchlauf des unteren Umkehrpunktes der Presse können sich an die vorangegangene Kraftfunktion folgende Wegfunktionen an der Ziehkissen-Vorrichtung 2 anschließen.

Bei unverzögerter Hochlaufbewegung folgt die Druckwange 3 der aufwärtsgerichteten Stößelbewegung zwecks Auswerfens des umgeformten Ziehteiles synchron. Dazu wird die Bewegungsrichtung der Elektroantriebe 15 gewechselt und die Duckwange 3 im Motormodus aktiv angetrieben.

Es ist ebenso denkbar, bei verzögerter Hochlaufbewegung die Ziehkissen-Vorrichtung 2 nach Durchlauf des unteren Umkehrpunktes in ihrer Tiefstlage zu sperren. Die anschließende Hochlaufbewegung zur Übernahme einer neuen Platine oder Formteil erfolgt verzögert, ab einem definierten Hochlaufstart nach Leitwelle zur Stößelbewegung.

Während der leitwellengesteuerten Wegfunktionen erfolgt eine synchrone Bewegung der Ziehkissen-Vorrichtung 2 sowohl zur Hauptbewegung des Stößels, als auch zur Nebenbewegung von beispielsweise Werkstücktransportelementen, so dass eine Kollisionsfreiheit auch bei engem Toleranzfenster gesichert wird. Bei der Hochlaufbewegung können die vorgenannten Wegfunktionen von allen Elektroantrieben 15 gemeinsam synchron übernommen werden oder die Wegfunktion wird entsprechend dem Energiebedarf nur von einem Anteil der für die Kraftfunktion eingesetzten Elektroantriebe 15 übernommen.

Es ist ebenso denkbar, dass neben den Elektroantrieben 15 für die Kraftfunktion mindestens ein zusätzlicher, beispielsweise zentrisch angeordneter Elektroantrieb 15 für die Wegfunktion eingesetzt wird. Dieser letztgenannte Elektroantrieb 15 kann dabei sowohl ein Direktantrieb in Form eines Linearmotors 7 oder ein Elektrozylinder 10 mit nachgeordnetem Linearwandler 16 sein. Dabei ist es möglich, dass die nicht aktiv am Hochlauf beteiligten Elektroantriebe 15 ihre im Generatormodus gewonnene Energie ebenfalls in den Energiekreislauf der Anlage rückspeisen.

Eine alternative Ausgestaltung des Linearwandlers 16 ist aus 5 ersichtlich, bei dem ein jeweils am Ausgang des Servomotors 14 befindlicher Hebel 20 mit der Druckwange 3 wirkverbunden ist. In der linken Hälfte befindet sich die Druckwange 3 in Höchststellung bei Ziehbeginn. Die Position in der rechten Hälfte stellt die Tiefstlage der Druckwange 3 nach Beendigung der Ziehphase und vor Beginn der Hochlaufphase dar.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach 4 ist in der zweiten Ausgestaltung einer Ziehkissen-Vorrichtung 2 mit rotatorischem Direktantrieb 21 nach 6 die Spindel 12 drehfest mit der Druckwange 3 verbunden und die zugehörige Spindelmutter 11 ist axialfest und drehbar im vorzugsweise als Torquemotor 22 ausgeführten Elektroantrieb gelagert.

1
Pressentisch
2
Ziehkissen-Vorrichtung
3
Druckwange
4
Druckbolzen
5
Blechhalter
6
Sekundärteilaufnahme
7
Linearer Direktantrieb (Linearmotor)
8
Primärteil
9
Sekundärteil
10
Elektrozylinder
11
Spindelmutter
12
Spindel
13
Kupplung
14
Servomotor
15
Elektroantrieb
16
Linearwandler
17
Primärteilaufnahme
18
Welle
19
Rotor
20
Hebel
21
Rotatorischer Direktantrieb
22
Torquemotor


Anspruch[de]
Ziehkissen-Vorrichtung für eine Umformpresse zur Regelung einer Blechhaltekraft zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil mittels Elektroantrieben (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung auf den Blechhalter (5) mit mindestens einem linearen und/oder rotatorischen Direktantrieb (7, 21) regelbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) während der Umformphase kraftgeregelt und außerhalb der Umformphase lagegeregelt betrieben wird. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) während der Umformphase kraftgeregelt und mindestens ein weiterer Elektroantrieb (15) während der Umformphase kraftgeregelt und außerhalb der Umformphase lagegeregelt betrieben wird. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Elektroantrieb (15) während der Umformphase kraftgeregelt und mindestens ein weiterer Elektroantrieb (15) außerhalb der Umformphase lagegeregelt betrieben wird. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung auf den Blechhalter (5) in direkter Wirkverbindung mit mindestens einem Elektroantrieb (15) regelbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung auf den Blechhalter (5) in indirekter Wirkverbindung über eine zwischenliegende Druckwange (3) mit mindestens einem Elektroantrieb (15) regelbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Mehrpunkt-Ziehkissen-Vorrichtungen (2) der jedem Druckpunkt zugeordnete Primär- oder Sekundärteil (8, 9) mit einem für benachbarte Druckpunkte gemeinsam nutzbaren Sekundär- oder Primärteil (9, 8) in Wirkverbindung steht. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckpunkte im Innenbereich der Druckwange (3) angeordnet sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckpunkte im Außenbereich der Druckwange (3) angeordnet sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von mehrteiligen Druckwangen (3) die zugeordneten Primär- und Sekundärteile (8, 9) mit einem für benachbarte Druckwangen (3) gemeinsam nutzbare Sekundär- oder Primärteile (9, 8) wirkverbunden sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit einem Servomotor (14) ausgestatteter Elektrozylinder (10) über einen Linearwandler (16) mit dem Blechhalter (5) wirkverbunden ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) und die Linearwandler (16) in Form einer Zahnstange/Ritzel oder Spindel/Spindelmutter (12, 11) in einem kompakten Elektrozylinder (10) integriert sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (12) einerseits mit dem Blechhalter (5) oder der Druckwange (3) verdrehfest und andererseits mit der in einem rotatorischen Direktantrieb (21) axialfest angeordneten Spindelmutter (11) wirkverbunden ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (11) einerseits mit dem Blechhalter (5) oder der Druckwange (3) verdrehfest und andererseits mit der in einem rotatorischen Direktantrieb (21) axialfest angeordneten Spindel (12) wirkverbunden ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearwandler (16) zwischen Elektroantrieb (15) und Druckwange (3) als Hebelmechanismus (20) ausgeführt sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Linearwandler (16) mit mindestens zwei in Reihe oder parallel angeordneten Elektroantrieben (15) wirkverbunden ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung auf den Blechhalter (5) und deren Bewegung mittels einer Kombination aus mindestens einem linearen Direktantrieb (7) und mindestens einem mit einem Elektroantrieb (15) wirkverbundenen Linearwandler (16) regelbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) den Blechhalter (5) einerseits durch widerstandsgesteuerte Bremsung im Generatorbetrieb kraftgeregelt und andererseits durch aktive Steuerung im Motorbetrieb lagegeregelt antreiben. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) innerhalb des Pressenzyklus sequentiell über eine Leitwelle mit der Stößelbewegung wirkverbindbar sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroantriebe (15) mit einer Motorbremse ausrüstbar sind. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckwange (3) mit einer steuerbaren Klemmeinrichtung verriegelbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die während des Ziehhubes im Elektroantrieb (15) erzeugte Bremsenergie generatorisch in den Energiekreislauf der Presse oder in das Elektronetz rückspeisbar ist. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die in allen am Kissenhochlauf nicht aktiv lagegeregelten Elektroantriebe (15) erzeugte Bremsenergie generatorisch in den Energiekreislauf der Presse oder in das Elektronetz rückspeisbar ist.






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