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DE20019213U1 - Device for hydroforming - Google Patents

Device for hydroforming

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DE20019213U1
DE20019213U1 DE20019213U DE20019213U DE20019213U1 DE 20019213 U1 DE20019213 U1 DE 20019213U1 DE 20019213 U DE20019213 U DE 20019213U DE 20019213 U DE20019213 U DE 20019213U DE 20019213 U1 DE20019213 U1 DE 20019213U1
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DE
Germany
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tool carrier
tool
short
cylinders
crossbar
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DE20019213U
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German (de)
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Theodor Graebener GmbH and Co KG
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GRAEBENER MASCHINENTECHNIK GMB
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Description

-4:i Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG -4:i Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG

Beschreibung Titel: Vorrichtung zum InnenhochdruckumformenDescription Title: Device for internal high pressure forming

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen, bestehend aus einem Werkzeugtisch, an dessen Seiten als Zugspannhalterung ausgebildete Ständer angeordnet sind, einer am oberen Ende der Ständer angebrachten Traverse, einem zwischen dem Werkzeugtisch und der Traverse ^ vertikal verfahrbaren Werkzeugträger, wobei der Werkzeugträger über Hydraulikzylinder bewegbar ist, und einer den Werkzeugträger in seiner untersten Stellung feststellbaren Verriegelungsvorrichtung.The invention relates to a device for internal high-pressure forming, consisting of a tool table, on the sides of which stands designed as tension clamps are arranged, a crossbar attached to the upper end of the stands, a tool carrier which can be moved vertically between the tool table and the crossbar, the tool carrier being movable via hydraulic cylinders, and a locking device which can lock the tool carrier in its lowest position.

Solche Vorrichtungen sind als Pressen hinlänglich bekannt. Beispielsweise sind solche Pressen mit Hydraulikzylindern ausgestattet, die die Ab- und Aufwärtsbewegung (Eilgang) des Werkzeugträgers ausführen. Bei großen Pressen mit einer Zuhaltekraft von 3.000 Tonnen und einem Öffnungshub von 1,5 Metern werden sehr große Hydraulikzylinder benötigt, die _ dann selbstverständlich ein sehr großes Ölvolumen aufweisen. Wenn Geschwindigkeiten von 400 bis 500 mm/Sek. erreicht werden sollen, müssen riesige Mengen Öl nachgesaugt werden.Such devices are well known as presses. For example, such presses are equipped with hydraulic cylinders that carry out the upward and downward movement (rapid traverse) of the tool carrier. For large presses with a clamping force of 3,000 tons and an opening stroke of 1.5 meters, very large hydraulic cylinders are required, which of course have a very large oil volume. If speeds of 400 to 500 mm/sec. are to be achieved, huge quantities of oil must be sucked in.

Nach dem Erreichen der untersten Position werden mechanische Verriegelungsvorrichtungen unterschiedlichster Art verwendet, wie auch beispielsweise in DE 197 05 243 Al beschrieben, die den Werkzeugträger gegenüber der Traverse verriegelt. Damit das Werkzeug bei der Druckbeaufschlagung desselben mit bis zu 4.000 bar nicht aufgeht, müssen die vorgenannten Hydraulikzylinder während des Umformprozesses einen Gegendruck erzeugen. Da diese Hydraulikzylinder aufgrund ihrer Doppelfunktion, d.h. vor allemAfter reaching the lowest position, various types of mechanical locking devices are used, as described in DE 197 05 243 A1, for example, which locks the tool carrier to the crossbeam. To ensure that the tool does not open when it is pressurized with up to 4,000 bar, the aforementioned hydraulic cylinders must generate a counterpressure during the forming process. Since these hydraulic cylinders are designed for dual functions, i.e. primarily

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wegen des langen Verfahrweges, sehr groß sind, müssen Hydraulikaggregate mit Pumpen installiert sein, die mehrere hundert KW Leistung aufweisen, da das riesige Ölvolumen in den Hydraulikzylindern in einer sehr kurzen Zeit (ca. 4 bis 5 Sek.) komprimiert werden muß.Because the travel distance is very long, hydraulic units with pumps with an output of several hundred KW must be installed, since the huge volume of oil in the hydraulic cylinders must be compressed in a very short time (approx. 4 to 5 seconds).

Aus DE 197 05 244 Al ist eine Umformvorrichtung bekannt, bei der eine Spanneinrichtung oder/und ein Formwerkzeug mindestens eine Deformationen des Formhohlraumes beim Umformen wenigstens teilweise kompensierende Gegendruckkammer aufweist, die zur Beaufschlagung mit dem Arbeitsdruck der Umformvorrichtung vorgesehen ist.From DE 197 05 244 A1 a forming device is known in which a clamping device and/or a forming tool has at least one counter-pressure chamber which at least partially compensates for deformations of the mold cavity during forming and which is provided for the application of the working pressure of the forming device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der das Werkzeug während des Umformprozesses rundum optimal zugehalten wird, wobei die Flächenlast sehr gleichmäßig verteilt ist, bei der unterschiedliche Bereiche des Werkzeugs mit unterschiedlichen Zuhaltekräften beaufschlagt werden können und bei der die Kosten wesentlich reduziert sind.The invention is based on the object of creating a device of the specified type in which the tool is optimally held all around during the forming process, wherein the surface load is very evenly distributed, in which different areas of the tool can be subjected to different locking forces and in which the costs are significantly reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Schutzanspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a device having the characterizing features of claim 1.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Durch die Anordnung von Hydraulikzylindern nur als Eilgangzylinder ist es möglich, daß dieselben einen geringeren Querschnitt aufweisen als Hydraulikzylinder mit zwei Funktionen, nämlich Verfahren im Eilgang und Zuhalten. Die relativ kleinen Kurzhubzylinder, die hier die Funktion Zuhalten übernehmen, ermöglichen eine enorme Kostenersparnis, da hier sogenannteBy arranging hydraulic cylinders only as rapid traverse cylinders, it is possible for them to have a smaller cross-section than hydraulic cylinders with two functions, namely rapid traverse and locking. The relatively small short-stroke cylinders, which take on the locking function here, enable enormous cost savings, since so-called

Standardzylinder verwendet werden können. Beispielsweise kosten acht Zylinder mit einem Durchmesser von 500 mm etwa die Hälfte von dem, was zwei Zylinder mit einem Durchmesser von 1.100 mm kosten.Standard cylinders can be used. For example, eight cylinders with a diameter of 500 mm cost about half of what two cylinders with a diameter of 1,100 mm cost.

Außerdem fallen auch deutlich weniger Kosten für ein Hydraulikaggregat an, da für die vorgenannten Zylinder eine wesentlich geringere Leistung notwendig ist. Beispielsweise ist für Hydraulikzylinder, die die beiden Funktionen Zufahren und Zuhalten übernehmen, ein Hydraulikaggregat mit einer Leistung von 480 KW notwendig. Dabei baut sich der erforderliche Druck zum Zuhalten erst nach 6 bis 7 Sekunden auf. Bei Hydraulikzylindern, die nur die Funktion Zufahren übernehmen, und bei Kurzhubzylindern, die für die Funktion Zuhalten zuständig sind, wird lediglich ein Hydraulikaggregat benötigt, das 2 &khgr; 90 KW aufweist. Hierbei baut sich der erforderliche Druck zum Zuhalten bereits nach 1 Sekunde auf.In addition, the costs for a hydraulic unit are significantly lower, as the aforementioned cylinders require significantly less power. For example, hydraulic cylinders that perform both the closing and locking functions require a hydraulic unit with an output of 480 KW. The pressure required to lock is only built up after 6 to 7 seconds. For hydraulic cylinders that only perform the closing function and for short-stroke cylinders that are responsible for the locking function, only a hydraulic unit with 2 x 90 KW is required. The pressure required to lock is built up after just 1 second.

Je nach Werkzeug ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, durch die Anzahl der Kurzhubzylinder und deren Anordnung sowie die einzelne Ansteuerung bzw. Regelung der Kurzhubzylinder die Zuhaltekräfte an denselben zu variieren, wobei die Druckregelung aufgrund der geringen Ölmenge sehr dynamisch ist.Depending on the tool, the device according to the invention makes it possible to vary the locking forces on the short-stroke cylinders by changing the number of short-stroke cylinders and their arrangement as well as by individually controlling or regulating the short-stroke cylinders, whereby the pressure control is very dynamic due to the small amount of oil.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigtAn embodiment of the device according to the invention is described below with reference to the drawing.

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäßeFig. 1 shows a cross section through an inventive

Vorrichtung, wobei der Werkzeugträger in seiner obersten Position steht,Device with the tool carrier in its uppermost position,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung, wobei der Werkzeugträger in der untersten Position ist,Fig. 2 is a cross-section through the device with the tool carrier in the lowest position,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit demFig. 3 a side view of the device with the

Werkzeugträger in seiner untersten Position undTool carrier in its lowest position and

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Werkzeugträger mit den seitlich angeordneten Ständern.Fig. 4 is a top view of the tool carrier with the stands arranged on the sides.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung 1 zum Innenhochdruckumformen besteht aus einem Werkzeugtisch 2, an dessen Seiten, d.h. an dessen Ecken als Zugspannhaiterung ausgebildete Ständer 3 angeordnet bzw. eingespannt sind. Am oberen Ende der Ständer 3 ist eine dieselben verbindende Traverse 4 angebracht bzw. eingespannt.The device 1 for internal high-pressure forming shown in the figures consists of a tool table 2, on the sides, i.e. at the corners of which stands 3 designed as tension clamps are arranged or clamped. At the upper end of the stands 3, a cross member 4 connecting them is attached or clamped.

Zwischen dem Werkzeugtisch 2 und der Traverse 4 ist ein vertikal verfahrbarer Werkzeugträger 5 an den Ständern 3 geführt. Die Verfahrbarkeit des Werkzeugträgers 5 wird über vorzugsweise zwei an der Traverse 4 befestigte Hydraulikzylinder 6 realisiert, wobei deren Kolbenstangen 7 an dem Werkzeugträger 5 angreifen bzw. befestigt sind. Die Hydraulikzylinder 6 sind lediglich für die Ab- und Aufwärtsbewegung im Eilgang des Werkzeugträgers 5 vorgesehen.A vertically movable tool carrier 5 is guided on the columns 3 between the tool table 2 and the crossbeam 4. The mobility of the tool carrier 5 is realized by preferably two hydraulic cylinders 6 attached to the crossbeam 4, whereby their piston rods 7 engage or are attached to the tool carrier 5. The hydraulic cylinders 6 are only intended for the downward and upward movement in rapid traverse of the tool carrier 5.

Die Vorrichtung 1 weist noch eine den Werkzeugträger 5 in seiner untersten Stellung, d.h. in der Stellung, in der das Werkzeug (nicht dargestellt) für den Umformvorgang mittels der Hydraulikzylinder 6 zugefahren ist, feststellende Verriegelungsvorrichtung 8 auf, auf die später noch kurz eingegangen wird.The device 1 also has a locking device 8 which fixes the tool carrier 5 in its lowest position, i.e. in the position in which the tool (not shown) is closed for the forming process by means of the hydraulic cylinders 6, which will be briefly discussed later.

Zwischen dem Werkzeugträger 5 und der Traverse 4 sind mehrere Kurzhubzylinder 9 vorgesehen, die nach dem Schließen der Verriegelungsvorrichtung 8 den Werkzeugträger 5 in seiner Schließposition halten, d.h. die- der Kraft beim Umformen des Werkzeugs entgegenwirken. Außerdem gleichen diese Kurzhubzylinder 9 auch Durchbiegungen an dem Werkzeugträger bzw. der Traverse 4 aus.Between the tool carrier 5 and the cross member 4, several short-stroke cylinders 9 are provided, which hold the tool carrier 5 in its closed position after the locking device 8 is closed, i.e. they counteract the force when the tool is being formed. In addition, these short-stroke cylinders 9 also compensate for deflections on the tool carrier or the cross member 4.

Die Kolbenstangen 10 der Kurzhubzylinder 9 ragen in der obersten Position des Werkzeugträgers 5, d.h. vor dem Abwärtsfahren des Werkzeugträgers 5, in Öffnungen 11 der Traverse 4. In der untersten Position des Werkzeugträgers 5 (Schließposition), d.h. nach dem Abwartsfahren des Werkzeugträgers 5 bzw. dem Zufahren des Werkzeuges, stützen sich die Kolbenstangen 10 der Kurzhubzylinder 9 an die Öffnungen der Traverse 4 verschließenden Scheiben 12 der Verriegelungsvorrichtung 8 ab. Dabei sind die Scheiben 12 über ein Hebelgestänge (nicht' dargestellt) um eine vertikale Achse schwenkbar.The piston rods 10 of the short-stroke cylinders 9 protrude into openings 11 of the crossbeam 4 in the uppermost position of the tool carrier 5, i.e. before the tool carrier 5 moves downwards. In the lowest position of the tool carrier 5 (closing position), i.e. after the tool carrier 5 moves downwards or the tool is closed, the piston rods 10 of the short-stroke cylinders 9 are supported on the disks 12 of the locking device 8 which close the openings of the crossbeam 4. The disks 12 can be pivoted about a vertical axis via a lever linkage (not shown).

Die Kurzhubzylinder 9, deren Anzahl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit acht gewählt wurde, wobei selbstverständlich auch jede andere Anzahl gewählt werden kann, sind auf der oberen Fläche des Werkzeugträgers 5 etwa O-förmig angeordnet (siehe Fig. 4). Jeder Kurzhubzylinder 9 kann mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden, da die Kurzhubzylinder einzeln ansteuerbar sind. Dies kann je nach Werkzeug notwendig sein, wenn in gewissen Bereichen desselben unterschiedliche Zuhaltekräfte notwendig sind.The short-stroke cylinders 9, the number of which was chosen to be eight in the present embodiment, although any other number can of course also be chosen, are arranged in an approximately O-shape on the upper surface of the tool carrier 5 (see Fig. 4). Each short-stroke cylinder 9 can be subjected to different pressures, since the short-stroke cylinders can be controlled individually. This can be necessary depending on the tool if different locking forces are required in certain areas of the tool.

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Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KGGräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG

BezugszeichenReference symbols

Vorrichtung Werkzeugtisch von Ständer an Traverse an Werkzeugträger von Hydraulikzylinder an 4 für Kolbenstangen von Verriegelungsvorrichtung Kurzhubzylinder Kolbenstangen von Öffnungen in 4 für Scheiben vonDevice tool table from stand to traverse to tool carrier from hydraulic cylinder to 4 for piston rods from locking device short stroke cylinder piston rods from openings in 4 for discs from

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen, bestehend aus einem Werkzeugtisch, an dessen Seiten als Zugspannhalterung ausgebildete Ständer angeordnet sind, einer am oberen Ende der Ständer angebrachten Traverse, einem zwischen dem Werkzeugtisch und der Traverse vertikal verfahrbaren Werkzeugträger, wobei der Werkzeugträger über Hydraulikzylinder bewegbar ist, und einer den Werkzeugträger in seiner untersten Stellung feststellenden Verriegelungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an der Traverse (4) mindestens zwei Hydraulikzylinder (6) vorgesehen sind, die mit ihren Kolbenstangen (7) an dem Werkzeugträger (5) angreifen und für die Eilgangverstellung des Werkzeugträgers (5) sorgen, und daß zwischen dem Werkzeugträger (5) und der Traverse (4) mehrere mit gleichen und/oder unterschiedlichen Drücken beaufschlagbare Kurzhubzylinder (9) vorgesehen sind, die nach dem Schließen der Verriegelungsvorrichtung (8) den Werkzeugträger (5) in seiner Schließposition halten. 1. Device for internal high-pressure forming, consisting of a tool table, on the sides of which stands designed as tension clamps are arranged, a crossbar attached to the upper end of the stands, a tool carrier that can be moved vertically between the tool table and the crossbar, the tool carrier being movable via hydraulic cylinders, and a locking device that fixes the tool carrier in its lowest position, characterized in that at least two hydraulic cylinders ( 6 ) are provided on the crossbar ( 4 ), which engage the tool carrier ( 5 ) with their piston rods ( 7 ) and ensure the rapid traverse adjustment of the tool carrier ( 5 ), and that between the tool carrier ( 5 ) and the crossbar ( 4 ) there are provided a plurality of short-stroke cylinders ( 9 ) that can be subjected to the same and/or different pressures and that hold the tool carrier ( 5 ) in its closed position after the locking device ( 8 ) has been closed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß acht Kurzhubzylinder (9) auf der oberen Fläche des Werkzeugträgers (5) etwa O-förmig angeordnet sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that eight short-stroke cylinders ( 9 ) are arranged approximately O-shaped on the upper surface of the tool carrier ( 5 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (10) der Kurzhubzylinder (9) in der obersten Position des Werkzeugträgers (5) in Öffnungen (11) der Traverse (4) ragen, wobei in der untersten Position (Schließposition) des Werkzeugträgers (5) sich die Kolbenstangen (10) der Kurzhubzylinder (9) an die Öffnungen (11) der Traverse (4) verschließenden Scheiben (12) der Verriegelungsvorrichtung (8) abstützen. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the piston rods ( 10 ) of the short-stroke cylinders ( 9 ) in the uppermost position of the tool carrier ( 5 ) protrude into openings ( 11 ) of the cross member ( 4 ), wherein in the lowest position (closing position) of the tool carrier ( 5 ) the piston rods ( 10 ) of the short-stroke cylinders ( 9 ) are supported on disks ( 12 ) of the locking device ( 8 ) closing the openings ( 11 ) of the cross member ( 4 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (12) der Verriegelungsvorrichtung (8) über ein Hebelgestänge um eine vertikale Achse schwenkbar sind. 4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the discs ( 12 ) of the locking device ( 8 ) can be pivoted about a vertical axis via a lever linkage.
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