EP2616197B1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von zumindest teilweise geschlossenen hohlprofilen mit drehbaren gesenkhälften und geringer taktzeit - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von zumindest teilweise geschlossenen hohlprofilen mit drehbaren gesenkhälften und geringer taktzeit Download PDF

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EP2616197B1
EP2616197B1 EP11755339.6A EP11755339A EP2616197B1 EP 2616197 B1 EP2616197 B1 EP 2616197B1 EP 11755339 A EP11755339 A EP 11755339A EP 2616197 B1 EP2616197 B1 EP 2616197B1
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EP
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shaped
tool half
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Thomas Flehmig
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
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    • B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes

Definitions

  • the invention relates to a device for producing at least partially closed hollow profiles from a board by a U-O-forming with a tool comprising at least one U-punch and at least one upper die in a first mold half.
  • the invention relates to a method for producing at least partially closed hollow profiles from a circuit board.
  • At least partially closed hollow sections are often used in the automotive industry to replace open and welded profiles.
  • the resulting from the complex shape number of forming steps precludes an economical way of manufacturing.
  • the standard UO forming process requires at least two forming steps, whereby each forming step is carried out separately in one or more presses and the component is passed on between the workstations.
  • this device requires extensive tool sets as well as several robots or feeders for transporting the blanks or half-finished blanks between the individual presses.
  • there is the problem that in the UO-forming the first at least partially U-shaped formed board is removed from the die and is introduced into the die for O-forming.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a device and a method for producing at least partially closed hollow sections of a board, which ensures the production of corresponding profiles with a short cycle time and high process reliability.
  • the object is achieved by a generic device characterized, at least two identical, at least partially U-shaped dies are provided in a second mold half, the U-punch and the upper die of the first mold half at the same time with the tool each engage an at least partially U-shaped die, the at least one U-punch and the at least one upper die the first mold half and the at least two at least partially U-shaped dies of the second mold half are rotationally symmetrical to a rotation axis extending in the closing direction of the tool and the first and the second mold halves are rotatable relative to each other about this axis of rotation, so that by a rotation of the first and / or the second tool half of the U-punch and the upper die can each be in engagement with the first or the second at least partially U-shaped die.
  • the device according to the invention has in a tool each rotationally symmetrical arranged mold elements for performing a U-forming a planar board and an O-forming an at least partially U-shaped board to a finished at least partially closed hollow profile in both mold halves. It makes it possible, for example by a simple rotation of the first tool half relative to the second tool half, that the over the U-punch at least partially reshaped to a U-shaped board with the blank die can be formed into an at least partially closed profile, without the Board must be removed from the U-shaped die. If at the same time a flat board is inserted in the other U-shaped board, a component can be completed against each other during the next closing of the tool with prior rotation of the tool halves. As a result, the cycle times for the production of at least partially closed hollow profiles are very low. In addition, the risk of damage to the board by changing the dies before completion of the partially closed hollow profile is avoided.
  • the inventive device can be further configured in that the first or the second mold half is fixed, wherein the first or the second mold half is arranged on a rotatable about the rotation axis of the mounting plate.
  • the first or the second tool half is arranged on a mounting plate which is rotatably mounted about the axis of rotation.
  • This has the advantage that the costs for the production of the device are kept lower and beyond wear-prone, moving parts of the device can be avoided.
  • a core pulling device can be provided for each die of the second mold half.
  • the Kernzugvoriques allows easy insertion of a support core in the at least partially U-shaped formed board before the O-forming to a partially closed hollow profile.
  • the device according to the invention can be further improved in that downholders are associated with the U-punch in the first mold half. Hold-downs are particularly needed to control the material intake in the manufacture of an at least partially U-shaped board.
  • the at least partially U-shaped dies of the second mold half have side walls whose height is at least half of the maximum, rolled-out side wall length of the hollow profile to be produced.
  • the maximum unrolled side wall length of the hollow profile to be produced corresponds to the maximum length of a U-leg of the at least partially U-shaped formed blank prior to its O-forming.
  • the capacity of the device can be increased by the fact that the first tool half has a pair of U-shaped pistons and upper dies arranged in pairs and rotationally symmetrical to one axis of rotation each, and the second tool half has an identical number of at least partially U-shaped dies rotationally symmetrical to the respective axes of rotation having.
  • a tool half of the device for example, two rotatable part tools, each with a U-punch and each have a top die.In conjunction with the opposing identical dies then two finished molded, at least partially closed hollow profiles can be produced with each stroke.
  • the capacity of the device can thus be doubled, for example.
  • the first and / or the second mold half is rotated about the axis of rotation after opening the tool. It is particularly advantageous if one of the tool halves is designed to be stationary, so that the drives for carrying out the rotation can be dispensed with. In this case, the other drives are not needed and reduces the expenditure on equipment. It is also conceivable, however, as already stated, that both tool halves are rotated in opposite directions after opening the tool about the rotation axis in order to engage each other again in order to halve the rotation angles of the two tool halves and to reduce the cycle times.
  • the O-forming can be made more process-reliable in that before forming an at least partially U-shaped blank into an at least partially closed hollow profile using a core pulling device, a supporting core in the respective at least partially U-shaped board is positioned in the second mold half. After the O-forming of the support core is removed again from the finished molded at least partially closed hollow profile.
  • the at least partially U-shaped dies laterally displaceable portions of the side walls with Einlaufrundungen and move when closing the mold halves, the side walls of the upper die of the first mold half after the sliding portions of the side walls of the at least partially U-shaped dies of the second mold half after outside, the Einfädelungslui the U-legs of the at least partially U-shaped board in the O-forming can be facilitated to an at least partially closed hollow profile.
  • FIGS. 1 to 9 show in a schematic sectional view of an inventive device 1 for producing at least partially closed hollow sections of a board 2, with a tool 3.
  • the tool 3 has two mold halves 6, 8, wherein in the first mold half 6, a U-punch 4 and an upper die 5 is provided.
  • the second mold half 8 has two identical at least partially U-shaped dies 7, which are arranged rotationally symmetrical to the rotation axis 9 together with the U-punch 4 and the upper dies 5 of the first mold half.
  • the U-punch 4 and the upper die 5 are at a closing movement of the tool 3 at the same time in engagement with two at least partially U-shaped dies 7 of the second mold half 8.
  • hold-down 11 are also provided, via which the material flow of the board during the U-forming can be controlled and which fix the board 2 during the deformation.
  • the mounting plate 10, on which both the U-punch 4 and the upper die 5 and the hold-down 11 of the first mold half 6 are arranged, is rotatably mounted about the rotation axis 9.
  • FIG. 2 now the device according to the invention is shown in the closed state.
  • the U-punch 4 converts the inserted first board 2 into an at least partially U-shaped board, wherein the hold-downs 11 control the flow of material during forming by setting a corresponding contact force.
  • the tool opens again until the tool halves 6, 8 can be rotated against each other.
  • a rotation of the first tool half 6, as shown in the present embodiment, about the axis of rotation 9 allows the positioning of the U-punch 4 above a board 12, which has been inserted in the second at least partially U-shaped die 7 of the mold half 8.
  • both an at least partially closed hollow profile 2 and an at least partially U-shaped circuit board 14 are produced. This is the first closing stroke of the tool in which a finished made, partially closed hollow section 2 is produced.
  • FIG. 5 shows the embodiment of the device in the open state.
  • the partially closed hollow profile 2 can from the open tool 3, as in FIG. 6 are shown, removed and a new board 15 in the liberated, at least partially U-shaped die 7 of the second mold half 8 are inserted.
  • the first mold half 6 is again rotated about the axis of rotation 9, so that again the punch 4 engages with the board 15 and the upper die 5 of the first mold half 6 engages with the at least partially U-shaped board 14.
  • a support core 13 was introduced here in the at least partially U-shaped die 7 of the second mold half.
  • FIG. 8 the embodiment of the device according to the invention after the next closing operation, however, in the open state shows FIG. 8 .
  • the U-shaped board 14 has been formed in the other, identical U-shaped die 7 to a finished, at least partially closed hollow section 14 and can be removed.
  • the die 7 is equipped with a next board 17.
  • the first tool half 6 is again rotated relative to the second tool half 8, so that the U-punch 4 converts the newly inserted board 17 in the next closing operation to an at least partially U-shaped board, Fig. 9 ,
  • FIG. 10 illustrated embodiment can be used.
  • the second tool half 8 ' comprises a total of four identical at least partially U-shaped dies 7', which are used for UO-forming.
  • FIG. 10 illustrated device 1 'is therefore characterized by a twice as high capacity as in the FIGS. 1 to 9 shown device.
  • the Einfädelungsvorgang is shown using the laterally displaceable portions 20 of the side walls of the at least partially U-shaped dies 7 in the O-forming.
  • the upper die 5 has side walls 19, which displace the displaceable portions 20 of the side walls of the at least partially U-shaped die 7 of the second tool half outwards with the aid of the inlet curves 21, so that the at least partially U-shaped board 2 in the upper die. 5 threads particularly safe.
  • the inlet curves 21 provide, together with the height of the side walls of the at least partially U-shaped Dies 7 for a particularly reliable threading process succeeds, since the springback of the U-shaped shaped board in the die 7 is low.
  • the outward displacement of the subregions 20 of the side walls 19 is additionally actively supported in order to minimize the wear on the inlet curves.
  • the side walls of the at least partially U-shaped die 7 have a height of at least half of the maximum, rolled-out side wall length of the hollow profile to be produced, ie a leg of the at least partial U-profile.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeug umfassend mindestens einen U-Stempel und mindestens ein Obergesenk in einer ersten Werkzeughälfte. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen aus einer Platine.
  • Zumindest teilweise geschlossene Hohlprofile werden häufig im Kraftfahrzeugbau zum Ersetzen von offenen und miteinander verschweißten Profilen verwendet. Die aus der komplexen Formgebung resultierende Anzahl an Umformschritten steht jedoch einer wirtschaftlichen Herstellweise entgegen. Die serienmäßig verwendete U-O-Umformung benötigt mindestens zwei Einformschritte, wobei jeder Einformschritt separat in einer oder mehreren Pressen realisiert wird und das Bauteil zwischen den Arbeitsstationen weitergereicht wird. Bei günstiger Auslegung kann zwar so pro Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt werden, allerdings benötigt diese Vorrichtung umfangreiche Werkzeugsätze sowie mehrere Roboter oder Feeder zum Transport der Platinen bzw. der halbfertigen Platinen zwischen den einzelnen Pressen. Insbesondere besteht die Problematik, dass bei der U-O-Umformung die zunächst zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine aus dem Gesenk entnommen wird und in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht wird. Hieraus resultieren prozesstechnische Probleme, insbesondere in Bezug auf eine Schieflage während des Einsetzens in das O-Gesenk. Darüber hinaus können Probleme bei stark rückfedernden Werkstoffen darin bestehen, dass diese nicht ohne Weiteres in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht werden können. Aus der gattungsgemäßen und auf die Anmelderin zurückgehende deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 798 A1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Profilen bekannt, welche eine verschiebbare Grundplatte und einen verschiebbaren Stempel umfasst, so dass die zunächst U-förmig umgeformte Platine in der entsprechenden Matrize vor der O-Umformung verbleiben kann. Die von dieser Vorrichtung erreichbare Taktzeit ist allerdings verbesserungswürdig, da lediglich mit jedem zweiten Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt wird. Darüber hinaus ist der apparative Aufwand dieser Vorrichtung relativ groß.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen aus einer Platine vorzuschlagen, welches die Herstellung von entsprechenden Profilen mit kurzer Taktzeit und hoher Prozesssicherheit gewährleistet.
  • Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine gattungsgemässe Vorrichtung dadurch gelöst, mindestens zwei identische, zumindest teilweise U-förmige Gesenke in einer zweiten Werkzeughälfte vorgesehen sind, der U-Stempel und das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte beim Schließen des Werkzeugs gleichzeitig mit jeweils einer zumindest teilweise U-förmigen Matrize im Eingriff stehen, der mindestens eine U-Stempel und das mindestens eine Obergesenk der ersten Werkzeughälfte und die mindestens zwei zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte zu einer in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufenden Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind und die erste und die zweite Werkzeughälfte relativ zueinander um diese Rotationsachse drehbar sind, so dass durch eine Drehung der ersten und/oder der zweiten Werkzeughälfte der U-Stempel und das Obergesenk jeweils mit dem ersten oder dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk in Eingriff stehen können.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in einem Werkzeug jeweils rotationssymmetrisch angeordnete Formelemente zur Durchführung einer U-Umformung einer ebenen Platine und einer O-Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem fertig zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in beiden Werkzeughälften auf. Sie ermöglicht es, beispielsweise durch eine einfache Drehung der ersten Werkzeughälfte gegenüber der zweiten Werkzeughälfte, dass die über den U-Stempel zumindest teilweise zu einer U-förmigen Platine umgeformte Platine mit dem Obergesenk zu einem zumindest teilweise geschlossenen Profil umgeformt werden kann, ohne dass die Platine aus dem U-förmigen Gesenk entnommen werden muss. Ist gleichzeitig in der anderen U-förmigen Platine eine ebene Platine eingelegt, kann auch beim nächsten Schließen des Werkzeugs bei vorheriger Drehung der Werkzeughälften gegeneinander ein Bauteil fertig gestellt werden. Im Ergebnis sind die Taktzeiten zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen sehr gering. Darüber hinaus wird auch die Gefahr einer Beschädigung der Platine durch einen Wechsel der Gesenke vor Fertigstellung des teilweise geschlossenen Hohlprofils vermieden.
  • Die erfindungsgemäße Verrichtung kann dadurch weiter ausgestaltet werden, dass die erste oder die zweite Werkzeughälfte feststehend ausgebildet ist, wobei die erste oder die zweite Werkzeughälfte auf einer um die Rotationsachse drehbaren Montageplatte angeordnet ist. Üblicher Weise wird lediglich eine der Werkzeughälften, die erste oder die zweite Werkzeughälfte, auf einer Montageplatte, welche um die Rotationsachse drehbar gelagert ist, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten für die Herstellung der Vorrichtung geringer gehalten werden und darüber hinaus verschleißanfällige, bewegte Teile der Vorrichtung vermieden werden. Allerdings ist auch denkbar, beide Werkzeughälften drehbar auf jeweils einer Montageplatte anzuordnen, um beispielsweise durch eine Halbierung des Drehwinkels der Werkzeughälften die Taktzeiten zu minimieren.
  • Zur Herstellung komplexer Formen aber auch zur Verbesserung des Abformens der zumindest teilweise geschlossenen Höhlprofile kann vorzugsweise eine Kernzugvorrichtung für jede Matrize der zweiten Werkzeughälfte vorgesehen sein. Die Kernzugvorrichtung ermöglicht das einfache Einbringen eines Stützkerns in die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine vor der O-Umformung zu einem teilweise geschlossenen Hohlprofil.
  • Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weiter verbessert werden, dass dem U-Stempel in der ersten Werkzeughälfte Niederhalter zugeordnet sind. Niederhalter werden insbesondere dazu benötigt, den Materialeinzug bei der Herstellung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu kontrollieren.
  • Vorzugsweise weisen die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte Seitenwände auf, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt. Die maximal ausgerollte Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils entspricht der maximalen Länge eines U-Schenkels der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine vor deren O-Umformung. Diese Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke ermöglichen eine Umformung der zumindest teilweise U-förmigen Platine mit höherer Prozesssicherheit bei der nachfolgenden O-Umformung, da mit diesen der Einfädelprozess der Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine in das Obergesenk verbessert wird.
  • Die Kapazität der Vorrichtung kann dadurch gesteigert werden, dass die erste Werkzeughälfte eine Mehrzahl an paarweise und rotationssymmetrisch zu jeweils einer Rotationsachse angeordnete U-Stempel und Obergesenke aufweist und die zweite Werkzeughälfte eine identische Anzahl rotationssymmetrisch zu den jeweiligen Rotationsachsen angeordnete, zumindest teilweise U-förmige Gesenke aufweist. Mit anderen Worten können in einer Werkzeughälfte der Vorrichtung beispielsweise zwei drehbare Teilwerkzeuge mit jeweils einem U-Stempel und jeweils einem Obergesenk vorhanden sein.In Verbindung mit den gegenüber angeordneten identischen Gesenken können dann mit jedem Arbeitshub zwei fertig geformte, zumindest teilweise geschlossene Hohlprofile hergestellt werden. Die Kapazität der Vorrichtung kann also beispielsweise verdoppelt werden. Durch die Erhöhung der Anzahl Umformelemente lässt sich nicht nur Taktzeit verringern, sondern es lassen sich auch noch weitere Bearbeitungsschritte in der gleichen Vorrichtung integrieren.
  • Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigt Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet und die folgenden Schritte umfasst:
    • Einlegen einer ersten ebenen Platine in ein erstes zumindest teilweise U-förmiges Gesenk der zweiten Werkzeughälfte,
    • Umformen der ersten Platine zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine durch Schließen der Werkzeughälften unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte,
    • Öffnen des Werkzeugs und Drehung der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander um eine in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufenden Rotationsachse, so dass der U-Stempel der ersten Werkzeughälfte über der zweiten zumindest teilweise U-förmigen Matrize der zweiten Werkzeughälfte und das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte über dem ersten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte positioniert ist,
    • Einlegen einer zweiten ebenen Platine in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte,
    • Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges Umformen der teilweise U-förmigen ersten Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter Verwendung des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte und Umformen der zweiten Platine zu einer teilweise U-förmigen Platine unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich unter besonders kurzen Taktzeiten mit jedem Schließhub des Werkzeugs jeweils ein teilweise geschlossenes Hohlprofil herzustellen, sobald beide U-förmigen Gesenke vor dem nächsten Schließhub mit umzuformenden Teilen bestückt sind. Darüber hinaus ist aufgrund des einfachen Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Kosten des Verfahrens entsprechend gering.
  • Vorzugsweise wird die erste und/oder die zweite Werkzeughälfte nach dem Öffnen des Werkzeugs um die Rotationsachse gedreht. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn eine der Werkzeughälften feststehend ausgebildet ist, so dass auf die Antriebe zur Durchführung der Rotation verzichtet werden kann. In diesem Fall werden die weiteren Antriebe nicht benötigt und der apparative Aufwand verringert. Denkbar ist aber auch, wie bereits ausgeführt, dass beide Werkzeughälften nach dem Öffnen des Werkzeugs um die Rotationsachse entgegengesetzt gedreht werden, um miteinander erneut im Eingriff zu stehen, um die Drehwinkel beider Werkzeughälften zu halbieren und insofern auch die Taktzeiten zu reduzieren.
  • Die O-Umformung kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch prozesssicherer gestaltet werden, dass vor dem Umformen einer zumindest teilweisen U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter Verwendung einer Kernzugvorrichtung ein Stützkern in der jeweiligen zumindest teilweise U-förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte positioniert wird. Nach der O-Umformung wird der Stützkern wieder aus dem fertig geformten zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil entfernt.
  • Weisen schließlich gemäß einer weiteren Ausführungsform die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände mit Einlaufrundungen auf und verschieben beim Schließen der Werkzeughälften die Seitenwände des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte nach außen, kann der Einfädelungsprozess der U-Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine bei der O-Umformung zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil erleichtert werden.
  • Schließlich können vorzugsweise auch noch weitere Bearbeitungsschritte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, um das zumindest teilweise geschlossene Hohlprofil herzustellen. Hier kann der Vorteil einer sehr genauen Positionierung der Platinen vor bzw. nach den Umformschritten ausgenutzt werden.
  • Die Erfindung soll im Weiteren anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
    • Fig. 1 bis 9
    in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung in den verschiedenen Prozessschritten bei der Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile,
    Fig. 10
    in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Mehrzahl an paarweise angeordneten U-Stempel und Obergesenken in einer ersten Werkzeughälfte und
    Fig. 11 und 12
    eine schematische Draufsicht auf das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte während des Einfädelns der Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine.
  • Die Figuren 1 bis 9 zeigen in einer schematischen Schnittansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine 2, mit einem Werkzeug 3. Das Werkzeug 3 weist zwei Werkzeughälften 6, 8 auf, wobei in der ersten Werkzeughälfte 6 ein U-Stempel 4 und ein Obergesenk 5 vorgesehen ist. Die zweite Werkzeughälfte 8 weist zwei identische zumindest teilweise U-förmige Gesenke 7 auf, welche gemeinsam mit dem U-Stempel 4 und den Obergesenke 5 der ersten Werkzeughälfte rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 9 angeordnet sind.
  • Der U-Stempel 4 und das Obergesenk 5 stehen bei einer Schließbewegung des Werkzeugs 3 gleichzeitig in Eingriff mit beiden zumindest teilweise U-förmigen Gesenken 7 der zweiten Werkzeughälfte 8. Wie Figur 1 zeigt, sind außerdem Niederhalter 11 vorgesehen, über welche der Materialfluss der Platine während der U-Umformung gesteuert werden kann und welche die Platine 2 während der Umformung fixieren. Die Montageplatte 10, auf welcher sowohl der U-Stempel 4 als auch das Obergesenk 5 und die Niederhalter 11 der ersten Werkzeughälfte 6 angeordnet sind, ist drehbar um die Rotationsachse 9 gelagert.
  • In Figur 2 ist nun die erfindungsgemäße Vorrichtung in geschlossenem Zustand dargestellt. Der U-Stempel 4 formt die eingelegte erste Platine 2 zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine um, wobei die Niederhalter 11 den Materialfluss während der Umformung durch Einstellung einer entsprechenden Anpresskraft steuern. Nach dem Erreichen der Endposition öffnet sich das Werkzeug wieder, bis die Werkzeughälften 6, 8 gegeneinander verdreht werden können. Eine Rotation der ersten Werkzeughälfte 6, wie es im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt ist, um die Rotationsachse 9 ermöglicht die Positionierung des U-Stempels 4 oberhalb einer Platine 12, welche in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk 7 der Werkzeughälfte 8 eingelegt worden ist. Darüber hinaus wird, wie in Figur 3 dargestellt, ein Stützkern 13 über eine nicht dargestellt Kernzugvorrichtung in die jetzt zumindest teilweise U-förmige umgeformte Platine 2 in dem ersten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte 8 eingebracht. Anschließend erfolgt eine erneute Schließbewegung des Werkzeugs, wie in Figur 4 dargestellt ist.
  • Bei dieser Schließbewegung wird sowohl ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil 2 als auch eine zumindest teilweise U-förmige Platine 14 erzeugt. Dies ist der erste Schließhub des Werkzeugs, bei welchem ein fertig hergestelltes, teilweise geschlossenes Hohlprofil 2 hergestellt wird.
  • Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in geöffnetem Zustand. Das teilweise geschlossene Hohlprofil 2 kann aus dem geöffneten Werkzeug 3, wie in Figur 6 dargestellt, entnommen werden und eine neue Platine 15 in das frei werdende, zumindest teilweise U-förmige Gesenk 7 der zweiten Werkzeughälfte 8 eingelegt werden. Anschließend oder davor erfolgt erneut eine Rotation der ersten Werkzeughälfte 6 um die Rotationsachse 9, so dass wieder der Stempel 4 mit der Platine 15 und das Obergesenk 5 der ersten Werkzeughälfte 6 mit der zumindest teilweise U-förmigen Platine 14 in Eingriff stehen. Zuvor wurde auch hier in dem zumindest teilweise U-förmigen Gesenk 7 der zweiten Werkzeughälfte ein Stützkern 13 eingebracht.
  • Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem nächsten Schließvorgang allerdings in geöffnetem Zustand zeigt Figur 8. Zu erkennen ist, dass die U-förmige Platine 14 in dem anderen, identischen U-förmigen Gesenk 7 zu einem fertigen, zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil 14 umgeformt wurde und entnommen werden kann. Anschließend wird das Gesenk 7 mit einer nächsten Platine 17 bestückt. Um den Produktionsvorgang fortzufahren wird die erste Werkzeughälfte 6 wiederum gegenüber der zweiten Werkzeughälfte 8 gedreht, so dass der U-Stempel 4 die neu eingelegte Platine 17 beim nächsten Schließvorgang zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine umformt, Fig. 9.
  • Aus der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispiels wird deutlich, dass mit dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit jedem Arbeitshub ein fertig gestelltes, zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil hergestellt werden kann und damit die Taktzeiten zu deren Herstellung deutlich verringert werden kann.
  • Um die Stückzahlen weiter zu erhöhen aber auch um weitere Bearbeitungsschritte zu integrieren, kann beispielsweise das in Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet werden. In einer Vorrichtung sind hierzu zwei drehbar gelagerte Montageplatten 10' vorgesehen, welche jeweils einen U-Stempel 4', ein Obergesenk 5' und Niederhalter 11' in der ersten Werkzeughälfte 6' aufweisen. Die zweite Werkzeughälfte 8' umfasst insgesamt vier identische zumindest teilweise U-förmige Gesenke 7', welche zur U-O-Umformung genutzt werden. Zusätzlich sind in der Vorrichtung 1' aus Figur 10 Kernzugvorrichtungen 18' für jedes zumindest teilweise U-förmige Gesenk 7' der zweiten Werkzeughälfte 8' vorgesehen. Die in Figur 10 dargestellte Vorrichtung 1' zeichnet sich daher durch eine doppelt so hohe Kapazität wie die in den Figuren 1 bis 9 dargestellte Vorrichtung aus.
  • In den Figuren 11 und 12 ist der Einfädelungsvorgang unter Verwendung der seitlich verschiebbaren Teilbereiche 20 der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke 7 bei der O-Umformung dargestellt. Das Obergesenk 5 weist Seitenwände 19 auf, welche die verschiebbaren Teilbereiche 20 der Seitenwände des zumindest teilweise U-förmigen Gesenks 7 der zweiten Werkzeughälfte nach außen unter zu Hilfenahme der Einlaufrundungen 21 verschieben, so dass die zumindest teilweise U-förmige Platine 2 in das Obergesenk 5 besonders sicher einfädelt. Die Einlaufrundungen 21 sorgen, zusammen mit der Höhe der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke 7 dafür, dass ein besonders prozesssicherer Einfädelungsprozess gelingt, da die Rückfederung der U-förmigen geformten Platine in dem Gesenk 7 gering ist. Denkbar ist aber auch, dass das nach außen Verschieben der Teilbereiche 20 der Seitenwände 19 zusätzlich aktiv unterstütz wird, um den Verschleiß an den Einlaufrundungen zu minimieren. Die Seitenwände des zumindest teilweise U-förmigen Gesenks 7 weisen hierzu eine Höhe von mindestens der Hälfte der maximalen, ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils, also eines Schenkels des zumindest teilweisen U-Profils auf. Insgesamt kann damit ein prozesssicheres Verfahren zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile mit geringen Taktzeiten und Investitionskosten zur Verfügung gestellt werden.

Claims (12)

  1. Vorrichtung (1) zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine (2) durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeug (3) umfassend mindestens einen U-Stempel (4) und mindestens ein Obergesenk (5) in einer ersten Werkzeughälfte (6), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei identische, zumindest teilweise U-förmige Matrizen (7) in einer zweiten Werkzeughälfte (8) vorgesehen sind, der U-Stempel (4) und das Obergesenk (5) der ersten Werkzeughälfte (6) beim Schließen des Werkzeugs (3) gleichzeitig mit jeweils einem zumindest teilweise U-förmigen Gesenk (7) im Eingriff stehen, der mindestens eine U-Stempel (4) und das mindestens eine Obergesenk (5) der ersten Werkzeughälfte (6) und die mindestens zwei zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (7) der zweiten Werkzeughälfte (8) zu einer in Schließrichtung des Werkzeugs (3) verlaufenden Rotationsachse (9) rotationssymmetrisch angeordnet sind und die erste und die zweite Werkzeughälfte (6,8) relativ zueinander um diese Rotationsachse (9) drehbar sind, so dass durch eine Drehung der ersten und/oder der zweiten Werkzeughälfte (6,8) der U-Stempel (4) und das Obergesenk (5) jeweils mit dem ersten oder dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk (7) in Eingriff stehen können.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder die zweite Werkzeughälfte (6,8) feststehend ausgebildet ist, wobei die erste oder zweite Werkzeughälfte (6,8) auf einer um die Rotationsachse drehbaren Montageplatte (10) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Kernzugvorrichtung (18') für jedes Gesenk (7') der zweiten Werkzeughälfte (8,8') vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass dem U-Stempel (4) in der ersten Werkzeughälfte (6) Niederhalter (11) zugeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (7,7') der zweiten Werkzeughälfte (8,8') Seitenwände aufweisen, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (7,7') zumindest in Teilbereichen (20) nach außen verschiebbar sind und diese Teilbereiche (20) Einlaufrundungen (21) aufweisen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste Werkzeughälfte (6') eine Mehrzahl an paarweise und rotationssymmetrisch zu jeweils einer Rotationsachse angeordnete U-Stempel (4') und Obergesenke (5') aufweist und die zweite Werkzeughälfte (8') eine identische Anzahl rotationssymmetrisch zu den jeweiligen Rotationsachsen angeordnete, zumindest teilweise U-förmige Gesenke (7') aufweist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten:
    - Einlegen einer ersten ebenen Platine in ein erstes zumindest teilweise U-förmiges Gesenk der zweiten Werkzeughälfte,
    - Umformen der ersten Platine zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine durch Schließen der Werkzeughälften unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte,
    - Öffnen des Werkzeugs und Drehung der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander um eine in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufende Rotationsachse, so dass der U-Stempel der ersten Werkzeughälfte über dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte und das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte über dem ersten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte positioniert ist,
    - Einlegen einer zweiten ebenen Platine in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte,
    - Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges Umformen der teilweise U-förmigen ersten Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter Verwendung des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte und gleichzeitiges Umformen der zweiten Platine zu einer teilweise U-förmigen Platine unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Werkzeughälfte nach dem Öffnen des Werkzeugs um die Rotationsachse gedreht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umformen einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Profil unter Verwendung einer Kernzugvorrichtung ein Stützkern in der jeweiligen zumindest teilweise U-förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte positioniert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände aufweisen und beim Schließen der Werkzeughälften die Seitenwände des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte nach außen verschieben.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass weitere Bearbeitungsschritte in der Vorrichtung durchgeführt werden.
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