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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem ebenen Blech, wobei das Blech am Umfang in einer Ebene festgeklemmt und mit einem Differenzdruck beaufschlagt wird, so dass es eine Formfläche eines Formteils auf der Seite niedrigeren Druckes berührt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) gegen die Formfläche (11') einer Matrize (11) gedrückt wird, so dass es an dieser wenigstens teilweise zur Anlage kommt, dass eine Patrize (6) auf die andere Seite des teilweise verformten Bleches (1) zu bis zum wenigstens teilweisen Durchtritt durch die Klemmebene bewegt und dass die Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches (1) umgekehrt wird, so dass das Blech (1) an der Formfläche (6') der Patrize (6) zur Anlage kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (11) und das teilweise verformte Blech (1) vor Umkehr der Differenzdruckbeaufschlagung voneinander getrennt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) bei der ersten Differenzdruckbeaufschlagung ausschliesslich gegen eine Formfläche (11') der Matrize (11) gedrückt wird (Fig. 1 bis 5).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) bei der ersten Differenzdruckbeaufschlagung gegen eine ebene Formfläche (11') der Matrize (11) gedrückt wird (Fig. 6 bis 10).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) gegen eine weitere Fläche gedrückt wird, welche von einem Führungsflansch (2') neben dem festgeklemmten Bereich des Bleches (1) gebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) zur Ausbildung einer Einbuchtung bei der ersten Differenzdruckbeaufschlagung gegen eine Formfläche (11') der Matrize (11) mit mindestens einem Vorsprung (12) gedrückt wird.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (11) während der ersten Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches (1) senkrecht zur Klemmebene bewegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (11) während der ersten Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches (1) auf die Klemmebene zu bewegt wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) auf der der Matrize (11) zugewandten Seite der Klemmebene von einer Begrenzungsplatte (13) mit einer Öffnung (B) abgestützt wird, wobei die Öffnung (B) mit der Innenkante dem Umriss wenigstens der konvexen Teile des Profils des herzustellenden Formkörpers in einer zur Klemmebene parallelen Ebene folgt (Fig. 11, 12).
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (1) während der Bewegung der Patrize (6) bei umgekehrter Differenzdruckbeaufschlagung wenigstens auf der Seite der Patrize (6) dicht entlang dem Umfang der Patrize (6) abgestützt wird, vorzugsweise durch eine Stützplatte (14) mit einer Öffnung (C) mit entsprechender Umrissgestalt (Fig. 11, 12).
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize (6) am Blech (1) zur Anlage gebracht und das Blech (1) durch die Patrize (6) verformt wird, bevor die Differenzdruckbeaufschlagung umgekehrt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenzdruckbeaufschlagung unmittelbar vor Anlage der Patrize (6) am Blech (1) umgekehrt wird.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize (6) nach Anlage am Blech (1) vorgeschoben wird.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Klemmplatten (2 und 3) zum Festklemmen des ebenen Bleches (1) zwischen den Klemmplatten (2 und 3) und durch zwei mit dem eingespannten Blech (1) jeweils einen Hohlraum bildende Gehäuse (4 und 8), wobei die Hohlräume beiderseits des Bleches (1) mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar sind, jedes Gehäuse (4 bzw. 8) mit einer Patrize (6) bzw. Matrize (11) versehen ist und wenigstens eines dieser beiden Formteile (6 und 11) senkrecht zur Klemmebene beweglich ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem ebenen Blech, wobei das Blech am Umfang in einer Ebene festgeklemmt und mit einem Differenzdruck beaufschlagt wird, so dass es eine Formfläche eines Formteils auf der Seite niedrigeren Druckes berührt. Sie hat auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.
Die Erfindung betrifft somit die plastische Verformung duktiler Bleche zu Körpern verschiedener Gestalt. Sie ist insbesondere für die Verformung von Blechen aus sogenannten superplastischen Legierungen geeignet, welche eine hohe Duktilität und ferner geringe Fliessspannungen aufweisen. Jedoch kann die Erfindung auch bei Blechen aus normalen Werkstoffen angewendet werden, wenn nur die Eigenschaft auch recht einfach zustandegebracht werden kann, dass sie sich nämlich bei erhöhten Temperaturen strecken, wie dies beispielsweise bei einigen konventionellen Aluminiumlegierungen der Fall ist.
Das einfache Verfahren der Differenzdruck- oder Vakumverformung in eine Matrize, also in ein Formteil mit vertieften Formflächen hinein, ist für sanft gerundete, nicht zu tiefe Ausgestaltungen einigermassen zufriedenstellend, jedoch besteht dabei die Gefahr, dass die so erzeugten Produkte beträchtliche Unterschiede in der Wandstärke aufweisen. Das Verformen auf eine Patrize, also ein Formteil mit erhabenen Formflächen, unter Anwendung von Differenzdruck bzw. Vakuum oder mittels Vorschub der Patrize in ein ebenes Blech oder eine Blase hinein, welches bzw. welche am Umfang eingespannt ist, ermöglicht zwar in der Regel die Erzeugung tieferer Ausgestaltungen bei annehmbarer Gleichmässigkeit der Wandstärke, jedoch ist die Tiefe des Formkörpers begrenzt.
Der Rohling muss nämlich beträchtlich grösser als die Projek tionsfläche des Formkörpers sein. Sind scharfe Ecken und winklige Ausgestaltungen vorhanden bzw. betroffen, dann ist es schwierig, die Bildung von Runzeln und eine übermässige, lokale Verdünnung des Werkstücks zu vermeiden, also eine Verdünnung in manchen Bereichen gegenüber anderen Bereichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch plastische Verformung ebener, am Umfang eingespannter Bleche zu schaffen, welches auch die Herstellung verhältnismässig tiefer und verwickelter Ausgestaltungen ermöglicht, insbesondere auch asymmetrischer Formen, wobei die geschilderten Nachteile vermieden oder zumindest auf ein Mindestmass reduziert sind, einschliesslich übermässigen Materialverlustes.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäss wird also ein Formkörper durch plasti
sche Verformung eines Bleches aus Metall, worunter auch eine Legierung zu verstehen ist, unter Verwendung einer Matrize und einer Patrize sowie durch Anwendung unterschiedlicher Druckverhältnisse hergestellt, wobei das eingespannte Blech mit Hilfe der Matrize bei entsprechender Differenzdruckbeaufschlagung teilweise plastisch zu einem Zwischenprodukt verformt wird, woraus dann mittels der Patrize und unter Umkehrung der Differenzdruckbeaufschlagung der jeweilige Formkörper durch weitere plastische Verformung hervorgebracht wird.
Die Matrize kann mehrere Formflächen oder auch nur eine Formfläche verhältnismässig einfacher Gestalt aufweisen, mit welcher das jeweilige Blech bei der ersten, teilweisen plastischen Verformung in Berührung kommt. Vorzugsweise wird sie zurückgezogen und wird der auf das jeweilige Blech einwirkende Differenzdruck auf Null vermindert, bevor die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung erfolgt, wobei die Patrize vorzugsweise vor der umgekehrten Differenzdruckbeaufschlagung auf die Klemmebene zu und über diese hinaus bewegt wird.
Die Patrize wird vorzugsweise derart vorgeschoben, dass sie am jeweiligen Blech anliegt und es plastisch verformt. Dabei bewirkt sie eine Neuverteilung des Blechmaterials, bevor die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung erfolgt. Der Vorschub der Patrize geht dann weiter, jedoch ggf. mit niedrigerer Geschwindigkeit. Statt dessen kann die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung auch unmittelbar vor Anlage der Patrize am Blech erfolgen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von Formkörpern mit rechteckiger oder asymmetrischer Gestalt geeignet. Die Matrize, in welche das jeweilige Blech zunächst gedrückt wird, weist ein solches Profil auf, dass das Zwischenprodukt eine Gestalt erhält, welche zur Gestalt des fertigen Formkörpers hinführt. Bei der Matrize kann es sich um eine einfache Platte mit ebener Formfläche handeln, gegen welche das jeweilige Blech gedrückt wird, ggf. unter Zuhilfenahme seitlicher Führungsflächen. Auch kann die Matrize patrizenartige Vorsprünge aufweisen, um ein Zwischenprodukt mit entsprechenden Einbuchtungen hervorzubringen.
Da bei dem ersten Verfahrensschritt ein bereits gestrecktes Zwischenprodukt hervorgebracht wird, kann beim zweiten Verfahrensschritt ein Formkörper erzeugt werden, dessen Gestalt den Konturen der Patrize besser als bisher möglich folgt, und zwar ohne übermässige, lokale Wandstärkenschwankungen.
Auch kann die Matrize während der ersten Differenzdruckbeaufschlagung auf das Zwischenprodukt zu bewegt werden, um es in gewissem Ausmass zu quetschen. Normalerweise besteht die Tendenz, dass das blasenförmige Zwischenprodukt eine Wandstärke aufweist, welche in der Nähe der Klemmebene grösser und im Bereich des Domes bzw. der Decke geringer ist. Die Berührung mit der Formfläche der Matrize wirkt dem entgegen.
Um die Bildung von Runzeln und Falten zu vermeiden, insbesondere bei der Ausformung eines Formkörpers, welcher in der Draufsicht vorstehende Ecken aufweist, beispielsweise eine rechteckige Gestalt hat, ist es wichtig, das jeweilige Blech durch die Klemmorgane oder eine gesonderte Begrenzungsplatte zurückzuhalten bzw. abzustützen, um einen begrenzten, aktiven Bereich zu definieren, aus welchem im ersten Verfahrensschritt das Zwischenprodukt bzw. die Blase gebildet wird.
Dieser aktive Bereich soll einen Umriss aufweisen, welcher dem Umriss des herzustellenden Formkörpers in etwa folgt.
Vorzugsweise wird das jeweilige Blech auch auf der anderen Seite entlang einer Linie eingespannt oder abgestützt, welche dem Umfang der Patrize (im Gegensatz zu den bekannten Vorschlägen, bei welchen der Patrizenquerschnitt sehr viel kleiner als der eingespannte Umfang ist) nahe liegt, so dass beim Durchtritt der Patrize durch die Klemmebene eine immer grösser werdende Fläche der umgekehrten Differenzdruckbeaufschlagung ausgesetzt wird und beim Strecken des Bleches durch die vorlaufende Patrize die dünnen Bereiche des Bleches progressiv an den Seitenflächen der Patrize gehalten werden, was zur Folge hat, dass eine weitere Verdünnung in diesen Bereichen unterbunden wird.
Die erwähnten Abstützungen können dadurch zustande gebracht werden, dass man der Öffnung der Klemmplatte, welche sich auf der der Begrenzungsplatte gegenüberliegenden Seite befindet, einen Umriss entsprechend dem, aber geringfügig grösser als der Querschnitt der Patrize gibt. Statt dessen kann jedoch auch eine gesonderte, stationäre Stützplatte vorgesehen werden, analog der erwähnten Begrenzungsplatte, so dass einer für die Erzeugung eines bestimmten Formkörpers bestimmten Patrize eine entsprechende Begrenzungsplatte und eine entsprechende Stützplatte zugeordnet werden können, während die Klemmplatten unverändert bleiben und nur Standardöffnungen aufweisen.
Wenn im vorliegenden Zusammenhang davon die Rede ist, dass die Patrize auf das jeweilige Blech zu bewegt wird, so ist darunter eine Relaitvbewegung zu verstehen, welche auch die Möglichkeit umfasst, dass die Patrize stationär bleibt und das jeweilige Blech bezüglich der Patrize bewegt wird.
Die beim ersten und beim zweiten Verfahrensschritt jeweils angewendeten Drücke müssen nicht konstant gehalten werden, sondern können progressiv während des jeweiligen Zyklus variiert werden. Desgleichen kann die Bewegungsgeschwindigkeit des bzw. jedes beweglichen Formteils, nämlich der Matrize und/oder Patrize, während des jeweiligen Zyklus verändert werden. Durch gegenseitige Abstimmung der Ver änderungen des jeweils aufrechterhaltenen Differenzdruckes und der Bewegung der Matrize bzw. Patrize ist eine Steuerung hinsichtlich derjenigen Stellen des jeweiligen Bleches möglich, an welchen es an der Matrize bzw. Patrize zur Anlage kommt.
Beispielsweise kann die Patrize in die konkave Seite des ausgewölbten Bleches hinein bewegt und das Blech in einem geeigneten Augenblick mit Differenzdruck beaufschlagt werden, um es gegen die Patrize zu drücken. Je nach dem gewählten Augenblick und dem angewendeten Druck ist der sich fest gegen die Stirnseite der Patrize legende und daran haftende Bereich des Bleches grösser oder kleiner. Das Ausmass der Blechstreckung entlang den Seitenflächen der Patrize variiert entsprechend.
Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 bis 5 aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung eines Formkörpers nach einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens,
Fig. 6 in grösserem Massstab eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,
Fig. 7 bis 10 aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung eines Formkörpers mit der Vorrichtung gemäss Fig. 6,
Fig. 11 die Ansicht entsprechend Fig. 6 einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, und
Fig. 12 die Ansicht in Fig. 11 von unten auf die Vorrichtung gemäss Fig. 11.
Gemäss Fig. 1 ist ein Blech 1 aus einer superplastischen Metallegierung zwischen zwei jeweils mit einer Öffnung versehenen Klemmplatten 2 und 3 eingeklemmt. An der Klemmplatte 3 ist ein erstes, topfförmiges Gehäuse 4 befestigt, welches mit dem eingespannten Blech 1 einen geschlossenen Hohlraum begrenzt. In diesem Hohlraum ist ein Tisch 5 angeordnet, an welchem eine Patrize 6 lösbar befestigt ist. Die Patrize 6 weist diejenige Gestalt auf, welche der aus dem Blech 1 herzustellende Formkörper schliesslich annehmen soll.
Der Tisch 5 ist senkrecht zur Ebene des Bleches 1 mittels einer Stange 7 beweglich, welche sich durch eine abgedichtete Öffnung des Gehäuses 4 erstreckt und beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ist.
Ein dem ersten Gehäuse 4 ähnliches, zweites Gehäuse 8 ist an der Klemmplatte 2 dicht befestigt und begrenzt mit dem eingespannten Blech 1 auf der der Patrize 6 abgewandten Seite des Bleches 1 einen zweiten Hohlraum. In diesem ist ein Tisch 9 angeordnet, welcher mittels einer Stange 10 senkrecht zur Ebene des Bleches 1 beweglich ist. Die beiden Stangen 7 und 10 können koaxial zueinander angeordnet sein. Der Tisch 9 trägt eine Matrize 11 mit einer Formfläche von konkaver Gestalt, welche nicht der endgültigen Gestalt des herzustellenden Formkörpers entspricht, sondern vielmehr der Gestalt eines Zwischenproduktes, so dass das Blech 1 zunächst so plastisch verformt wird, dass jegliche Fehler oder Verzerrungen im vorhinein soweit als möglich korrigiert werden, welche andernfalls bei der endgültigen Formgebung des Bleches 1 entsprechend dem Profil der Patrize 6 entstehen würden.
Bei der gegenseitigen Stellung von Blech 1, Patrize 6 und Matrize 11 gemäss Fig. 1 wird das Blech 1 mit einem Differenzdruck beaufschlagt, indem ein Strömungsmittel, vorzugsweise Luft, mit einem Druck grösser als Atmosphärendruck, in das erste Gehäuse 4 eingeführt wird, um das Blech 1 mit der Matrize 11 bzw. deren Formfläche 11' in Berührung zu drücken, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Danach wird die Differenzdruckbeaufschlagung beendet, also der Überdruck im ersten Gehäuse 4 beseitigt. Der Tisch 9 wird dann zurückgezogen und gleichzeitig der Tisch 5 vorgeschoben, wie mit Pfeilen in Fig. 2 angedeutet, um die Patrize 6 auf das Blech 1 zu zu bewegen, welche somit wenigstens teilweise durch diejenige Ebene hindurch ragt, in welcher das Blech 1 festgeklemmt ist.
Vorzugsweise legt sich die Patrize 6 an das teilweise plastisch verformte Blech 1 über eine beträchtliche Fläche oder wenigstens entlang Linien anstatt an einem oder mehreren diskreten Punkten an. Sie läuft dann weiter und verformt das Blech 1, wobei das Blechmaterial in bedeutsamem Umfang umverteilt wird, insbesondere wird das Material in Richtung jenes Bereiches hingedrückt, welche die entfernteren Ecken des endgültigen Formkörpers bilden sollen. All dies geschieht vor der Umkehr der Differenzdruckbeaufschlagung.
Danach wird das Blech 1 mit einem entgegengesetzten Differenzdruck beaufschlagt, beispielsweise durch Entlüftung des ersten Gehäuses 4 und Zufuhr von Druckluft zum zweiten Gehäuse 8, so dass das Blech 1 in enge Berührung mit der Patrize 6 bzw. deren Formfläche 6' gebracht und entsprechend dem Profil derselben plastisch verformt wird, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Währenddessen setzt die Patrize 6 ihren Vorschub fort. Die Höhe des Differenzdruckes, mit welchem das Blech 1 beaufschlagt wird, und die Vorschubgeschwindigkeit der Patrize 6 können derart aufeinander abgestimmt und individuell programmiert werden, dass sich das gewünschte Ausmass an Streckung des Bleches 1 ergibt, wenn es den Konturen der Patrize 6 folgt. Der Verlauf bis zur Ausbildung der endgültigen Gestalt des so erzeugten Formkörpers ist in Fig. 4 und 5 veranschaulicht.
Das Blech 1 erfährt keine Umkehrung der ursprünglichen, konvexen oder konkaven Gestalt bei der umgekehrten Differenzdruckbeaufschlagung. Im Gegenteil wird die im ersten Verfahrensschritt mittels der Matrize 11 hervorgebrachte Gestalt im zweiten Verfahrensschritt durch die Patrize 6 nur weiter entwickelt und ausgeprägt.
Die Klemmplatten 2 und 3 weisen bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 5 jeweils eine Öffnung auf, welche der Gestalt des grössten Querschnitts der Matrize 11 bzw. Patrize 6 entspricht, unter Berücksichtigung eines ausreichenden Spiels entsprechend der Blechstärke. Das Festklemmen des Bleches 1 einerseits und die Begrenzung der besagten Öffnungen derart, dass sich eine bestimmte Öffnungsgestalt ergibt, anderseits können mit Hilfe getrennter Bauteile erfolgen, so dass eine einfachere Anpassung der Gestalt der besagten Öffnungen bei einem Patrizen- und Matrizenwechsel möglich ist. Dies wird noch in Verbindung mit Fig. 11 und 12 geschildert. Auch können neben den Öffnungen axiale Führungsflächen vorgesehen werden, um die plastische Verformung des Bleches 1 entsprechend der Form der Matrize 11 bzw. Patrize 6 zu erleichtern, wie in Verbindung mit Fig. 6 erläutert.
Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 6 ist keine einzelne, vollständige Matrize zur Ausbildung des Zwischenprodukts vorgesehen, sondern lediglich eine ebene Formfläche 11', gegen welche das Blech 1 durch die Differenzdruckbeaufschlagung beim ersten Verfahrensschritt ausgewölbt wird. Sobald die aus dem ebenen Blech 1 ausgebildete, domförmige Blase die Formfläche 11' berührt, wird der mittlere Bereich abgeflacht, so dass die fortwirkende Differenzdruckbeaufschlagung ein seitliches Spreizen bewirkt. Die Reibung zwischen der Formfläche 11' und dem daran anliegenden Bereich des Bleches 1 verhindert ein weiteres Strecken dieses Bereiches und schliesst somit eine übermässige Verdünnung aus, während die noch nicht mit der Formfläche 11' in Berührung stehenden Bereiche sich weiter strecken.
Es ergibt sich also eine gleichmässigere Wandstärke des gesamten Zwischenproduktes, als sie durch einfache Ausbildung einer Blase erzielbar wäre.
Danach wird die Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches 1 beendet.
Ein übermässiges, seitliches Spreizen wird durch einen Führungsflansch 2' verhindert, welcher im dargestellten Fall an der Innenkante der Klemmplatte 2 einstückig damit ausgebildet ist, jedoch vorzugsweise als gesondertes Bauteil vorgesehen wird.
Wie in Fig. 6 mit gestrichelten Linien angedeutet, kann an der Formfläche 11' mindestens ein lokaler Vorsprung 12 vorgesehen sein, welcher das Blech 1 eindrückt und die Ausbildung einer entsprechenden, lokalen Einbuchtung bewirkt.
Derartige Vorsprünge können auch bei der Matrize 11 gemäss Fig. 1 bis 5 vorgesehen sein. Wird dabei die Patrize 6 vorgeschoben und das Blech 1 mit umgekehrtem Differenzdruck beaufschlagt, dann weisen die Einbuchtungen bereits teilweise die richtige Gestalt auf, um Ausnehmungen 6" in der Patrize 6 richtig auszufüllen, und zwar soweit als möglich ohne Runzelbildung, Kiiittern oder Reissen. Auf diese Weise können verhältnismässig verwickelte Formen hervorgebracht werden, welche eine oder mehrere Einbuchtungen aufweisen, was nach bekannten Verfahren nicht möglich ist, bei denen lediglich ein einziges Formteil verwendet wird, auf welches das Blech gedrückt wird.
Dabei überdeckt das Blech einfach die jeweilige Ausnehmung, und bei der Differenzdruckbeaufschlagung besteht die Gefahr einer Runzelbildung oder einer übermässigen Verdünnung und eines Reissens, was noch nachteiliger ist.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6 kann die Formfläche 11' stationär angeordnet sein. Vorzugsweise wird sie jedoch nach Anlage der Blase gemäss Fig. 7 vorgeschoben, wie in Fig. 8 dargestellt, um beim ersten Verfahrensschritt eine weitere, plastische Verformung zu bewirken. Danach wird sie zurückgezogen, um ein Vorlaufen der Patrize 6 mit der Spitze bis über die ursprüngliche Ebene der Formfläche 11' hinaus zu ermöglichen.
In Fig. 9 hat sich die Patrize 6 durch die Klemmebene hindurch bewegt und an das Zwischenprodukt angelegt, beginnend, dieses plastisch zu verformen. Daraufhin erfolgt die Beaufschlagung mit dem umgekehrten Differenzdruck, so dass das Blech 1 in innige Berührung mit der Patrize 6 gedrückt wird, welche nach der erwähnten Zurückziehung der Matrize 11 mit ebener Formfläche 11' weiter bis in die endgültige Stellung gemäss Fig. 10 läuft.
Wie bei der bereits geschilderten Ausführungsform können der Augenblick der Beaufschlagung mit umgekehrtem Differenzdruck in bezug auf den Vorschub der Patrize 6 sowie die anschliessenden Veränderungen des Differenzdruckes, womit das Blech 1 beaufschlagt wird, und der Vorschubgeschwindigkeit den jeweiligen Erfordernissen angepasst werden.
Im einfachsten Fall wird der Differenzdruck während des Vorschubes der Patrize 6 konstant gehalten, ebenso wie die Vorschubgeschwindigkeit, wobei jedoch nach Beendigung des Vorschubes der Patrize 6 der Differenzdruck erhöht werden kann, um sicherzustellen, dass das Blech 1 jedem Detail der Formfläche 6' der Patrize 6 folgt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 11 und 12 sind von den Klemmplatten 2 und 3 gesonderte, mit Öffnungen versehene Platten zur Gewährleistung einer korrekten Bewegung des Bleches 1 beim Strecken vorgesehen. Oberhalb der Klemmebene, also auf der Seite der Matrize 11, ist eine Begrenzungsplatte 13 mit einer Öffnung B vorgesehen, welche nur geringfügig grösser als die grössten Abmessungen des herzustellenden Formkörpers ist. Damit ist gewährleistet, dass bei Beaufschlagung des Bleches 1 mit dem ersten Differenzdruck der aktive Bereich des Bleches 1, welcher sich zur Ausbildung der Blase streckt, im wesentlichen auf den in der Draufsicht gegebenen Umriss des Formkörpers begrenzt ist.
Wäre eine solche Begrenzungsplatte 13 nicht vorhanden, dann würde die Blase einen grösseren Bereich einnehmen und nach teilweisem Vorschub der Patrize 6 unmittelbar vor der Beaufschlagung mit dem umgekehrten Differenzdruck von der Patrize 6 weg vorhangartig mit einem grossen Krümmungsradius hängen, wie mit gestrichelten Linien D in Fig. 11 veranschaulicht, was zur Folge hätte, dass die Beaufschlagung mit umgekehrtem Differenzdruck eine hohe Spannung im Material hervorrufen würde und übermässige Beanspruchungen sowie möglicherweise sogar ein Reissen bewirken würde, wenn der Differenzdruck nicht sehr langsam aufgebaut würde.
Die Begrenzungsplatte 13 muss mit der Innenkante der Öffnung B dem in Draufsicht gegebenen Umriss des herzustellenden Formkörpers nicht sehr dicht folgen, wenn dies nur an den konvexen Ecken der Fall ist. In Fig. 12 ist der Umriss A eines typischen Formkörpers mit nach innen vorspringenden Ecken wiedergegeben, wie er sich in der Draufsicht ergibt.
Auch geht daraus die Gestalt einer geeigneten Öffnung B der Begrenzungsplatte 13 hervor.
Wie oben erwähnt, kann die Funktion der Begrenzungsplatte 13 auch von der oberen Klemmplatte 2 erfüllt werden.
Statt dessen ist es auch möglich, dass diese Funktion von einem Teil der Matrize 11 bzw. deren Formfläche 11' erfüllt wird. Wenigstens können an der Matrize 11 statt an der Klemmplatte 2 entsprechende Bauteile angebracht werden.
Unterhalb der Klemmebene ist eine Stützplatte 14 mit einer Öffnung C vorgesehen, welche mit der Innenkante dem Umriss A des herzustellenden Formkörpers dicht folgt, und zwar über den gesamten Umfang und in geringem Abstand, wie aus Fig. 12 besonders deutlich ersichtlich. Ohne die Stützplatte 14 mit der Öffnung C könnte die Beaufschlagung des Bleches 1 mit dem umgekehrten Differenzdruck bewirken, dass das Blech 1 nach unten unter die Klemmebene gebogen wird, wie in Fig. 11 mit den gestrichelten Linien E angedeutet.
Das zulässige Maximalspiel zwischen der Stützplatte 14 und der Patrize 6 ist nichtkritisch, sollte jedoch im allgemeinen nicht mehr als das Zwei- oder Dreifache der Blechdicke betragen.
Eine frei geblasene Blase weist keine gleichmässige Wandstärke auf, sondern ist an der Decke bzw. Spitze dünner als an den Seiten. Wenn die Blase an der Formfläche 11' der Matrize 11 anliegt, dann verhindert die Reibung zwischen der Decke bzw. Spitze der Blase und der Formfläche 11' eine weitere Verdünnung in diesem Bereich. Würde jedoch eine Patrize dann einfach in dieses Zwischenprodukt hinein bewegt, dann würden die der Decke bzw. Spitze benachbarten Bereiche der Seiten des Zwischenproduktes, welche schon dünner sind als die dem Blasenfuss näheren Bereiche, auf Grund des Streckens durch die Patrize weiter verdünnt und möglicherweise reissen. Die Kombination der Umkehr der Differenzdruckbeaufschlagung und der Anordnung der Stützplatte 14 wirkt all dem entgegen.
Beim Vorschub der Patrize 6 wird nämlich eine immer grösser werdende Fläche der Seiten der Patrize, womit die Patrize über die Klemmebene hinaus ragt, dem Differenzdruck ausgesetzt, und das Blech 1 wird von der Decke bzw. Spitze, also dem freien Ende her, nach unten progressiv gegen die Seiten der Patrize 6 gedrückt, daran fest haftend. Jedes Ringzoneninkrement des Bleches wird also bei der reibschlüssigen Anlage an den Seiten der Patrize 6 wenigstens teilweise gegen weitere axiale Dehnung gehalten, und die Dehnung ist auf die dickeren Bereiche beschränkt, welche noch nicht im Reibschluss mit den Seiten der Patrize 6 stehen.
Durch geeignete Korrelation der Patrizenvorschubgeschwindigkeit und der Differenzdruckbeaufschlagung ist es möglich, eine annähernd gleichmässige Wandstärke bei dem jeweils hergestellten Formkörper zu erzielen.
Nachdem die Patrize 6 stillgesetzt ist, kann der Differenzdruck, mit welchem das Blech 1 beaufschlagt wird, eine begrenzte Zeitdauer lang beträchtlich erhöht werden, um sicherzustellen, dass das Blech 1 jedem Detail der Patrize 6 bzw. der Formfläche 6' derselben folgt.
Normalerweise wird das geschilderte Verfahren bei einer erhöhten, für das jeweilige Metall bzw. die jeweilige Metallegierung, woraus das Blech 1 besteht, geeigneten Temperatur durchgeführt. In manchen Fällen ist es möglich, das Verfahren bei Raumtemperatur durchzuführen.
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PATENT CLAIMS
1. A method for producing a molded body from a flat sheet metal, wherein the sheet metal is clamped on the circumference in a plane and subjected to a differential pressure so that it touches a molded surface of a molded part on the lower pressure side, characterized in that the sheet metal (1 ) is pressed against the forming surface (11 ') of a die (11), so that it comes to bear at least partially on this, that a patrix (6) on the other side of the partially deformed sheet (1) to at least partial passage moved through the clamping plane and that the differential pressure application of the sheet (1) is reversed, so that the sheet (1) comes to rest on the forming surface (6 ') of the male mold (6).
2. The method according to claim 1, characterized in that the die (11) and the partially deformed sheet metal (1) are separated from one another before reversing the application of differential pressure.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet (1) is pressed exclusively against a mold surface (11 ') of the die (11) during the first differential pressure application (Fig. 1 to 5).
4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet (1) is pressed against a flat molding surface (11 ') of the die (11) during the first differential pressure application (Fig. 6 to 10).
5. The method according to claim 4, characterized in that the sheet (1) is pressed against a further surface which is formed by a guide flange (2 ') next to the clamped area of the sheet (1).
6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet metal (1) is pressed with at least one projection (12) against a mold surface (11 ') of the die (11) to form an indentation during the first differential pressure application.
7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the die (11) is moved perpendicular to the clamping plane during the first application of differential pressure to the sheet (1).
8. The method according to claim 7, characterized in that the die (11) is moved towards the clamping plane during the first application of differential pressure to the sheet (1).
9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheet (1) on the side of the clamping plane facing the die (11) is supported by a limiting plate (13) with an opening (B), the opening (B) with the inner edge follows the outline of at least the convex parts of the profile of the molded body to be produced in a plane parallel to the clamping plane (FIGS. 11, 12).
10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sheet (1) is supported tightly along the circumference of the male mold (6) during the movement of the male mold (6) with reverse application of differential pressure at least on the side of the male mold (6), preferably by a support plate (14) with an opening (C) with a corresponding outline shape (Fig. 11, 12).
11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the male mold (6) is brought into contact with the sheet metal (1) and the sheet metal (1) is deformed by the male mold (6) before the differential pressure application is reversed.
12. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the differential pressure application is reversed immediately before the male mold (6) rests on the sheet metal (1).
13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the male mold (6) is advanced after it has made contact with the sheet metal (1).
14. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by two clamping plates (2 and 3) for clamping the flat sheet (1) between the clamping plates (2 and 3) and by two with the clamped sheet (1) each forming a cavity Housing (4 and 8), whereby the cavities on both sides of the sheet (1) can be acted upon with different pressures, each housing (4 or 8) is provided with a male mold (6) or female mold (11) and at least one of these two molded parts (6 and 11) is movable perpendicular to the clamping plane.
The invention relates to a method for producing a shaped body from a flat sheet metal, the sheet metal being clamped on the periphery in a plane and subjected to a differential pressure so that it touches a molded surface of a molded part on the lower pressure side. It also relates to an apparatus for carrying out the method.
The invention thus relates to the plastic deformation of ductile sheets into bodies of various shapes. It is particularly suitable for the deformation of sheets made of so-called superplastic alloys, which have a high ductility and also low flow stresses. However, the invention can also be used with sheet metal made of normal materials, if only the property can also be achieved quite simply that they stretch at elevated temperatures, as is the case, for example, with some conventional aluminum alloys.
The simple process of differential pressure or vacuum deformation into a die, i.e. into a molded part with recessed molding surfaces, is reasonably satisfactory for gently rounded, not too deep designs, but there is a risk that the products produced in this way have considerable differences in wall thickness . Deforming onto a male mold, i.e. a molded part with raised mold surfaces, using differential pressure or vacuum, or by advancing the male mold into a flat sheet metal or a bladder that is clamped around the periphery, generally enables production deeper configurations with acceptable uniformity of wall thickness, but the depth of the shaped body is limited.
The blank must namely be considerably larger than the projection area of the molded body. If sharp corners and angular configurations are present or affected, then it is difficult to avoid the formation of wrinkles and excessive local thinning of the workpiece, i.e. thinning in some areas compared to other areas.
The invention is based on the object of creating a method for the production of molded bodies by plastic deformation of flat sheet metal clamped on the periphery, which also enables the production of relatively deep and complex designs, in particular also asymmetrical shapes, the disadvantages described being avoided or at least reduced Minimum dimensions are reduced, including excessive material loss.
This object is achieved by the measures specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the invention are characterized in the remaining claims.
According to the invention, a molded body is thus made by plasti
cal deformation of a sheet of metal, which is also to be understood as an alloy, using a die and a male mold as well as by applying different pressure ratios, the clamped sheet being partially plastically deformed into an intermediate product with the aid of the female die with the appropriate differential pressure, from which then by means of the male mold and reversing the application of differential pressure, the respective molded body is produced by further plastic deformation.
The die can have a plurality of shaped surfaces or only one shaped surface of a relatively simple shape, with which the respective sheet metal comes into contact during the first, partial plastic deformation. It is preferably withdrawn and the differential pressure acting on the respective sheet is reduced to zero before the reverse application of differential pressure takes place, the male part preferably being moved towards and beyond the clamping plane before the reverse application of differential pressure.
The male mold is preferably advanced in such a way that it rests against the respective sheet metal and deforms it plastically. It causes a redistribution of the sheet metal before the reverse application of differential pressure occurs. The advance of the male part then continues, but if necessary at a lower speed. Instead, the reverse application of differential pressure can also take place immediately before the male mold rests on the sheet metal.
The method according to the invention is particularly suitable for the production of shaped bodies with a rectangular or asymmetrical shape. The die into which the respective sheet metal is first pressed has a profile such that the intermediate product is given a shape which leads to the shape of the finished molded body. The die can be a simple plate with a flat shaped surface, against which the respective sheet is pressed, possibly with the aid of lateral guide surfaces. The die can also have male-like projections in order to produce an intermediate product with corresponding indentations.
Since an already stretched intermediate product is produced in the first process step, a shaped body can be produced in the second process step, the shape of which follows the contours of the male mold better than previously possible, without excessive, local wall thickness fluctuations.
The die can also be moved towards the intermediate product during the first application of differential pressure in order to squeeze it to a certain extent. There is normally a tendency for the bubble-shaped intermediate product to have a wall thickness which is greater in the vicinity of the clamping plane and less in the area of the dome or the ceiling. Contact with the mold surface counteracts this.
In order to avoid the formation of wrinkles and folds, especially when shaping a shaped body which has protruding corners in plan view, for example a rectangular shape, it is important to hold or support the respective sheet metal by the clamping elements or a separate delimitation plate, to define a limited, active area from which the intermediate product or the bubble is formed in the first process step.
This active area should have an outline which roughly follows the outline of the molded body to be produced.
Preferably, the respective sheet is also clamped or supported on the other side along a line which is close to the circumference of the male mold (in contrast to the known proposals in which the male mold cross section is much smaller than the clamped circumference), so that when passing through the patrix is exposed to an increasingly larger area of the reverse differential pressure application through the clamping plane and when the sheet is stretched by the advancing patrix, the thin areas of the sheet are held progressively on the side surfaces of the patrix, which results in further thinning in these areas is prevented.
The aforementioned supports can be brought about by giving the opening of the clamping plate, which is located on the side opposite the delimitation plate, an outline corresponding to, but slightly larger than, the cross section of the male mold. Instead, however, a separate, stationary support plate can also be provided, analogous to the delimitation plate mentioned, so that a corresponding delimitation plate and a corresponding support plate can be assigned to a male mold intended for the production of a specific molded body, while the clamping plates remain unchanged and only have standard openings.
When in the present context it is said that the male mold is moved towards the respective sheet metal, this is to be understood as a relay movement which also includes the possibility that the male mold remains stationary and the respective sheet metal is moved with respect to the male mold.
The pressures used in the first and in the second process step do not have to be kept constant, but can be varied progressively during the respective cycle. Likewise, the speed of movement of the or each movable molded part, namely the die and / or male die, can be changed during the respective cycle. By mutually coordinating the changes in the respectively maintained differential pressure and the movement of the die or male mold, it is possible to control those points on the respective sheet at which it comes to rest on the female mold or male mold.
For example, the male part can be moved into the concave side of the arched sheet metal and the sheet metal can be subjected to differential pressure at a suitable moment in order to press it against the male part. Depending on the moment selected and the pressure applied, the area of the sheet metal that is firmly placed against the face of the patrix and adheres to it is larger or smaller. The extent of the sheet metal stretching along the side surfaces of the male mold varies accordingly.
Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing, for example. They show schematically:
1 to 5 successive stages in the production of a molded body according to an embodiment of the method according to the invention,
6 shows, on a larger scale, another embodiment of the device for carrying out the method,
7 to 10 successive stages in the production of a shaped body with the device according to FIG. 6,
11 shows the view corresponding to FIG. 6 of a further embodiment of the device for carrying out the method according to the invention, and
FIG. 12 shows the view in FIG. 11 from below of the device according to FIG. 11.
According to FIG. 1, a sheet 1 made of a superplastic metal alloy is clamped between two clamping plates 2 and 3 each provided with an opening. A first, cup-shaped housing 4 is attached to the clamping plate 3, which with the clamped sheet metal 1 delimits a closed cavity. In this cavity, a table 5 is arranged, to which a male mold 6 is releasably attached. The male mold 6 has that shape which the shaped body to be produced from the sheet metal 1 is ultimately intended to assume.
The table 5 is movable perpendicular to the plane of the sheet metal 1 by means of a rod 7 which extends through a sealed opening in the housing 4 and can be actuated pneumatically or hydraulically, for example.
A second housing 8 similar to the first housing 4 is tightly attached to the clamping plate 2 and delimits a second cavity with the clamped sheet metal 1 on the side of the sheet metal 1 facing away from the male mold 6. In this a table 9 is arranged, which is movable by means of a rod 10 perpendicular to the plane of the sheet metal 1. The two rods 7 and 10 can be arranged coaxially to one another. The table 9 carries a die 11 with a shaped surface of concave shape, which does not correspond to the final shape of the shaped body to be produced, but rather the shape of an intermediate product, so that the sheet metal 1 is initially so plastically deformed that any errors or distortions in advance be corrected as possible, which would otherwise arise in the final shaping of the sheet 1 according to the profile of the patrix 6.
In the mutual position of sheet metal 1, male mold 6 and female mold 11 according to FIG. 1, the sheet metal 1 is subjected to a differential pressure in that a fluid, preferably air, at a pressure greater than atmospheric pressure is introduced into the first housing 4 in order to To press sheet metal 1 with the die 11 or its forming surface 11 'into contact, as can be seen from FIG. The application of differential pressure is then ended, that is to say the excess pressure in the first housing 4 is eliminated. The table 9 is then withdrawn and at the same time the table 5 is advanced, as indicated by arrows in FIG. 2, in order to move the patrix 6 onto the sheet metal 1, which thus protrudes at least partially through the plane in which the sheet metal 1 is clamped is.
Preferably, the male mold 6 rests against the partially plastically deformed sheet metal 1 over a considerable area or at least along lines instead of at one or more discrete points. It then continues to run and deforms the sheet metal 1, the sheet metal material being redistributed to a significant extent, in particular the material is pressed in the direction of the area which is to form the more distant corners of the final molded body. All of this occurs before the differential pressure reversal.
The sheet 1 is then subjected to an opposite differential pressure, for example by venting the first housing 4 and supplying compressed air to the second housing 8, so that the sheet 1 is brought into close contact with the male mold 6 or its forming surface 6 'and according to the profile the same is plastically deformed, as illustrated in FIG. 3. Meanwhile, the male part 6 continues its advance. The level of the differential pressure with which the sheet metal 1 is acted upon and the feed rate of the male mold 6 can be coordinated and individually programmed in such a way that the desired degree of stretching of the sheet 1 results when it follows the contours of the male mold 6. The course up to the formation of the final shape of the shaped body produced in this way is illustrated in FIGS. 4 and 5.
The sheet 1 does not experience any reversal of the original, convex or concave shape when the differential pressure is applied in reverse. On the contrary, the shape produced in the first process step by means of the die 11 is only further developed and pronounced in the second process step by the male mold 6.
The clamping plates 2 and 3 in the device according to FIGS. 1 to 5 each have an opening which corresponds to the shape of the largest cross section of the die 11 or male die 6, taking into account sufficient play corresponding to the sheet metal thickness. The clamping of the sheet metal 1 on the one hand and the delimitation of said openings in such a way that a certain opening shape results, on the other hand can be done with the help of separate components, so that an easier adaptation of the shape of said openings is possible when the male and female molds are changed. This will be described in connection with FIGS. 11 and 12. Axial guide surfaces can also be provided next to the openings in order to facilitate the plastic deformation of the sheet metal 1 in accordance with the shape of the die 11 or male die 6, as explained in connection with FIG. 6.
In the device according to FIG. 6, no single, complete die is provided for forming the intermediate product, but only a flat shaped surface 11 'against which the sheet metal 1 is arched by the application of differential pressure in the first process step. As soon as the dome-shaped bubble formed from the flat sheet metal 1 touches the shaped surface 11 ', the central area is flattened so that the continued application of differential pressure causes lateral expansion. The friction between the shaping surface 11 'and the area of the sheet 1 resting against it prevents further stretching of this area and thus excludes excessive thinning, while the areas not yet in contact with the shaping surface 11' stretch further.
The result is a more uniform wall thickness of the entire intermediate product than could be achieved by simply forming a bubble.
Thereafter, the application of differential pressure to the sheet 1 is ended.
Excessive lateral spreading is prevented by a guide flange 2 'which, in the case shown, is formed in one piece with it on the inner edge of the clamping plate 2, but is preferably provided as a separate component.
As indicated in FIG. 6 with dashed lines, at least one local projection 12 can be provided on the molding surface 11 ', which protrusion 12 presses in the sheet metal 1 and effects the formation of a corresponding local indentation.
Such projections can also be provided in the die 11 according to FIGS. 1 to 5. If the patrix 6 is pushed forward and the sheet metal 1 is subjected to the reverse differential pressure, the indentations are already partially of the correct shape in order to correctly fill the recesses 6 ″ in the patrix 6, as far as possible without wrinkling, puttying or tearing In this way, relatively complex shapes can be produced which have one or more indentations, which is not possible according to known methods in which only a single molded part is used, onto which the sheet metal is pressed.
The sheet metal simply covers the respective recess, and when differential pressure is applied there is a risk of wrinkling or excessive thinning and tearing, which is even more disadvantageous.
In the embodiment according to FIG. 6, the molding surface 11 'can be arranged in a stationary manner. However, it is preferably advanced after the bladder has been positioned according to FIG. 7, as shown in FIG. 8, in order to bring about a further, plastic deformation in the first method step. It is then withdrawn in order to enable the male part 6 with the tip to advance beyond the original plane of the molding surface 11 '.
In FIG. 9, the male mold 6 has moved through the clamping plane and placed against the intermediate product, beginning to plastically deform it. The reverse differential pressure is then applied so that the sheet metal 1 is pressed into intimate contact with the male mold 6, which continues to run into the final position according to FIG. 10 after the above-mentioned retraction of the female mold 11 with a flat molding surface 11 '.
As in the embodiment already described, the moment of application of the reverse differential pressure with respect to the advance of the male mold 6 and the subsequent changes in the differential pressure with which the sheet metal 1 is applied and the advance speed can be adapted to the respective requirements.
In the simplest case, the differential pressure is kept constant during the advance of the male mold 6, as is the advance speed, but after the advance of the male mold 6 has ended, the differential pressure can be increased to ensure that the sheet metal 1 is in every detail of the forming surface 6 'of the male mold 6 follows.
In the embodiment according to FIGS. 11 and 12, plates which are provided with openings and which are separate from the clamping plates 2 and 3 are provided to ensure correct movement of the sheet metal 1 during stretching. Above the clamping plane, that is to say on the side of the die 11, a delimitation plate 13 is provided with an opening B which is only slightly larger than the largest dimensions of the molded body to be produced. This ensures that when the sheet 1 is subjected to the first differential pressure, the active area of the sheet 1, which stretches to form the bubble, is essentially limited to the outline of the shaped body given in the top view.
If such a delimitation plate 13 were not present, then the bladder would occupy a larger area and, after partial advance of the male mold 6 immediately before the application of the reverse differential pressure, would hang away from the male mold 6 like a curtain with a large radius of curvature, as shown by the dashed lines D in Fig 11 illustrates what would have the consequence that the application of reverse differential pressure would cause high stress in the material and cause excessive stresses and possibly even tearing if the differential pressure were not built up very slowly.
With the inner edge of the opening B, the delimitation plate 13 does not have to follow the contour of the molded body to be produced as given in plan view very closely if this is only the case at the convex corners. In FIG. 12, the outline A of a typical shaped body is shown with inwardly projecting corners, as it results in the plan view.
The shape of a suitable opening B in the delimitation plate 13 also emerges therefrom.
As mentioned above, the function of the limiting plate 13 can also be fulfilled by the upper clamping plate 2.
Instead of this, it is also possible for this function to be fulfilled by part of the die 11 or its molding surface 11 '. At least corresponding components can be attached to the die 11 instead of the clamping plate 2.
A support plate 14 with an opening C is provided below the clamping plane, the inner edge of which closely follows the outline A of the molded body to be produced, over the entire circumference and at a small distance, as can be seen particularly clearly from FIG. Without the support plate 14 with the opening C, the application of the reverse differential pressure to the sheet metal 1 could cause the sheet metal 1 to be bent downwards under the clamping plane, as indicated in FIG. 11 with the dashed lines E.
The maximum permissible play between the support plate 14 and the male mold 6 is not critical, but should generally not be more than two or three times the sheet metal thickness.
A freely blown bubble does not have a uniform wall thickness, but is thinner at the top or top than at the sides. When the bubble rests on the mold surface 11 'of the die 11, the friction between the top or tip of the bubble and the mold surface 11' prevents further thinning in this area. However, if a male mold were then simply moved into this intermediate product, the areas of the sides of the intermediate product adjacent to the cover or tip, which are already thinner than the regions closer to the bladder foot, would be further thinned and possibly tear due to the stretching by the male mold . The combination of reversing the differential pressure application and the arrangement of the support plate 14 counteracts all of this.
When the male mold 6 is advanced, an ever-increasing surface area of the sides of the male mold, with which the male mold protrudes beyond the clamping plane, is exposed to the differential pressure, and the sheet metal 1 is pushed down from the top or tip, i.e. the free end pressed progressively against the sides of the patrix 6, firmly adhering to it. Each ring zone increment of the sheet metal is thus at least partially held against further axial expansion when frictionally engaging the sides of the male mold 6, and the expansion is limited to the thicker areas which are not yet in frictional engagement with the sides of the male mold 6.
By means of a suitable correlation of the male mold advance rate and the application of differential pressure, it is possible to achieve an approximately uniform wall thickness in the molded body produced in each case.
After the male mold 6 has come to a standstill, the differential pressure with which the sheet metal 1 is acted upon can be increased considerably for a limited period of time in order to ensure that the sheet metal 1 follows every detail of the male mold 6 or the forming surface 6 'thereof.
Normally, the described method is carried out at an elevated temperature suitable for the respective metal or the respective metal alloy of which the sheet metal 1 consists. In some cases it is possible to carry out the process at room temperature.