DE102016115446A1

DE102016115446A1 - Cambering device for a forming machine, forming machine with crowning device, tool with crowning device and crowning method

Info

Publication number: DE102016115446A1
Application number: DE102016115446.6A
Authority: DE
Inventors: Rico Haase; Robert Tehel
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-02-22

Abstract

Bombiervorrichtung und Bombierverfahren für eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug, mit: zumindest zwei plattenförmigen Bombierelementen, die einander zugewandte Flächen aufweisen, die jeweils als gekrümmte Flächen zumindest in einer ersten Achsrichtung mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente ausgebildet sind, wobei die Referenzebenen der Bombierelemente sich zueinander parallel und senkrecht zu einer Wirkrichtung der Umformkraft erstrecken; und einer Einstelleinrichtung um die zwei plattenförmigen Bombierelemente gegeneinander zu verschieben.A crowning and crowning process for a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool, comprising: at least two plate-shaped crowning elements having facing surfaces each being curved surfaces at least in a first axial direction with respect to reference planes the Bombierelemente are formed, wherein the reference planes of the crowning elements extend parallel to each other and perpendicular to a direction of action of the forming force; and an adjustment to move the two plate-shaped crowning against each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine, eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft aufgebracht auf das Werkstück durch ein Werkzeug mit einer Bombiervorrichtung und ein Bombierverfahren für eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug.The present invention relates to a crowning machine for a forming machine, a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool with a crowning device and a crowning method for a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a Tool.

In der Umformtechnik werden verschiedene Anlagen und Werkzeuge genutzt, um das Werkstück plastisch umzuformen. Durch die Anlagentechnik werden entsprechende Kräfte bzw. Momente aufgebracht, um das Fließen des Werkstoffes herbeizuführen. Alle am Kraftfluss beteiligten Elemente erfahren durch diese Belastung eine elastische Deformation. Im Anlagen- und Werkzeugbau versucht man, diesen unerwünschten Effekt zu minimieren, indem Pressengestelle, Zuganker, Pressentische und -stößel durch konstruktive Maßnahmen möglichst steif ausgeführt werden.In forming technology, various systems and tools are used to plastically reshape the workpiece. The plant technology corresponding forces or moments are applied to cause the flow of the material. All elements involved in the force flow experienced by this load an elastic deformation. In plant and tool making attempts are made to minimize this undesirable effect by press racks, tie rods, press tables and rams are designed as rigid as possible by design measures.

Exemplarisch sind dabei eine kraftflussgerechte Konstruktion, möglichst kurze Kraftflüsse, große Querschnitte und die Verwendung von Werkstoffen bzw. Werkstoffverbunden mit hohen Elastizitätsmoduln zu nennen. Dennoch kann durch derartige Maßnahmen die elastische Verformung nur reduziert, nicht jedoch eliminiert werden.By way of example, a power flow-oriented construction, the shortest possible power flows, large cross sections and the use of materials or material composites with high moduli of elasticity should be mentioned. Nevertheless, by such measures, the elastic deformation can only be reduced, but not eliminated.

In Umform-Pressen und -Hämmern führt die elastische Durchbiegung der Pressen-Tische und -Stößel nicht nur zur Lageabweichung der Aufspannflächen, sondern auch zu einer Formabweichung dieser, im Idealfall absolut planen, Schnittstellen zu den formgebundenen und damit bauteilspezifischen Werkzeugen. Die Werkzeuge mit ihren verschiedenen Grund-, Aufbau, Zwischen- und Deckplatten erfahren ebenfalls eine elastische Durchbiegung, die in Summe zu einer Formabweichung der Aktivteilflächen (oft auch als Wirkflächen bezeichnet) führt. Die Aktivteilfläche steht jedoch mit dem Werkstück in direktem Kontakt und bildet ihre Form – inklusive der beschriebenen Abweichungen direkt auf das Werkstück ab. Die damit verbundenen Form – und Lageabweichungen bilden sich damit auf den Werkstücken ab. Diese Beeinträchtigung tritt sowohl bei Blech- als auch bei Massivumformverfahren ebenso wie beim Beschneiden von Werkstücken auf.In forming presses and hammers, the elastic deflection of the press tables and tappets not only leads to positional deviation of the clamping surfaces, but also to a deviation in shape of these, ideally absolutely plan, interfaces with the molded and thus component-specific tools. The tools with their different base, construction, intermediate and cover plates also experience an elastic deflection, which in total leads to a deviation in shape of the active part surfaces (often referred to as active surfaces). However, the active part surface is in direct contact with the workpiece and forms its shape - including the described deviations directly on the workpiece. The associated shape and position deviations are thus reflected on the workpieces. This impairment occurs both in sheet metal as well as in massive forming as well as in the cutting of workpieces.

Die auftretenden Geometrieabweichungen enthalten unter der Voraussetzung weitestgehend konstanter Randbedingungen wie etwa Presskraft, Material und Prozessparameter, einen Anteil, der als systematische Abweichung betrachtet werden kann. Durch entsprechende iterative und damit sehr aufwendige Korrekturschleifen wird versucht, diese systematischen Abweichungen zu reduzieren. Zur Kompensation sind verschiedene Ansätze in der Praxis zu finden. Zu den empirisch-iterativen Methoden gehören das Tuschieren der Aktivteilflächen und das Bombieren auf Basis von Messdaten.The occurring geometric deviations contain, under the condition of largely constant boundary conditions such as pressing force, material and process parameters, a proportion that can be regarded as a systematic deviation. Through appropriate iterative and therefore very complex correction loops, an attempt is made to reduce these systematic deviations. For compensation, different approaches can be found in practice. The empirical-iterative methods include the spotting of the active part surfaces and the bombing on the basis of measurement data.

Beim Bombieren auf Basis von Messdaten wird das Fertigteil vermessen und gegen die Sollform verglichen. Die Abweichung wird in umgekehrter Richtung in eine oder beide der sich gegenüberliegenden Aktivteilflächen eingebracht. Dazu ist zunächst ein Bauteil (mit Abweichungen) und mindestens eine Korrekturschleife mit nochmaligem Herstellen und ggf. Oberflächenbehandeln/-beschichten der Aktivteilflächen oder zumindest Teilen davon erforderlich.When crowning based on measured data, the finished part is measured and compared against the nominal shape. The deviation is introduced in the opposite direction into one or both of the opposing active part surfaces. For this purpose, first a component (with deviations) and at least one correction loop with repeated production and possibly surface treatment / coating of the active part surfaces or at least parts thereof are required.

Um diese zeit- und kostspieligen Korrekturschleifen einzusparen, wird versucht, die elastische Deformation mit analytischen und/oder numerischen Methoden vorherzusagen und bereits im Vorfeld in der Wirkflächenkonstruktion zu kompensieren. Das Verfahren ist als Bombieren auf Basis von Simulations- bzw. Auslegungsrechnungen bekannt. Die entsprechende Vorgehensweise wird in der Offenlegungsschrift DE 10 2012 207 474 A1 beschrieben. Dazu sind jedoch umfangreiche Kenntnisse zu Prozessparametern (Kräfte bzw. Flächenpressungen und deren Verteilung über die Aktivteil- und Aufspannflächen) und zum elastischen Verhalten der Werkzeug- und Anlagentechnik erforderlich. Während die Kraftverteilung auf die Werkzeug-Wirkflächen aus der Umformsimulation gewonnen werden können, ist für das elastische Verformungsverhalten des Gesamtsystems Prozess-Werkzeug-Umformmaschine eine entsprechend komplexe Modellierung erforderlich. In der genannten Offenlegungsschrift wird auch die Abhängigkeit des Durchbiegungsverhaltens von der eingesetzten Versuchs- oder Fertigungspresse erörtert. Wenngleich es punktuelle Ergebnisse zum Steifigkeitsverhalten der Anlagentechnik aus dem wissenschaftlichen Umfeld gibt, steht der hohe Aufwand derzeit einer Verbreitung in der industriellen Praxis im Wege.In order to save these time-consuming and costly correction loops, an attempt is made to predict the elastic deformation with analytical and / or numerical methods and to compensate in advance for the effective area construction. The method is known as crowning on the basis of simulation or design calculations. The corresponding procedure is described in the published patent application DE 10 2012 207 474 A1 described. However, this requires extensive knowledge of process parameters (forces or surface pressures and their distribution over the active part and clamping surfaces) and the elastic behavior of the tool and system technology. While the force distribution on the tool-effective surfaces can be obtained from the forming simulation, a correspondingly complex modeling is required for the elastic deformation behavior of the entire system process-tool-forming machine. The cited publication also discusses the dependence of the deflection behavior on the experimental or production press used. Although there are selective results on the rigidity behavior of the plant engineering from the scientific environment, the high expense is currently in the way of a diffusion in industrial practice.

In der Patentschrift DE 2715688 C2 wird die Durchbiegung der oberen und unteren Aufspannfläche einer Abkantpresse dadurch kompensiert, dass lokal durch Vorspannvorrichtungen (hydraulisch/Keilmechanik) eine Bombierung realisiert wird.In the patent DE 2715688 C2 the deflection of the upper and lower clamping surface of a press brake is compensated for by the fact that a crowning is realized locally by pretensioning devices (hydraulic / wedge mechanism).

In der Druckschrift DE 905574 A1 wird die Abstützung eines Hauptträgers gegen einen Hilfsträger punktuell und mit Hilfe hydraulischer Aktoren vorgeschlagen.In the publication DE 905574 A1 the support of a main carrier against a subcarrier is proposed selectively and with the aid of hydraulic actuators.

Die Druckschrift DE 4123517 A1 schlägt eine Abstützung des Pressen-Tisches und/oder -Stößels jeweils gegen einen separaten Biegeträger vor. Die Kraftübertragung erfolgt hydraulisch und punktuell.The publication DE 4123517 A1 proposes a support of the press table and / or pestle each against a separate bending beam. The power transmission takes place hydraulically and selectively.

Die Druckschriften DE 4037281 A1 und DD 289970 A5 beschreiben eine hydraulische Presse, die eine serielle Anordnung einer Kniehebelmechanik zum schnellen Durchfahren der Leerhübe und eine in Reihe geschaltete Anordnung von kurzhubigen Hydraulikzylindern aufweist. Damit ist eine Gleichlaufregelung, d. h. Kompensation der Stößelkippung möglich. Die Durchbiegung der Aufspannfläche kann nur lokal (punktuell an den Druckpunkten) beeinflusst werden. The pamphlets DE 4037281 A1 and DD 289970 A5 describe a hydraulic press having a serial arrangement of a toggle mechanism for fast passage through the idle strokes and a series arrangement of short-stroke hydraulic cylinders. This is a synchronization control, ie compensation of ram tilting possible. The deflection of the clamping surface can only be influenced locally (at points at the pressure points).

Die Druckschrift EP 0544137 A2 sieht eine Abstützung der eigentlichen Aufspannfläche bzw. derer Träger an einem dahinterliegenden „hochfesten Stahlblech” vor. Diese Anordnung ist in Guss- oder Stahlbauweise ausgeführt und entspricht dem Prinzip des zusätzlichen Biegeträgers analog zu bereits zitierten Patentschrift DE 4123517 A1 .The publication EP 0544137 A2 provides a support of the actual clamping surface or their carrier on an underlying "high-strength steel sheet" before. This arrangement is executed in cast or steel construction and corresponds to the principle of the additional bending beam analogous to the already cited patent DE 4123517 A1 ,

Die Offenlegungsschrift DE 4415577 A1 enthält eine Anordnung von Hydraulikzylindern, die gleichmäßig druckbeaufschlagt eine gewünschte Bombierung der Kompensationsplatte bewirken. Das Wirkprinzip ist hydraulisch und punktuell. Durch eine zahlreiche Anordnung der hydraulischen Aktoren ist eine Abdeckung des nahezu gesamten Flächenbereichs ermöglicht. Die Kraftwirkung bleibt auf die Kreisfläche der Kolben bzw. bei Kippung der Platte sogar auf nur ein Segment davon beschränkt. Durch die begrenzten Platzverhältnisse liegt zwischen den Kontaktflächen ein Gitter frei, dass nicht abgestützt wird.The publication DE 4415577 A1 contains an array of hydraulic cylinders, the even pressure causes a desired crowning of the compensation plate. The operating principle is hydraulic and selective. By a numerous arrangement of the hydraulic actuators coverage of almost the entire surface area is possible. The force remains limited to the circular area of the piston or tilting of the plate even to only a segment thereof. Due to the limited space between the contact surfaces is a grid free that is not supported.

In der Offenlegungsschrift DE 1452677 A wird die Verteilung der nur bereichsweise angreifenden Prozesskraft aus den sich durchbiegenden Pressenbalken einer Abkantpresse beschrieben. Die Presskraft wird dabei über eine elastische Einlage aus Kunststoff, Kugeln oder Nadeln übertragen. Die Wirkungsweise ist mit dem statischen Druck einer Flüssigkeit oder eines formlos-festen Stoffes und daher mit hydraulischen Wirkprinzipien vergleichbar. Die Verwendung elastischer Zwischenlagen mit Aussparungen oder einer Anordnung von Federn zielt hingegen auf eine lokal einstellbare Steifigkeit ab.In the published patent application DE 1452677 A describes the distribution of process force acting only in some areas from the bending press beams of a press brake. The pressing force is transmitted via an elastic insert made of plastic, balls or needles. The mode of action is comparable to the static pressure of a liquid or a formless-solid substance and therefore with hydraulic principles of action. The use of elastic liners with recesses or an arrangement of springs, however, aims at a locally adjustable stiffness.

In der Offenlegungsschrift DE 2806148 A1 sind gegeneinander verschiebbare Zwischenplatten beschrieben, die jedoch eine Kippung des Stößels sowie eine seitliche Verschiebung durch das sich ausbildende, kardanische Kalottengelenk zulassen sollen.In the published patent application DE 2806148 A1 are mutually displaceable intermediate plates described, however, should allow a tilting of the plunger and a lateral displacement by the forming, gimbal Kalottengelenk.

Die Offenlegungsschrift DE 10148954 A1 präsentiert die gleichmäßige Durchsenkung der Aufspannfläche durch eine gestapelte Anordnung von Lagen mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln und Dicken. Durch diese Ausgleichsplatte wird eine im Zusammenspiel mit der nachgiebigen Spannfläche der Maschine nahezu konstante örtliche Federsteifigkeit und Durchsenkung erreicht. Der Lösungsansatz besteht hier im Einsatz verschiedener Werkstoffe, d. h. verschieden harter Federn.The publication DE 10148954 A1 presents the uniform sinking of the clamping surface through a stacked arrangement of layers with different moduli of elasticity and thicknesses. This compensating plate achieves an almost constant local spring rigidity and sag in conjunction with the resilient clamping surface of the machine. The solution here is the use of different materials, ie different hard springs.

Die Druckschrift US 005094796 A schlägt ebenfalls eine mehrfache Stapelung von Platten verschiedener Elastizitätsmodule vor. Dieses Prinzip der Reihenschaltung von Federelementen unterschiedlicher Steife soll damit ebenfalls ein gleichmäßiges Deformationsverhalten gewährleisten. Im Unterschied zur Offenlegungsschrift DE 10148954 A1 wird aber zusätzlich eine kammartige Gestalt der Plattenanordnung vorgeschlagen, die eine Ausbildung von ”Hügeln und Tälern” etwa im Falle eines mehrfachfallenden Werkzeuges entgegenwirken soll.The publication US 005094796 A also suggests multiple stacking of plates of different moduli of elasticity. This principle of the series connection of spring elements of different stiffness should thus also ensure a uniform deformation behavior. In contrast to the published patent application DE 10148954 A1 but in addition a comb-like shape of the plate assembly is proposed, which is intended to counteract a formation of "hills and valleys" approximately in the case of a multiplying tool.

Die Druckschrift DE 10 2007 012 860 B4 sieht einen Zwischenraum vor, in den ein in seiner Steifigkeit anpassbares Füllstück eingelegt werden kann. Dazu ist ein bereichsweise abgeflachtes oder Aussparungen enthaltendes Füllstück vorgesehen. Durch die unterschiedlich großen Anlageflächen wird das sich durchbiegende Werkzeug unterschiedlich stark an die darunter befindliche Werkzeug-Aufspannfläche der Presse angekoppelt. Das Prinzip sieht damit eine örtlich unterschiedliche Federsteifigkeit vor, diese kann jedoch durch einen höheren Flächenanteil der Ausnehmungen nur reduziert, nicht jedoch erhöht, werden.The publication DE 10 2007 012 860 B4 provides a gap into which a variable in its stiffness filler can be inserted. For this purpose, a partially flattened or recesses containing filler is provided. Due to the different sized contact surfaces, the bending tool is coupled differently strong to the underlying tool clamping surface of the press. The principle thus provides a locally different spring stiffness, but this can be reduced only by a higher surface portion of the recesses, but not increased.

In der Patentschrift DE 4214818 C2 wird die Verwendung einer Druckdose vorgeschlagen, die durch den hydraulischen Innendruck die Durchbiegung von Pressen-Tisch und/oder -Stößel kompensiert.In the patent DE 4214818 C2 the use of a pressure cell is proposed, which compensates for the deflection of the press table and / or plunger by the hydraulic internal pressure.

In der Druckschrift DE 3418099 C1 wird eine Plattenpresse beschrieben, die auf einer Seite eine sogenannte Durchbiegungskompensationskammer aufweist. Das Werkstück liegt dabei auf einer nachgiebigen Platte, die mittels hydraulischen Drucks von der Rückseite beaufschlagt und damit in ihrer Federsteife und Durchbiegung eingestellt werden kann. Auch hier liegt ein hydraulisches Wirkprinzip zugrunde.In the publication DE 3418099 C1 a plate press is described which has on one side a so-called deflection compensation chamber. The workpiece lies on a resilient plate, which is acted upon by hydraulic pressure from the back and thus can be adjusted in their spring stiffness and deflection. Again, there is a hydraulic action principle.

Die Patentschrift US 4576092 A greift diesen Lösungsansatz auf, wobei die Druckausgleichskammer hier aus miteinander verschraubten und abgedichteten Platten besteht. Die dem Werkzeug zugewandte Platte ist als nachgiebige Membran ausgebildet und gibt dem von außen zugeführten hydraulischen Druck nach, wodurch ein Durchbiegungsausgleich erreicht wird.The patent US 4576092 A takes up this approach, the pressure equalization chamber consists of screwed together and sealed plates here. The tool-facing plate is designed as a resilient membrane and gives the supplied from the outside hydraulic pressure, whereby a deflection compensation is achieved.

Die Offenlegungsschrift DE 19605782 A1 ordnet unter den Werkzeughälften jeweils eine abgedichtete Druckausgleichskammer an, die unter Last einen hydrostatischen Druck aufbaut. Das eingeschlossene Medium wird dabei durch Federn vorgespannt.The publication DE 19605782 A1 Arranges under the tool halves each a sealed pressure equalization chamber, which builds a hydrostatic pressure under load. The enclosed medium is biased by springs.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine, eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft aufgebracht auf das Werkstück durch ein Werkzeug mit einer Bombiervorrichtung und ein Bombierverfahren für eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug zu schaffen wobei mit einfachem Aufbau und geringem Energieeinsatz eine flächige Bombierung der Werkzeugaufspannfläche(n) einer Umformmaschine und damit auch der formgebenden Werkzeugwirkfläche(n) zuverlässig sichergestellt werden kann.It is the object of the present invention a crowning device for a forming machine, a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool with a crowning and a crowning process for a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece to create a tool with a simple design and low energy consumption, a flat crowning of the tool clamping surface (s) of a forming machine and thus the forming tool effective surface (s) can be reliably ensured.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt. Weiterhin wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft aufgebracht auf das Werkstück durch ein Werkzeug mit einer Bombiervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14. Weiterhin wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Bombierverfahren für eine Umformmaschine zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.This object is achieved by a crowning device for a forming machine according to the independent claim 1. Preferred developments are set forth in the dependent claims. Furthermore, the object is achieved according to the invention by a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool with a crowning device having the features of claim 14. Furthermore, the object is achieved according to the invention by a crowning process for a forming machine for forming a Workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool having the features of claim 15.

Die Ausgestaltung und Anordnung der Bombierelemente als Formplatten und die Verschiebung der Bombierelemente zueinander ermöglicht eine stufenlos einstellbare Bombierung als konvexe oder konkave Durchwölbung der Werkzeugaufspannfläche in zumindest einer Raumrichtung. Die Bombierung in zwei Raumrichtungen überlagert sich dabei ungestört. Auch die in zwei Raumrichtungen kombinierte konvex-konkave Einstellung einer Sattelflächen-Form der Aufspannfläche ist möglich. Der Verlauf ist über die Formkontur der Platten an die Verformungscharakteristik der Maschinen- und Werkzeugtechnik anpassbar. Die Erfindung kann sowohl am Pressen-Tisch und/oder am Pressenstößel als auch im Unter- und/oder Oberwerkzeug implementiert werden. Eine Verstellung ist durch Lösen, Verschieben und wieder Spannen des Aufbaus – auch von Hub zu Hub – realisierbar. Die Verschiebung der Bombierelemente zueinander erfolgt vorzugsweise im unbelasteten Zustand. Ein aktives Trennen der Bombierelemente voneinander durch Hubelemente (z. B. vergleichbar den Rollenleisten zum Anheben von Werkzeugen vom Pressen-Tisch) ist vorteilhaft, um die durch die im gelösten Zustand gegebenenfalls punktuelle Berührung auftretenden lokalen Flächenpressungen (Hertz-Pressung) zu reduzieren und so einem langfristigen Verschleiß entgegenzuwirken. Auch das Einbetten von Schmiermitteln und/oder -Taschen ist von Vorteil, dabei sollte jedoch eine großflächige Anlage der Platten im belasteten Zustand immer noch gegeben sein. In Verbindung mit einem entsprechenden Regelungsmodell und der Erfassung geeigneter Steuergrößen, ist damit eine geschlossene Prozessregelung möglich. Ein weiterer Vorteil gegenüber den bisherigen Lösungen im Stand der Technik besteht weiterhin darin, dass eine einmal justierte Bombierung ohne Energieeinsatz bestehen bleibt. Hier besteht insbesondere der Vorteil gegenüber den hydraulischen Lösungen, die auf dem Aufbau und/oder der Aufrechterhaltung eines hydraulischen Druckes basieren. Gegenüber den Varianten mit Bombierung durch lokale Kraftübertragungselemente ist vor allem die flächige Anlage der Bombierelemente aneinander zu nennen. Neben der deutlich höheren Tragfähigkeit ist hier auch ein deutlich besseres Verschleiß- und Setzungsverhalten gewährleistet. Die auftretenden Flächenpressungen bewegen sich im Rahmen der, in der konventionellen Umformtechnik auftretenden Spannungswerte. Die Biegespannungen der beschriebenen Bombierelemente sind nahezu vernachlässigbar klein.The design and arrangement of the crowning elements as mold plates and the displacement of the crowning elements to each other allows a continuously adjustable crowning as a convex or concave curvature of the tool mounting surface in at least one spatial direction. The crowning in two spatial directions is superimposed undisturbed. The convex-concave setting of a saddle surface shape of the clamping surface combined in two spatial directions is also possible. The course can be adapted via the shape contour of the plates to the deformation characteristics of the machine and tool technology. The invention can be implemented both on the press table and / or on the press ram and in the lower and / or upper tool. An adjustment can be achieved by loosening, moving and re-clamping the body - also from hub to hub. The displacement of the crowning elements relative to each other preferably takes place in the unloaded state. An active separation of the crowning elements from one another by means of lifting elements (for example, comparable to the roller strips for lifting tools from the press table) is advantageous in order to reduce the local surface pressure (hertz pressure) which occurs due to the point contact being possibly in the dissolved state, and so on to counteract long-term wear. The embedding of lubricants and / or bags is advantageous, but it should be a large-scale investment of the plates in the loaded state still exist. In conjunction with a corresponding control model and the acquisition of suitable control variables, a closed process control is possible. Another advantage over the previous solutions in the prior art persists in that a once adjusted crowning remains without energy use. Here, in particular, there is the advantage over the hydraulic solutions, which are based on the construction and / or the maintenance of a hydraulic pressure. Compared to the variants with crowning by local power transmission elements, especially the flat contact of the crowning elements to each other should be mentioned. In addition to the significantly higher load capacity, a significantly better wear and settlement behavior is guaranteed here. The occurring surface pressures are within the limits of the stress values occurring in conventional forming technology. The bending stresses of the described crowning elements are almost negligible.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:Hereinafter, the present invention will be described and explained with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. In the drawings show:

1 ein Ausführungsbeispiel der Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine, 1 an embodiment of the crowning device for a forming machine,

2a, 2b die gekrümmten Flächen der Bombierelemente, 2a . 2 B the curved surfaces of the crowning elements,

3a, 3b eine Biegekontur entlang einer Richtung mit Bezug auf die Durchbiegung der Anlagen- und Werkzeugtechnik, 3a . 3b a bending contour along one direction with respect to the bending of the plant and tool technology,

4a, 4b Transformation der Konturen bzw. Bombierelemente, und 4a . 4b Transformation of contours or crowning elements, and

5a bis 5c ein exemplarisches Überlagerungsergebnis bei doppelt gekrümmten Flächen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. 5a to 5c an exemplary overlay result in double-curved surfaces according to the present embodiment.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine. Diese Umformmaschine dient allgemein zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug. Eine Umformmaschine, die in Verbindung mit einer Bombiervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel verwendet wird ist beispielsweise eine Tiefziehpresse, Formpresse, Schmiedepresse, Abkantpresse oder dergleichen. Die Bombiervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird in allgemeiner Weise mit Bezug auf eine sich durchbiegende Aufspannfläche der Umformmaschine 1 beschrieben, wobei diese lediglich schematisch dargestellt ist. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise der Bombiervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird die Wirkrichtung F einer umformen Kraft dargestellt und zur vereinfachten Erläuterung auf die Darstellung weiterer Einzelheiten der Umformmaschine verzichtet. 1 shows an embodiment of the crowning device for a forming machine. This forming machine is generally used for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool. A forming machine used in conjunction with a crowning apparatus according to the embodiment is, for example, a deep-drawing press, molding press, forging press, press brake or the like. The crowning device according to the embodiment will be referred to in general terms on a bending clamping surface of the forming machine 1 described, which is shown only schematically. To explain the structure and the operation of the crowning device according to the embodiment, the effective direction F is shown a reshaping force and omitted for ease of explanation on the presentation of further details of the forming machine.

Das Ausführungsbeispiel zeigt zwei plattenförmige Bombierelemente 2, 3, die einander zugewandte Flächen 4, 5 aufweisen, die jeweils als gekrümmte Flächen in einer ersten Achsrichtung X mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 ausgebildet sind, wobei die Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 sich zueinander parallel und senkrecht zu der Wirkrichtung F der Umformkraft erstrecken. Wie aus der schematischen Darstellung der 1 ersichtlich, weist die Bombiervorrichtung ein erstes plattenförmiges Bombierelement 2 und ein zweites plattenförmiges Bombierelement 3 auf. Die Bombierelemente 2, 3 sind als Formplatten ausgestaltet und erstrecken sich in bzw. parallel zu einer XY Ebene eines Koordinatensystems wie nachfolgend noch im Detail erläutert. Die Formplatten des Ausführungsbeispiels weisen jeweils eine Nenndicke von ca. 25 mm (in Z Richtung des Koordinatensystems) auf. Das erste Bombierelement 2 ist in der Darstellung von 1 als oberes Element, und das zweite Bombierelement 3 als unteres Element angeordnet. Die gekrümmte Fläche 4 des Elements 2 ist in der Darstellung nach unten gerichtet und die gekrümmte Fläche 5 des Elements 3 ist nach oben gerichtet.The exemplary embodiment shows two plate-shaped crowning elements 2 . 3 , the facing surfaces 4 . 5 each having curved surfaces in a first axial direction X with respect to reference planes of the crowning elements 2 . 3 are formed, wherein the reference planes of the crowning 2 . 3 extending parallel to each other and perpendicular to the direction of action F of the forming force. As from the schematic representation of 1 As can be seen, the crowning device has a first plate-shaped crowning element 2 and a second plate-shaped crowning element 3 on. The crowning elements 2 . 3 are designed as mold plates and extend in or parallel to an XY plane of a coordinate system as explained in more detail below. The mold plates of the embodiment each have a nominal thickness of about 25 mm (in the Z direction of the coordinate system). The first crowning element 2 is in the representation of 1 as the upper element, and the second crowning element 3 arranged as a lower element. The curved surface 4 of the element 2 is directed downwards in the illustration and the curved surface 5 of the element 3 is directed upwards.

In der Darstellung der 1 sind die Bombierelemente 2 und 3 in einer zueinander verschobenen Position dargestellt wie dies nachfolgend noch im Detail erläutert wird.In the presentation of the 1 are the crowning elements 2 and 3 shown in a mutually shifted position as will be explained in detail below.

Die Bombierelemente 2, 3 werden zwischen der Aufspannfläche der Umformmaschine (unten: Pressen-Tisch, hier angedeutet; oben: Pressenstößel, nicht dargestellt) und dem Werkzeug (in Position der angedeuteten Kraftwirkung F) positioniert. Hierbei ist es wesentlich, dass die Bombierelement 2, 3 in der Wirkrichtung F der umformen Kraft angeordnet sind, d. h. sich im Wesentlichen in Ebenen senkrecht zu dieser Wirkrichtung F erstrecken. Das erste Bombierelement 2 weist somit eine obere Fläche auf, die zur Aufnahme der umformen Kraft in Richtung F vorgesehen ist und gegenüber zu der gekrümmten Fläche 4 angeordnet ist. Das zweite Bombierelement 3 weist eine untere Fläche, gegenüber zu der gekrümmten Fläche 5, auf, die zur Übertragung der umformen Kraft auf die Umformmaschine 1 (im Beispiel hier: Pressen-Tisch) ausgebildet ist. Im Allgemeinen sind die obere Fläche des ersten Bombierelements 2 und die untere Fläche des zweiten Bombierelements 3 als ebene Flächen ausgebildet, die eine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleisten. Diese Flächen werden gegebenenfalls an die speziellen Konfigurationen des Antriebs der Umformmaschine bzw. des Werkzeugs angepasst.The crowning elements 2 . 3 are positioned between the clamping surface of the forming machine (bottom: press table, here indicated, top: press ram, not shown) and the tool (in position of the indicated force effect F). Here it is essential that the crowning element 2 . 3 are arranged in the direction of action F of the forming force, that extend substantially in planes perpendicular to this direction of action F. The first crowning element 2 thus has an upper surface which is provided for receiving the forming force in the direction F and opposite to the curved surface 4 is arranged. The second crowning element 3 has a bottom surface opposite to the curved surface 5 , on, to transfer the forming force to the forming machine 1 (in the example here: press table) is formed. In general, the top surface of the first crowning element 2 and the lower surface of the second crowning member 3 designed as flat surfaces that ensure a uniform power transmission. These surfaces are optionally adapted to the specific configurations of the drive of the forming machine or the tool.

Nachfolgend werden die gekrümmten Flächen 4 und 5 der Bombierelemente 2 und 3 mit Bezug auf die 2a und 2b näher erläutert. Die 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel einer gekrümmten Fläche 5 des zweiten Bombierelements 3 und 2b zeigt das Ausführungsbeispiel der korrespondierenden gekrümmten Fläche 4 des ersten Bombierelements 2. Die gekrümmten Flächen 4, 5 sind als kontinuierlich mehrfach gekrümmte Flächen ausgebildet, wobei sich die gekrümmten Flächen 4, 5 jeweils auf eine Referenzebene des zugehörigen Bombierelements beziehen. Die Referenzebene des Bombierelements ist parallel zu der XY Ebene des Koordinatensystems und somit senkrecht zu der Wirkrichtung F der umformen Kraft definiert. Die gekrümmte Fläche wird mit Bezug auf die zugehörige Referenzebene definiert, so dass ein Punkt der Fläche mit einer XY Koordinate und einer Z Koordinate definiert ist.The following are the curved surfaces 4 and 5 the crowning elements 2 and 3 with reference to the 2a and 2 B explained in more detail. The 2a shows an embodiment of a curved surface 5 of the second crowning element 3 and 2 B shows the embodiment of the corresponding curved surface 4 of the first crowning element 2 , The curved surfaces 4 . 5 are formed as continuously multiply curved surfaces, wherein the curved surfaces 4 . 5 each refer to a reference plane of the associated crowning element. The reference plane of the crowning element is defined parallel to the XY plane of the coordinate system and thus perpendicular to the direction of action F of the forming force. The curved surface is defined with respect to the associated reference plane such that a point of the surface is defined with an XY coordinate and a Z coordinate.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die gekrümmten Flächen 4, 5 als mehrfach gekrümmte Flächen ausgebildet, d. h. die Krümmung erstreckt sich sowohl in X Richtung als auch in Y Richtung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen dass die gekrümmte Flächenkontur in ihrer Steigung (erste Ableitung des Konturverlaufs nach der jeweiligen Raumrichtung) in etwa der Kontur der sich durchbiegenden Werkzeug- und/oder Anlagetechnik widerspiegelt. Dabei ist eine Skalierung des Durchbiegungsverlaufs mit verschiedenen Skalierungsfaktoren bis hin zur gegensätzlichen Skalierung (negatives Vorzeichen des Skalierungsfaktors) inbegriffen. 3a zeigt beispielhaft einen Konturverlauf entlang der X Richtung mit Bezug auf die Durchbiegung der Anlagen- und Werkzeugtechnik die in 3b gezeigt ist.In the embodiment shown, the curved surfaces 4 . 5 formed as multiply curved surfaces, ie the curvature extends both in the X direction and in the Y direction. In the exemplary embodiment shown, it is proposed that the curved surface contour in its gradient (first derivative of the contour profile according to the respective spatial direction) be approximately the same as the contour of the bending tooling and / or installation technology. This includes a scaling of the deflection curve with different scaling factors up to the opposite scaling (negative sign of the scaling factor) included. 3a shows by way of example a contour along the X direction with respect to the deflection of the plant and tool technology in 3b is shown.

Um eine gewünschte Bombierungskontur zu erreichen ist diese auf die resultierende Biegelinie (Durchhang) der Umformmaschine und Werkzeugtechnik anzupassen. Hierzu werden beispielsweise geometrische Funktionen (Sinus- oder Kosinus-Wellen) oder Polynome insbesondere dritter oder höherer Ordnung verwendet.In order to achieve a desired crowning contour, this is to be adapted to the resulting bending line (sag) of the forming machine and tool technology. For this purpose, for example, geometric functions (sine or cosine waves) or polynomials, in particular third or higher order, are used.

In einer Ausgangslage der zwei Bombierelemente 3, 4 sind die einander gegenüberliegenden gekrümmten Flächen 4, 5 deckungsgleich bzw. äquidistant. Somit ergibt sich in dieser Ausgangslage kein Bombiereffekt durch die Bombiervorrichtung wie dies nachfolgend noch im Detail erläutert wird.In a starting position of the two crowning elements 3 . 4 are the opposing curved surfaces 4 . 5 congruent or equidistant. Thus, in this starting position, no crowning effect results from the crowning device, as will be explained in detail below.

In dem Ausführungsbeispiel sind die gekrümmten Flächen punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der Formplatten 2, 3. Dieser Mittelpunkt dient als Referenzpunkt für die nachfolgend beschriebene Steuerung bzw. Einstellung der Bombiervorrichtung. Durch diese Punktsymmetrie der Kontur der gekrümmten Flächen 4, 5 zum Mittelpunkt der Formplatten wird bei einer mittigen Lage, die auch als Ausgangslage definiert ist, eine deckungsgleiche Lage der gegenüberliegenden gekrümmten Flächen 4, 5 und somit eine planparallele Lage der Formplatten 2, 3 erreicht.In the embodiment, the curved surfaces are point symmetrical to the center of the mold plates 2 . 3 , This center serves as a reference point for the following described control or adjustment of the crowning device. Due to this point symmetry of the contour of the curved surfaces 4 . 5 to the center of the mold plates is at a central position, which is also defined as the starting position, a congruent position of the opposite curved surfaces 4 . 5 and thus a plane-parallel position of the mold plates 2 . 3 reached.

Bei der Ausgestaltung der Bombierelemente 2, 3 als Formplatten werden diese entweder als einzelnes isoliertes Plattenpaar ausgeführt oder deren Kontur in die Grund-, Deck-, Aufbau- oder Zwischenplatte bestehender Anlagen bzw. Werkzeugaufbauten integriert. Zur Einstellung eines konkreten Bombierzustandes wird die Kontur (respektive Formplatte) transformiert wie dies in den 4a und 4b dargestellt ist.In the embodiment of the crowning elements 2 . 3 As mold plates these are either designed as a single insulated plate pair or integrated their contour in the basic, cover, construction or intermediate plate existing systems or tooling. To set a concrete crowning state, the contour (or mold plate) is transformed as in the 4a and 4b is shown.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel erläutert die vorliegende Erfindung anhand der einfachen Ausführung mit einem Plattenpaar. Bei einer entsprechend angepassten Ausführung wird ein Plattensatz verwendet, der aus zwei oder mehr Platten besteht. Ein derartiger Plattensatz kann somit je nach Einsatzfall aus einem Plattenpaket bestehen, dass mehrere geschichtete Platten umfasst. Prinzipiell sind diese Platten in Serie bezüglich der Prozesskraft angeordnet.The illustrated embodiment illustrates the present invention based on the simple embodiment with a pair of plates. In a correspondingly adapted embodiment, a plate set is used which consists of two or more plates. Depending on the application, such a plate set can thus consist of a plate pack comprising a plurality of layered plates. In principle, these plates are arranged in series with respect to the process force.

Ein entsprechender Plattensatz wird in Abhängigkeit der zu kompensierenden Verformungscharakteristik der Anlagen- und Werkzeugtechnik ausgeführt und durch relative Verschiebung der Platten zueinander an die jeweils vorliegende Lastverteilung angepasst. Die doppelt gekrümmten Wirkflächen der Plattenpaare werden einmalig (bei der Herstellung) an die spezielle Verformungscharakteristik der Maschine angepasst. Im Einsatz ermöglicht die Verschiebung der Platten zueinander dann eine Anpassung der Bombierung an die tatsächlich durch die Prozesskräfte eintretenden Verformungen der Umformmaschine. Dabei ist der Betrag der Bombierung stufenlos und variabel einstellbar, wobei der qualitative Verlauf wird durch die Plattenform bereits weitestgehend vorgegeben ist.A corresponding set of plates is carried out as a function of the deformation characteristic of the system and tool technology to be compensated and adapted to the particular load distribution by relative displacement of the plates relative to one another. The double-curved active surfaces of the plate pairs are adapted once (during production) to the special deformation characteristics of the machine. In use, the displacement of the plates to each other then allows an adjustment of the crowning of the actually occurring by the process forces deformations of the forming machine. The amount of crowning is infinitely and variably adjustable, the qualitative course is already largely predetermined by the plate shape.

Nachfolgend wird die Verwendung der Bombiervorrichtung näher erläutert. Um eine gewünschte Bombierkontur zu erhalten werden die plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 gegeneinander verschoben wie dies bereits mit Bezug auf 1 erläutert ist. Hierzu ist eine Einstelleinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen. Durch diese Einrichtung werden die plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 in zumindest einer Raumrichtung gegeneinander verschoben. Durch die Verschiebung in einer Raumrichtung wird die Krümmung des Plattenpakets in dieser Raumrichtung eingestellt. Zur Vereinfachung einer Steuerung entspricht diese Raumrichtung entweder der X Richtung oder der Y Richtung. Bei einer kombinierten Verschiebung, das heißt in X und Y Richtung werden die plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 in entsprechender Weise zueinander positioniert, so dass die Krümmung des Plattenpakets in beiden Raumrichtungen einstellbar ist. Dabei ist durch die Verschiebung der Platten in verschiedene Richtungen eine konvexe (Überhöhung) oder auch konkave (Durchgang) Geometrie in der Aufspannfläche möglich. Durch die genannte Punktsymmetrie der Kontur zum Mittelpunkt der Formplatten entsteht durch symmetrisches Verlagern beider Platten aus dem Mittelpunkt heraus eine symmetrische Wölbung mit ihrem Pol am Referenzpunkt in der Mitte der Formplatten. Das Bewegen nur einer der beiden Formplatten führt ebenfalls zu einer Bombierung, jedoch wandert der Pol in diesem Fall um den halben Verschiebeweg.The use of the crowning device will be explained in more detail below. In order to obtain a desired crowning contour, the plate-shaped crowning elements 2 . 3 shifted against each other as already related to 1 is explained. For this purpose, an adjusting device (not shown) is provided. By this means, the plate-shaped crowning elements 2 . 3 moved against each other in at least one spatial direction. By shifting in a spatial direction, the curvature of the plate pack is adjusted in this spatial direction. To simplify a control, this spatial direction corresponds to either the X direction or the Y direction. In a combined displacement, that is, in the X and Y directions, the plate-shaped crowning elements become 2 . 3 positioned in a corresponding manner to each other, so that the curvature of the plate package is adjustable in both directions. In this case, by the displacement of the plates in different directions, a convex (elevation) or concave (passage) geometry in the clamping surface possible. Due to the aforementioned point symmetry of the contour to the center of the mold plates created by symmetrical displacement of both plates from the center out a symmetrical curvature with its pole at the reference point in the middle of the mold plates. Moving only one of the two mold plates also leads to a crowning, but moves the pole in this case by half the displacement.

Beim Einsatz der Bombiervorrichtung müssen die zueinander korrespondierenden gekrümmten Flächen entweder direkt gegenüber liegen oder dürfen nur durch eine verhältnismäßig dünne, in ihrer Biegesteifigkeit unerhebliche Platte (oder Anordnung mehrerer Platten) getrennt sein. Das vorsehen einer derartigen Platte oder Zwischenlage dient hierbei dazu Punktpressungen zu vermeiden und gegebenenfalls die Reibung zwischen den gekrümmten Flächen bei der Einstellung zu reduzieren. Hierzu ist es von Vorteil, dass eine derartige Zwischenlage eine geringe Reibung und hohe Drucksteifigkeit insbesondere in Dickenrichtung aufweist.When using the crowning the mutually corresponding curved surfaces must be either directly opposite or may be separated only by a relatively thin, irrelevant in their bending stiffness plate (or arrangement of several plates). The provision of such a plate or liner serves to avoid point pressures and optionally to reduce the friction between the curved surfaces in the setting. For this purpose, it is advantageous that such an intermediate layer has a low friction and high compressive stiffness, in particular in the thickness direction.

Die positionierten Formflächen, d. h. die gekrümmten Flächen in gewünschter relativer Lage zueinander, werden in Anlage gebracht wobei diese Anlage entweder direkt durch das mit Eigengewicht belastete Werkzeug oder beim Spannen der Werkzeuge an der Umformmaschine erfolgt. Alternativ werden die plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 beim Einsatz der Prozesskraft, d. h. der Umformkraft F beim Betrieb der Umfangmaschine in Anlage gebracht.The positioned mold surfaces, ie the curved surfaces in the desired relative position to each other, are brought into abutment with this system is done either directly by the self-weighted tool or when clamping the tools on the forming machine. Alternatively, the plate-shaped crowning elements 2 . 3 when using the process force, ie the forming force F brought into operation during operation of the peripheral machine.

Die gewünschte Bombierkontur wird durch das Überlagerungsergebnis erreicht. Das Überlagerungsergebnis bei doppelt gekrümmten Flächen gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nachfolgend mit Bezug auf die 5a bis 5c erläutert. Bei einer doppelt gekrümmten Fläche gemäß dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Kompensation der elastischen Durchbiegung entsprechend der Z Richtung. Dies setzt sich aus einer Bombierung in Längs- und Querrichtung zusammen, d. h. in X und Y Richtung die sich grundsätzlich unabhängig voneinander überlagern. Zur Veranschaulichung ist in 5a die Bombierung in Längsrichtung (X Richtung) durch Verschieben der Platten in dieser Richtung dargestellt. Unabhängig von der Bombierung in X Richtung wird eine Bombierung in Querrichtung (Y Richtung) in 5b dargestellt. Eine Überlagerung der kombinierten, symmetrischen Verschiebung beider plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 ist in der 5c dargestellt.The desired crowning contour is achieved by the overlay result. The superposition result in double-curved surfaces according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS 5a to 5c explained. In a double-curved surface according to the embodiment, the compensation of the elastic deflection takes place in accordance with the Z direction. This is composed of a crowning in the longitudinal and transverse directions, ie in the X and Y direction which are basically superimposed independently. By way of illustration is in 5a the crowning in the longitudinal direction (X direction) shown by moving the plates in this direction. Regardless of the cambering in the X direction, a camber in the transverse direction (Y direction) in 5b shown. An overlay of the combined, symmetric shift both plate-shaped crowning elements 2 . 3 is in the 5c shown.

Durch die Verschiebung der plattenförmigen Bombierelemente zueinander ergibt sich in einem 'entlasteten Zustand' ein 'Spalt' zwischen den einander gegenüberliegenden gekrümmten Flächen. Dieser Spalt liegt im Wesentlichen im Zehntel-Millimeter-Bereich vor. Da eine Belastung mit Eigengewicht der Platten stets gegeben ist, tritt der ,entlastete Zustand' nur theoretisch ein. Aufgrund der elastischen Verformung der Platten bereits durch das Eigengewicht der Platten kommen die Flächen der Platten (praktisch) unmittelbar in Anlage zueinander. Der genannte Spalt zwischen den gekrümmten Flächen entspricht somit einem theoretischen Zustand unter der Annahme, dass die Platten unendlich steif wären. Die Betrachtung des (theoretischen) Spalts dient somit dem Verständnis und der Konfiguration der Prozesse bzw. der zugehörigen Elemente.As a result of the displacement of the plate-shaped crowning elements relative to one another, in a 'relieved state' a 'gap' results between the opposing curved surfaces. This gap is essentially in the tenths of a millimeter range. Since a load with dead weight of the plates is always given, the 'unloaded state' occurs only theoretically. Due to the elastic deformation of the plates already by the weight of the plates, the surfaces of the plates (practically) come directly into contact with each other. The said gap between the curved surfaces thus corresponds to a theoretical state under the assumption that the plates would be infinitely stiff. The consideration of the (theoretical) gap thus serves to understand and configure the processes or the associated elements.

Der Umfang der Bombierung orientiert sich an der Größenordnung der zu kompensierenden Durchbiegung der Anlagen- und Werkzeugtechnik. Wie bereits erläutert werden die positionierten Formflächen, d. h. die gekrümmten Flächen in gewünschter relativer Lage zueinander positioniert. Aufgrund der elastischen Verformung der Platten bereits durch das Eigengewicht der Platten sind die gekrümmten Flächen bereits in Anlage zueinander. Dabei entstehen an den entsprechend vorbestimmten Stellen (gemäß einer theoretischen Punkt-Berührung der gekrümmten Flächen) Bereiche mit einer Hertz'schen Pressung durch die Belastung der Platten durch ihr Eigengewicht und die später hinzukommende Prozesslast. Die beschriebene Belastung der Platten durch Eigengewicht und Prozesslast führt wiederum direkt zu einer elastischen Verformung der Platten. Diese elastische Verformung der Platten bewirkt eine Druckverteilungsänderung an den Bombierelementen. Die Druckverteilung wird durch die Konfiguration der Platten so eingestellt, dass eine Lage- und/oder Formabweichung der Umformmaschine und Werkzeugtechnik unter Prozesslast (d. h. Umformkraft) zumindest teilweise kompensiert wird.The extent of the crowning is based on the magnitude of the deflection of the plant and tool technology to be compensated. As already explained, the positioned molding surfaces, i. H. the curved surfaces positioned in the desired relative position to each other. Due to the elastic deformation of the plates already by the weight of the plates, the curved surfaces are already in contact with each other. In this case, at the correspondingly predetermined locations (according to a theoretical point contact of the curved surfaces), areas with a Hertzian pressure arise due to the weight of the panels due to their own weight and the later added process load. The described load of the plates by their own weight and process load leads in turn directly to an elastic deformation of the plates. This elastic deformation of the plates causes a pressure distribution change on the crowning elements. The pressure distribution is set by the configuration of the plates so that a position and / or shape deviation of the forming machine and tool technology under process load (that is, forming force) is at least partially compensated.

Durch die Möglichkeit der einfachen Einstellung der relativen Lage der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zueinander kann das gewünschte Ergebnis sowohl intuitiv und iterativ erreicht werden in dem eine Grob-Einstellung vorgenommen wird und nachfolgend nach Überprüfung des Ergebnisses am Werkstück (z. B. durch Abnehmen eines Tuschierbildes) eine Feineinstellung durchgeführt wird. Durch die geometrischen Vorgaben bei der Auslegung des Konturverlaufs der gekrümmten Flächen erfolgt optional bereits vorab eine Berechnung der geeigneten Position der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zueinander, sodass die Anzahl der iterativen Feineinstellungen reduziert werden kann oder ganz auf eine weitere iterative Einstellung verzichtet werden kann.Due to the possibility of easy adjustment of the relative position of the plate-shaped crowning elements 2 . 3 In relation to each other, the desired result can be achieved both intuitively and iteratively by making a coarse adjustment and then, after checking the result on the workpiece (eg by removing a spotting image), performing a fine adjustment. Due to the geometric specifications in the design of the contour curve of the curved surfaces, an optional calculation of the suitable position of the plate-shaped crowning elements takes place beforehand 2 . 3 to each other, so that the number of iterative fine adjustments can be reduced or can be completely dispensed with another iterative attitude.

Weiterhin ist für die Anfertigung von großen Werkzeugteilen und/oder ganzen Werkzeugen die gezielte Einstellung des Durchhanges entsprechend dem Zustand der Umformmaschine unter Prozesslast (Umformkräfte) möglich, in dem die beschriebene Plattenanordnung auf dem Tisch der Bearbeitungsmaschine (zum Beispiel 5-Achs-Fräsmaschine) positioniert und eingestellt wird. Die Verstellung erfolgt in diesem Fall in umgekehrter Richtung wie beim Kompensieren des Durchgangs in der Umformmaschine. Das zu bearbeitende Werkzeug bzw. Werkzeugteil muss dazu durch geeignete Spanntechnik auf die bombierte Platte gezogen werden, insbesondere wenn sich der Durchhang nicht bereits durch das Eigengewicht des Werkstückes einstellt. Durch die beschriebene Vorgehensweise wird ein deutlich erhöhter Traganteil der Werkzeugflächen bereits direkt nach der spanenden Bearbeitung erreicht. Tuschierarbeiten können damit drastisch reduziert werden oder ggf. sogar komplett entfallen.Furthermore, for the preparation of large tool parts and / or entire tools targeted adjustment of the sag corresponding to the state of the forming machine under process load (forming forces) possible in which the plate assembly described on the table of the processing machine (for example, 5-axis milling machine) positioned and is set. The adjustment is in this case in the reverse direction as in compensating the passage in the forming machine. The tool or tool part to be machined must be pulled onto the cambered plate by means of suitable clamping technology, in particular if the slack does not already set by the weight of the workpiece. As a result of the procedure described, a significantly increased bearing portion of the tool surfaces is already achieved directly after the machining. Spotting can thus be drastically reduced or possibly even completely eliminated.

In der praktischen Umsetzung bezieht sich die Bombiervorrichtung auf eine Umformmaschine, wie beispielsweise eine Presse mit einem Pressentisch von bis zu mehreren Quadratmetern. Hierbei kommen Pressen in Betracht mit einer Tischfläche von 0,75 m × 1 m bis 2 m × 5 m und darüber hinaus, wie diese beispielsweise im Automobilkarosseriebau zum Einsatz kommen. Bei einer derartigen Anwendung werden Plattenpaare oder Plattenpakete für die Bombiervorrichtung eingesetzt die eine Plattenstärke von ca. 25 mm bis 200 mm haben. Für sehr schmale, lange Pressentische etwa von 0,3 m × 1,5 m ist darüber hinaus eine vereinfachte Anordnung eines nur einfach gekrümmten Plattenpaares vorteilhaft. Derartige Abmessungen sind bei Stufenpressen für napf- oder hülsenförmige Bauteile üblich. Aufgrund der geringeren Blechdicken und hohen Genauigkeitsanforderungen kann dabei auch die Kompensation sehr kleiner Durchbiegungsbeträge erreicht werden.In practice, the crowning device refers to a forming machine, such as a press with a press table of up to several square meters. This presses are considered with a table surface of 0.75 m × 1 m to 2 m × 5 m and beyond, as used for example in automotive body construction. In such an application, plate pairs or plate packages are used for the crowning device which have a plate thickness of about 25 mm to 200 mm. For very narrow, long press tables of about 0.3 m × 1.5 m in addition, a simplified arrangement of only a single curved plate pair is advantageous. Such dimensions are common in step presses for napf- or sleeve-shaped components. Due to the lower sheet thicknesses and high accuracy requirements, the compensation of very small deflection amounts can be achieved.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf plattenförmige Bombierelemente 2, 3 mit gekrümmten Flächen 4, 5 die in beide Richtungen (X Richtung und Y Richtung) gekrümmt sind. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die beiden Flächen nur in eine Richtung gekrümmt, so dass eine Überlagerungskontur nur entlang dieser Richtung ausgebildet wird. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel ist auch die Einstelleinrichtung entsprechend vereinfacht. Eine derartige Ausführung ist vorteilhaft, wenn eine Kompensation hauptsächlich in einer Richtung durchzuführen ist. Um mit dieser vereinfachten Ausführung dennoch eine Kompensation in zwei Richtungen zu erreichen, werden zwei dieser Vorrichtungen übereinander angeordnet und die Einstelleinrichtungen entsprechend zueinander, insbesondere senkrecht zueinander, positioniert.The embodiment shown relates to plate-shaped crowning elements 2 . 3 with curved surfaces 4 . 5 which are curved in both directions (X direction and Y direction). In an alternative embodiment, the two surfaces are curved in one direction only, so that a superposition contour is formed only along this direction. In such an embodiment, the adjustment is simplified accordingly. Such an embodiment is advantageous if compensation is to be carried out mainly in one direction. In order to achieve a compensation in two directions with this simplified embodiment, two of these devices are arranged one above the other and the Adjustment according to each other, in particular perpendicular to each other, positioned.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine lineare Verschiebung, bzw. die Kombination von zwei linearen Verschiebungen, vorgeschlagen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel erfolgt die Positionierung der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zueinander durch eine Verdrehung einer Formplatte bezüglich der Anderen. Die Drehachse ist hierbei senkrecht zu den Formplatten, d. h. im wesentlichen in Richtung der Umformkraft. Diese Verdrehung zur Einstellung der Position der Formplatten erfolgt anstelle der linearen Verschiebung oder in Kombination mit dieser.In the embodiment shown, a linear displacement, or the combination of two linear displacements, is proposed. In an alternative embodiment, the positioning of the plate-shaped crowning elements takes place 2 . 3 to each other by a rotation of a mold plate with respect to the other. The axis of rotation is in this case perpendicular to the mold plates, ie substantially in the direction of the forming force. This rotation to adjust the position of the mold plates takes place in place of the linear displacement or in combination with this.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Definition der gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 in einem kartesischen Koordinatensystem vorgenommen und erläutert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die gekrümmten Flächen mit Bezug auf ein Polarkoordinatensystem definiert. Dabei entspricht der Pol vorzugsweise dem Mittelpunkt der Flächen. Die Definition der gekrümmten Flächen mittels eines Polarkoordinatensystems ist insbesondere bei einer Verdrehung der plattenförmigen Bombierelemente zueinander von Vorteil.In the embodiment shown, the definition of the curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 made and explained in a Cartesian coordinate system. In an alternative embodiment, the curved surfaces are defined with respect to a polar coordinate system. The pole preferably corresponds to the center of the surfaces. The definition of the curved surfaces by means of a polar coordinate system is particularly advantageous in the case of a rotation of the plate-shaped crowning elements relative to one another.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine 1 zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug. Diese Bombiervorrichtung umfasst zumindest zwei plattenförmige Bombierelemente 2, 3, die einander zugewandte Flächen 4, 5 aufweisen. Diese Flächen sind jeweils als gekrümmte Flächen 4, 5 zumindest in einer ersten Achsrichtung X mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 ausgebildet. Die Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 erstrecken sich zueinander parallel und senkrecht zu einer Wirkrichtung F der Umformkraft. Weiterhin umfasst die Bombiervorrichtung eine Einstelleinrichtung um die zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 gegeneinander zu verschieben.The embodiment shows a crowning device for a forming machine 1 for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool. This crowning device comprises at least two plate-shaped crowning elements 2 . 3 , the facing surfaces 4 . 5 exhibit. These surfaces are each as curved surfaces 4 . 5 at least in a first axial direction X with reference to reference planes of the crowning elements 2 . 3 educated. The reference planes of the crowning elements 2 . 3 extend mutually parallel and perpendicular to a direction of action F of the forming force. Furthermore, the crowning device comprises an adjusting device around the two plate-shaped crowning elements 2 . 3 to shift against each other.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Einstelleinrichtung vorgesehen, um die zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zumindest in der ersten Achsrichtung (X) gegeneinander zu verschieben. Alternativ ist die Einstelleinrichtung ausgebildet, um die zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 um eine Achse, parallel zu der Wirkrichtung F der Umformkraft, gegeneinander zu verdrehen. In einer weiteren Alternative ist die Verschiebung mit der Verdrehung kombiniert.According to the embodiment, the adjusting device is provided to the two plate-shaped crowning elements 2 . 3 at least in the first axial direction (X) to move against each other. Alternatively, the adjusting device is formed around the two plate-shaped crowning elements 2 . 3 about an axis parallel to the direction of action F of the forming force to rotate against each other. In another alternative, the displacement is combined with the rotation.

Die gekrümmten Flächen 4, 5 weisen jeweils eine kontinuierliche Krümmung zumindest in der ersten Achsrichtung X auf. Insbesondere weisen die gekrümmten Flächen 4, 5 eine Krümmung in der ersten Achsrichtung X jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Werkzeugaufspannfläche und/oder des Werkzeugs auf.The curved surfaces 4 . 5 each have a continuous curvature at least in the first axial direction X. In particular, the curved surfaces 4 . 5 a curvature in the first axial direction X in each case with a slope according to a contour of a deflection of the tool mounting surface and / or the tool.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel weisen die gekrümmten Flächen 4, 5 eine Krümmung in der ersten Achsrichtung (X) jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Umformmaschine auf.According to the embodiment, the curved surfaces 4 . 5 a curvature in the first axial direction (X) in each case with a slope according to a contour of a deflection of the forming machine.

In bevorzugter Weise sind die gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 gemäß einer trigonometrischen Funktion zumindest in der ersten Achsrichtung X mit Bezug auf die Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 ausgebildet.Preferably, the curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 according to a trigonometric function at least in the first axial direction X with respect to the reference planes of the crowning elements 2 . 3 educated.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die einander zugewandten Flächen 4, 5 der Bombierelemente 2, 3 in einer zweiten Achsrichtung Y, die senkrecht zu der Wirkrichtung F der Umformkraft und senkrecht zu ersten Achsrichtung X ist, jeweils als gekrümmte Flächen 4, 5 ausgebildet. Die Einstelleinrichtung ist vorgesehen, um die zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 in der zweiten Achsrichtung Y gegeneinander zu verschieben.According to the embodiment, the facing surfaces 4 . 5 the crowning elements 2 . 3 in a second axial direction Y, which is perpendicular to the direction of action F of the forming force and perpendicular to the first axial direction X, in each case as curved surfaces 4 . 5 educated. The adjusting device is provided around the two plate-shaped crowning elements 2 . 3 in the second axial direction Y to move against each other.

In bevorzugter Weise weisen die gekrümmten Flächen 4, 5 jeweils eine kontinuierliche Krümmung in der zweiten Achsrichtung Y auf. Insbesondere weisen die gekrümmten Flächen 4, 5 eine Krümmung in der zweiten Achsrichtung Y jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Werkzeugaufspannfläche und/oder des Werkzeugs auf.Preferably, the curved surfaces 4 . 5 each have a continuous curvature in the second axis Y direction. In particular, the curved surfaces 4 . 5 a curvature in the second axial direction Y in each case with a slope in accordance with a contour of a deflection of the tool mounting surface and / or the tool.

In bevorzugter Weise weisen die gekrümmten Flächen 4, 5 eine Krümmung in der zweiten Achsrichtung Y jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Umformmaschine auf.Preferably, the curved surfaces 4 . 5 a curvature in the second axial direction Y in each case with a slope according to a contour of a deflection of the forming machine.

In bevorzugter Weise sind die gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 gemäß einer trigonometrischen Funktion oder einem Polynome, insbesondere dritter oder höherer Ordnung, in der zweiten Achsrichtung Y mit Bezug auf die Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 ausgebildet.Preferably, the curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 according to a trigonometric function or a polynomial, in particular third or higher order, in the second axial direction Y with respect to the reference planes of the crowning elements 2 . 3 educated.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 jeweils punktsymmetrisch zu einem Referenzpunkt auf der jeweiligen gekrümmten Fläche ausgebildet.According to the embodiment, the curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 each formed point-symmetrical to a reference point on the respective curved surface.

In bevorzugter Weise ist der Referenzpunkt auf der jeweiligen gekrümmten Fläche ein Schnittpunkt mit der zugehörigen Referenzebene des Bombierelementes 2, 3.Preferably, the reference point on the respective curved surface is an intersection with the associated reference plane of the crowning element 2 . 3 ,

In bevorzugter Weise sind die gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 spaltfrei oder mit konstanten senkrechten Abstand zueinander angeordnet, wenn die Referenzpunkte auf einer Geraden, senkrecht zu den Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3, angeordnet sind. Preferably, the curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 gap-free or with a constant vertical distance to each other, if the reference points on a straight line, perpendicular to the reference planes of the crowning elements 2 . 3 , are arranged.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Zwischenelement zwischen gekrümmten Flächen 4, 5 der plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 angeordnet.According to the embodiment, an intermediate element is between curved surfaces 4 . 5 the plate-shaped crowning elements 2 . 3 arranged.

Die Herstellung der Platten erfolgt in bevorzugter Weise unter Verwendung der im Werkzeug- und Anlagenbau üblichen Verfahren wie etwa CNC-Fräsen auf den in diesem Industriezweig vorhandenen Anlagen. Durch die flächige Lastverteilung auf den Platten kommen bevorzugt vergleichbare Materialien wir zur Herstellung des restlichen Werkzeug- und Anlagengestells zum Einsatz. Exemplarisch sind hier allgemeine Baustähle und Vergütungsstähle zu benennen. Eine Oberflächenbehandlung und ggf. Beschichtung der Platten ist vorteilhaft; insbesondere bei sehr häufiger Verstellung der Plattenlage zueinander.The production of the plates is carried out in a preferred manner using the usual in tool and plant engineering processes such as CNC milling on the existing in this industry plants. Due to the areal distribution of load on the plates, preferably comparable materials are used to manufacture the rest of the tool and equipment frame. By way of example, general structural steels and tempered steels are to be named here. A surface treatment and optionally coating of the plates is advantageous; especially with very frequent adjustment of the plate position to each other.

Weiterhin ist eine Umformmaschine offenbart zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft aufgebracht auf das Werkstück durch ein Werkzeug mit einer Bombiervorrichtung gemäß der vorliegenden technischen Lehre, mit einem Antrieb zum Aufbringen der Umformkraft der Wirkrichtung F auf das Werkzeug, wobei die plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zwischen dem Antrieb 1 und dem Werkzeug angeordnet sind, und die gekrümmten Flächen 4, 5 der Bombierelemente 2, 3 in Abhängigkeit einer relativen Position der zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 zueinander zumindest teilweise direkt oder über ein Zwischenelement in Kontakt miteinander sind.Furthermore, a forming machine for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool with a crowning device according to the present technical teaching, with a drive for applying the forming force of the direction of action F on the tool, wherein the plate-shaped crowning 2 . 3 between the drive 1 and the tool are arranged, and the curved surfaces 4 . 5 the crowning elements 2 . 3 as a function of a relative position of the two plate-shaped crowning elements 2 . 3 at least partially directly or via an intermediate element in contact with each other.

Weiterhin ist ein Bombierverfahren für eine Umformmaschine 1 offenbart zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug, mit zumindest zwei plattenförmigen Bombierelementen 2, 3, die einander zugewandte Flächen 4, 5 aufweisen, die jeweils als gekrümmte Flächen 4, 5 in einer ersten Achsrichtung X mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) ausgebildet sind, wobei die Referenzebenen der Bombierelemente 2, 3 sich zueinander parallel und senkrecht zu einer Wirkrichtung F der Umformkraft erstrecken. Das Verfahren umfasst:

– Verschieben der zwei plattenförmigen Bombierelemente 2, 3 gegeneinander in eine vorbestimmte Position; und
– Aufbringen der Umformkraft auf das Werkzeug 1 über die positionierten Bombierelemente 2, 3.

Furthermore, a crowning method for a forming machine 1 discloses for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool having at least two plate-shaped crowning elements 2 . 3 , the facing surfaces 4 . 5 each having curved surfaces 4 . 5 in a first axial direction X with respect to reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ), wherein the reference planes of the crowning elements 2 . 3 extending parallel to each other and perpendicular to a direction of action F of the forming force. The method comprises:

- Moving the two plate-shaped crowning 2 . 3 against each other in a predetermined position; and
- Applying the forming force on the tool 1 over the positioned crowning elements 2 . 3 ,

Durch die dargelegte Anordnung von Formplatten und der Erzeugung einer in beiden Achsen stufenlos einstellbaren Bombierung als konvexe oder konkave Durchwölbung der Werkzeugaufspannfläche kann das Durchbiegungsverhalten in Längs- und Querrichtung stufenlos und voneinander unabhängig eingestellt werden. Der Verlauf ist über die Formkontur der Platten an die Verformungscharakteristik der Maschinen- und Werkzeugtechnik anpassbar. Die Vorrichtung kann sowohl am Pressen-Tisch und/oder am Pressenstößel als auch im Unter- und/oder Oberwerkzeug implementiert werden. Eine Verstellung ist durch Lösen, Verschieben und wieder Spannen des Plattenaufbaus – auch von Hub zu Hub – realisierbar. Die Verschiebung der Platten zueinander sollte vorzugsweise im unbelasteten Zustand erfolgen. Ein aktives Trennen der Platten voneinander durch Hubelemente (z. B. vergleichbar den Rollenleisten zum Anheben von Werkzeugen vom Pressen-Tisch} ist vorteilhaft, um die durch die punktuelle Berührung auftretenden lokalen Flächenpressungen (Hertz-Pressung) zu reduzieren und so einem langfristigen Verschleiß entgegenzuwirken. Auch das Einbetten von Schmiermitteln und/oder -Taschen ist von Vorteil. Dabei sollte jedoch eine großflächige Anlage der Platten im belasteten Zustand immer noch gegeben sein. Ein entsprechendes Regelungsmodell und die Erfassung geeigneter Steuergrößen vorausgesetzt, ist damit eine geschlossene Prozessregelung durchführbar. Ein weiterer Vorteil der technischen Lehre besteht darin, dass eine einmal justierte Bombierung ohne Energieeinsatz bestehen bleibt. Hier besteht insbesondere der Vorteil gegenüber den hydraulischen Lösungen, die auf dem Aufbau und/oder der Aufrechterhaltung eines hydraulischen Druckes basieren. Gegenüber den konventionellen Vorrichtungen mit 'Bombierung durch lokale Kraftübertragungselemente' ist vor allem die flächige Anlage der Formplatten aufeinander vorteilhaft. Neben der deutlich höheren Tragfähigkeit ist hier auch ein deutlich besseres Verschleiß- und Setzungsverhalten gewährleistet. Die auftretenden Flächenpressungen bewegen sich im Rahmen der in der konventionellen Umformtechnik auftretenden Spannungswerte, da die Biegespannungen der beschriebenen Formplatten nahezu vernachlässigbar klein sind.Due to the stated arrangement of mold plates and the generation of a continuously adjustable in both axes crowning as a convex or concave curvature of the tool clamping surface, the deflection behavior in the longitudinal and transverse directions can be adjusted continuously and independently. The course can be adapted via the shape contour of the plates to the deformation characteristics of the machine and tool technology. The device can be implemented both on the press table and / or on the press ram and in the lower and / or upper tool. An adjustment can be achieved by loosening, moving and re-clamping the plate structure - also from hub to hub. The displacement of the plates to each other should preferably take place in the unloaded state. An active separation of the plates from each other by lifting elements (for example, comparable to the roller bars for lifting tools from the press table} is advantageous in order to reduce the local surface pressures (Hertz pressure) that occur due to the punctiform contact and thus counteract long-term wear The embedding of lubricants and / or pockets is also an advantage, but a large-area installation of the panels under load should still be possible The advantage of the technical teaching is that a once-adjusted crowning remains without the use of energy, in particular the advantage over the hydraulic solutions based on the construction and / or the maintenance of a hydraulic pressure ments with 'crowning by local force transmission elements' especially the flat contact of the mold plates is advantageous to each other. In addition to the significantly higher load capacity, a significantly better wear and settlement behavior is guaranteed here. The surface pressures occurring are within the limits of the stress values occurring in conventional forming technology, since the bending stresses of the described mold plates are almost negligibly small.

Die Figuren veranschaulichen die prinzipielle Anordnung der Platten zueinander. Zur besseren Darstellung ist die 'Überhöhung' der einzelnen Platten um ein Vielfaches vergrößert dargestellt. Die elastische Durchbiegung und damit das aneinander Anlegen der Ober- auf die Unterplatte wurde in der schematischen Darstellung hingegen vernachlässigt. Das Verhältnis von Bombierungsbetrag zur Plattenabmessung beträgt für übliche Anwendungsszenarien deutlich unter 1%, wodurch dieses selbstständige Anlegen sichergestellt wird.The figures illustrate the basic arrangement of the plates to each other. For better illustration, the 'elevation' of the individual plates is shown enlarged by a multiple. The elastic deflection and thus the application of the upper to the lower plate was neglected in the schematic representation, however. The ratio of the amount of crowning to the plate dimension is well below 1% for typical application scenarios, thus ensuring this self-sufficiency.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102012207474 A1 [0007] DE 102012207474 A1 [0007]
DE 2715688 C2 [0008] DE 2715688 C2 [0008]
DE 905574 A1 [0009] DE 905574 A1 [0009]
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DD 289970 A5 [0011] DD 289970 A5 [0011]
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DE 4415577 A1 [0013] DE 4415577 A1 [0013]
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DE 10148954 A1 [0016, 0017] DE 10148954 A1 [0016, 0017]
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DE 102007012860 B4 [0018] DE 102007012860 B4 [0018]
DE 4214818 C2 [0019] DE 4214818 C2 [0019]
DE 3418099 C1 [0020] DE 3418099 C1 [0020]
US 4576092 A [0021] US 4576092 A [0021]
DE 19605782 A1 [0022] DE 19605782 A1 [0022]

Claims

Bombiervorrichtung für eine Umformmaschine (1) zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug, mit: zumindest zwei plattenförmigen Bombierelementen (2, 3), die einander zugewandte Flächen (4, 5) aufweisen, die jeweils als gekrümmte Flächen (4, 5) zumindest in einer ersten Achsrichtung (X) mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) ausgebildet sind, wobei die Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) sich zueinander parallel und senkrecht zu einer Wirkrichtung (F) der Umformkraft erstrecken; und einer Einstelleinrichtung um die zwei plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) gegeneinander zu verschieben.Crowning device for a forming machine ( 1 ) for forming a workpiece by a forming force, applied to the workpiece, by a tool, comprising: at least two plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ), the surfaces facing each other ( 4 . 5 ), each as curved surfaces ( 4 . 5 ) at least in a first axial direction (X) with reference to reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ), wherein the reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ) extend parallel to each other and perpendicular to a direction of action (F) of the forming force; and an adjustment device around the two plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) against each other.

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einstelleinrichtung vorgesehen ist, um die zwei plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) zumindest in der ersten Achsrichtung (X) gegeneinander zu verschieben und/oder um eine Achse, parallel zu der Wirkrichtung (F) der Umformkraft, gegeneinander zu verdrehen.A crowning device according to claim 1, wherein the adjusting means is provided to grip the two plate-shaped crowning elements (10). 2 . 3 ) at least in the first axial direction (X) to move against each other and / or about an axis, parallel to the direction of action (F) of the forming force to rotate against each other.

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) jeweils eine kontinuierliche Krümmung zumindest in der ersten Achsrichtung (X) aufweisen, insbesondere weisen die gekrümmten Flächen (4, 5) eine Krümmung in der ersten Achsrichtung (X) jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung des Werkzeugs auf.A crowning device according to claim 1 or 2, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) each have a continuous curvature at least in the first axial direction (X), in particular the curved surfaces ( 4 . 5 ) a curvature in the first axial direction (X) each with a slope according to a contour of a deflection of the tool.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) eine Krümmung in der ersten Achsrichtung (X) jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Umformmaschine aufweisen.A crowning device according to at least one of claims 1 to 3, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) have a curvature in the first axial direction (X) each with a slope according to a contour of a deflection of the forming machine.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) der plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) gemäß einer trigonometrischen Funktion zumindest in der ersten Achsrichtung (X) mit Bezug auf die Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) ausgebildet sind.Crowning device according to at least one of claims 1 to 4, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) of the plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) according to a trigonometric function at least in the first axial direction (X) with respect to the reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ) are formed.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die einander zugewandten Flächen (4, 5) der Bombierelemente (2, 3) in einer zweiten Achsrichtung (Y), die senkrecht zu der Wirkrichtung (F) der Umformkraft und senkrecht zu ersten Achsrichtung (X) ist, jeweils als gekrümmte Flächen (4, 5) ausgebildet sind, und die Einstelleinrichtung vorgesehen ist, um die zwei plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) zumindest in der zweiten Achsrichtung (Y) gegeneinander zu verschieben.Crowning device according to at least one of claims 1 to 5, wherein the facing surfaces ( 4 . 5 ) of the crowning elements ( 2 . 3 ) in a second axial direction (Y) which is perpendicular to the direction of action (F) of the forming force and perpendicular to the first axial direction (X), in each case as curved surfaces ( 4 . 5 ) are formed, and the adjusting device is provided to the two plate-shaped Bombierelemente ( 2 . 3 ) to move against each other at least in the second axial direction (Y).

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) jeweils eine kontinuierliche Krümmung in der zweiten Achsrichtung (Y) aufweisen, insbesondere weisen die gekrümmten Flächen (4, 5) eine Krümmung in der zweiten Achsrichtung (Y) jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung des Werkzeugs auf.A crowning device according to claim 6, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) each have a continuous curvature in the second axial direction (Y), in particular the curved surfaces ( 4 . 5 ) has a curvature in the second axial direction (Y) each with a slope according to a contour of a deflection of the tool.

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) eine Krümmung in der zweiten Achsrichtung (Y) jeweils mit einer Steigung gemäß einer Kontur einer Durchbiegung der Umformmaschine (1) aufweisen.A crowning device according to claim 6 or 7, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) a curvature in the second axial direction (Y) in each case with a slope according to a contour of a deflection of the forming machine ( 1 ) exhibit.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) der plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) gemäß einer trigonometrischen Funktion oder einem Polynome, insbesondere dritter oder höherer Ordnung, zumindest in der zweiten Achsrichtung (Y) mit Bezug auf die Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) ausgebildet sind.Cambering device according to at least one of claims 6 to 8, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) of the plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) according to a trigonometric function or a polynomial, in particular third or higher order, at least in the second axial direction (Y) with respect to the reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ) are formed.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) der plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) jeweils punktsymmetrisch zu einem Referenzpunkt auf der jeweiligen gekrümmten Fläche ausgebildet sind.Cambering device according to at least one of claims 1 to 9, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) of the plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) are each formed point-symmetrical to a reference point on the respective curved surface.

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Referenzpunkt auf der jeweiligen gekrümmten Fläche ein Schnittpunkt mit der zugehörigen Referenzebene des Bombierelementes (2, 3) ist.Cambering device according to claim 10, wherein the reference point on the respective curved surface is an intersection with the associated reference plane of the crowning element (FIG. 2 . 3 ).

Bombiervorrichtung gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei die gekrümmten Flächen (4, 5) der plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) spaltfrei oder mit konstanten senkrechten Abstand zueinander angeordnet sind, wenn die Referenzpunkte auf einer Geraden, senkrecht zu den Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3), angeordnet sind.A crowning device according to claim 10 or 11, wherein the curved surfaces ( 4 . 5 ) of the plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) are arranged gap-free or with a constant vertical distance to each other, if the reference points on a straight line, perpendicular to the reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ) are arranged.

Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Zwischenelement zwischen gekrümmten Flächen (4, 5) der plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) angeordnet ist.Cambering device according to at least one of claims 1 to 12, wherein an intermediate element between curved surfaces ( 4 . 5 ) of the plate-shaped Crowning elements ( 2 . 3 ) is arranged.

Umformmaschine (1) zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft aufgebracht auf das Werkstück durch ein Werkzeug mit einer Bombiervorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem Antrieb zum Aufbringen der Umformkraft der Wirkrichtung (F) auf das Werkzeug, wobei die plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) zwischen dem Antrieb (1) und dem Werkzeug angeordnet sind, und die gekrümmten Flächen (4, 5) der Bombierelemente (2, 3) in Abhängigkeit einer relativen Position der zwei plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) zueinander zumindest teilweise direkt oder über ein Zwischenelement in Kontakt miteinander sind.Forming machine ( 1 ) for forming a workpiece by a forming force applied to the workpiece by a tool with a crowning device according to at least one of claims 1 to 13, with a drive for applying the forming force of the direction of action (F) on the tool, wherein the plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) between the drive ( 1 ) and the tool are arranged, and the curved surfaces ( 4 . 5 ) of the crowning elements ( 2 . 3 ) in dependence on a relative position of the two plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) are at least partially directly or via an intermediate element in contact with each other.

Bombierverfahren für eine Umformmaschine (1) zum Umformen eines Werkstücks durch eine Umformkraft, aufgebracht auf das Werkstück, durch ein Werkzeug, mit: zumindest zwei plattenförmige Bombierelemente (2, 3), die einander zugewandte Flächen (4, 5) aufweisen, die jeweils als gekrümmte Flächen (4, 5) in einer ersten Achsrichtung (X) mit Bezug auf Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) ausgebildet sind, wobei die Referenzebenen der Bombierelemente (2, 3) sich zueinander parallel und senkrecht zu einer Wirkrichtung (F) der Umformkraft erstrecken, wobei das Verfahren umfasst: – Verschieben der zwei plattenförmigen Bombierelemente (2, 3) gegeneinander in eine vorbestimmte Position; und – Aufbringen der Umformkraft auf das Werkzeug über die positionierten Bombierelemente (2, 3).Crowning process for a forming machine ( 1 ) for forming a workpiece by a forming force, applied to the workpiece, by a tool, comprising: at least two plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ), the surfaces facing each other ( 4 . 5 ), each as curved surfaces ( 4 . 5 ) in a first axial direction (X) with reference to reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ), wherein the reference planes of the crowning elements ( 2 . 3 ) extend parallel to each other and perpendicular to a direction of action (F) of the forming force, the method comprising: - displacing the two plate-shaped crowning elements ( 2 . 3 ) against each other in a predetermined position; and - applying the forming force to the tool via the positioned crowning elements ( 2 . 3 ).