DE1112036B

DE1112036B - Elastic support of a tool on the slide of a mechanical press

Info

Publication number: DE1112036B
Application number: DEW22666A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Lauterbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-01-30
Filing date: 1958-01-30
Publication date: 1961-08-03

Description

Elastische Abstützung eines Werkzeuges am Schlitten einer mechanischen Presse Bei einer schnellaufenden, mechanisch angetriebenen Ziehpresse, die zum Verformen von einseitig offenen Hohlkörpem im Streck- oder Hohlzugverfahren dient, legt sich der Ziehdorn gegen die Innenseite des Bodens der Ziehstadie an und drückt diese dann durch die Ziehmatrize hindurch. Dabei bedingen es die auftretenden Bewegungsverhältnisse, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Ziehdorns auf die innere Bodenseite der Ziehstadie und damit die Ansetzgeschwindigkeit der Ziehstadie gegen die, Matrize verhältnismäßig hoch ist. Bei den zumeist angewendeten Schubkurbeltrieben hat diese Auftreffgeschwindigkeit annähernd die Höhe der Maximalgeschwindigkeit des Kurbeltriebes. Diese hohe Auftreffgeschwindigkeit äußert sich in einem starken, durch die ganze Maschine hindurchgehenden Stoß und führt damit zu einer übermäßigen Beanspruchung der Triebwerkteile und der Werkzeuge. Ferner erzeugt sie sehr hohe Verformungsbeschleunigungen im Stadienwerkstoff, die insbesondere bei Hohlzügen zu Lochungen des Bodens führen können, sobald eine bestimmte, von dem Werkstoff sowie den Stadienabmessungen abhängige Maximalbeschleunigung überschritten wird. Demzufolge wird durch die Auftreffgeschwindigkeit der Stadie auf die Matrize der zulässigen Arbeitsgeschwindigkeit des Ziehvorganges eine Grenze gesetzt, obgleich die zulässige Ziehgeschwindigkeit bei weitem noch nicht erreicht ist. Zur Minderung des vorstehend am Beispiel eines Ziehdornes beschriebenen, in ähnlicher Weise auch bei anderen Werkzeugen an Pressen nachteiligen Stoßes beim Aufsetzen auf das Werkstück sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden.Elastic support of a tool on the slide of a mechanical one Press In a high-speed, mechanically driven drawing press that is used for deforming of hollow bodies open on one side in the stretching or hollow drawing process is used the mandrel against the inside of the base of the drawing stage and presses it then through the drawing die. Thereby the occurring movement conditions determine that the impact speed of the drawing mandrel on the inner bottom side of the drawing stage and thus the attachment speed of the drawing stage relative to the die is high. In the case of the most commonly used slider crank drives, this has the impact speed approximately the height of the maximum speed of the crank mechanism. This high impact speed manifests itself in a strong push going through the whole machine and this leads to excessive stress on the engine parts and tools. It also generates very high deformation accelerations in the stage material, the can lead to perforations in the floor, especially in hollow sections, as soon as a certain, Maximum acceleration depending on the material and the dimensions of the stadium exceeded will. As a result, the impact speed of the stages on the die the permissible working speed of the pulling process set a limit, although the permissible pulling speed is far from being reached. To mitigate the one described above using the example of a mandrel, in a similar way with other tools on presses, adverse impact when placing on the workpiece various proposals have already been made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei schnellaufenden, mechanisch angetriebenen Ziehpressen den Stoß beim Aufsetzen des Werkzeuges auf das Werkstück zu mindern und dadurch die zulässige Auftreffgeschwindigkeit des Ziehdorns zu erhöhen, um damit eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit als bisher zu erreichen und die Anwendung von äußerst verschleißfesten, dafür aber stoßempfindlichen Hartmetallmatrizen zu ermöglichen. Gleichzeitig ergibt sich dann auch eine Herabsetzung der schlagartigen Beanspruchung der gesamten Triebwerksteile, wodurch deren Dimensionierung verkleinert werden kann.The invention is based on the object, in particular in the case of high-speed, mechanically driven drawing presses open the joint when the tool is put on to reduce the workpiece and thereby the permissible impact speed of the mandrel to increase in order to achieve a higher working speed than before and the use of extremely wear-resistant, but shock-sensitive hard metal matrices to enable. At the same time, there is then also a reduction in the sudden rate Stress on the entire engine parts, which reduces their dimensions can be.

Bei langsamlaufenden, schweren, mechanischen Ziehpressen ist es schon bekannt, zur Stoßminderung hydraulische Dämpfungskissen einzubauen. Bei diesen ist der Ziehdom gegen einen im Ziehschlitten befindlichen Kolben gelagert, der bei seiner Bewegung relativ zum Zichschlitten über eine Drosseleinrichtung ein flüssiges Medium, zumeist öl, verdrängt, wodurch der Ziehvorgang eine gewisse Elastizität erhält. Diese hydraulischen Dämpfungskissen lassen sich nicht auf schnellaufende Ziehpressen übertragen, da die ölverdrängung einerseits eine nicht lineare und daher ungünstige KennEnie aufweist und andererseits zu ihrer Auswirkung eine gewisse Zeit nicht unterschritteen werden darf, weil sonst das Aufsetzen auf den unbedingt notwendigen festen Endanschlag, der den vollen Ziehdruck schließlich aufnimmt, zu hart wird.In slow-running, heavy, mechanical drawing presses, it is already known to install hydraulic damping cushions to reduce shock. In these, the drawing dome is mounted against a piston located in the drawing slide, which, when moving relative to the drawing slide , displaces a liquid medium, mostly oil, via a throttle device, which gives the drawing process a certain elasticity. These hydraulic damping cushions cannot be transferred to high-speed drawing presses, since the oil displacement on the one hand has a non-linear and therefore unfavorable characteristic and, on the other hand, its effect must not be shortened for a certain period of time, because otherwise the contact with the absolutely necessary fixed end stop, which has the full Drawing pressure eventually picks up, becomes too hard.

Bei Prägepressen ist es ferner bekannt, ein mechanisch gefedertes Druckkissen zur Minderung des Stoßes beim Aufsetzen auf das Werkstück vorzusehen. Bei derartigen Pressen erfolgt die Druckentfaltung am Ende des Preßhubes. Der Preßschlitten drückt bei seinem Vorlauf das zwischen Antrieb und Werkzeug geschaltete Kissen zusammen und läßt es beim Rücklauf sich entfalten. Die Bewegungen des Druckkissens werden vom Preßschlitten gesteuert und sind deshalb jederzeit unter Kontrolle. Diese Lehre ist für mechanisch angetriebene Ziehpressen nicht anwendbar. Bei dieser Pressenart findet nämlich sowohl der Druckanstieg als auch der -abstieg im Vorlauf des Preßschlittens statt. Der Höchstdruck tritt gleich zu Anfang auf, wenn der massive Kopfteil des Hohlkörpers durch die Matrize hindurchgedrückt wird und fällt dann beim Ziehen des Mantelteiles ziemlich rasch ab. Würde man daher das von den Prägrpressen her bekannte Federkissen im Antrieb vorsehen, so würde im absteigenden Teil des Ziehdiagramms, d. h. bei einer Verringerung der erforderlichen Zichkraft, die in dem Federkissen gespeicherte Energie frei werden und sich auf den Momentanwert der Ziehkraft entspannen, so daß die Ziehstadie mit außerordentlich hoher Beschleunigung um den Unterschied der Federungsstrecke in Richtung der Ziehbewegung durch den Dorn vorgeschossen würde. Dadurch würde eine unkontrollierte Geschwindigkeitssteigerung im Ziehvorgang entstehen, die zum Abreißen der Ziehstadie führen kann oder die Gefahr einer übermäßigen Kornverzerrung des Werkstoffgefüges in sich birgt. Ferner würde bei Beendigung des Ziehvorganges durch die dann plötzlich einsetzende, restlose Entspannung der Feder der Ziehdorn ruckartig in seine. Nullage zurückgeschleudert.In the case of embossing presses, it is also known to provide a mechanically sprung pressure pad to reduce the impact when it is placed on the workpiece. In such presses, the pressure is developed at the end of the pressing stroke. As it moves forward, the press slide compresses the cushion connected between the drive and the tool and allows it to unfold as it moves back. The movements of the pressure pad are controlled by the press slide and are therefore always under control. This teaching is not applicable to mechanically driven drawing presses. With this type of press, both the pressure increase and the pressure decrease take place in the advance of the press slide. The maximum pressure occurs right at the beginning when the massive head part of the hollow body is pushed through the die and then falls off fairly quickly when the casing part is pulled. If, therefore, the spring cushion known from the embossing presses were to be provided in the drive, then in the descending part of the drawing diagram, i. H. When the required drawing force is reduced, the energy stored in the spring cushion is released and relaxes to the instantaneous value of the drawing force, so that the drawing stage would advance with extremely high acceleration by the difference in the spring path in the direction of the drawing movement through the mandrel. This would result in an uncontrolled increase in speed in the drawing process, which can lead to the drawing stage being torn off or the risk of excessive grain distortion of the material structure. Furthermore, at the end of the pulling process, the pulling mandrel would suddenly jerk into his due to the complete relaxation of the spring, which then suddenly began. Zero position thrown back.

Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile einer elastischen Abstützung eines Werkzeuges am Schlitten einer mechanischen Presse über ein mechanisch gefedertes Druckkissen dadurch vermieden, daß die Entspannungsbewegung des Druckkissens hydraulisch gedämpft ist.According to the invention, these disadvantages of elastic support become of a tool on the slide of a mechanical press via a mechanically sprung Pressure cushion avoided by the fact that the relaxation movement of the pressure cushion is hydraulic is muted.

Das Federkissen ist so beschaffen, daß-es im Ruhestand nur eine sehr geringe Vorspannung besitzt. Sobald beim Ansetzvorgang der Ziehstadie in der Matrize ein Druck auf den Ziehdorn ausgeübt wird, weicht das Kissen bis zu dem dem maximalen Ziehdruck entsprechenden Wert entsprechend aus. Bei diesem Druck ist jedoch das Kissen nicht völlig durchgedrückt, so daß auch dieser Druck elastisch halten wird im Gegensatz zu einem hydraulischen Kissen, bei dem, wie oben beschrieben, ein harter Anschlag den Maximaldruck aufnimmt. Während des Spannens der Feder gibt die hydraulische Dämpfungseinrichtung ohne wesentlichen Gegendruck nach. Sobald aber das Federkissen sich entspannen will, setzt die Dämpfung ein. Der Entspannungsvorgang beginnt bereits während des Ziehvorganges, da die maximale Ziehkraft beim Durchgang des Hohlkörperbodens auftritt und dann stetig abnimmt. Für das Abklingen der Dämpfung steht an Zeit mehr als die Zeitdauer des gesamten Rückhubes zur Verfügung, was auch bei schnellaufenden Ziehpressen mit ca. 120 Takten je Minute ausreicht.The feather cushion is designed in such a way that it has only a very low initial tension in retirement. As soon as pressure is exerted on the drawing mandrel during the attachment process of the drawing stage in the die, the cushion deviates up to the value corresponding to the maximum drawing pressure. At this pressure, however, the cushion is not fully depressed, so that this pressure is also held elastically in contrast to a hydraulic cushion, in which, as described above, a hard stop absorbs the maximum pressure. While the spring is being tensioned, the hydraulic damping device yields without any significant counter pressure. But as soon as the feather pillow wants to relax, the cushioning starts. The relaxation process begins during the pulling process, as the maximum pulling force occurs when the hollow body floor passes through and then steadily decreases. There is more time available for the damping to subside than the duration of the entire return stroke, which is sufficient even with high-speed drawing presses with approx. 120 cycles per minute.

Die beigegebenen Abbildungen zeigen das Wesen der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Es zeigt Abb. 1- einen Schnitt durch eine schematische Darstellung einer elastischen Ziehdornlagerung, Abb. 2 eine Seitenansicht dazu.The accompanying figures show the essence of the invention using an exemplary embodiment. It shows Fig. 1- a section through a schematic representation of an elastic mandrel mounting, Fig. 2 shows a side view.

Ein Ziehdorn 1 eines Ziehschlittens 7 ist über eine SpannhÜlse 2 an einem Druckkissenkolben 3 befestigt. Gegen den vorderen Führungsbund des Kolbens 3 le-t sich ein federndes Druckkissen, das aus einer Anzahl Tellerfedern 4 zusammengesetzt ist. Diese stützen sich gegen eine starre Bodenfläche 5 einer vorderen Führungsbohrung 6 des Ziehschlittens 7 ab. Im Anschluß an die Führungsbohrung 6 ]legt eine hydraulische Dämpfungseinrichtung. Diese besteht zunächst aus einem Druckzylinder 8, der durch eine vordere Manschette 9 gegen den Druckkissenkolben 3 und durch eine im Dämpfungskolben 10 gelagerte, hintere Manschette 11 nach rückwärts abgedichtet ist. Der Druckzylinder 8 steht über ein Rückschlagventil 12 mit einem Vorratsbehälter 13 für die Dämpfungsflüssigkeit in Verbindung derart, daß das Rückschlagventil 12 den Zufluß vom Vorratsbehälter 13 zum Druckzylinder gestattet, den Ausfluß aus letzterem aber sperrt. Dieser findet nur über eine Drosseleinrichtung statt. Bei dieser wird aus einem Eindringzapfen 14 und einer Bohrung 15 eines Drosselgehäuses 16 ein Ringspalt gebildet, über den die ausfließende Dämpfungsflüssigkeit durch eine Rohr-,elangt. Im letzleitung- 17 in den Vorratsbehälter 13 g teren befindet sich noch ein Beruhigungskörper 18, der Strudel- und Schaumbildun- sowohl durch die Fließbewegung der Dämpfunggsflüssigkeit als auch durch die oszillierende Bewegung des Ziehschlittens verhütet. Um das Einströmen der Dämpfungsflüssigkeit während der elastischen Periode in den Druckzylinder sicherzustellen, ruht auf der im Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit ein entsprechend hoher pneumatischer Druck, der zugleich eine Vorspannung auf die Tellerfedern 4 ausübt und den zum Dichthalten der Manschetten 9 und 11 erforderlichen Minimaldruck erzeugt. Angetrieben wird der Ziehschlitten 7 über einen Schubstangenbolzen 19, z. B. durch einen (nicht gezeichneten) Kurbeltrieb.A drawing mandrel 1 of a drawing slide 7 is fastened to a pressure cushion piston 3 via a clamping sleeve 2. Against the front guide collar of the piston 3 there is a resilient pressure cushion which is composed of a number of disc springs 4. These are supported against a rigid bottom surface 5 of a front guide bore 6 of the pulling slide 7 . A hydraulic damping device is attached to the guide bore 6]. This consists initially of a pressure cylinder 8, which is sealed to the rear by a front sleeve 9 against the pressure cushion piston 3 and by a rear sleeve 11 mounted in the damping piston 10. The pressure cylinder 8 is connected via a check valve 12 to a storage container 13 for the damping fluid in such a way that the check valve 12 allows inflow from the storage container 13 to the pressure cylinder, but blocks the outflow from the latter. This only takes place via a throttle device. In this, an annular gap is formed from a penetration pin 14 and a bore 15 of a throttle housing 16 , through which the outflowing damping fluid passes through a pipe. In the last line 17 into the storage container 13 g further there is a calming body 18 which prevents swirls and foam formation both through the flow movement of the damping liquid and through the oscillating movement of the pulling slide. In order to ensure that the damping fluid flows into the pressure cylinder during the elastic period, a correspondingly high pneumatic pressure rests on the fluid in the reservoir, which at the same time exerts a preload on the disc springs 4 and generates the minimum pressure required to keep the cuffs 9 and 11 tight. The pulling slide 7 is driven via a push rod pin 19, e.g. B. by a (not shown) crank mechanism.

An Stelle eines zentralen Druckkissens können auch mehrere, z. B. konzentrisch zu einer Mittenachse angeordnet sein. Auch liegen Möglichkeiten für die Ab- dichtung der Dämpfungseinrichtung ohne Manschetten vor, z. B. durch geschliffene Flächen bei enger Passung oder durch Kolbenringe. Auch ist es nicht erforderlich, die Dämpfungseinrichtung unmittelbar im Anschluß an das Druckkissen zu legen. Grundsätzlich läßt sich die gesamte Anordnung auch bei nicht mechanisch betriebenen Zieheinrichtungen anwenden, wenn auch ihre Benutzung dort im allgemeinen nicht so große Vorteile bieten dürfte.Instead of a central pressure pad, several, e.g. B. be arranged concentrically to a central axis. Also are possibilities for the sealing off of the damper before without cuffs such. B. by ground surfaces with a tight fit or by piston rings. It is also not necessary to place the damping device directly next to the pressure pad. In principle, the entire arrangement can also be used with non-mechanically operated pulling devices, even if their use there should generally not offer so great advantages.

Claims

PATENT CLAIM: Elastic support of a tool on the slide of a mechanical press via a mechanically sprung pressure pad to reduce the impact when it is placed on the workpiece, characterized in that the relaxation movement of the pressure pad is damped hydraulically. Documents considered: Deutsche, Patentschrift No. 1 020 850; French Patent No. 1108 552; British Patent No. 662,705.