CN105195587B - 成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具和方法，模具(100)包括模具下部(120)和模具上部(110)，其中这些模具部分(110,120)中的至少一个的腔(113,123)构造有用于在待制造的板形件处产生构件棱边的相应的模具棱边(125)。在至少一个这样的模具棱边(125)旁边，在同一模具部分(120)中和/或在另一模具部分(110)中布置有至少一个可主动控制的保持装置(140)，利用其在成型过程期间可阻止或至少可减少可能的至模具棱边(125)的板材料流。

Description

成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具和方法

技术领域

本发明涉及一种用于成型地制造具有至少一个构件棱边(Bauteilkante)的板形件(Blechformteil)的模具。

本发明此外涉及一种用于成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的方法。

背景技术

构件棱边被理解成带有显著的或突出的棱边走向变化(Kantenverlauf)的在板形件中成形的板形件棱边。尤其涉及所谓的设计棱边，其可具有较小的直至很小的例如小于2mm(在弯曲内侧处)的棱边半径。

在板形件的成型制造中，在这样的构件棱边的区域中可构造所谓的跟随棱边(Nachlaufkante)，这出于美观原因且由于伴随于此的提高的模具磨损是不期望的。因此对这样的板形件的制造工艺提出较高要求。

在文件DE 10 2011 115 219 A1中提出应用两个几乎相同的拉拔模(Ziehwerkzeug)，其中，待制造的板形件在第一拉拔模中成形大致完成且在此使待产生的板形件棱边位置精确地以增大的棱边半径来预成形且接着在第二拉拔模中仅还使板形件棱边完成脱模成形。

对于现有技术也还补充地参照文件DE 10 2010 049 264 A1。

发明内容

本发明的目的是说明一种所涉及的类型的模具，其不或至少仅在减小的范围中具有至少一个伴随现有技术的缺点。

这利用相应于一种用于成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具实现，所述模具包括模具下部和模具上部，其中，这些模具部分中的至少一个的腔构造有用于在待制造的所述板形件处产生这样的构件棱边的至少一个模具棱边，其特征在于，在至少一个这样的模具棱边旁边，在同一模具部分中和/或在另一模具部分中布置有能够主动控制的至少一个保持装置，利用其在成型过程期间能够阻止或至少能够减少可能的至所述模具棱边的板材料流。本发明还延伸到一种用于借助于根据本发明的模具制造具有至少一个构件棱边的板形件的根据本发明的方法，其中，在成型过程期间借助于至少一个测量装置来检测在至少一个模具棱边的区域中可能的板材料流且由此来测定用于激活布置在所述模具棱边旁边的至少一个保持装置的必要的激活度。对于所有的发明内容类似地，本发明还给出了优选的改进方案和设计方案。

根据本发明的用于成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具包括模具下部和(尤其相对于模具下部可动的)模具上部，其中，这些模具部分中的至少一个的腔构造有用于在待制造的板形件处产生这样的构件棱边的相应的至少一个模具棱边。根据本发明设置成，在这样的模具棱边中的至少一个旁边，在同一模具部分中和/或在另一模具部分中布置有(通过从外部施加影响)可主动控制的至少一个保持装置(Rückhalteeinrichtung)和优选地多个可主动控制的保持装置，利用其在成型过程或拉伸过程期间可能的至相关的模具棱边的板材料流可抑制(或能够被抑制)或者至少可减少(或能够被减少)。

根据本发明的模具优选地是冲压模具(与冲压相联系的模具)且尤其是用于通过处于模具部分之间的板材料的深冲(或类似的)成型地制造板形件的深冲模具。待制造的板形件尤其是车身外壳件(Aussenhautteil)。

保持装置优选地包括至少一个保持元件和至少一个可控制的促动器，尤其带有可变的激活度(Aktivierungsgrad)，用于主动操纵保持装置。尤其通过直接的或必要时还间接的力和/或运动加载实现通过促动器主动操纵保持元件。促动器例如可以是电动机、电磁的驱动线圈(Treiberspule)、气动或液力驱动器、压电的驱动器等。传统的弹簧等不是在根据本发明的意义中可控制的促动器。保持装置可包括多个保持元件和/或多个促动器，其必要时还可分开操控。根据本发明的模具可具有多个相同地或不同地构造的保持装置。

优选地，保持装置在相关的模具棱边旁边布置于构造在腔中的凹口或凹部(Vertiefung)中。保持元件例如可凸模式地来构造并且以其上侧无隙地且与作用面(腔表面)大致齐平地结束。(备选地，保持装置还可构造为集成到腔表面中的金属膜等。)在操控或激活促动器时保持元件在相关的部位处直接作用于板材料且在此直接被压向在模具部分之间运动的板材料或被挤压向板表面，其中，挤压力(Andrückkraft)或压紧力(Anpressendruck)尤其通过促动器的激活度可调整。由此在相关的部位处至少提高在保持元件与板材料之间的摩擦且引起所产生的保持力，其中，有时甚至可引起板材料的固定(Festhalten)。以该方式在模具棱边的方向上减小的或必要时被完全阻止的板材料流尤其防止跟随棱边的产生和在模具棱边处的磨刮(Abrieb)。促动器还优选地使保持元件能够主动复位。保持元件的复位还可借助于弹簧元件等实现。

保持元件在其上侧处优选地具有仅几平方厘米的比较小的面积(尤其少于25平方厘米)，从而以此近似仅发生点状的摩擦影响。保持元件的上侧或面向板材料的表面此外可具有提高摩擦的特性。

由板材料流或至相关的模具棱边的板运动的借助于保持装置实现的主动影响性得出多个优点。一优点例如可在于，即可针对性地在模具棱边的区域中且尤其仅在成型或拉伸过程的一定的、尤其关键的阶段期间需要时实现板材料流的主动的局部影响。这使工艺稳定、废品的减少(因为例如，尤其对于带有小于4mm且尤其小于2mm的半径的尖锐的模具棱边更少地需要板材料)、更好的构件质量、减少的模具磨损(在模具棱边处更少的损耗或磨刮)和更长的模具使用寿命成为可能。此外可来制造带有复杂的几何形状或复杂的设计的板形件，其迄今利用传统的模具不能或仅能以较高的耗费制造。

保持装置与模具棱边的距离优选地不超过50mm，特别优选地不超过40mm且尤其不超过30mm。

优选地在模具棱边的两侧分别存在至少一个保持装置，从而在两侧可阻止或至少减少至模具棱边的板材料流。因此还可考虑该情况，即在成型过程期间在相关的模具棱边处的板材料流方向改变。

特别优选地设置成，根据本发明的模具具有至少一个布置在模具棱边的区域中的、用于检测(局部的)板材料流的测量装置。板流传感器等可获作为外购件获得，但是必要时还须被匹配。该测量装置优选地在相关的模具棱边处或与相关的模具棱边相对地来布置，从而直接在模具棱边处尤其利用运动方向检测来实现板运动控制。

该至少一个保持装置可布置在模具部分中的一个中而该至少一个测量装置可布置在另一模具部分中布置。保持装置和测量装置相应地优选地不布置在同一模具部分中。

此外可设置成，测量装置布置于布置在模具棱边两侧的保持装置之间。

此外控制装置可属于根据本发明的模具，该控制装置尤其用于操控保持装置。

根据本发明的用于利用根据本发明的模具制造具有至少一个构件棱边的板形件的方法设置成，在成型过程或拉伸过程期间在至少一个(相关的)模具棱边的区域中且尤其直接在该模具棱边处的可能的板材料流借助于至少一个测量装置(用于检测板材料流)来检测并且由此来测定用于激活至少一个布置在相关的模具棱边旁边的保持装置的必要的激活度(或确定在该保持装置处的必需的调节干预(Stelleingriff))，其然后相应地被保持装置转换，以便就此阻止或至少减少至相关的模具棱边的板材料流和因此直接在该模具棱边处的板运动。这优选地、也就是说至少一个保持装置的激活自动地、优选地在调节回路中实现，以此实现在模具棱边处的板运动的局部调节。这尤其借助于相应地构造的、属于模具的控制装置来实现。

附图说明

接下来示例性地且以非限制性的方式参照附图来详细阐述本发明。在附图中所示的和/或接下来所阐述的特征然而可独立于具体的特征组合是本发明的通用的特征。其中：

图1以示意性的且不按比例的剖示图显示了根据本发明的模具中的截段，包括放大的细节图示。

附图标记清单

100 模具

110 模具上部

112 凹模

113 模具作用面

115 腔区段

120 模具下部

121 压紧装置(Niederhalter)

122 凸模

123 模具作用面

125 模具棱边

140 保持装置

141 保持元件

142 促动器

145 铺设缆线、联接

150 测量装置、测量传感器

155铺设缆线、联接

200 板材料。

具体实施方式

图1显示了冲压相联系的模具100，其包括带有构造为铸造体的、具有上部的成型的腔113的凹模112的模具上部110和带有构造为铸造体的压紧装置121和同样构造为铸造体的、具有下部的成型的腔123的凸模122的模具下部120。在模具部分110和120或其腔113和123之间可以本身已知的方式使板材料200成型。在此待制造的板形件具有关键的构件棱边，对此下部的腔123在放大地示出的区域中构造有成型的、凸状设计的模具棱边125。上部的腔113具有相应的、与模具棱边125对应的凸状的腔区段115。

在成型过程期间可在板材料200与模具棱边125第一次接触的地点处产生所谓的刻痕棱边(Anhaukante)，其在进一步成型或拉伸过程期间由于板材料的跟随(Nachlaufen)移动远离模具棱边125且其然后作为留下的跟随棱边显现在板形件中。几乎总是碰到的伴随现象是，经由模具棱边125板材料的跟随还在板材料200或板形件的相关的表面上留下痕迹且模具棱边125经受提高的磨损。

为了避免这，模具100具有在两侧布置在模具棱边125旁边的、被插入或放入腔123中的、可主动控制的保持装置140，利用其在成型过程期间可阻止或可防止或至少可减少至模具棱边125的板材料流。保持装置140示例性地在模具棱边125旁边布置在下面的模具部分120中。类似于此，至少一个保持装置140(或甚至所有保持装置140)可在模具上部110中布置成使得其(如所示，在闭合的模具100中)处于构造在模具下部中120中的模具棱边125旁边(如以虚线轮廓140'所示)。位置说明“在…旁边”而因此涉及在模具100内由模具棱边125形成的成型部位(Umformstelle)(在其处形成构件棱边成形)而不是模具棱边125本身。此外，保持装置140可沿着模具棱边125的纵向延伸彼此错位地来布置。

保持装置140具有保持元件141和用于主动操纵保持元件141的可控制的促动器142。联接经由铺设缆线145实现。在操控或激活促动器142时将所属的保持元件141压向板材料200，由此在相关的部位处提高在保持元件141与板材料200之间的摩擦且必要时还提高在板材料200与上部的模具腔113之间的背面的摩擦，其中，仅局部地或逐点地获得摩擦提高。由此，可减少或甚至完全阻止至模具棱边125的板材料流，从而防止或至少减少且尤其最小化在模具棱边125处的非期望的板运动。借助于保持装置140和以此可产生的保持力即可将板材料200选择性地在模具棱边125的一侧(右侧或左侧)上或同时在模具棱边125的两侧上保持或甚至固定。

由于对在模具棱边的区域中的较少的板运动方面优化的模具设计，可利用在保持装置140处产生的比较低的保持力实现充分影响局部的板材料流；也就是说，为了主动地使板运动最小化仅需要较小力，这例如有利地影响保持装置140的结构尺寸和/或其联接载荷(Anschlussleistung)。

模具100此外具有布置在模具棱边125的区域中的、用于检测局部的板材料流的测量装置150。测量装置150可根据光学的(必要时还利用激光束)、触觉的、感应的、电容的或者其它的原理工作。测量装置150示例性地在模具上部110直接面对模具棱边125布置且因此近似位于布置在模具下部120中的保持装置140之间。同样，测量装置150也可布置在模具下部120中。此外可设置有多个这样的测量装置150，其不仅可布置在模具上部110中而且可布置在模具下部120中。

借助于测量装置150，在整个成型过程期间或必要时还仅在成型过程的关键的阶段中可直接在模具棱边125处来检测可能的板材料流(或板运动)和尤其还有其方向，接着可通过相应的操控来激活保持装置140中的一个或所有保持装置140，从而阻止或至少减少在模具棱边125处的非期望的板运动。这优选地在调节回路中实现，如上所述。此外可基于测量装置150的测量还实现质量文件。

模具100可具有多个相同地或不同地构造的保持装置140，其尤其沿着一个或多个模具棱边125布置在关键的区域中。操控或者调节可按照特定模具和/或根据情况需要彼此独立地实现。

Claims (13)

1.一种用于成型地制造具有至少一个构件棱边的板形件的模具(100)，其包括模具下部(120)和模具上部(110)，其中，这些模具部分(110,120)中的至少一个的腔(113,123)构造有用于在待制造的所述板形件处产生这样的构件棱边的至少一个模具棱边(125)，其特征在于，在至少一个这样的模具棱边(125)旁边，在同一模具部分(120)中和/或在另一模具部分(110)中布置有能够主动控制的至少一个保持装置(140)，利用其在成型过程期间能够阻止或至少能够减少可能的至所述模具棱边(125)的板材料流。

2.根据权利要求1所述的模具(100)，其特征在于，所述保持装置(140)包括至少一个保持元件(141)和用于主动地操纵所述保持元件(141)的能够控制的至少一个促动器(142)。

3.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其特征在于，所述保持装置(140)与所述模具棱边(125)的距离不多于50mm。

4.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其特征在于，所述保持装置(140)与所述模具棱边(125)的距离不多于40mm。

5.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其特征在于，所述保持装置(140)与所述模具棱边(125)的距离不多于30mm。

6.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其特征在于，在所述模具棱边(125)的两侧分别布置有至少一个保持装置(140)。

7.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其包括布置在所述模具棱边(125)的区域中的至少一个测量装置(150)用于检测所述板材料流。

8.根据权利要求7所述的模具(100)，其特征在于，所述保持装置(140)布置在所述模具部分(120;110)中的一个中而所述测量装置(150)布置在另一模具部分(110;120)中。

9.根据权利要求7所述的模具(100)，其特征在于，所述测量装置(150)布置于在所述模具棱边(125)两侧布置的保持装置(140)之间。

10.根据权利要求8所述的模具(100)，其特征在于，所述测量装置(150)布置于在所述模具棱边(125)两侧布置的保持装置(140)之间。

11.根据权利要求1或2所述的模具(100)，其包括用于操控所述保持装置(140)的控制装置。

12.一种用于利用根据前述权利要求7至11中任一项所述的模具(100)制造具有至少一个构件棱边的板形件的方法，其特征在于，在成型过程期间借助于至少一个测量装置(150)来检测在至少一个模具棱边(125)的区域中可能的板材料流且由此来测定用于激活布置在所述模具棱边(125)旁边的至少一个保持装置(140)的必要的激活度。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述保持装置(140)的激活在调节回路中实现。