EP2516082A1 - Method and device for drawing metal sheets - Google Patents
Method and device for drawing metal sheetsInfo
- Publication number
- EP2516082A1 EP2516082A1 EP11804923A EP11804923A EP2516082A1 EP 2516082 A1 EP2516082 A1 EP 2516082A1 EP 11804923 A EP11804923 A EP 11804923A EP 11804923 A EP11804923 A EP 11804923A EP 2516082 A1 EP2516082 A1 EP 2516082A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- sheet
- holder
- tool
- blank holder
- blank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
Definitions
- the invention relates to a method and a device for drawing sheet metal by means of a tool upper part, a tool lower part, preferably punch and die, and sheet holder comprehensive drawing device, wherein the sheet to be drawn is held in the edge region by the blank holder and wherein to obtain the necessary strength / Stiffness of the sheet to be drawn over plastic strain a minimum degree of work hardening is caused.
- the invention relates generally to the drawing of sheets, for example for the production of sheet-metal body parts. These may be vehicle roofs, hoods, etc.
- the components require sufficient strength and dent resistance over the entire component area, namely to be able to withstand static and dynamic load cases, for example so-called "crackling frogs" and influences by hail.
- the sheet holder is based on under air pin the drawing system of a press or on spring elements or gas springs.
- One step on the finished part is used for attachment to the body as a spot welding flange.
- the drawing stage in the scraping area serves to provide, during the drawing operation, the required stretching material tension, i. to obtain the plastic minimum elongation of the sheet, to produce over the entire component surface.
- a significant advantage of conventional pulling is that the tool essentially corresponds to the structure of a conventional body tool. It can be used on conventional press lines. In addition, sheet metal loading and component removal can be automated. The formation of the drawing geometry requires only a mold.
- Stretch ironing is understood to be the depth of a blank with a usually rigid stamp, wherein the workpiece is firmly clamped at the edge.
- the workpiece can be clamped either between rigid tool parts or with pivotal and movable clamping devices.
- Stretching is mainly used in the manufacture of relatively flat, large-area components in single, prototype or small batch production, for example in the manufacture of body shell parts, bus and truck bodies, planking parts in aerospace, etc.
- a major advantage of Stretch-forming process lies in the simple and inexpensive tool design.
- the board In simple stretch-forming, the board is firmly clamped on two or four sides with collets or other clamping devices.
- the collets can be arranged to be rigid or vertically rotatable.
- the deformation of the sheet is usually carried out by the raising of the punch against the sheet.
- FIG. 1 A basic structure for stretch drawing is shown in FIG.
- tangential stretching the sheet is clamped on two or four opposite sides.
- the clamping devices are horizontally movable. They are driven apart until the entire sheet metal section is plastically pre-expanded by usually 2% to 4%. Subsequently, either the punch moves against the plate or the clamping devices apply the pre-stretched sheet to the punch contour. In both cases, the collets align themselves with the tensile forces, resulting in a tangential application of the sheet to the tool. So there is no relative movement between the sheet and the stamped place. The ironing force always acts tangentially to the stamp surface.
- the tangential stretch-forming has the advantage of a uniform deformation compared to the simple stretch-forming. It evenens the stress distribution due to the pre-stretching and because of the avoidance of frictional influences. A higher work hardening in the middle areas is achieved. In addition, the residual stresses are reduced by superimposing the tensile stresses. A lower springback of the sheet is the result. The creation of undercuts is possible.
- tangential stretching reference is made to FIGS. 5 and 6.
- the present invention is based on the object of specifying a method and a device for drawing sheet metal, according to which the extent required for solidification can be set over the entire component surface. Waste areas should be reduced to save material. In addition, the processing of high-strength sheet grades should be possible. Curb edges should be avoided. The same applies to the formation of rips.
- the inventive method is characterized in that the blank holder during the working stroke of the tool to the outside, ie, swing away from the actual drawing tool.
- the sheet is stretched.
- the sheet then stretched over one of the tool parts, preferably over the punch.
- the sheet metal holders may be turned in towards the end of the drawing process or after being drawn in, i.e. to the actual drawing tool, swing while releasing the sheet material.
- the clamping force required for clamping is provided to the sheet metal holders via a special printing device.
- a special printing device it is conceivable, alternatively or supportively, to provide the clamping force of the blank holder over one of the tool parts, namely due to a forced coupling or via an indirect / direct assignment.
- the pivotal movement of the blank holder can be defined via a curve, along which slides along one of the blank holder, preferably via a sliding element. It is also conceivable that the pivoting movement of the sheet holder is caused by tensile and / or pressure medium. With regard to the device according to the invention, the same statements apply to the method according to the invention. It is essential that the blank holder are designed to be pivotable. In the context of an advantageous embodiment, during the downward stroke of the movable tool part, the sheet metal holders can exert a rotating or pivoting movement towards the outside and / or inwards. An inward rotation may serve to release the sheet.
- the blank holders may be positioned or arranged or formed on two or four opposite sides of the tool.
- the sheet metal holders comprise cooperating sheet holder pairs, namely an upper and a lower sheet holder, so that the sheet holders interact in the manner of sheet holder tongs.
- the sheet metal holders may also be advantageous that three, five or more blank holder pairs are provided for enclosing the component.
- the plate holders are designed as counteracting pivoting elements whose clamping force is provided via an acting on at least one of the blank holder printing device
- the pivotal movement of the blank holder pairs can be defined by a curve, wherein at least one of the blank holder slides preferably via a sliding element along the curve. It is also conceivable that the pivoting movement of the blank holder pairs is caused by tensile and / or pressure medium.
- FIG. 1 is a schematic view, in a schematic diagram, the conventional drawing with a drawing mold
- FIG. 2 in a schematic sectional view of the conventional
- FIG. 3 in a schematic sectional view of the subject matter
- FIG. 6 is a schematic view of the basic arrangement in the tangential stretch drawing with simultaneous production of undercuts
- FIG. 7 is a schematic plan view of the basic tool structure of an embodiment of a device according to the invention.
- FIG. 8 is a schematic plan view of another embodiment of a device according to the invention with conventional blank holder segments
- 9 is a schematic detail view of another embodiment of a device according to the invention in the closed state
- 9 is a schematic view of another embodiment of a device according to the invention with control cam for the pivoting movement of the sheet metal holder
- FIG. 11 is a schematic view of another embodiment of a device according to the invention with three stations, wherein the blank holder perform a return stroke, in a schematic view of the article of Figure 11 in the closed state.
- Fig. 14, 15, 16 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with three stations with modified control curve
- Fig. 17, 18 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with two stations, wherein the pivoting of the sheet holder limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder takes place through the press
- Fig. 19, 20 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with zw i three stations, wherein the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder is done by the press, and
- FIG. 21 is a schematic view of the detail "Y" of FIG. 11.
- FIGS. 7 to 20 the principle of the method according to the invention will be discussed below with reference to exemplary embodiments of a device according to the invention.
- the plate holder are preferably designed to pivot and perform during the downward stroke of one of the tool parts a pivoting movement or rotational movement to the outside, possibly also inwardly to release the sheet.
- the blank holders can be multiply movable and are arranged on one or more sides of the tool.
- the blank holders are positioned on two opposite or four respectively opposite sides.
- an upper pivoting jaws in the upper tool part cooperates with a lower pivoting jaws.
- the sheet metal beads may be provided on the sheet metal holders.
- the beads are introduced in the upper and / or lower pivoting jaws.
- the contact surfaces of the sheet holders are designed to be circular to each other, so that during the pivoting movement, a gap between the sheet and the upper and lower pivoting jaws is avoided.
- Figures 7 and 8 show a first embodiment of a device according to the invention, wherein there the sheet holders are rotatably mounted in the upper and lower parts. During the downward stroke of the tool part, they move outwards and rest on the pressure bolts of the drawing system of the press or on any pressure elements, which are not specified here.
- the preceding exemplary embodiments according to FIGS. 7 and 8 are to be understood as the simplest variant of the device according to the invention for realizing the method according to the invention. Such devices can be used to produce simple components without a step.
- the extension of the sheet is predominantly by the pivoting of the two sheet holder to the outside.
- the rotational movement of the blank holder it is necessary that the contact surfaces of the blank holder are provided to the plate with a contour, so that a rolling or sliding is possible to a certain extent.
- FIG. 7 shows the basic tool structure with regard to the provision of pivotable sheet metal holders in plan view.
- the number and size of the blank holder can vary depending on the requirement. To compensate for stresses, it is common to use at least two opposing plate holder, so that there is a symmetrical voltage pattern.
- FIG. 8 it is possible to combine the blank holders with the conventional drawing.
- the blank holders in addition to the embodiment shown in Figure 7, to use conventional rigid blank holder segments A and B, which move in the direction of the press.
- the device according to the invention is in any case essential that a combination of all sheet metal holder can be chosen freely depending on the requirements. If swivel plate holders are used in combination with conventional plate holder segments, the plate holder segments must be sprung in the upper part of the tool in order to be able to realize the deviating function.
- Figure 9 shows the device according to the invention with sheet metal holders in the closed state.
- FIG. 10 In the illustration in FIG. 10, two stations are shown. In the first station, the sheet is created and the sheet metal holders are closed. The drawing process may begin in this position of the blank holder. Station 2 shows a situation where the blank holders pivot outwardly during the downstroke. They stretch the sheet and stretch it over the punch. At the end of this process, the die closes and gives the part the final shape.
- Figure 11 shows a further variant of a device according to the invention, in the upper position.
- a force unit not specified is arranged, which transmits a force F to movable bearing shells, for example via pressure bolts.
- the power unit normally works on displacement.
- a predeterminable force F arises as soon as the upper part of the tool touches down on the sheet to be deformed and a bead is formed.
- the blank holder are employed in the initial state at a defined angle to the vertical. This creates a rotational force F R , which is greater than the deformation force required to extend the sheet.
- FIG. 12 shows the tool construction according to FIG. 11 in the closed state.
- the plate holders have moved outwards along the curve.
- the die has formed the component.
- the sheet metal (drawn part) is finished in this condition.
- FIG. 13 shows a further variant of a device according to the invention in three stations.
- the embodiment shown in Figure 13 can be made more complex components, such as car roofs with level in the finished part. It is it is possible that the two plate holders pivot back in towards the end of the drawing process.
- the return stroke can be done by tensioning the sheet. During the deformation of the sheet, its strength increases by strain hardening continuously. The return stroke is initiated when the force exerted by the sheet on the blank holder force exceeds the previously mentioned force F R.
- the return stroke can also be enforced by a mechanical control curve, which ensures a defined extending and releasing the sheet material.
- Station 1 shows a situation in which the blank holder are closed. At this time begins the stretching process.
- Station 2 shows that during the downstroke, the blank holders are driven outwards. The sheet is stretched.
- Station 3 shows the tool in the end position.
- the blank holders moved inwards and allowed sheet metal to flow inwards.
- Figures 14 and 15 show in the context of a further variant of the device according to the invention essentially the same stations as in Figures 11 and 12.
- Figure 16 shows the return stroke.
- FIG. 17 show a further embodiment of a device according to the invention, according to which the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder is effected by the press.
- the tension element is designed in the form of a tie rod and rotatably attached to the punch. It controls the horizontal stretching movement on the downstroke.
- the two blank holders are installed vertically, i. with a lower angle of attack or without angle of attack to the vertical in the starting position.
- Station 1 shows in FIG. 17 that the blank holder is closed. At this moment the stretching process begins.
- Station 2 shows the end of the stroke.
- the plate holders drove outwards during the downward stroke and stretched out the part form.
- Figures 19 and 20 show another embodiment of a device according to the invention, which according to the principle of the invention, i. according to the inventive method works.
- a tension rod is provided with an elongated opening in which moves a stop of the lower plate holder. This is designed as a bolt. It can also have other alternative geometries.
- the stopper formed in the form of a bolt abuts on the outer surface of the elongated opening during the stretching stroke ⁇ stations 1 and 2 of Fig. 20).
- rotatable stop is provided in the lower tool part.
- a correspondingly designed sliding surface of the lower sheet metal holder hits the rotatable stop. While the lower sheet holder is displaced further down, the sliding surface slides along the rotatable stop.
- the rotatable stop adapts to the rotational movement of the angle change of the pivot plate holder.
- the above variant of a device according to the invention has the advantage that it comes between the lower plate holder and the rotatable stop to a surface load.
- a line load between the slider and the control cam In a realization of such a surface load, the wear is reduced and can thereby prevent damage.
- the realization of a surface load is preferable.
- corresponding sliding elements in the form of standard parts can be used, which results in a further advantage in terms of cost.
- Fig. 21 shows one way of Hubkompensation.
- this additional function can be used on one, several or all blank holder pairs.
- this function can also be installed in the lower tool part.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
The invention relates to a method for drawing metal sheets by means of a drawing apparatus that comprises a tool upper part, a tool lower part, preferably a male and a female die, and a metal sheet holder, wherein the metal sheet to be drawn is held by clamping in the edge area by the metal sheet holders and wherein a minimum level of cold hardening is produced through plastic elongation in order to confer the required strength/stiffness to the component that is to be drawn. The method is characterized in that the metal sheet holders can pivot to the outside during the working stroke of the tool, i.e. away from the actual drawing tool, and can thereby stretch the metal sheet and clamp the same over one of the tool parts, preferably the male die. A corresponding device is also claimed.
Description
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ZIEHEN VON BLECHEN METHOD AND DEVICE FOR PULLING TINS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von Blechen mittels einer ein Werkzeugoberteil, ein Werkzeugunterteil, vorzugsweise Stempel und Matrize, und Blechhalter umfassenden Ziehvorrichtung, wobei das zu ziehende Blech im Randbereich durch die Blechhalter gehalten wird und wobei zum Erhalt der notwendigen Festigkeit/Steifigkeit des zu ziehenden Blechs über plastische Dehnung ein Mindestmaß an Kaltverfestigung hervorgerufen wird. The invention relates to a method and a device for drawing sheet metal by means of a tool upper part, a tool lower part, preferably punch and die, and sheet holder comprehensive drawing device, wherein the sheet to be drawn is held in the edge region by the blank holder and wherein to obtain the necessary strength / Stiffness of the sheet to be drawn over plastic strain a minimum degree of work hardening is caused.
Die Erfindung betrifft ganz allgemein dass Ziehen von Blechen, beispielsweise zur Herstellung flächiger Karosseriebauteile aus Blech. Dabei kann es sich um Fahrzeugdächer, Motorhauben, etc. handeln. Die Bauteile erfordern eine hinreichende Festigkeit und Beulsteifigkeit über die gesamte Bauteilfläche hinweg, um nämlich statischen und dynamischen Lastfällen, beispielsweise sogenannten „Knackfröschen" und Beeinflussungen durch Hagel, widerstehen zu können. The invention relates generally to the drawing of sheets, for example for the production of sheet-metal body parts. These may be vehicle roofs, hoods, etc. The components require sufficient strength and dent resistance over the entire component area, namely to be able to withstand static and dynamic load cases, for example so-called "crackling frogs" and influences by hail.
Zur Erzielung der erforderlichen Festigkeit und Beulsteifigkeit ist es erforderlich, im Blech ein Mindestmaß an Kaltverfestigung zu erzeugen. Dies erfolgt regelmäßig über eine plastische Mindestdehnung, die sich über einen Großteil der Bauteilfläche hinweg oder über die gesamte Bauteilfläche hinweg erstreckt. To achieve the required strength and dent resistance, it is necessary to produce a minimum amount of strain hardening in the sheet. This is done on a regular basis by a plastic minimum elongation which extends over a large part of the component area or over the entire component area.
Zur Realisierung der erforderlichen Mindestdehnung im Verlaufe des Umformprozesses gibt es im Stand der Technik zwei Methoden, nämlich zum einen das konventionelle Ziehen und zum anderen das Streckziehen. To realize the required minimum elongation in the course of the forming process, there are two methods in the prior art, namely, on the one hand, the conventional drawing and the other the ironing.
An dieser Stelle sei noch einmal angemerkt, dass es hier ganz allgemein um das Ziehen von Blechen ungeachtet der konkreten Anwendung bzw. Bauteile geht. Der Einfachheit halber wird im Folgenden auf die Formgebung eines Pkw-Dachs Bezug genommen, wenngleich dies keine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre bedeutet. At this point, it should be noted once again that this is generally about the drawing of sheets regardless of the specific application or components. For the sake of simplicity, the following will refer to the shaping of a car roof, although this does not limit the teaching according to the invention.
Beim konventionellen Ziehen handelt es sich in der Serienproduktion von Karosseriebauteilen um das am häufigsten eingesetzte Verfahren. Dabei kommt eine in den Figuren 1 bis 3 angedeutete Ziehform mit Stempel, Matrize und Blechhalter zum Ein- Conventional traction is the most commonly used process in mass production of body components. In this case, a drawing mold indicated in FIGS. 1 to 3 with punch, die and sheet holder comes into consideration.
BESTÄTIGUNGSKOPIE
satz. Der Blechhalter stützt sich dabei auf Unterluftbolzen der Ziehanlage einer Presse oder auf Federelemente bzw. Gasdruckfedern. CONFIRMATION COPY sentence. The sheet holder is based on under air pin the drawing system of a press or on spring elements or gas springs.
Eine Stufe am Fertigteil wird zur Befestigung an der Karosserie als Punktschweißflansch verwendet. Die Ziehstufe im Abfallbereich dient dazu, während des Ziehvorgangs die erforderliche Materialspannung zur Ausreckung, d.h. zum Erhalt der plastischen Mindestdehnung des Blechs, über die gesamte Bauteilfläche zu erzeugen. One step on the finished part is used for attachment to the body as a spot welding flange. The drawing stage in the scraping area serves to provide, during the drawing operation, the required stretching material tension, i. to obtain the plastic minimum elongation of the sheet, to produce over the entire component surface.
Durch die Umlenkung des Blechs um mehrere Kanten sowie durch die Reibung zwischen Stempel und Blech wird eine Ausreckung des Bauteils erschwert. Gegen Ende des Ziehvorgangs wird der Materialfluss durch die Stufen zusätzlich behindert. Es kann zu sogenannten Reißern kommen. By deflecting the sheet around several edges and by the friction between the punch and sheet metal, an extension of the component is made more difficult. Towards the end of the drawing process, the material flow through the steps is additionally hindered. It can come to so-called snatchers.
Um diese Reißer zu vermeiden, ist es erforderlich, Blechmaterial von außen in die Fertigteilstufe fließen zu lassen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Rückhaltekraft während des Ziehvorgangs reduziert wird. Dazu werden die Blech halterkraft verringert und die Radien vergrößert. Mit der Reduzierung der Rückhaltekraft reduziert sich jedoch auch die Ausreckung, wodurch die Beulsteifigkeit des Bauteils abnimmt. To avoid this rupture, it is necessary to let sheet material flow from the outside into the precast stage. This is achieved by reducing the retention force during the drawing process. For this purpose, the sheet holder force is reduced and increases the radii. However, with the reduction of the restraining force, the extension also reduces, whereby the buckling stiffness of the component decreases.
Ein wesentlicher Vorteil beim konventionellen Ziehen ist darin zu sehen, dass das Werkzeug im Wesentlichen dem Aufbau eines herkömmlichen Karosseriewerkzeugs entspricht. Es kann auf herkömmlichen Pressenstraßen eingesetzt werden. Außerdem können Blechbeladung und Bauteilentnahme automatisiert erfolgen. Die Ausformung der Ziehgeometrie erfordert lediglich ein Formwerkzeug. A significant advantage of conventional pulling is that the tool essentially corresponds to the structure of a conventional body tool. It can be used on conventional press lines. In addition, sheet metal loading and component removal can be automated. The formation of the drawing geometry requires only a mold.
Das konventionelle Ziehen birgt jedoch erhebliche Nachteile in sich. Durch die Reibung an den Radien sowie zwischen Stempel und Blech nimmt die Ausreckung des Blechs zur Mitte des Bauteils ab. Mit steigender Blechfestigkeit wird dies zum Problem, so dass ein Einsa . hochfester Materialgüten oftmals ausscheidet. Werden zwei oder gar drei Stufen in einer Operation ausgeformt, besteht die Gefahr von Reißern im Randbereich des Bauteils, da ein Nachfließen des Werkstoffs vom Blechhalter in die Bauteilzarge durch die Ziehstufe behindert wird. Werden beispielsweise zwei Stufen in separaten Operationen ausgeformt, ist in der Regel ein zusätzliches Werkzeug erforderlich. Dies verteuert die Fertigung. Außerdem erfordert
die Ziehstufe einen beachtlichen Materialeinsatz, nämlich aufgrund der großen Abfallbereiche. Conventional pulling, however, involves considerable disadvantages. Due to the friction at the radii as well as between the punch and the sheet, the extension of the sheet to the middle of the component decreases. With increasing sheet strength, this becomes a problem, so a Einsa. high-strength material grades often eliminated. If two or even three stages are formed in one operation, there is a risk of tearing in the edge region of the component, since subsequent flow of the material from the sheet holder into the component frame is hindered by the drawing stage. For example, if two stages are formed in separate operations, an additional tool is usually required. This increases the cost of production. Also required the drawing stage a considerable use of materials, namely due to the large waste areas.
Unter Streckziehen versteht man das Tiefen eines Zuschnitts mit einem üblicherweise starren Stempel, wobei das Werkstück am Rand fest eingespannt ist. Das Werkstück kann dabei entweder zwischen starren Werkzeugteilen oder mit schwenk- und verfahrbaren Klemmvorrichtungen eingespannt werden. Stretch ironing is understood to be the depth of a blank with a usually rigid stamp, wherein the workpiece is firmly clamped at the edge. The workpiece can be clamped either between rigid tool parts or with pivotal and movable clamping devices.
Streckziehen kommt überwiegend bei der Herstellung relativ flacher, großflächiger Bauteile in der Einzel-, Prototypen- oder Kleinserienfertigung zum Einsatz, beispielsweise bei der Fertigung von Karosserieaußenhautteilen, Aufbauten von Bussen und Lkws, Beplankungsteilen in der Luft- und Raumfahrt, etc. Ein wesentlicher Vorteil des Streckziehverfahrens liegt im einfachen und kostengünstigen Werkzeugaufbau. Stretching is mainly used in the manufacture of relatively flat, large-area components in single, prototype or small batch production, for example in the manufacture of body shell parts, bus and truck bodies, planking parts in aerospace, etc. A major advantage of Stretch-forming process lies in the simple and inexpensive tool design.
Beim Streckziehen ist problematisch, entsprechende Streckziehanlagen in die Serienfertigung von Karosserieteilen zu integrieren, wobei eine solche Serienfertigung regelmäßig auf automatisierten Pressenstraßen erfolgt. Streckziehen verursacht lange Prozesszeiten und ist daher für große Stückzahlen nicht geeignet. Aufgrund großflächiger Abfallbereiche ist ein hoher Blecheinsatz erforderlich. Außerdem sind für die Herstellung komplexer Geometrien regelmäßig zusätzliche Formwerkzeuge erforderlich. In stretch-forming, it is problematic to integrate appropriate stretch-wrapping machines into series production of bodywork parts, with such series production taking place regularly on automated press lines. Stretching causes long process times and is therefore not suitable for large quantities. Due to large-scale waste areas a high sheet metal insert is required. In addition, for the production of complex geometries regularly additional molds are required.
Beim einfachen Streckziehen wird die Platine an zwei oder vier Seiten mit Spannzangen oder anderen Klemmvorrichtungen fest eingespannt. Die Spannzangen können starr oder vertikal drehbar ausgeführt angeordnet sein. Die Umformung des Blechs erfolgt in der Regel durch das Hochfahren des Stempels gegen das Blech. In simple stretch-forming, the board is firmly clamped on two or four sides with collets or other clamping devices. The collets can be arranged to be rigid or vertically rotatable. The deformation of the sheet is usually carried out by the raising of the punch against the sheet.
Aufgrund großer Reibkräfte zwischen Stempel und Blech wird nur eine geringe Umformung im Mittenbereich des Blechs erzielt. Daraus resultiert eine geringe - zonale - Kaltverfestigung mit geringer Beulfestigkeit. Die Spannungsverteilung über das Bauteil hinweg ist unregelmäßig. Es kommt zu hohen Eigenspannungen und zu starker Rückfederung. Ein grundsätzlicher Aufbau zum Streckziehen ist Figur 4 zu entnehmen.
Beim Tangential-Streckziehen wird das Blech an zwei oder vier gegenüberliegenden Seiten eingespannt. Die Klemmvorrichtungen sind horizontal verfahrbar. Sie werden solange auseinander gefahren, bis der gesamte Blechquerschnitt um in der Regel 2% bis 4% plastisch vorgedehnt ist. Anschließend fährt entweder der Stempel gegen das Blech oder die Klemmvorrichtungen legen das vorgereckte Blech an die Stempelkontur an. In beiden Fällen richten sich die Spannzangen nach den Zugkräften aus, so dass es zu einem tangentialen Anlegen des Blechs an das Werkzeug kommt. Es findet also keine Relativbewegung zwischen dem Blech und dem Stempelt statt. Die Streckziehkraft wirkt stets tangential zur Stempeloberfläche. Due to high frictional forces between punch and plate only a small deformation in the middle region of the sheet is achieved. This results in a low - zonal - strain hardening with low buckling strength. The stress distribution across the component is irregular. It comes to high residual stresses and to strong springback. A basic structure for stretch drawing is shown in FIG. In tangential stretching, the sheet is clamped on two or four opposite sides. The clamping devices are horizontally movable. They are driven apart until the entire sheet metal section is plastically pre-expanded by usually 2% to 4%. Subsequently, either the punch moves against the plate or the clamping devices apply the pre-stretched sheet to the punch contour. In both cases, the collets align themselves with the tensile forces, resulting in a tangential application of the sheet to the tool. So there is no relative movement between the sheet and the stamped place. The ironing force always acts tangentially to the stamp surface.
Das Tangential-Streckziehen hat gegenüber dem einfachen Streckziehen den Vorteil einer gleichmäßigen Umformung. Es vergleichmäßigt die Spannungsverteilung aufgrund der Vordehnung und aufgrund der Vermeidung von Reibeinflüssen. Eine höhere Kaltverfestigung in den Mittenbereichen wird erreicht. Außerdem reduzieren sich die Eigenspannungen durch Überlagerung der Zugspannungen. Eine geringere Rückfederung des Bleches ist die Folge. Die Erzeugung von Hinterschnitten ist möglich. Zum Tangential-Streckziehen sei auf die Figuren 5 und 6 verwiesen. The tangential stretch-forming has the advantage of a uniform deformation compared to the simple stretch-forming. It evenens the stress distribution due to the pre-stretching and because of the avoidance of frictional influences. A higher work hardening in the middle areas is achieved. In addition, the residual stresses are reduced by superimposing the tensile stresses. A lower springback of the sheet is the result. The creation of undercuts is possible. For tangential stretching, reference is made to FIGS. 5 and 6.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von Blechen anzugeben, wonach sich die zur Verfestigung erforderliche Ausreckung über die gesamte Bauteilfläche hinweg einstellen lässt. Abfallbereiche sollen zur Materialeinsparung reduziert werden. Außerdem soll die Verarbeitung hochfester Blechgüten möglich sein. Nachlauf kanten gilt es zu vermeiden. Gleiches gilt für die Reißerbildung. The present invention is based on the object of specifying a method and a device for drawing sheet metal, according to which the extent required for solidification can be set over the entire component surface. Waste areas should be reduced to save material. In addition, the processing of high-strength sheet grades should be possible. Curb edges should be avoided. The same applies to the formation of rips.
Die voranstehende Aufgabe ist in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. In Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 7 gelöst. The above object is achieved with respect to the inventive method by the features of claim 1. With regard to the device according to the invention, the above object is achieved by the features of the independent claim 7.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter während des Arbeitshubs des Werkzeugs nach außen, d.h. vom eigentlichen Ziehwerkzeug weg, schwenken. Dabei wird das Blech gereckt. In bevorzugter Weise wird
das Blech anschließend über eines der Werkzeugteile, vorzugsweise über den Stempel, gespannt. The inventive method is characterized in that the blank holder during the working stroke of the tool to the outside, ie, swing away from the actual drawing tool. The sheet is stretched. In a preferred manner the sheet then stretched over one of the tool parts, preferably over the punch.
Aus konstruktiven Gründen kann es erforderlich sein, dass das Anlegen des Blechs an den Stempel bereits während oder gegen Ende des Reckvorgangs erfolgt. Dies ist möglichst zu vermeiden, da die Reibung zwischen Blech und Stempel eine ungleichmäßige Ausreckung hervorrufen kann. For design reasons, it may be necessary for the sheet to be applied to the punch already during or towards the end of the stretching operation. This should be avoided if possible, since the friction between the sheet metal and the stamp can cause an uneven extension.
Entsprechendes gilt für die erfindungsgemäße Vorrichtung. The same applies to the device according to the invention.
In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass sich die im Stand der Technik ergebenden Nachteile durch schwenkbare Blechhalter weitestgehend eliminieren lassen, wonach nämlich der Blechhalter während des Arbeitshubs nach außen schwenkt, nämlich vom eigentlichen Ziehwerkzeug weg. Dabei wird das Blech gereckt. Auch hier ist anzumerken, dass das Blech in bevorzugter Weise erst anschließend über eines der Werkzeugteile, vorzugsweise über den Stempel, gespannt wird. Ansonsten sei auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. In accordance with the invention, it has been recognized that the disadvantages resulting from the prior art can largely be eliminated by pivoting sheet metal holders, which means that the sheet metal holder pivots outwards during the working stroke, namely away from the actual drawing tool. The sheet is stretched. It should also be noted here that the sheet is preferably tensioned only subsequently via one of the tool parts, preferably via the punch. Otherwise, reference is made to the comments on the method according to the invention.
In vorteilhafter Weise können die Blechhalter gegen Ende des Ziehvorgangs oder nach dem Ziehen nach innen, d.h. zum eigentlichen Ziehwerkzeug hin, schwenken und dabei das Blechmaterial freigeben. Advantageously, the sheet metal holders may be turned in towards the end of the drawing process or after being drawn in, i.e. to the actual drawing tool, swing while releasing the sheet material.
Die zum Klemmen erforderliche Klemmkraft wird den Blechhaltern über eine besondere Druckeinrichtung bereitgestellt. Ebenso ist es denkbar, alternativ oder unterstützend, die Klemmkraft der Blechhalter über eines der Werkzeugteile bereitzustellen, nämlich aufgrund einer Zwangskopplung oder über eine mittelbare/unmittelbare Zuordnung. The clamping force required for clamping is provided to the sheet metal holders via a special printing device. Likewise, it is conceivable, alternatively or supportively, to provide the clamping force of the blank holder over one of the tool parts, namely due to a forced coupling or via an indirect / direct assignment.
Die Schwenkbewegung der Blechhalter kann über eine Kurve definiert werden, an der entlang einer der Blechhalter, vorzugsweise über ein Gleitelement, gleitet. Ebenso ist es denkbar, dass die Schwenkbewegung der Blechhalter über Zug- und/oder Druckmittel hervorgerufen wird.
In Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gelten die gleichen Ausführungen wie zum erfindungsgemäßen Verfahren. Dabei ist wesentlich, dass die Blechhalter schwenkbar ausgeführt sind. Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Blechhalter während des Abwärtshubs des beweglichen Werkzeugteils eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung nach außen und/oder nach innen ausüben. Eine nach innen gerichtete Drehbewegung kann zur Freigabe des Blechs dienen. The pivotal movement of the blank holder can be defined via a curve, along which slides along one of the blank holder, preferably via a sliding element. It is also conceivable that the pivoting movement of the sheet holder is caused by tensile and / or pressure medium. With regard to the device according to the invention, the same statements apply to the method according to the invention. It is essential that the blank holder are designed to be pivotable. In the context of an advantageous embodiment, during the downward stroke of the movable tool part, the sheet metal holders can exert a rotating or pivoting movement towards the outside and / or inwards. An inward rotation may serve to release the sheet.
Die Blechhalter können auf zwei oder vier gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugs positioniert bzw. angeordnet oder ausgebildet sein. Außerdem ist es denkbar, dass die Blechhaiter zusammenwirkende Blechhalterpaare umfassen, nämlich einen oberen und einen unteren Blechhalter, so dass die Blechhalter im Sinne von Blechhalterzangen zusammenwirken. Bei Bauteilen mit nicht rechteckiger, beispielsweise trapezförmiger oder irregulärer Kontur, kann es darüber hinaus von Vorteil sein, dass drei, fünf oder mehr Blechhalterpaare zum Umschließen des Bauteils vorgesehen sind. The blank holders may be positioned or arranged or formed on two or four opposite sides of the tool. Moreover, it is conceivable that the sheet metal holders comprise cooperating sheet holder pairs, namely an upper and a lower sheet holder, so that the sheet holders interact in the manner of sheet holder tongs. For components with non-rectangular, for example, trapezoidal or irregular contour, it may also be advantageous that three, five or more blank holder pairs are provided for enclosing the component.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Blechhalter als gegeneinander wirkende Schwenkelemente ausgeführt sind, deren Klemmkraft über eine zumindest auf einen der Blechhalter wirkende Druckeinrichtung bereitstellbar ist Furthermore, it is conceivable that the plate holders are designed as counteracting pivoting elements whose clamping force is provided via an acting on at least one of the blank holder printing device
Die Schwenkbewegung der Blechhalterpaare kann über eine Kurve definiert sein, wobei zumindest einer der Blechhalter vorzugsweise über ein Gleitelement an der Kurve entlang gleitet. Außerdem ist es denkbar, dass die Schwenkbewegung der Blechhalterpaare über Zug- und/oder Druckmittel hervorgerufen wird. The pivotal movement of the blank holder pairs can be defined by a curve, wherein at least one of the blank holder slides preferably via a sliding element along the curve. It is also conceivable that the pivoting movement of the blank holder pairs is caused by tensile and / or pressure medium.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 7 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen die Figuren 1 bis 6 den Stand der Technik und die Figuren 7
bis 20 Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wonach sich das erfindungsgemäße Verfahren anwenden lässt, im Konkreten There are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the claims 1 and 7 subordinate claims and on the other hand to refer to the following explanation of preferred embodiments of the invention with reference to the drawings. In conjunction with the explanation of the preferred embodiments of the invention with reference to the drawings, also generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing, Figures 1 to 6 show the prior art and the figures. 7 to 20 exemplary embodiments of a device according to the invention, according to which the method according to the invention can be used, in concrete terms
Fig. 1 in einer schematischen Ansicht, in einer Prinzipskizze, das konventionelle Ziehen mit einer Ziehform, 1 is a schematic view, in a schematic diagram, the conventional drawing with a drawing mold,
Fig. 2 in einer schematischen Schnittdarstellung den herkömmlichen Fig. 2 in a schematic sectional view of the conventional
Ziehvorgang mit üblichem Ziehwerkzeug, Drawing process with conventional drawing tool,
Fig. 3 in einer schematischen Schnittdarstellung den Gegenstand aus Fig. 3 in a schematic sectional view of the subject matter
Fig. 2 bei geschlossenem Werkzeug, unter Ausbildung einer Ziehstufe, 2 with the tool closed, forming a drawing stage,
Fig. 4 in einer schematischen Ansicht die grundsätzliche Anordnung beim einfachen Streckziehen, 4 is a schematic view of the basic arrangement in the simple ironing,
Fig. 5 in einer schematischen Ansicht die grundsätzliche Anordnung beim Tangential-Streckziehen, 5 is a schematic view of the basic arrangement in tangential stretch drawing,
Fig. 6 in einer schematischen Ansicht die grundsätzliche Anordnung beim Tangential-Streckziehen bei gleichzeitiger Erzeugung von Hinterschnitten, 6 is a schematic view of the basic arrangement in the tangential stretch drawing with simultaneous production of undercuts,
Fig. 7 in einer schematischen Draufsicht den grundsätzlichen Werkzeugaufbau eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 7 is a schematic plan view of the basic tool structure of an embodiment of a device according to the invention,
Fig. 8 in einer schematischen Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit herkömmlichen Blechhaltersegmenten, 8 is a schematic plan view of another embodiment of a device according to the invention with conventional blank holder segments,
Fig. 9 in einer schematischen Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im geschlossenen Zustand,
Fig. 10 in einer schematischen Ansicht den Gegenstand aus Fig. 9 mit zwei Stationen, Fig. 11 in einer schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Steuerkurve für die Schwenkbewegung des Blechhalters, 9 is a schematic detail view of another embodiment of a device according to the invention in the closed state, 9 is a schematic view of another embodiment of a device according to the invention with control cam for the pivoting movement of the sheet metal holder
Fig. 12 in einer schematischen Ansicht den Gegenstand aus Fig. 11 im geschlossenen Zustand, Fig. 13 in einer schematischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Stationen, wobei die Blechhalter einen Rückhub vollziehen, 11 is a schematic view of another embodiment of a device according to the invention with three stations, wherein the blank holder perform a return stroke, in a schematic view of the article of Figure 11 in the closed state.
Fig. 14, 15, 16 in schematischen Ansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei Stationen mit veränderter Steuerkurve, Fig. 17, 18 in schematischen Ansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Stationen, wobei das Ausschwenken des Blechhalters über einen Zuganker begrenzt wird und wobei die Betätigung des Blechhalters durch die Presse erfolgt, Fig. 14, 15, 16 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with three stations with modified control curve, Fig. 17, 18 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with two stations, wherein the pivoting of the sheet holder limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder takes place through the press,
Fig. 19, 20 in schematischen Ansichten ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zw i drei Stationen, wobei das Ausschwenken des Blechhalters über einen Zuganker begrenzt wird und wobei die Betätigung des Blechhalters durch die Presse erfolgt, und Fig. 19, 20 in schematic views another embodiment of a device according to the invention with zw i three stations, wherein the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder is done by the press, and
Fig. 21 in einer schematischen Ansicht die Einzelheit„Y" aus Fig. 11
Unter Bezugnahme auf die Figuren 7 bis 20 wird nachfolgend das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand von Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erörtert. FIG. 21 is a schematic view of the detail "Y" of FIG. 11. FIG With reference to FIGS. 7 to 20, the principle of the method according to the invention will be discussed below with reference to exemplary embodiments of a device according to the invention.
Erfindungsgemäß ist ein alternatives Ziehprinzip mit Blechhaitern realisiert, wobei die Blechhalter während der üblicherweise vertikalen Abwärtsbewegung eines Werkzeugteils gleichzeitig eine horizontale Bewegung ausführen. According to the invention an alternative drawing principle is realized with Blechhaitern, wherein the sheet metal holder during the usually vertical downward movement of a tool part simultaneously perform a horizontal movement.
Die Blechhalter sind vorzugsweise schwenkbar ausgeführt und vollziehen während des Abwärtshubs eines der Werkzeugteile eine Schwenkbewegung oder Drehbewegung nach außen, ggf. auch nach innen zur Freigabe des Blechs. The plate holder are preferably designed to pivot and perform during the downward stroke of one of the tool parts a pivoting movement or rotational movement to the outside, possibly also inwardly to release the sheet.
Wie bereits zuvor erwähnt, können die Blechhalter mehrfach beweglich sein und sind an einer oder mehreren Seiten des Werkzeugs angeordnet. Vorzugsweise sind die Blechhalter an zwei gegenüberliegenden oder vier jeweils gegenüberliegenden Seiten positioniert. Jeweils ein oberer Schwenkbacken im Werkzeugoberteil wirkt mit einem unteren Schwenkbacken zusammen. Durch das Ausschwenken der Blechhalter lässt sich die geforderte Ausstreckung des Blechs realisieren. Eine sonst übliche Ziehstufe (siehe Stand der Technik gemäß Figur 3) erübrigt sich dadurch. Eine Blecheinsparung ist die Folge. As already mentioned above, the blank holders can be multiply movable and are arranged on one or more sides of the tool. Preferably, the blank holders are positioned on two opposite or four respectively opposite sides. In each case an upper pivoting jaws in the upper tool part cooperates with a lower pivoting jaws. By swinging out of the sheet holder, the required extension of the sheet can be realized. An otherwise usual drawing stage (see prior art according to FIG. 3) is therefore unnecessary. A sheet metal savings is the result.
Zur Vergrößerung der Haltewirkung auf das Blech können an den Blechhaltern Sicken vorgesehen sein. Je nach Anforderung sind die Sicken in den oberen und/oder unteren Schwenkbacken eingebracht. To increase the holding effect on the sheet metal beads may be provided on the sheet metal holders. Depending on the requirements, the beads are introduced in the upper and / or lower pivoting jaws.
Auch ist es denkbar, dass die Kontaktftächen der Blechhalter zueinander kreisförmig ausgeführt sind, so dass bei der Schwenkbewegung ein Spalt zwischen dem Blech und den oberen bzw. unteren Schwenkbacken vermieden ist. It is also conceivable that the contact surfaces of the sheet holders are designed to be circular to each other, so that during the pivoting movement, a gap between the sheet and the upper and lower pivoting jaws is avoided.
Die Figuren 7 und 8 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort die Blechhalter im Ober- und Unterteil drehbar gelagert sind. Beim Abwärtshub des Werkzeugteils bewegen sie sich nach außen und stützen sich auf die Druckbolzen der Ziehanlage der Presse oder auf beliebige Druckelemente, die hier nicht näher zu spezifizieren sind.
Voranstehende Ausführungsbeispiele entsprechend den Figuren 7 und 8 sind als einfachste Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung, zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, zu verstehen. Solche Vorrichtungen lassen sich zur Herstellung einfacher Bauteile ohne Stufe verwenden. Figures 7 and 8 show a first embodiment of a device according to the invention, wherein there the sheet holders are rotatably mounted in the upper and lower parts. During the downward stroke of the tool part, they move outwards and rest on the pressure bolts of the drawing system of the press or on any pressure elements, which are not specified here. The preceding exemplary embodiments according to FIGS. 7 and 8 are to be understood as the simplest variant of the device according to the invention for realizing the method according to the invention. Such devices can be used to produce simple components without a step.
Die Ausreckung des Blechs erfolgt ganz überwiegend durch das Schwenken der beiden Blechhalter nach außen. Durch die Drehbewegung der Blechhalter ist es erforderlich, dass die Kontaktflächen der Blechhalter zum Blech mit einer Kontur versehen werden, so dass ein Abrollen oder Abgleiten in einem gewissen Rahmen möglich ist. The extension of the sheet is predominantly by the pivoting of the two sheet holder to the outside. The rotational movement of the blank holder, it is necessary that the contact surfaces of the blank holder are provided to the plate with a contour, so that a rolling or sliding is possible to a certain extent.
Es ist denkbar, die Kontaktflächen der Blechhalter mit einer beispielsweise kreisförmigen Kontur auszustatten, um beim Schwenken sowohl nach außen als auch nach innen die Ausbildung eines druckfreien Spalts zwischen Blechhalter und Blech zu vermeiden, insbesondere wenn die Schwenkung nach innen größer ist als die vorangegangene Schwenkung nach außen ist dies von Vorteil. It is conceivable to equip the contact surfaces of the blank holder with an example circular contour to avoid the formation of a pressure-free gap between plate holder and sheet during pivoting both outwardly and inwardly, especially if the pivoting is greater inward than the previous pivoting this is an advantage on the outside.
Figur 7 zeigt den grundsätzlichen Werkzeugaufbau in Bezug auf die Vorkehrung schwenkbarer Blechhalter in Draufsicht. Es sind vier Blechhalter im Umriss vorgesehen. Die Anzahl und Größe der Blechhalter kann je nach Anforderung variieren. Um Spannungen auszugleichen, ist es üblich, mindestens zwei gegenüberliegende Blechhalter zu verwenden, so dass sich ein symmetrisches Spannungsbild ergibt. FIG. 7 shows the basic tool structure with regard to the provision of pivotable sheet metal holders in plan view. There are four blank holders in the outline. The number and size of the blank holder can vary depending on the requirement. To compensate for stresses, it is common to use at least two opposing plate holder, so that there is a symmetrical voltage pattern.
Entsprechend der Darstellung in Figur 8 ist es möglich, die Blechhalter mit dem herkömmlichen Ziehen zu kombinieren. Dabei sind, zusätzlich gegenüber der in Figur 7 gezeigten Ausführung, herkömmliche starre Blechhaltersegmente A und B zu verwenden, die sich in Arbeitsrichtung der Presse bewegen. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedenfalls wesentlich, dass eine Kombination aller Blechhalter je nach Anforderung frei gewählt werden kann. Werden Schwenkblechhalter in Kombination mit herkömmlichen Blechhaltersegmenten verwendet, müssen die Blechhaltersegmente im Werkzeugoberteil gefedert ausgeführt sein, um die abweichende Funktion realisieren zu können.
Figur 9 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Blechhaltern im geschlossenen Zustand. As shown in Fig. 8, it is possible to combine the blank holders with the conventional drawing. In this case, in addition to the embodiment shown in Figure 7, to use conventional rigid blank holder segments A and B, which move in the direction of the press. For the device according to the invention is in any case essential that a combination of all sheet metal holder can be chosen freely depending on the requirements. If swivel plate holders are used in combination with conventional plate holder segments, the plate holder segments must be sprung in the upper part of the tool in order to be able to realize the deviating function. Figure 9 shows the device according to the invention with sheet metal holders in the closed state.
Bei der Darstellung in Figur 10 sind zwei Stationen gezeigt. In der ersten Station ist das Blech angelegt und die Blechhalter sind geschlossen. Der Ziehvorgang kann in dieser Position der Blechhalter beginnen. Station 2 zeigt eine Situation, wonach die Blechhalter während des Abwärtshubs nach außen schwenken. Sie recken das Blech und spannen es über den Stempel. Am Ende dieses Vorgangs schließt die Matrize und gibt dem Teil die Endform. In the illustration in FIG. 10, two stations are shown. In the first station, the sheet is created and the sheet metal holders are closed. The drawing process may begin in this position of the blank holder. Station 2 shows a situation where the blank holders pivot outwardly during the downstroke. They stretch the sheet and stretch it over the punch. At the end of this process, the die closes and gives the part the final shape.
Figur 11 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und zwar in der oberen Stellung. An der Unterseite der Vorrichtung ist eine nicht weiter spezifizierte Krafteinheit angeordnet, die beispielsweise über Druckbolzen eine Kraft F auf bewegliche Lagerschalen überträgt. Die Krafteinheit arbeitet im Normalfall auf Verdrängung. Eine vorgebbare Kraft F entsteht, sobald das Werkzeugoberteil auf das zu verformende Blech aufsetzt und eine Sicke geformt wird. Figure 11 shows a further variant of a device according to the invention, in the upper position. At the bottom of the device, a force unit not specified is arranged, which transmits a force F to movable bearing shells, for example via pressure bolts. The power unit normally works on displacement. A predeterminable force F arises as soon as the upper part of the tool touches down on the sheet to be deformed and a bead is formed.
Die Blechhalter sind im Ausgangszustand unter einem definierten Winkel zur Vertikalen angestellt. Dadurch entsteht eine Rotations kraft FR, die größer ist als die zum Ausrecken des Blechs erforderliche Umformkraft. The blank holder are employed in the initial state at a defined angle to the vertical. This creates a rotational force F R , which is greater than the deformation force required to extend the sheet.
Beim Schließen der Säcken bildet der Einsatz mit Steuerkurve einen Anschlag und verhindert ein unkontrolliertes Ausschwenken. Beim Abwärtshub bewegt sich ein Gleitelement entlang der Steuerkurve nach außen, wodurch das Blech ausgereckt wird. When closing the bags forms the insert with cam a stop and prevents uncontrolled swinging. During the downward stroke, a sliding element moves outward along the control cam, causing the plate to be extended.
Figur 12 zeigt den Werkzeugaufbau gemäß Figur 11 im geschlossenen Zustand. Die Blechhalter sind entlang der Kurve nach außen gefahren. Die Matrize hat das Bauteil ausgeformt. Das Blech (Ziehteil) ist in diesem Zustand fertig gezogen. FIG. 12 shows the tool construction according to FIG. 11 in the closed state. The plate holders have moved outwards along the curve. The die has formed the component. The sheet metal (drawn part) is finished in this condition.
Figur 13 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in drei Stationen. Mit dem in Figur 13 gezeigten Ausführungsbeispiel lassen sich komplexere Bauteile herstellen, beispielsweise Pkw-Dächer mit Stufe im Fertigteil. Dabei ist
es möglich, dass die beiden Blechhalter gegen Ende des Ziehvorgangs wieder nach innen schwenken. FIG. 13 shows a further variant of a device according to the invention in three stations. With the embodiment shown in Figure 13 can be made more complex components, such as car roofs with level in the finished part. It is it is possible that the two plate holders pivot back in towards the end of the drawing process.
Durch den zusätzlichen Rückhub wird gegen Ende des Ziehvorgangs Blechmaterial freigegeben, wodurch die Fertigteilstufe reißerfrei ausformbar ist. Due to the additional return stroke, sheet material is released towards the end of the drawing process, as a result of which the finished part stage can be formed without a tear.
Der Rückhub kann durch Spannung des Blechs erfolgen. Während der Umformung des Blechs nimmt dessen Festigkeit durch Kaltverfestigung kontinuierlich zu. Der Rückhub wird eingeleitet, wenn die vom Blech auf die Blechhalter ausgeübte Kraft die zuvor angesprochene Kraft FR überschreitet. The return stroke can be done by tensioning the sheet. During the deformation of the sheet, its strength increases by strain hardening continuously. The return stroke is initiated when the force exerted by the sheet on the blank holder force exceeds the previously mentioned force F R.
Der Rückhub lässt sich ebenso durch eine mechanische Steuerkurve erzwingen, wobei diese ein definiertes Ausrecken und Freigeben des Blechmaterials gewährleistet. The return stroke can also be enforced by a mechanical control curve, which ensures a defined extending and releasing the sheet material.
Station 1 gemäß Figur 13 zeigt eine Situation, in der die Blechhalter geschlossen sind. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Reckvorgang. Station 1 according to Figure 13 shows a situation in which the blank holder are closed. At this time begins the stretching process.
Station 2 zeigt, dass während des Abwärtshubs die Blechhalter nach außen gefahren werden. Dabei wird das Blech gereckt. Station 2 shows that during the downstroke, the blank holders are driven outwards. The sheet is stretched.
Station 3 zeigt das Werkzeug in der Endstellung. Während des Ausformens der Bauteilstufe durch die Matrize sind die Blechhalter nach innen gefahren und haben Blech nach innen nach fließen lassen. Station 3 shows the tool in the end position. During the molding of the component step through the die, the blank holders moved inwards and allowed sheet metal to flow inwards.
Die Figuren 14 und 15 zeigen im Rahmen einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Wesentlichen die gleichen Stationen wie in den Figuren 11 und 12. Figur 16 zeigt den Rückhub. Figures 14 and 15 show in the context of a further variant of the device according to the invention essentially the same stations as in Figures 11 and 12. Figure 16 shows the return stroke.
Gegen Ende des Ziehvorgangs gleitet gemäß den Darstellungen in den Figuren 14 bis 16 das Gleitelement entlang der veränderten Steuerkurve und erzeugt eine Schwenkbewegung nach innen. Ebenso ist es denkbar, dass die Schwenkbewegung nach innen ausschließlich durch die erhöhte Spannung des Blechs realisiert wird.
Die Figuren 17, 18 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wonach das Ausschwenken des Blechhalters über einen Zuganker begrenzt wird und wobei die Betätigung des Blechhalters durch die Presse erfolgt. Towards the end of the drawing operation slides according to the illustrations in Figures 14 to 16, the sliding element along the changed control cam and generates a pivoting movement inwards. It is also conceivable that the pivoting movement to the inside is realized solely by the increased tension of the sheet. Figures 17, 18 show a further embodiment of a device according to the invention, according to which the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod and wherein the actuation of the sheet holder is effected by the press.
Das Zugelement ist in Form eines Zugankers ausgebildet und drehbar am Stempel befestigt. Es steuert beim Abwärtshub die horizontale Reckbewegung. The tension element is designed in the form of a tie rod and rotatably attached to the punch. It controls the horizontal stretching movement on the downstroke.
Anstelle eines Zugelements ist es denkbar, ein Druckelement zu verwenden. Die beiden Blechhalter werden dabei senkrecht eingebaut, d.h. mit geringerem Anstellwinkel oder ohne Anstellwinkel zur Vertikalen in der Ausgangsposition. Instead of a tension element, it is conceivable to use a pressure element. The two blank holders are installed vertically, i. with a lower angle of attack or without angle of attack to the vertical in the starting position.
Station 1 zeigt in Figur 17, dass der Blechhalter geschlossen ist. In diesem Moment beginnt der Reckvorgang. Station 1 shows in FIG. 17 that the blank holder is closed. At this moment the stretching process begins.
Station 2 gemäß Figur 18 zeigt das Ende des Hubs. Die Blechhalter sind während dem Abwärtshub nach außen gefahren und haben die Teilform ausgereckt. Station 2 according to FIG. 18 shows the end of the stroke. The plate holders drove outwards during the downward stroke and stretched out the part form.
Die Figuren 19 und 20 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Prinzip, d.h. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, arbeitet. Dort ist ein Zugstab mit einer länglichen Öffnung vorgesehen, in der sich ein Anschlag des unteren Blechhalters bewegt. Dieser ist als Bolzen ausgeführt. Er kann auch andere - alternative - Geometrien aufweisen. Figures 19 and 20 show another embodiment of a device according to the invention, which according to the principle of the invention, i. according to the inventive method works. There, a tension rod is provided with an elongated opening in which moves a stop of the lower plate holder. This is designed as a bolt. It can also have other alternative geometries.
Wie in Figur 20 gezeigt, liegt der in Form eines Bolzens ausgebildete Anschlag während des Reckhubs an der äußeren Fläche der länglichen Öffnung an {Stationen 1 und 2 gemäß Figur 20). As shown in Fig. 20, the stopper formed in the form of a bolt abuts on the outer surface of the elongated opening during the stretching stroke {stations 1 and 2 of Fig. 20).
Im unteren Werkzeugteil ist ein weiterer, drehbarer Anschlag vorgesehen. Gegen Ende des Ziehvorgangs trifft eine entsprechend gestaltete Gleitfläche des unteren Blechhalters auf den drehbaren Anschlag. Während der untere Blechhalter weiter nach unten verdrängt wird, gleitet die Gleitfläche an dem drehbaren Anschlag entlang. Der drehbare Anschlag passt sich durch die Drehbewegung der Winkeländerung des Schwenkblechhalters an. Durch das Abgleiten wird der Schwenkblechhalter
zu einer Bewegung zum Stempel hin gezwungen, wodurch ausreichend Material zur reißerfreien Ausformung der Ziehstufe freigegeben wird. Der Anschlag des unteren Blechhalters, d.h. der Bolzen, läuft dabei in der länglichen Öffnung des Zugstabs nach innen. In the lower tool part another, rotatable stop is provided. Towards the end of the drawing process, a correspondingly designed sliding surface of the lower sheet metal holder hits the rotatable stop. While the lower sheet holder is displaced further down, the sliding surface slides along the rotatable stop. The rotatable stop adapts to the rotational movement of the angle change of the pivot plate holder. By slipping the swing plate holder forced to move toward the punch, thereby releasing sufficient material for the lance-free formation of the draw stage. The stop of the lower plate holder, ie the bolt, thereby runs in the elongated opening of the tie rod inwards.
Die voranstehende Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hat den Vorteil, dass es zwischen dem unteren Blechhalter und dem drehbaren Anschlag zu einer Flächenlast kommt. Dagegen tritt bei den zuvor erörterten Ausführungsbeispielen eine Linienlast zwischen dem Gleitelement und der Steuerkurve auf. Bei einer Realisierung einer solchen Flächenlast ist der Verschleiß reduziert und kann dadurch einer Beschädigung vorgebeugt werden. Insoweit ist die Realisierung einer Flächenlast zu bevorzugen. Zusätzlich lassen sich entsprechende Gleitelemente in Form von Normteilen verwenden, wodurch sich ein abermaliger Vorteil in Bezug auf die Kosten ergibt. The above variant of a device according to the invention has the advantage that it comes between the lower plate holder and the rotatable stop to a surface load. In contrast, occurs in the previously discussed embodiments, a line load between the slider and the control cam. In a realization of such a surface load, the wear is reduced and can thereby prevent damage. In that regard, the realization of a surface load is preferable. In addition, corresponding sliding elements in the form of standard parts can be used, which results in a further advantage in terms of cost.
Weist das Bauteil über seinen Umfang unterschiedlichen Ziehtiefen auf, hat dies zur Folge, dass sich die Schwenkblechhalter in ihren Hubhöhen unterscheiden. Um ein Verkippen oder Verkanten der Vorrichtung zu vermeiden, ist eine Hubkompensation erforderlich. If the component has different depths of pull over its circumference, this has the consequence that the pivot plate holders differ in their lifting heights. To avoid tilting or tilting of the device, stroke compensation is required.
Das in Fig. 21 dargestellte Detail zeigt eine Möglichkeit der Hubkompensation. Je nach Anforderung kann diese Zusatzfunktion an einem, mehreren oder allen Blechhalterpaaren eingesetzt werden. Wahlweise kann diese Funktion auch im Werkzeugunterteil eingebaut sein. The detail shown in Fig. 21 shows one way of Hubkompensation. Depending on requirements, this additional function can be used on one, several or all blank holder pairs. Optionally, this function can also be installed in the lower tool part.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen. With regard to further advantageous embodiments of the method according to the invention and / or the device according to the invention, reference is made to the general part of the description and to the appended claims in order to avoid repetition.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungs- beispieie einschränken.
Finally, it should be expressly understood that the above-described embodiments of the device according to the invention are merely for the purpose of discussion of the claimed teaching, but do not limit these to the Ausführungsbeispieie.
Claims
1. Verfahren zum Ziehen von Blechen mittels einer ein Werkzeugoberteil, ein Werkzeugunterteil, vorzugsweise Stempel und Matrize, und Blechhalter umfassenden Ziehvorrichtung, wobei das zu ziehende Blech im Randbereich durch die Blechhalter durch Klemmen gehalten wird und wobei zum Erhalt der notwendigen Festig keit Steif i gkeit des zu ziehenden Bauteils über plastische Dehnung ein Mindestmaß an Kaltverfestigung hervorgerufen wird, 1. A method for drawing sheet metal by means of a tool upper part, a tool lower part, preferably punch and die, and sheet holder comprising pulling device, wherein the sheet to be drawn is held in the edge region by the blank holder by clamping and wherein to obtain the necessary Festig speed stiffness i the component to be drawn is subjected to a minimum degree of strain hardening by means of plastic strain,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Blechhalter während des Arbeitshubs des Werkzeugs nach außen, d.h. vom eigentlichen Ziehwerkzeug weg, schwenken und dass dabei das Blech gereckt wird, wobei das Blech vorzugsweise danach über eines der Werkzeugteile, vorzugsweise über den Stempel, gespannt wird. That is, the blank holders are exposed to the outside during the working stroke of the tool, i. e. away from the actual drawing tool, pivot and that while the sheet is stretched, the sheet is preferably then stretched over one of the tool parts, preferably on the punch.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter gegen Ende des Ziehvorgangs oder nach dem Ziehen nach innen, d.h. zum eigentlichen Ziehwerkzeug hin, schwenken und dabei Blechmaterial freigeben. 2. Method according to claim 1, characterized in that the sheet metal holders are bent inwards towards the end of the drawing process or after being drawn, i. towards the actual drawing tool, pivot and release sheet material.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft der Blechhalter über eine Druckeinrichtung bereitgestellt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping force of the sheet holder is provided via a printing device.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft der Blechhalter über eines der Werkzeugteile bereitgestellt wird. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping force of the blank holder is provided via one of the tool parts.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung der Blechhalterpaare über eine Kurve definiert wird, an der entlang eines der Blechhalter vorzugsweise über ein Gleitelement gleitet. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pivoting movement of the blank holder pairs is defined by a curve on which slides along one of the blank holder preferably via a sliding element.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschwenken des Blechhalters über einen Zuganker begrenzt wird, wobei die Betätigung des Blechhalters durch die Presse erfolgt. 6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod, wherein the actuation of the sheet holder is effected by the press.
7. Vorrichtung zum Ziehen von Blechen mittels einer ein Werkzeugoberteil, ein Werkzeugunterteil, vorzugsweise Stempel und Matrize, und Blechhalter umfassenden Ziehvorrichtung, wobei das zu ziehende Blech im Randbereich durch die Blechhalter durch Klemmen gehalten wird und wobei zum Erhalt der notwendigen Festigkeit/Steifigkeit des zu ziehenden Bauteils über plastische Dehnung ein Mindestmaß an Kaltverfestigung hervorgerufen wird, 7. Apparatus for drawing sheet metal by means of a tool upper part, a tool lower part, preferably punch and die, and sheet holder comprising pulling device, wherein the sheet to be drawn is held in the edge region by the blank holder by clamping and wherein to obtain the necessary strength / rigidity of drawing component is caused by plastic strain a minimum degree of work hardening,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Blechhalter derart ausgelegt sind, dass sie während des Arbeitshubs des Werkzeugs nach außen, d.h. vom eigentlichen Ziehwerkzeug weg, schwenken und dabei das Blech recken und dass vorzugsweise danach über eines der Werkzeugteile, vorzugsweise über den Stempel, das Blech gespannt wird, spannen. That is, the blank holders are designed to project outwardly during the working stroke of the tool, i. away from the actual drawing tool, pivot and thereby stretch the sheet and that preferably then on one of the tool parts, preferably on the stamp, the sheet is clamped tension.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter schwenkbar ausgeführt sind und während dem Abwärtshub eine Drehbewegung nach außen und/oder nach innen ausüben. 8. The device according to claim 7, characterized in that the blank holder are designed to be pivotable and exert during the downward stroke, a rotational movement to the outside and / or inwards.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter auf zwei oder vier gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugs positioniert sind und/oder dass die Blechhalter zusammenwirkende Blechhalterpaare - obere und untere Blechhalter - umfassen, wobei insbesondere zum Umgreifen von Bauteilen mit nicht rechteckiger, trapezförmiger oder sonstwie irregulärer Kontur drei, fünf oder mehr Blechhalterpaare zum Umschließen des Bauteils vorgesehen sind. 9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the blank holder are positioned on two or four opposite sides of the tool and / or that the blank holder cooperating blank holder pairs - upper and lower blank holder - include, in particular for encompassing components with non-rectangular , trapezoidal or otherwise irregular contour three, five or more blank holder pairs are provided for enclosing the component.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter zusammenwirkende Blechhalterpaare - obere und untere Blechhalter - umfassen. 10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the blank holder cooperating blank holder pairs - upper and lower blank holder - include.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechhalter als gegeneinander wirkende Schwenkelemente ausgeführt sind, deren Klemmkraft über eine zumindest auf einen Blechhalter wirkende Druckeinrichtung bereitstellbar ist. 11. The device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the sheet metal holder are designed as mutually acting pivoting elements whose clamping force is provided via an acting at least on a blank holder printing device.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung der Blechhalterpaare über eine Kurve definiert ist, an der entlang zumindest einer der Blechhalter vorzugsweise über ein Gleitelement gleitet. 12. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the pivoting movement of the blank holder pairs is defined by a curve, to which slides along at least one of the plate holder preferably via a sliding element.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ausschwenken des Blechhalters über einen Zuganker begrenzt wird, wobei die Betätigung des Blechhalters durch die Presse erfolgt. 13. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the pivoting of the sheet holder is limited by a tie rod, wherein the actuation of the sheet holder is effected by the press.
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