DD252560A5

DD252560A5 - Verfahren und vorrichtung zum ziehen von metalltafeln geringer dehnung

Info

Publication number: DD252560A5
Application number: DD86296955A
Authority: DD
Inventors: Gabriel De Smet
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1987-12-23
Also published as: IE59211B1; IL80706A0; IE863174L; AU587694B2; MX161003A; NO166170B; KR870005710A; SU1727521A3; FR2590814B1; AU7111787A; PT83850B; EP0231677A1; DK159759B; DE3663116D1; DK582486D0; CZ279500B6; HUT43515A; DK159759C; GR3000065T3; PT83850A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Metalltafeln mit geringer Dehnung, insbesondere von Blechen, auf einer Presse mit zweifacher Wirkung und eine Ziehvorrichtung vom Typ einer Presse mit zweifacher Wirkung zur Anwendung bei der Formgebung von Blechen grosser Dimensionen mit geringer Dehnung. Die erfindungsgemaesse Loesung ist so ausgebildet, dass die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalltafeln zu schaffen, mit dem Ziehteile mittlerer Tiefe, aber grosser Oberflaeche erhalten werden, deren zentrale Bereiche praktisch wie Rotationsformen sind, jedoch komplexe, nicht entwickelbare Formen aufweisen und ohne Falten und Brueche in mehreren Arbeitsgaengen mit einem metallischen Stempel hergestellt werden, gestaltet ist, wenn der periphere Teil des zu formenden Bleches auf einem unteren Niederhalter (3), der den Trog fuer das Polster (5) aus elastischem Material bildet und dessen obere Flaeche (6) fuer den Halt des Bleches sich auf einem hoeheren Niveau befindet, als es das der Arbeitsflaeche (7) des elastischen Polsters (5) darstellt, angeordnet ist, das erste, aeussere Gleitstueck, dessen Koerper (8) einen kleineren Durchmesser als der untere Niederhalter (3) aufweist, an seiner Peripherie einen oberen Niederhalter (2) umfasst, der mit dem unteren Niederhalter (3) zusammenwirkt, aufgelegt wird, um das Blech zu spannen, wobei die Abwaertsbewegung des Aeusseren Gleitstueckes (1) zum elastischen Polster hin fortgesetzt wird, um die Bildung eines Randes (20) der Blechscheibe zu erreichen, und ein Fliessen der Masse des elastischen Polsters hervorgerufen wird, um den zentralen Teil des Bleches in der Weise zu deformieren, dass ihm eine Oberflaeche verliehen wird, die etwa die gleiche Form wie die des zu erhaltenden Fertigteiles besitzt und dass man dann das zentrale Gleitstueck (10) verschiebt, um die Eckenvolumen und den Mittelteil des Bleches durch das abschliessende Fliessen des Supportes auszuformen. Fig. 2

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ziehen von Metalltafeln mit geringer Dehnung, insbesondere von Tafeln aus einem Stahl mit hoher Elastizitätsgrenze sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, das Ziehen von Teilen großer Dimensionen auf mechanischen oder hydraulischen Pressen mit zweifacher Wirkung vorzunehmen. Diese Vorrichtungen umfassen im wesentlichen eine feste Matrize und zwei unabhängige Gleitstücke, ein zentrales Gleitstück, den sogenannten Tauchkolben, der einen Stempel trägt, und ein äußeres Gleitstück, das für die Arbeitsgänge des Niederhaltens vorgesehen ist, das heißt, das einem ausreichend Halt beim Ziehen unter dem Stempel gewährleistet. Die Bewegungen sind im allgemeinen folgende:

1. schnelles Absenken des Niederhalters, der einen konstanten Druck auf das Blech ausübt und auf diese Weise dessen Verschiebung verhindert;

2. schnelles Absenken des Stempels bis zum Kontakt mit dem Blech;

3. langsames Absenken des Stempels während der Phase des Formens, des eigentlichen Ziehens;

4. schnelles Wiederanheben des zentralen Gleitstückes, das den Niederhalter in seiner Aufwärtsbewegung mitnimmt.

Die Anwendung dieser bekannten Technik, die auf der Fähigkeit zur Dehnung extra-weicher Stähle beruht, findet jedoch schnell ihre Grenzen bei HLE-Stählen hinsichtlich ihres Dehnungs-Koeffizienten, der tatsächlich sehr viel, ungefähr zweimal, geringer ist. Die Verringerung der Dehnung ermöglicht es praktisch zwangsläufig, den Verbrauch von Metall in der peripheren Zone unter dem Niederhalter zu senken.

Beim Arbeitsgang des Ziehens erfordert diese Reduzierung der projektierten Oberfläche der Blechscheibe, um die Bildung von Brüchen zu vermeiden, einen viel höheren Druck des Niederhalters bei HLE-Stählen, als das bei extra-weichen Stählen der Fall ist.

Der erhöhte Druck begünstigt das Festfressen und verursacht einen schnellen Verschleiß des Niederhalters und der Bereiche, in die die Matrize eintritt. Die zweite Schwierigkeit, der beim Ziehen von HLE-Stählen begegnet wird, entsteht durch Faltungen des Bleches im zentralen Bereich des Ziehteiles bei der Einwirkung des Stempels.

Diese Bildung von Faltungen durch den Stempel ist um so größer, wenn das Blech dünn und seine Widerstandsfähigkeit hoch ist.

Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, hat die Anmelderin in ihrer FR-PS 8407678 ein Verfahren zum Ziehen auf einem elastischen Polster offenbart, das als Support in einer Presse mit zweifacher Wirkung angeordnet ist. Nach diesem Verfahren ist auf dem ersten äußeren Gleitstück mindestens ein aktiver Teil vorgesehen, dessen Form der überschüssigen Oberfläche in bezug auf das zu bildende Volumen entspricht, wobei dieser aktive Teil auf den peripheren Teil des Bleches einwirkt, das selbst mit seiner anderen Fläche in Kontakt mit dem elastischen Polster steht.

Diese Technik erlaubt es, tiefe Ziehungen mit praktisch konstanter Stärke durchzuführen. Sie ist dabei insbesondere bei extradünnen Blechen anwendbar. Sie ist kompliziert, denn sie erfordert die genaue Bestimmung der Formen, die der überschüssigen Oberfläche entsprechen, durch komplexe mathematische Methoden, und dann den harten Einsatz dieser Formen, um die aktiven Teile des ersten äußeren Gleitstückes zu bilden.

Dieses hochentwickelte Verfahren ist sehr schwer anzuwenden. Es betrifft insbesondere die extra-dünnen Stähle, besonders für das Tiefziehen.

Es ist außerdem eine Ziehtechnik durch Umwenden bekannt, die im wesentlichen bis heute beim Tiefziehen von Stählen mit großer Dehnung angewendet wird. Diese Technik besteht darin, die Blechscheibe in aufeinanderfolgenden Sch ritten ausgehend von ihrer Peripherie zu verformen, das heißt, vom Rand her beginnend. Sie ermöglicht sehr große Verformungen in dem Maße, daß bei jedem Schritt die Reduktionsparameter der Oberfläche unter dem Niederhalter in der Weise wirken, daß sie die Dicke des Bleches etwa konstant halten.

Diese Ziehtechnik erlaubt es jedoch nicht, komplexe Formen im zentralen Bereich des Ziehteiles zu erhalten. Sie beabsichtigt im wesentlichen, tiefe Ziehteile einfacher Form zu erhalten, die Dank und Anwendung schrittweiser peripherer Verformungen durch die entsprechende Bearbeitung des Randes erfolgen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalltafeln zur Anwendung zu bringen, mit dem es möglich ist, Bleche mit geringen Dehnungseigenschaften zu verformen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ziehen von Metalltafeln mit geringer Dehnung, insbesondere von Tafeln aus einem Stahl mit hoher Elastizitätsgrenze sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dem Ziehteile mittlerer Tiefe, aber großer Oberfläche erhalten werden, deren zentrale Bereiche praktisch wie Rotationsformen sind, jedoch komplexe, nicht entwickelbare Formen aufweisen und ohne Falten und Brüche in mehreren Arbeitsgängen mit einem metallischen Stempel hergestellt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der periphere Teil des zu formenden Bleches auf einem unteren Niederhalter angeordnet ist, der den Trog für das Polster aus elastischem Material bildet und dessen obere Fläche für den Halt des Bleches sich auf einem höheren Niveau befindet, als es das der Arbeitsfläche des elastischen Polsters darstellt, daß man das erste, äußere Gleitstück, dessen Körper einen kleineren Durchmesser als der untere Niederhalter aufweist und das an seiner Peripherie einen oberen Niederhalter umfaßt, der mit dem unteren Niederhalter zusammenwirkt, auflegt, um das Blech zu spannen, daß man die Abwärtsbewegung des äußeren Gleitstückes zum elastischen Polster hin fortsetzt, um die Bildung eines Randes der Blechscheibe zu erreichen, daß man das Fließen der Masse des elastischen Polsters hervorruft, um den zentralen Teil des Bleches in der Weise zu deformieren, daß man ihm eine Oberfläche verleiht, die etwa die gleiche Form wie die des zu erhaltenden Fertigteiles besitzt und daß man dann das zentrale Gleitstück verschiebt, um die Eckenvolumen und das Mittelteil des Bleches durch das abschließende Fließen des Supportes auszuformen.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß der periphere Teil des Bleches, der an den gezogenen Rand angrenzt, mit Hilfe von mindestens eines aktiven Teiles der von dem äußeren Gleitstück getragenen peripheren Matrize ausgebildet wird, um in einigen Bereichen des Fertigteiles die überschüssigen Flächen des Ausgangsbleches mit unveränderter Stärke in bezug auf das zu bildende Volumen, zu kompensieren.

Eine Ausgestaltungsform ist es, daß der mittlere Teil des Bleches mit Hilfe von mindestens einem aktiven Teil des von dem zentralen Gleitstück getragenen Matrizen-Bodens, um in einigen Bereichen des Fertigteiles die überschüssigen Flächen des Ausgangsbleches mit im wesentlichen unveränderter Stärke, in bezug auf das bei der gleichzeitigen Verschiebung des zentralen Gleitstückes zu bildende Volumen, zu kompensieren.

Nach einer Form der Ausübung ist es vorteilhaft, daß man das zentrale Gleitstück in einer ersten Stufe bis zu einer Position führt, in der es die Deformierung des mittleren Teiles des Bleches unter der Wirkung des Fließens des Support-Materials begrenzt. Es ist weiterhin im Sinne der Erfindung, daß das Material, aus dem das elastische Polster besteht, ein Elastomer mit geringer Shore-Härte ist, wobei vorteilhaft das Elastomer eine Shore-Härte von unter 30 besitzt.

Eine Ausführungsart ist es, daß nach dem Arbeitsgang der eigentlichen Formgebung eine Entspannung des Materials, aus dem das elastische Polster besteht, vorgenommen wird, wobei in Weiterführung der Erfindung die Masse des Materials, aus dem das elastische Polster besteht, gekühlt wird.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht vorteilhaft in der Ausformung eines peripheren Randes, der dazu bestimmt ist, das auszuziehende Metallvolumen zu reduzieren und demzufolge zu einer Verringerung des dem Stempel entsprechenden Druckes zu führen, das heißt, im Fall der Elastomer-Verformung auf dem elastischen Polster vorteilhaft zu einer Verringerung des Druckes, der in dem Polster herrscht.

In dem Verfahren der Erfindung spielt nämlich die Oberfläche des zentralen Gleitstückes in Kontakt mit dem Blech die Rolle des Matrizen-Bodens und das elastische Polster aus fließfähigem Material diejenige des Stempels, der das Blech in den Matrizen-Boden drückt, um die Eckenvolumen auszuformen. Die Beanspruchungen von Zug und Druck sind etwa gleich und das Risiko des Auftretens von Brüchen ist deutlich reduziert.

Für ein Ziehteil, das im mittleren Bereich scharfe, eckige Formen oder kleine Details aufweist, verwendet man daher ein äußeres Gleitstück, dessen Arbeitsfläche in Kontakt mit dem Blech, die die periphere Matrize bildet, aktive Teile in Kombination mit dem Arbeitsgang der Ausformung eines Randes umfaßt. Es ist festzustellen, daß diese aktiven Teile gemäß der vorteilhaftesten technischen Disposition für das betreffende Teil sowohl ein konvexes als auch ein konkaves Relief bilden. Es wurde dargestellt, daß diese aktiven Teile im peripheren Bereich des Bleches, der an den geformten Rand angrenzt und unter dem äußeren Gleitstück angeordnet ist, Formen festlegen, die in einigen Bereichen des Fertigteiles die überschüssigen Flächen des Ausgangsbleches mit etwa unveränderter Stärke in bezug auf das zu bildende Volumen kompensieren. Diese aktiven Teile können ebenfalls im Matrizen-Boden angeordnet werden, der durch das zentrale Gleitstück getragen wird, wenn sie den Zonen des Fertigteiles entsprechen, die dazu bestimmt sind, durch das spätere Ausstanzen entfernt zu werden.

Gemäß weiteren Vorteilen der Erfindung:

— wird das zentrale Gleitstück in einer ersten Stufe bis zu einer Position, in der es die Deformierung des mittleren Teiles des Bleches unter der Wirkung des Fließens des Support-Materials begrenzt, geführt;

— ist das Material, aus dem der Support besteht, ein Elastomer mit geringer Shore-Härte, beispielsweise von niedriger als 30 Shore 00;

— wird nach dem Arbeitsgang der eigentlichen Formgebung eine Entspannung des Materials vorgenommen, aus dem der Support besteht; ,

— kühlt man vorteilhaft die Masse des Support-Materials.

Die erfindungsgemäße Lösung weist ebenfalls eine Ziehvorrichtung auf, bei welcher der Support aus einem unteren peripheren Niederhalter, der den Trog für das Polster aus elastischem Material darstellt, gebildet wird und dessen obere Fläche sich für den Halt des Bleches auf einem höheren Niveau befindet, als das der Arbeitsfläche des elastischen Polsters, wobei das äußere Gleitstück einen Körper umfaßt, dessen Durchmesser kleiner ist als der des unteren Niederhalters, um in diesen zum Ausformen des Randes der Blechscheibe einzudringen, das Polster aus elastischem Material zu erreichen und somit dessen Fließen hervorzurufen, wobei der äußere Teil des äußeren Gleitstückes, der einen oberen peripheren Niederhalterträgt, mit dem unteren Niederhalter zusammenwirkt, um das Blech zu spannen, und wobei das zentrale Gleitstück einen Matrizen-Boden trägt.

Gemäß einer Variante umfaßt das äußere Gleitstück auf seiner unteren Fläche, die die periphere Matrize bildet, mindestens einen aktiven Teil mit konvexem oder konkavem Relief, dessen Form der überschüssigen Oberfläche des Bleches mit etwa konstanter Stärke, in bezug auf das zu bildende Volumen, entspricht.

Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Variante trägt das zentrale Gleitstück einen Matrizen-Boden, der mindestens einen aktiven Teil mit konkavem oder konvexem Relief umfaßt, dessen Form der überschüssigen Oberfläche des Bleches mit etwa konstanter Stärke, in bezug auf das zu bildende Volumen, entspricht.

Das elastische Support-Material ist vorzugsweise leicht fließfähig, es besteht beispielsweise aus einem Elastomer mit einer Shore-Härte von unterhalb 30.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß der Matrizen-Boden, getragen vom zentralen Gleitstück, aus einem leicht zu bearbeitenden oder leicht zu formenden Material hergestellt wird, wie einem plastischen Material, insbesondere einem Polyurethan, Polyepoxid, einem Polyester, einem Beton, einem Beton mit Harzzusatz oder einem zusammengesetzten Material, wobei diese Materialien gegebenenfalls mit Fasern, insbesondere Glasfasern, oder mit einem wiederstandsfähigen Holz, wie Buchsbaum, ausgerüstet sind.

Gemäß weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen:

— sind Organe vorgesehen, die in einer ersten Stufe aus der Masse des elastischen Polsters herausragen, und die in einer zweiten Stufe, nach dem Arbeitsgang der Formgebung, wieder eingezogen werden können, um eine Entspannung des genannten Materials zu bewirken;

— sind Mittel zur Kühlung in der Masse des Materials, aus dem der Support besteht, vorgesehen;

— sind Mittel zur Abtrennung des Fertigteiles von dem Support-Material vorgesehen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 bis 5: Die Ziehvorrichtung im Schnitt in den Stellungen der einzelnen Arbeitsgänge des Ziehens; Fig.6und7: Eine Ausführungsform der Vorrichtung im Schnitt in einer vorbereitenden Stufe.

Eine erste Variante ist in den Figuren 1 bis 5 dargestellt. Sie umfaßt die Vorrichtung in Fig. 1 in der Position vor der Formgebung.

Ein äußeres Gleitstück 1 trägt an seinem äußeren Teil einen oberen peripheren Niederhalter 2, der mit einem unteren peripheren Niederhalter 3 zusammenwirkt, der seinerseits den Support bildet, auf den man ein zu ziehendes Blech auflegt.

Der untere periphere Niederhalter 3 bildet einen Trog, in dem sich ein elastisches Polster 5 befindet, das die gesamte Oberfläche dieses Troges einnimmt. Die Oberfläche 6 zum Halt des Bleches befindet sich auf einem höheren Niveau als die obere Arbeitsfläche 7 des elastischen Polsters 5.

Das äußere Gleitstück 1 umfaßt einen Körper 8, dessen äußerer Durchmesser kleiner ist als der innere Durchmesser des unteren Niederhalters 3, so daß die untere Fläche 9 des äußeren Gleitstückes im Hinblick auf das Blech 4, bei Abwesenheit von diesem letzteren in den unteren Niederhalter 3 eindringen kann, um das Polster 5 aus elastischem Material zu erreichen und dessen Fließen hervorzurufen. Das zentrale Gleitstück 10 trägt einen Matrizen-Boden 11, wobei der periphere Teil der Matrize durch die untere Fläche 9 des äußeren Gleitstückes 1 gebildet wird.

Das äußere Gleitstück 1 und das zentrale Gleitstück 10 werden synchron in Aktion gesetzt und spielen durch ihre unteren Flächen 9; 11 die Rolle der Matrize, wobei das Polster 5 aus elastischem Material im Verlauf der Arbeitsweise die Rolle des Stempels übernimmt. Das Polster 5 aus elastischem Material wird aus einem Elastomer mit einer Shore-Härte von unter 30 gebildet, einer sehr wichtigen Eigenschaft, die für die schnelle Rückkehrzeit des Materials (vorzugsweise weniger als 1 Sekunde) in seine Ausgangsform verantwortlich ist. Dafür kann beispielsweise ein Material auf Silicon-Basis verwendet werden.

Der durch das zentrale Gleitstück 10 getragene Matrizen-Boden 11 wird aus einem leicht zu bearbeitenden oder leicht zu formenden Material hergestellt, wie einem plastischen Material, insbesondere einem Polyurethan, Polyepoxid, einem Polyester, einem Beton, einem Beton mit Harzzusatz oder einem zusammengesetzten Material, wobei diese Materialien gegebenenfalls mit Fasern, insbesondere Glasfasern, oder mit einem widerstandsfähigen Holz, wie Buchsbaum, ausgerüstet sind.

Einziehbare Organe 12, Streben oder aufblasbare Hohlkörper, ragen aus dem elastischen Polster 5 hervor und ihr zusätzliches Volumen stellt annähernd das Volumen der Ausdehnung des Elastomers nach der Formgebung dar.

Das Polster 5 umfaßt Leitungen 13, die den Kreislauf eines Kühlmittels, beispielsweise Druckluft, ermöglichen. Andere Leitungen' 14 können, insbesondere wenn die Druckluft verbraucht ist, zur Abtrennung des Fertigteiles dienen. Für die Kühlung der Masse, des Polsters 5 können ebenfalls versenkte Metalldrähte oder eine Füllung aus Metallpulver vorgesehen werden, die die Wärmeleitfähigkeit erhöhen.

Fig. 2 stellt eine Stufe der Ausformung des Randes 20 des Teiles dar, der in den ringförmigen Raum 21, eingerichtet an der Außenseite des Körpers 8 des äußeren Gleitstückes 1, wie in Fig. 1 gezeigt, eintreten kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Stufe wird das äußere Gleitstück 1 abgesenkt, welches die periphere Matrize 9 trägt. Diese tritt in Kontakt mit der Blechscheibe 4, deren periphererTeil allmählich zwischen dem oberen Niederhalter 2 und dem unteren Niederhalter 3 gespannt wird, um die Bildung von Bögen oder „Girlanden" zu vermeiden.

Im Verlauf ihrer Abwärtsbewegung bildet die periphere Matrize 9 einen Rand 20 bei der Blechscheibe aus und gleichzeitig drückt - sie durch Rückwirkung das Elastomer-Polster 5 zusammen. Dieses Polster 5 fließt unter Einwirkung der peripheren Kompression, wirkt so auf den zentralen Bereich des Bleches 4 und verursacht dessen Verformung.

Das Aufblähen des zentralen Bereiches des Bleches 4 wird durch den Matrizen-Boden 11 begrenzt, der am zentralen Gleitstück 10 befestigt ist, um unkontrollierte und unregelmäßige Deformationen zu vermeiden, die mit einer Anisotropie des Metalls oder mit Formen dissymmetrischer Teile einhergehen. Das Absenken des äußeren Gleitstückes 1, das die periphere Matrize 9 trägt, wird in der Weise begrenzt, daß die Deformation im zentralen Bereich des Bleches 4 eine etwa gleiche Oberfläche ergibt, wie sie das zu erhaltende Fertigteil aufweist. .

Fig.3 zeigt eine Stufe der endgültigen Gestaltung des Teiles. Das zentrale Gleitstück 10, das den Matrizen-Boden 11 trägt, senkt sich bis in seine untere Position und bewirkt die abschließende Formgebung des zentralen Teiles des Bleches 4, das im Verlauf der vorhergehenden Operationen vorgeformt wurde.

Die Belastungen der Kompression, die mit dem Abstützen des Matrizen-Bodens 11 auf dem Scheitelpunkt des Bleches 4 verbunden sind, übertragen sich durch die Wirkung des elastomeren Polsters 5, das auf die gegenüber dem Blech 4 liegende Fläche wirkt, unter Zugbeanspruchungen auf die ganze Oberfläche des Bleches 4, wobei sie durch die Anwesenheit des Matrizen-Bodens 11 nicht kompensiert werden, und veranlassen die lokale Ausbreitung dieses Bleches 4 in dem gesamten zur Verfügung stehenden Volumen.

Diese Beanspruchungen (Druck und/oder Zug) streben deshalb danach, sich aufzuheben, bis zum Wirkungsgrad in der Nähe des Elastomers. Sie ermöglichen daher die abschließende Herstellung des Teiles mit einem Minimum an Veränderungen in der Stärke.

Fig.4 stellt die Stufe der Entspannung des elastomeren Polsters 5 dar, durch Einziehen der Streben 12. Diese Operation hat zum Ziel, eine Deformation des Ziehteiles durch die Rückwirkung der Elastomer-Ausdehnung zu vermeiden. Fig. 5 zeigt die Stufe der Freisetzung des fertig geformten Teiles 21 durch gleichzeitiges Wiederanheben der zwei Gleitstücke 1; 10, die die Matrizen tragen. Um eine Aufheizung des elastomeren Polsters 5 zu begrenzen, insbesondere beim Betrieb in Serie, wird über die Leitungen 13 Druckluft im Kreislauf geführt. Die Kühlung des Elastomers 5 kann auch bei der vorhergehenden Stufe der Entspannung durchgeführt werden. (Fig.4). Außerdem wird die Druckluft durch die Leitungen 14 transportiert, um die Abtrennung des Teiles 21 zu ermöglichen.

Gemäß einer in Fig. 6 veranschaulichten Variante trägt das äußere Gleitstück 1 eine periphere Matrize 9, die in ihren Ecken eine geeignete Form in konvexem Relief aufweist, das heißt, einen Vorsprung 22 bildet, der vom Material mit der peripheren Matrize 9 kommt (diese Relief-Form 22 entspricht der überschüssigen Oberfläche in bezug auf das zu bildende Volumen des Teiles, das hergestellt werden soll). Seine aktive Oberfläche ist sorgfältig geglättet, um eine lokale Ausbreitung des Material-Überschusses bei der Ausformung zu gewährleisten, wobei diese aktive Oberfläche auch behandelt sein kann, um das Gleiten des Bleches zu erleichtern.

Gemäß einer weiteren Variante von Fig. 6 veranschaulicht Fig. 7, daß das äußere Gleitstück 1 eine periphere Matrize 9 trägt, in der aktive, konkave Teile angeordnet sind, das heißt, Vertiefungen 23, die die gleiche Rolle spielen wie die Teile 22 in Fig. 6, deren Anordnung so gewählt ist, daß gute Verhältnisse beim Ziehteil erreicht werden. Daher können die aktiven Teile 23 gegebenenfalls in den Bereichen des Ziehteiles angeordnet werden, die später durch Ausstanzen oder Beschneiden des Fertigteiles entfernt werden. Ebenfalls ist es möglich, aktive Teile 24 anzuordnen, die eine definierte funktionell Rolle unten im Matrizen-Boden 11 besitzen, der durch das zentrale Gleitstück 10 getragen wird, wenn diese aktiven Teile 24 in den zentralen Bereichen des Ziehteiles lokalisiert werden, die später durch Beschneiden im Fertigteil, oder wenn dieses letztere dem Teil des Bleches 4 entspricht, der im wesentlichen unter dem äußeren Gleitstück 10 liegt, entfernt werden.

Diese Variante ist spezieller für die Herstellung von komplexen Formen mit scharfen Ecken im zentralen Bereich des Ziehteiles vorgesehen.

Das Ziehen durch Umwenden, wie es beschrieben wurde, mit seiner Ausformung des Randes ermöglicht es, den für die Formung des Bleches notwendigen Druck zu reduzieren, indem der herkömmliche Arbeitsablauf des Stempels umgekehrt wurde. Der Druck, der nur zur Formgebung des Bleches über das Äquivalent der Bereiche des Matrizen-Eintritts dient, breitet sich nach dieser Inversion über die gesamte zentrale Oberfläche des Ziehteiles aus.

Der für die Verformung des Bleches erforderliche Druck ist sehr gering. Sein Wert liegt zwischen maximal 10 und 20 bar, d. h. 1 und 2 MPa.

Dieses niedrige Druck-Regime gestattet die Ausformung von großen Oberflächen und begründet eine neue Technik des Doppel-Effekt-Werkzeuges mit einer Elastomer-Matrize geringer Shore-Härte, die bei den existierenden Karosserie-Pressen angewendet werden kann.

Die erste Phase bei der Arbeitsweise des Ziehens besteht darin, die Ausformung der peripheren Ränder (Fig. 2) des Bleches 4 durch das äußere Gleitstück 1 vorzunehmen. Durch die erste Phase erfolgt gleichzeitig die Realisierung der gekrümmten Oberfläche der Verformung, die die Entspannung des Bleches 4 bewirkt und so die Bildung von Brüchen verhindert. Es ist wichtig festzustellen, daß diese Entspannung von mehreren Faktoren eingeschränkt wird:

1. durch das Volumen des veränderten Elastomers, was die gekrümmte Oberfläche des Bleches definiert,

2. durch die Nähe des Stempels, die eine unregelmäßige Deformation des Bleches verhindert und die Verformung bewirkt,

3. durch den peripheren Halt der Blechscheibe, die ausgerichtet ist, um die bi-axiale Ausdehnung des Bleches auf einen geringen Wert von 3 bis 5% zu begrenzen, wobei dieser Wert die Bildung von Brüchen verhindert.

Die Krümmung der Oberfläche wird hauptsächlich durch das multidirektionale Biegen des Bleches 4 erhalten, was bei der Operation der zweiten Ausformung und der letzten Phase des Zieh-Arbeitsganges, die dieses Biegen modifiziert, ein sehr großes Potential an zu erreichenden Formen gewährleistet.

Wenn auch die Beschreibung in bezug auf das Formen von Blechen erfolgte, das heißt, von im allgemeinen dünnen Metallplatten, so ist dennoch verständlich, daß das Verfahren keinesfalls auf diese Anwendung beschränkt ist, wie das in den

zwei ersten Zeilen der Beschreibung angezeigt wurde. Demzufolge kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung auch mit dünnen Platten aus insbesondere plastischem Material durchgeführt werden.

Aus den mit Hilfe des Verfahrens formbaren plastischen Materialien kann man als nicht einschränkend nennen:

— ein Polybuten, dessen Eigenschaften in der Arbeit „Matieres Plastiques" Chimie-applications de Jean BOST, S. 244-245 beschrieben wurden,

— ein Polyäthylen, ein chlorierter Polyäthylen, ein Polypropylen, ein PVC,

— ein chloriertes PVC, ein ABS-Harz (Acrylnitril, Butadien, Styren), ein Polycarbonat, Polyphenylenoxid, Polysulfon, Chlortrifluorethylen, Cellulose-acetat, Cellulose-acetat-butyrat, Polyacetal, Phenoxy, Nylon 6, Nylon 66. Die Eigenschaften dieser plastischen Materialien sind ausführlich in „Polymers Engineering and Science, März 1971, Vol. 11, Nr.2, S. 106 beschrieben. Unter plastischen Materialien muß man dabei ebenfalls zusammengesetzte und gegebenenfalls ausgerüstete Werkstoffe verstehen.

Daher muß man auch in der vorliegenden Beschreibung dem Ausdruck „Blech" im allgemeinen Sinne dünne Platten aus tafelförmigem Material zuordnen, ohne dabei die Bedeutung auf metallische Produkte einzuschränken. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls bei der Thermoverformung von tafelförmigen Werkstoffen angewendet werden. In diesem Fall können die Werkstoffe vorher auf eine Temperatur erwärmt werden, die das Material, aus dem das elastische Polster besteht, nicht gefährdet.

Claims

1. Verfahren zum Ziehen von Metalltafeln mit geringer Dehnung, insbesondere von Blechen, auf einer Presse mit zweifacher Wirkung, das ein Polster aus einem elastischen Material, entsprechend dem das zu formende Blech auf einem Support angeordnet wird, aufweist, wobei ein erstes,. äußeres Gleitstück auf dem peripheren Teil des Bleches und dann ein zweites,zentrales Gleitstück auf dem mittleren Teil des Bleches aufgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Teil des zu formenden Bleches auf einem unteren Niederhalter (3), der den Trog für das Polster (5) aus elastischem Material bildet und dessen obere Fläche (6) für den Halt des Bleches sich auf einem höheren Niveau befindet, als es das der Arbeitsfläche (7) des elastischen Polsters (5) darstellt, angeordnet wird und daß das erste, äußere Gleitstück, dessen Körper (8) einen kleineren Durchmesser als der untere Niederhalter (3) aufweist, an seiner Peripherie einen oberen Niederhalter (2) umfaßt, der mit dem unteren Niederhalter (3) zusammenwirkt, aufgelegt wird, um das Blech zu spannen, wobei die Abwärtsbewegung des äußeren Gleitstückes (1) zum elastischen Polster hin fortgesetzt wird, um die Bildung eines Randes (20) der Blechscheibe zu erreichen, und ein Fließen der Masse des elastischen Polsters hervorgerufen wird, um den zentralen Teil des Bleches in der Weise zu deformieren, daß ihm eine Oberfläche verliehen wird, die etwa die gleiche Form, wie die des zu erhaltenden Fertigteiles besitzt, wobei dann das zentrale Gleitstück (10) verschoben wird, um die Eckenvolumen und dem Mittelteil des Bleches durch das abschließende Fließen des Supportes auszuformen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Teil des Bleches (4), der an den gezogenen Rand (20) angrenzt, mit Hilfe mindestens eines aktiven Teiles der von dem äußeren Gleitstück (1) getragenen peripheren Matrize (9) ausgebildet wird, um in einigen Bereichen des Fertigteiles die überschüssigen Flächen des Ausgangsbleches mit unveränderter Stärke, in bezug auf das zu bildende Volumen, zu kompensieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Teil des Bleches (4) mit Hilfe von mindestens einem aktiven Teil (24) des von dem zentralen Gleitstück (10) getragenen Matrizen-Bodens (11) ausgebildet wird, um in einigen Bereichen des Fertigteiles die überschüssigen Flächen des Ausgangsbleches mit im wesentlichen unveränderter Stärke, in bezug auf das bei der gleichzeitigen Verschiebung des zentralen Gleitstückes (10) zu bildende Volumen, zu kompensieren.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Gleitstück (10) in einer ersten Stufe bis zu einer Position geführt wird, in der es die Deformierung des mittleren Teiles des Bleches unter der Wirkung des Fließens des Support-Materials begrenzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, aus dem das elastische Polster (5) besteht, ein Elastomer mit geringer Shore-Härte ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer eine Shore-Härte von unter 30 besitzt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Arbeitsgang der eigentlichen Formgebung eine Entspannung des Materials erfolgt, aus dem das elastische Polster (5) besteht.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Materials, aus dem das elastische Polster (5) besteht, gekühlt wird.

9. Vorrichtung zum Ziehen von Metalltafeln mit geringer Dehnung mit einem Support, auf den das zu formende Blech gelegt wird, einem ersten, äußeren Gleitstück, einem zweiten, zentralen Gleitstück und einem Polster aus einem elastischen Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Support aus einem unteren peripheren Niederhalter (3), der den Trog für das Polster (5) aus elastischem Material darstellt, gebildet ist und dessen obere Fläche (6) sich für den Halt des Bleches auf einem höheren Niveau befindet, als das der Arbeitsfläche (7) des elastischen Polsters (5), wobei das äußere Gleitstück (1) einen Körper (8) umfaßt, dessen Durchmesser kleiner ist als der des unteren Niederhalters (3), um in diesen zum Ausformen des Randes (20) der Blechscheibe einzudringen, das Polster aus elastischem Material zu erreichen und somit dessen Fließen hervorzurufen, wobei der äußere Teil des äußeren Gleitstückes (1), der einen oberen peripheren Niederhalter (2) trägt, mit dem unteren Niederhalter (3) zusammenwirkt, um das Blech zu spannen, wobei das zentrale Gleitstück (10) einen Matrizen-Boden (11) trägt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gleitstück (ί) auf seiner unteren Fläche, welche die periphere Matrize (9) bildet, mindestens einen aktiven Teil (22) mit

konvexem oder konkavem Relief aufweist, dessen Form der überschüssigen Oberfläche des Bleches mit etwa konstanter Stärke, in bezug auf das zu bildende Volumen, entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Gleitstück (10) einen Matrizen-Boden (11) trägt, der mindestens einen aktiven Teil (24) mit konkavem oder konvexem Relief aufweist, dessen Form der überschüssigen Oberfläche des Bleches mit etwa konstanter Stärke, in bezug auf das zu bildende Volumen, entspricht.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des elastischen Polsters (5) ein Elastomer mit einer Shore-Härte A von vorzugsweise unterhalb 30 ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß vom zentralen Gleitstück der Matrizen-Boden (11) getragene aus einem leicht zu bearbeitenden oder leicht zu formenden plastischen Material hergestellt wird, wie einem Polyurethan, Polyepoxid, einem Polyester, einem Beton, einem Beton mit Harzzusatz oder einem zusammengesetzten Material, wobei diese Materialien gegebenenfalls mit Fasern, insbesondere Glasfasern, oder mit einem widerstandsfähigen Holz, wie Buchsbaum, ausgerüstet sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Organen (12) versehen sind, die in einer ersten Stufe aus der Masse des elastischen Polsters (5) herausragen, und die in einer zweiten Stufe, nach dem Arbeitsgang der Formgebung, wieder eingezogen werden.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kühlung (13) in der Masse des Materials, aus dem das elastische Polster besteht, vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Abtrennung (14) des Fertigteiles von dem elastischen Polster (5) vorgesehen sind.