DE2713571A1 - Presse zum formen von blechen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse zum Formen von Blechen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Preßkraft wird dadurch erzeugt, daß ein oberes Werkzeugteil über ein unteres Werkzeugteil geschoben wird, auf dem das Formwerkzeug und die zu formenden Teile liegen. Wenn das Formkissen den ihn allseitig umgebenden Hohlraum ganz ausfüllt, verursacht eine weitere Verschiebung des oberen Werkzeugteils eine große Druckerhöhung im Formkissen, die in ähnlicher Weise wie der Druck in einer eingeschlossenen Flüssigkeit nach allen Richtungen wirkt. Das Formkissen preßt das Arbeitsstück gegen das Formwerkzeug, so daß es dessen Form annimmt. Ein großer Vorteil dieser Pressen besteht darin, daß sehr große Arbeitsdrücke, 1000 Bar und mehr, möglich sind und die Produktionskapazität groß ist.

In den meisten Fällen erweist sich ein rechteckiger Querschnitt des Formraumes am zweckmäßigsten, und zwar einerseits hinsichtlich der

Ausnutzung des Arbeitsraumes der Presse und andererseits hinsichtlich der Abmessungen üblicher Arbeitsstücke. Die Kosten und die Schwierigkeiten bei der Herstellung großer Werkzeuge mit einem Werkzeugteil mit rechteckigem Raum für das Formkissen nehmen mit dem Arbeitsdruck und der Tiefe des Raumes zu. Ein dickes Formkissen und eine große Tiefe in dem Werkzeugteil mit dem Formkissen sind erforderlich, wenn Produkte mit hohen Flanschen hergestellt werden sollen. Die mechanischen Beanspruchungen an den inneren Ecken der Vertiefungen sind infolge der Biegespannungen, die von den nach außen gerichteten Kräften des Formkissens verursacht werden, sehr groß und nur schwer zu beherrschen. An der Hohlkehle am Übergang zwischen der Dicke und den Seitenwänden des Raumes tritt ein außerordentlich ungünstiges Spannungsbild auf, welches zur Einarbeitung unerwünscht großer Hohlkehlen und dicker Wände zwingt, die den nutzbaren Raum verkleinern. Die Herstellungskosten für Schmiedeteile steigen mit zunehmender Größe stark an, und die Abhebung großer Materialmengen zur Bildung des Formkissenraumes ist zeitraubend und kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die hohen Spannungen am Übergang zwischen den Seitenwänden und der Decke des Hohlraumes vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Presse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vor, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Um die Beanspruchungen in den scheibenförmigen Werkzeugteilen mit den kraftaufnehmenden Flanschen zu verringern, werden also die Scheibenflächen der Werkzeugteile oder deren Stützorgane in der Presse so ausgeführt, daß die Zugbeanspruchungen in dem hinsichtlich Spannungskonzentrationen gefährdeten Querschnitt der Scheiben geringer werden, so daß man kleinere Abmessungen oder eine höhere Lebensdauer erhält.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 schematisch eine Presse nach der Erfindung, mit einem Schnitt durch das Werkzeug und die unmittelbar damit zusammenwirkenden Teile,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt durch ein Teil eines Werkzeugs,

Fig. 3 die Belastungsverteilung an einem der scheibenförmigen Werkzeugteile,

Fig. 4-6 die Spannungsverteilung in einem kritischen Querschnitt eines der scheibenförmigen Werkzeugteile,

Fig. 7+8 in detaillierterer Ausführung eine mögliche Ausbildung des Werkzeugs.

In den Figuren bezeichnet 1 einen Pressenrahmen, der aus einem oberen Joch 2, einem unteren Joch 3 und diese Joche verbindende Zugstangen 4 besteht. Im Pressenrahmen ist ein vertikal beweglicher Werkzeughalter 5 angeordnet, der mittels der Führungsstücke 6 auf den Zugstangen 4 des Pressenrahmens geführt wird. Im oberen Joch 2 des Pressenrahmens ist ein Zylinder 7 mit einem Kolben 8 befestigt, der mit dem Werkzeughalter 5 verbunden ist und dazu dient, den Werkzeughalter nach unten zu verschieben und die Preßkraft zu erzeugen. Zum Heben des Werkzeughalters 5 ist eine Anzahl Hebeeinrichtungen 10 vorhanden, die am Joch 2 befestigt sind und über Zugstangen 11 mit dem Werkzeughalter 5 verbunden sind.

Am unteren Joch 3 ist eine Scheibe 12 angeordnet, die als Stütze für ein scheibenförmiges unteres Werkzeugteil 13 dient. Im Werkzeughalter ist eine Scheibe 14 aufgehängt, die als Träger für ein oberes scheibenförmiges Werkzeugteil 15 dient. Dieses Werkzeugteil 15 hängt in der Scheibe 14. Im Werkzeugteil 15 sind Wände 16 und ein Formkissen 17 angeordnet, das von den Wänden 16 umschlossen wird. Die Scheibe 15 hat Flansche 15a mit vertikalen Stützflächen 18, an denen sich die Wände 16 nach außen abstützen können. Das untere Werkzeugteil 13 hat ein zentrales Teil 13a, auf dem ein

Formwerkzeug 20 für ein Blech 21 plaziert ist. Das Werkzeugteil 13 hat einen Flansch 13b mit einer Stützfläche 22, an denen sich die Wände 16 nach außen abstützen können. Zwischen dem zentralen Teil 13a und den Flanschen 13 bildet sich eine Nut 23, in welche die Wände 16 während des Preßvorgangs hineinragen. An der unteren Innenkante des Preßraumes sind Leisten 24 angeordnet, die einen zwischen dem Werkzeugteil 13a und den Wänden 16 unvermeidbaren Spalt überbrücken und so das Herauspressen von Material des Formkissens 17 durch den Spalt verhindern. Die Flächen 25 und 26 der Scheiben 12 und 14, welche die auf die Werkzeugteile 13 und 15 wirkenden Kräfte übertragen, sind derart schalenförmig ausgebildet, daß im unbelasteten Zustand die Scheiben 12, 13 nur mit ihrer Peripherie an den Werkzeugteilen anliegen. Zwischen den Anlageflächen bildet sich also ein Zwischenraum 27 und 28.

Fig. 3 zeigt, wie das Werkzeugteil 15 bei Anwendung der Erfindung belastet wird. Die Wände 16 drücken gegen die Flansche 15a mit der Kraft F. Das Formkissen 17 übt einen Druck P[tief]1 auf die untere Fläche des Werkzeugteils 15 aus. An der oberen Fläche des Werkzeugteils 15 entsteht ein Druck P[tief]2, der zur Peripherie des Teiles 15 hin zunimmt. Die Kraft F verursacht im Schnitt A-A eine Beanspruchung, die sich im Prinzip in der in Fig. 4 gezeigten Weise verteilt. Im unteren Teil des Schnittes ist die Beanspruchung infolge der Kerbwirkung an der Ecke bedeutend größer. Durch die gemäß der Erfindung erzielte, in Fig. 3 gezeigte Verteilung des Druckes P[tief]2 erhält man ein Biegemoment, welches im Schnitt A-A die in Fig. 5 ge- zeigte Spannungsverteilung bewirkt. Die im Schnitt A-A auftretende resultierende Spannungsverteilung zeigt Fig. 6. Man erkennt, daß die gefährliche hohe Spannung an der Hohlkehle im unteren Teil des Schnittes wesentlich abgebaut wird.

Fig. 7 zeigt teilweise in Seitenansicht und teilweise im Schnitt ein Werkzeug mit Hebezylinder für das obere Werkzeugteil, und Fig. 8 zeigt eine Ansicht bzw. drei Schnitte, die in Ebenen liegen, die in Fig. 7 gezeigt sind.

Die Seitenwände 16a und die Stirnwände 16b sind im Flansch 15a der oberen Scheibe 15 mit Hilfe einer Anzahl Klötze 30 und Bolzen 31 und 32 aufgehängt, welche die Klötze mit dem Flansch 15a des Werkzeugteils bzw. mit den Wänden 16a und 16b verbinden. Das Gummikissen 17 besteht aus zwei Schichten 17a und 17b. Das Kissen ist in dem Werkzeugteil 15 mit Hilfe einer Anzahl Bolzen 33 befestigt, die in Muttern 34 festgeschraubt sind, welche an der oberen Schicht 17a des Kissens anvulkanisiert sind. Um das Kissen herum verläuft eine obere Leiste 35 mit Eckblechen 36, die ein Herauspressen des Kissens 17 zwischen der Scheibe 15 und den Wänden 16a und 16b verhindern. In den Wandecken sind vertikale Leisten 37 angebracht, die ein Herauspressen des Kissens 17 zwischen den Wänden 16a und 16b verhindern. Die Wände 16a und 16b werden durch Bolzen 38 und Federn 39 in den Bohrungen 40 in den Stirnwänden 16b zusammengehalten, so daß eine gewisse Nachgiebigkeit entsteht. Das zentrale Teil 13a des unteren Werkzeugteils, auf dem das Formwerkzeug und das Arbeitsstück liegen, besteht aus einer separaten Scheibe. Am Flansch 13b des unteren Werkzeugteils 13 sind Führungen 41 und 42 für die Seitenwände 16a bzw. die Stirnwände 16b angeordnet.

Das Werkzeug ist mit vier Hebezylindern 43 zum Anheben des oberen Werkzeugteils versehen. Die Zylinder sind in dem unteren Werkzeugteil 13 befestigt. Das obere scheibenförmige Werkzeugteil 15 ruht auf Kolbenstangen 44.

Claims (4)

1. Presse zum Formen von Blechen oder dergleichen mit Hilfe eines Formkissens, welches während des Formens in einen Hohlraum eingeschlossen ist, der aus einem oberen und einem unteren Werkzeugteil gebildet wird, die sich beim Preßvorgang einander nähern, wobei wenigstens eines der Werkzeugteile beweglich im Pressenrahmen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das obere scheibenförmige Werkzeugteil (15) mit an der Peripherie nach unten ragenden Flanschen (15a) und einer Anzahl in dem scheibenförmigen Werkzeugteil (15) befestigten Wandelementen (16a, 16b) versehen ist, die nach außen von den genannten Flanschen (15a) gestützt werden, und daß das untere scheibenförmige Werkzeugteil (13) mit an der Peripherie nach oben ragenden Flanschen (13b) versehen ist, welche die Wandelemente (16a, 16b) nach außen stützen.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der scheibenförmigen Werkzeugteile (13, 15) sowie ein Stützorgan (12, 14) in dem Pressenrahmen derart ausgebildet sind, daß der Anlagedruck zwischen dem Werkzeugteil (13, 15) und dem zugehörigen Stützorgan während des Preßvorganges an der Peripherie des Werkzeugteils (13, 15) größer ist als in seinen zentralen Bereichen.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugteil (13, 15) oder das Stützorgan (12, 14) so ausgebildet ist, daß im unbelasteten Zustand eine Anlage zwischen Werkzeugteil und Stützorgan nur an der Peripherie des Werkzeugteils (13, 15) stattfindet und im übrigen Bereich zwischen Werkzeugteil und Stützorgan ein Zwischenraum (27, 28) entsteht.

4. Presse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugteil (13, 15) oder das Stützorgan (12, 14) mit einer jeweils dem anderen Teil gegenüberliegenden schalenförmigen Fläche (25, 26) versehen ist.