压制机的压力栓以及具有压力栓的压制机的制作方法

本发明涉及一种压制机的压力栓，该压力栓构造用于将力传递到压制机的模具部件上。所述压制机例如可以是成型压制机。此外本发明涉及一种具有至少一个这种压力栓的压制机。

背景技术：

为了借助冷成型制造用于车辆车身的板材件，运行包括多个操作的制造过程。第一成型操作通常为拉伸阶段。用于拉伸阶段的成型模具通常包括凹模、凸模和板材保持件。附加的部件例如上型箱和下型箱或滑块、插入件等同样可以包含在成型模具中。如果在成型模具中包含多个箱，则通常带有凹模的上型箱和带有凸模的下型箱固定连接。在板材保持件的下侧上设有底部空气栓，其与板材保持件固定连接。

成型模具在为此设置的成型压制机中运行。在此，凹模或者上型箱固定在推杆上。凸模或者下型箱固定在台板上。板材保持件利用底部空气栓处于压制套筒上，这些压制套筒又处于压力箱上。压力箱处于液压缸上并且与液压缸固定连接。液压缸的数量可以根据压制机发生变化。待成型的板材放置在板材保持件上。在板材保持件与凹模之间可以设有一个或多个拉伸辅助件，以便影响两个模具部件之间的间隙。所述推杆在成型过程中竖直向下移动并且在这种情况下挤压由板材保持件、压制套筒和压力箱组成的整个系统。液压缸在此施加反作用力，该反作用力通过压力箱被引入到压制套筒中和通过底部空气栓被引入板材保持件中。所述方法在文献de19954310a1中被描述。

在所述操作时，已成型构件的特性和质量很大程度上取决于在凹模与板材保持件之间的接触区域中发生的板材的材料流。在此，所述材料流决定性地受到在板材与板材保持件之间的压力分布的影响。

在进一步上述的过程中，板材与板材保持件之间的压力分布通过将液压缸的力引入到板材保持件中以及通过借助拉伸辅助件保持距离而产生。值得追求的是，不仅在成型过程之前而且在成型过程中调节板材保持件与板材之间的压力分布，以便实现最佳的成型结果。

一种可能性在于，通过液压缸影响压力分布。在文献de19954310a1中描述了一种方法，该方法部分地利用对液压缸的操纵来改变板材与板材保持件之间的压力分布。在此，板材与板材保持件之间的压力分布在成型过程中的变化附加地能够通过压电执行器实现。在文献de19954310a1中省去对实际力的测量。

另一种可能性在于操作拉伸辅助件。拉伸辅助件的高度可以受到液压的、气动的、电的或其它器件的影响。拉伸辅助件高度的变化直接影响板材与板材保持件之间的压力分布。这种方法例如在文献de10331939a1、de102006031438b4、de102012018606a1、de10201200221a1、de102012202778a1、de102014221550a1或de102015203226a1中描述。

此外，在文献de102014004521a1中描述了一种压制装置，其中，力传递元件构造成能够被电地、液压地或气动地操控的执行器。

文献kr20080011609a描述一种用于提高成型压制机的使用寿命并且用于降低在成型过程中产生的振动的方法。为此使用磁流变底部空气栓和在拉伸辅助件中的压电传感器。该压电传感器在拉伸辅助件中测量成型力并且将控制信号又给到磁流变底部空气栓上。

文献kr20080011609a中描述的成型压制机不利的是，成型力在拉伸辅助件中以及因此仅在力分流中被测量。

技术实现要素：

至少一些实施形式的待解决的任务是，给出一种压制机的压力栓，可以借助该压力栓直接在力流中测量成型力。此外，在没有拉伸辅助件的模具中也能够实现成型力的测量。另一个任务是给出一种具有至少一个这种压力栓的压制机。

这些任务通过根据独立权利要求所述的主题来解决。此外，所述主题的有利实施形式和进一步改进方案由从属权利要求、接下来的描述以及附图得出。

根据至少一种实施形式，在此描述的压力栓具有栓体和设置在栓体中的或者集成在栓体中的传感器元件，该传感器元件用于测量能够通过压力栓传递的力。此外，压力栓具有设置在栓体中的或者集成在栓体中的执行器单元。所述执行器单元具有由自适应材料制成的功能体。所述传感器元件和/或执行器单元例如可以设置在栓体的留空部中。

优选地，所述压力栓构造用于将力传递到压制机的模具部件上，例如用于将力传递到成型压制机的板材保持件上。在此，力可以直接传递到模具部件上或间接地通过其它元件传递到模具部件上。例如压力栓可以设置在压制机的压力箱与压制机的板材保持件之间。

所述功能体的自适应材料优选这样构造，使得其流变特性和/或其长度和/或其体积能够根据电场和/或磁场有针对性地改变。例如自适应材料的粘弹的和/或动态机械的特性可以有针对性地发生变化。尤其是，自适应材料的可逆的变形、例如膨胀和/或可逆的变硬或加固是可能的。

传感器元件优选构造用于测量通过压力栓或者压力栓的栓体传递的或可传递的力。尤其是，所述传感器元件可以是力传感器。例如该传感器元件可以具有一个或多个应变仪。传感器元件例如可以具有惠斯登测量电桥，所述惠斯登测量电桥具有多个应变仪。

压力栓例如可以构造成所谓的底部空气栓或中间空气栓或中间栓。底部空气栓优选直接接触板材保持件或者直接与板材保持件连接。例如底部空气栓可以与板材保持件用螺纹连接或与板材保持件一件式构造。尤其是，底部空气栓可以设置在压制机的另一个压力栓(例如压制套筒)与板材保持件之间。

此外，压力栓可以构造成压制套筒。例如该压力栓可以设置在压制机的压力箱与另一个压力栓(例如底部空气栓)之间。

根据另一种实施形式，所述自适应材料是液体。例如所述自适应材料可以是磁流变液体或电流变液体。所述自适应材料尤其是可以这样构造，使得可以有针对性地引起液体的可逆的加固。

根据另一种实施形式，所述自适应材料是弹性体。所述弹性体例如可以是磁流变弹性体或介电弹性体。例如可以进行自适应材料的有针对性的可逆变形(例如膨胀)和/或变硬。

根据另一种实施形式，所述执行器单元具有用于构成电场和/或磁场的器件。例如执行器单元可以具有线圈，例如铜线圈。附加地或替代地，执行器单元例如可以具有电容器板。通过产生电场和/或磁场可以有针对性地改变功能体或者自适应材料的流变特性和/或长度和/或体积。

此外，执行器单元可以具有可移动的活塞。优选地，执行器单元的活塞可以借助功能体移动。所述活塞例如可以通过自适应材料的膨胀或体积变化而相对于栓体的其余部分移动。由此，压力栓在其长度方面可以可变地构造。

根据另一种实施形式，传感器元件和执行器单元通过调节电路相互连接。传感器元件的信号例如可以与参考变量比较，并且可能的值偏差可以由控制执行器单元的调节器来考虑。根据调节器的信号例如可以这样改变用于产生电场和/或磁场的器件，使得可以有针对性地改变功能体的自适应材料。由压力栓传递的力又可以由传感器元件测量并且与参考变量比较。

此外，给出一种具有至少一个在此描述的压力栓的压制机。压制机的压力栓可以具有目前所述的实施形式的一个或多个特征。例如压制机可以构造成成型压制机。此外，压制机具有至少一个在此所描述的带有传感器元件和执行器单元的压力栓，该压力栓例如可构造成底部空气栓或构造成压制套筒。特别优选地，压制模具的多个压力栓和/或压制台的多个压力栓如这里描述的具有传感器元件和执行器单元的压力栓那样构造。借助一个传感器元件或者借助多个传感器元件，优选可以在压制过程中进行在线测量。

在此描述的压制机具有多个优点。例如在成型过程中可以非常好地改变板材与板材保持件之间的压力分布。此外，可以实现比压电执行器明显更高的行程。

此外，所描述的方案对于在压制机和模具中快速出现的力峰值也是稳固的。此外，传感器元件和执行器单元尽可能彼此靠近并且处于同一构件中，并且传感器元件和执行器单元直接处于力流中。

附加地，通常存在有比在成型模具中的拉伸辅助件明显更多的压力栓，并且所述技术解决方案也可以在没有拉伸辅助件的模具中使用。

有利地，不需要供应和导出液压的或气动的介质。此外，传感器元件和执行器单元的小的结构体积是可能的。由于传感器元件和执行器单元的小的结构体积，压力栓例如可以具有与传统的底部空气栓或压制套筒相同的尺寸。

附图说明

在此描述的压力栓或在此描述的压制机的其它优点和有利的实施形式从接下来结合图1至4描述的实施形式中得出。

其中：

图1示出根据一种实施例的压制机的示意性视图，

图2示出根据第一种实施例的压力栓的示意性视图，

图3示出根据第二种实施例的压力栓的示意性视图，以及

图4示出根据另一种实施例的具有至少一个在此描述的压力栓的压制机的调节电路的示意性视图。

具体实施方式

在实施例和附图中相同或相同作用的组件可以分别设有相同的附图标记。所示出的元件及其相互间的尺寸比例原则上没有视为严格按照比例的。相反，为了更好的显示和/或更好的理解，可夸张厚地或大地显示个别元件的尺寸。

图1示出根据第一种实施例的在此描述的压制机100的示意性视图。压制机100构造成用于使板坯件14成形的成型压制机并且具有推杆1、台板2、设置在推杆和台板之间的上型箱4和下型箱5、压力箱3以及多个液压缸6。此外，所述压制机100具有多个压制套筒7，其构造用于将力从液压缸6传递到压力栓8上，该压力栓构造成底部空气栓。优选地，所述压力栓7、8中的至少一个压力栓构造成在此描述的压力栓，该压力栓在图2和图3中进一步详细描述。压制机100的其它元件是凹模11、凸模12、板材保持件13以及在下侧上的间隔板9和在上侧上的间隔板10。推杆在成型过程中的工作方向用附图标记15来标识。

在图2中是根据第一种实施例的压力栓的示意性视图。所述压力栓例如可以是压制机100的底部空气栓8或压制套筒7。压力栓具有栓体16和设置在该栓体16中的传感器元件19，该传感器元件用于测量能够通过压力栓传递的力。在示出的实施例中，传感器元件19具有多个应变仪，这些应变仪连接至惠斯登测量电桥25。

此外，压力栓具有设置在栓体16中的执行器单元17，该执行器单元具有由自适应材料制成的功能体18，以及用于产生磁场的线圈27和活塞26。优选地，所述自适应材料这样构造，使得其流变特性和/或其长度和/或其体积可以根据磁场有针对性地发生变化，所述磁场可以通过线圈27产生。

所述自适应材料例如可以构造成磁流变液体或磁流变弹性体。通过借助线圈27产生的磁场，所述自适应材料可以膨胀，从而活塞26可以相对于栓体的其余部分移动。

图3示出根据另一种实施例的压力栓7、8的示意性视图。区别于根据图2的实施例，执行器单元17具有两个电容器板28，在所述两个电容器板之间设置有功能体18并且所述电容器板构造用于产生电场。通过借助电容器板28产生的电场，功能体18的自适应材料可以这样发生变化，使得活塞26相对于栓体的其余部分运动。

在图4中示出调节电路24的示意图，传感器元件19和执行器单元17可以通过该调节电路相互连接。

通过将参考变量20与传感器元件19的值比较，可以确定值偏差21。根据所述值偏差21，相应的信号可以被给到调节电路24的调节器22，该调节器然后又将信号给到执行器单元17，使得可以进行对执行器单元的有针对性的调节。尤其是，用于产生电场和/或磁场的器件27、28可以这样发生变化，使得功能体18或者功能体18的自适应材料有针对性地发生变化，由此活塞26可以相对于栓体16被调节。

经传递的力23然后可以又由传感器元件19测量并且与参考变量20比较。由此，有利地能够实现在线测量，从而板材保持件与板材之间的压力分布也能够在成形过程中被调整或者被控制和调节。

在所示实施例中描述的特征也可根据其它实施例互相组合。替代地或附加地，附图中示出的实施例可具有根据一般性说明的实施形式的其它特征。

附图标记列表

1推杆

2台板

3压力箱

4上型箱

5下型箱

6液压缸

7压制套筒

8底部空气栓

9下侧间隔板

10上侧间隔板

11凹模

12凸模

13板材保持件

14板坯件

15推杆在成形过程中的工作方向

16栓体

17执行器单元

18功能体

19传感器元件

20参考变量

21值偏差

22调节器

23力

24调节电路

25惠斯登测量电桥

26活塞

27线圈

28电容器板

100压制机