拉深压力机的液压拉深垫以及操作液压拉深垫的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拉深压力机的液压拉深垫，并且还涉及一种用于操作所述拉深垫的方法。
【背景技术】
[0002]液压拉深垫(hydraulic drawing cush1n)已经在拉深压力机上使用了很长时间。在拉深操作期间，拉深压力机在第一工具和第二工具之间夹持一张金属片。这两个工具在工作冲程期间相对于彼此移动。在相对移动的过程中，金属片在工具模具上面得以拉深并且在两个工具的两个工具模具之间得以挤压。在拉深一张金属片的过程中，拉深垫针对金属片提供所必要的保持力(holding force)。
[0003]这样的液压拉深垫例如已经从公开物DElO 2006 058 630 Al为大家所知。液压拉深垫包括液压缸，该液压缸具有缸壳体以及可以在其中往返移动的活塞。活塞将缸的内部分成两个工作腔。第一活塞区域紧邻第一工作腔而且第二活塞区域紧邻第二工作腔。液压介质借助于液压泵可以被填装到第一和第二工作腔内，以便分别移动活塞杆和金属片定位环并且设定金属片保持力。
[0004]连同这一技术方案存在如下问题，该问题是液压泵和驱动液压泵的马达必须提供很大的容积流量，用于金属片定位环的快速移动。工作腔和活塞区域不可以任意地构建得较小，这是因为液体压力于是可能会无法产生充足的金属片保持力。如果需要活塞或金属片定位环的较高加速度或速度的话，那么马达/泵单元必须定尺寸制成以展显适当动力，由此会使液压拉深垫相当大地更为昂贵。
[0005]为了避免这个缺点，公开物DElO 2010 019 324 Al建议在缸内设置另一个第三工作腔，所述工作腔邻接于第三活塞区域。在这个实施例中，要么通过将液体压力适当地应用到第一和第二工作腔来移动活塞杆，要么在拉深操作期间经由第三工作腔来产生保持力。由马达/泵单元的尺寸看来这个实施例已经导致少许优点。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的可以被看成是提供一种简化液压拉深垫的设备以及用于操作所述拉深垫的方法。
[0007]这个目的通过展现技术方案I的特征的液压拉深垫以及通过展现技术方案14的特征的方法而达到。
[0008]液压拉深垫包括具有缸壳体和带有活塞杆的活塞的液压缸。该活塞布置在液压缸中，以便可以在第一工作腔和第二工作腔之间移动，并且以流体方式分开这两个工作腔。第一活塞区域邻近第一工作腔，并且第二活塞区域邻近第二工作腔。该第一活塞区域和第二活塞区域可以具有相同或不同的尺寸。活塞杆从缸壳体中突出，并且在其外部、自由端被连接到拉深压力机的金属片定位环上。
[0009]具有液压泵的液压工作回路被连接到第一工作腔和第二工作腔上。该液压泵可以将液压介质从第一工作腔输送到第二工作腔中，或者反过来从第二工作腔输送到第一工作腔中。这样一来，液压介质的液体压力和/或容积流量就可以通过液压泵的旋转速度在一个工作腔内进行控制或调节。作为用于设定液压泵的旋转速度的调节参数，还能够直接地使用活塞杆或者金属片定位环的位置和/或速度和/或加速度，和/或应用到活塞杆或者定位环上的合力。从而，活塞杆的移动和/或位置以及力并且由此液压拉深垫的保持力就通过第一液压工作回路来进行调节。液压拉深垫还能够包括被连接到液压工作回路上的若干液压缸。而且，能够将单独的液压工作回路(每个都具有液压泵)分配给每个液压缸。
[0010]而且，液压拉深垫包括弹簧装置。该弹簧装置产生基本上恒定的弹簧力，所述力直接地或间接地作用在活塞上。在示例性实施例中，弹簧装置被布置在液压缸的缸壳体中或者在其上，并且例如能够直接地作用在活塞杆与金属片定位环相反的面部上。总弹簧力沿活塞杆的纵向轴线而定向，以便避免活塞相对于缸壳体的倾斜移动。
[0011]在操作拉深垫或拉深压力机的期间，弹簧力独立于液压工作回路中的液压泵的控制或者调节，以及操作模式尤其是旋转速度而产生。弹簧力被预设并且始终存在于拉深操作期间。除了现有的弹簧力以外，还产生由第一工作腔中或第二工作腔中的液体压力所产生的工作力，所述力作用在活塞上，并且能够增加或减少作用在活塞上的合力，所述合力在与弹簧力相同的方向或者在与所述合弹簧力相反的方向上定向。优选地，弹簧力以如下方式而定向，该方式为弹簧力将活塞杆推移出缸壳体。
[0012]由于拉深垫的这种结构，一部分保持力经由弹簧力以机械方式和/或液压方式而产生。因此，仅仅需要通过连接到第一和第二工作腔上的液压工作回路，来产生对应于弹簧力与在液压缸上所要调节的合力之间，或者弹簧力与金属片定位环上的保持力之间的差异的工作力。这就能够利用相对较小的活塞面积并且由此利用相对较小容积的第一和第二工作腔。由此还可以利用在液压回路中具有较小尺寸的液压泵和具有较小尺寸的马达(例如伺服马达)来获得在移动期间所期望的动力学。的确如此连同这一技术方案可能需要使在第一液压工作回路中所产生的工作力顶着现有的弹簧力而作用。但是，这样一来，当活塞顶着弹簧力进行移动时，所执行的功就以通常效率损失的方式至少部分地储存在弹簧装置中。
[0013]优选地，弹簧力不直接地进行控制或者调节，并且不可以独立于活塞位置而进行改变。由此，弹簧力不可以通过在第一液压工作回路中或者在第一或第二工作腔中的液压介质的液体压力或容积流量而进行改变。优选地，弹簧力是预先确定的，并且在特定的优选示例性实施例中，弹簧力仅是活塞或活塞杆相对于缸壳体的位置的函数。
[0014]在一个示例性实施例中，在第一活塞区域上经由液压工作回路所产生的工作力与弹簧力相反地进行指向，以致施加在活塞上的全部力小于弹簧力或者作用在相反方向上。在第二活塞区域上所产生的工作力沿与弹簧力相同的方向而取向，以致作用在活塞上的合力大于弹簧力。
[0015]在优选示例性实施例中，弹簧装置具有与最大活塞冲程相比而言较高的弹簧常数，从而最小值和最大值之间的力差的程度至多为10%至15%。在这种情况下，弹簧装置的弹簧力与弹簧常数和弹簧装置从其静止位置偏离出的路径成正比例。因而，弹簧力随着最小值和最大值之间的活塞位置而进行改变。为了确保基本恒定的弹簧力，弹簧装置的弹簧常数被适当地选择的较高。
[0016]在优选示例性实施例中，在拉深操作期间或者在拉深模式时，弹簧装置不包括有源电气或者电动机械部件。在不使用有源可控部件的情况下产生弹簧力。当压力机停止时即不执行拉深操作时，可以提供安全手段同时建立压力机的安全状态，特别是弹簧装置，例如所述安全手段为切断阀或者机械锁定装置。这些安全手段在拉深操作期间不执行任何功會K。
[0017]优选地，没有任何电能被转换成用于产生弹簧力的机械或者液压能。作为这一技术方案的结果，就是缸和拉深垫被分别设计得紧凑。可以省略用于支承弹簧装置或用于其控制或调节的电连接。
[0018]弹簧装置可以包括传输布置，该传输布置包括与活塞力親合的压力表面，从而将作用在压力表面上的力传输到活塞上，而且弹簧力在那里作用在活塞上。在这种情况下，传输布置以如下方式来构建，该方式为压力表面与活塞相比而言具有较短的冲程路径。由于这一技术方案的结果，作为活塞的位置或移动的函数，可以使弹簧力的改变最小化，从而获得尽可能恒定的弹簧力。
[0019]优选地，弹簧装置被构建为流体弹簧装置。在这种情况下，流体弹簧装置可以包括被布设成将弹簧力传