DD289724A5

DD289724A5 - Verfahren zur erhoehung des grenztiefziehverhaeltnisses

Info

Publication number: DD289724A5
Application number: DD33523889A
Authority: DD
Inventors: Thomas Hipp; Wilhelm Henning; Eberhard Thoss
Original assignee: Fz Fuer Umform- Und Plastverarbeitungstechnik,De
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1991-05-08
Also published as: DE4038864A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhoehung des Grenztiefziehverhaeltnisses von Blechwerkstoffen mit Variierung der Niederhalterkraft, insbesondere zur Herstellung von Formteilen, deren Flansch nach dem Tiefziehvorgang abgetrennt wird. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe dadurch geloest, dasz die Niederhalterkraft geringfuegig groeszer als die Summe der zu erwartenden Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch voreingestellt ist. Mit Beginn der Umformung wird die Niederhalterkraft verringert und mit dem Beginn des Entstehens von Falten erster Ordnung geringfuegig ueber die Summe der Kraftkomponenten, die aus den in der Augenblicksform vorherrschenden tangentialen Druckspannungen resultieren, erhoeht. Mit Beendigung des in Stempelbewegungsrichtung eingetretenen Faltenwachstums wird die Niederhalterkraft erneut verringert. Dieser Regelvorgang wiederholt sich waehrend des Tiefziehvorganges fortlaufend und mit hoher Dynamik pulsierend. Fig. 2{Grenztiefziehverhaeltnis; Regelung; Niederhalterkraft; Faltenbildung; tangentiale Druckspannungen; Flansch; Tiefziehvorgang; Regelvorgang}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Grenztiefziehverhältnisses von Blechwerkstoffen mit Variierung der Niederhalterkraft, insbesondere zur Herstellung von Formteilen, deren Flansch nach dem Tiefziehvorgang abgetrennt wird.

Charakteristik des bekannten Stsndes der Technik

Aus DD-PS 233036 ist bekannt, daß die Niederhalterkraft bei der Herstellung von in zwei Zügen tiefgezogenen Blechformteilen, vor allem bei Werkstoffen mit relativ großer Anisotropie, variiert wird.

Dabei wird die Niederhalterkraft von Beginn des zweiten Zuges an progressiv fortlaufend reduziert. Mit Eintritt des Ziehtsilrandes zwischen die Niederhalterflächen des Werkzeuges und damit der Bildung eines Ziehteilflansches durch die Niederhalterkraft wird eine Faltenbildung gerade noch unterdrückt. Danach wird die Niederhalterkraft beim weiteren Tiefziehen entsprechend der Verkleinerung der Flächen des Ziehteilflansches weiter verringert und vor dem Ende des zweiten Zuges völlig aufgehoben. Die Variation der Niaderhalterkraft erfolgt dabei durch die im Werkzeug angsbrachten Entlastungsbolzen und Entlastungsfedern. Von Nachteil dabei ist, daß die Variation der Niederhalterkraft starr nach einem festen, durch den mechanischen Werkzeugaufbau bedingten Algorithmus erfolgt und eine variable Regelung der Niederhalterkraft nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Materialökonomie bei Blechwerkstoffen, insbesondere mit geringerem Umformvermögen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt dieAufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erhöhung des Grenztiefziehverhältnisses von Blechwerkstoffen mit Variierung der Niederhalterkraft, insbesondere zur Herstellung von Formteilen, deren Flansch nach dem Tiefziehvorgang abgetrennt wird, zu schaffen, wobei die Niederhalterkraft in ständiger Abhängigkeit von einer Faltenbildung erster Ordnung beeinflußt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Niederhalterkraft geringfügig größer als die Summe der zu erwartenden Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, im Ziehteilflansch vorangestellt ist. Mit Beginn der Umformung wird die Niederhalterkraft verringert und mit dem Beginn des Entstehens von Falten erster Ordnung geringfügig über die Summe der Kraftkomponenten, die aus den in der Augenblicksform vorherrschenden tangentialen Druckspannungen resultieren, erhöht. Mit Beendigung des in Stempelbewegungsrichtung eingetretenen Faltenwachstums wird die Niederhaltelkraft erneut verringert. Dieser Regelvorgang wiederholt sich während des Tiefziehvorganges fortlaufend und mit hoher Dynamik pulsierend.

Die Erkennung von Faltenbildungen erfolgt beispielsweise durch Sensoren, welche eine Abctandsänderung zwischen Niederhalter und Tiefziehring erfassen. Eine elektronische Auswerteeinheit übernimmt die Auswertung der Signale und die Regelung der Niederhalterkraft entsprechend des Abstandes zwischen Niederhalter und Tiefziehring. Mit dieser erfinderischen Lösung ist es erstmals möglich, das Grenztiefziehverhältnis von Blechwerkstoffen, insbesondere mit weniger gutem Umformvermögen, durch eine stetige Regelung der Niederhalterkraft in Abhängigkeit der Faltenbildung erster Ordnung zu erhöhen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert

Es zeigen

Fig. 1: Schematische Darstellung eines Werkzeuges zum Tiefziehen mi» integrierten Lichtwellenleitern für eine

Abstandsmessung zur Regelung der Niederhalterkraft, Fig. 2: Darstellung der Summe der Kraftkomponente F₅, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen σ₀ und der Niederhalterkraft Fn in Abhängigkeit von der Zeit t (Pressenhub),

Fig. 3: Anordnung von getrennten Sende- und Empfangslichtwellenleitern im Auflichtbetrieb, Fig.4: Anordnung von getrennten Sende- und Empfangslichtwellenleitern im Durchlichtbetrieb.

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug zum Tiefziehen von napfförmigen Blechteilen besteht aus dem Tiefziehstempel 1, dem Tiefziehring 2, detn mit Lichtwellenleitern 4 bestückten Niederhalter 3 und dem optischen System 5. Außerhalb des Werkzeuges sind eine Strahlungsquelle 6, der optoelektronische Empfancswandler 7, der Kleincomputer 8, der Y-Koppler 10, der Hydraulikzylinder 11, der Druckstromerzeuger 12, der Ölbehälter 13 und das Proportionaldruckbegrenzungsventil 14 angeordnet.

In Fig.2 ist der Verlauf der Summe der Kraftkomponenten F_s, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen a_Ol im Ziehteilflansch und der Niederhalterkraft Fn in Abhängigkeit der Zeit t (Pressenhub) dargestellt.

Vor Beginn des Tiefziehprozesses ist die Niederhalterkraft F_n geringfügig größer als die Summe der zu erwartenden Kraftkomponenten F₅, die aus den tangentialen Druckspannungen O₀ im Ziehteilflansch resultieren, voreingestellt. Mit Beginn des Umformvorganges wird die Niederhalterkraft F_n stetig reduziert, bis es auf Grund der Beziehung Fn < F₅ zu Ansätzen einer Faltenbildung erster Ordnung kommt. Dieser Zustand wird über den vergrößerten Abstand a, zwischen Niederhalter 3 und Tiefziehring 2, mittels des im Tiefziehwerkzeug integrierten Lichtwellenleiters 4 erkannt. Vom Kleincomputer 8 wird ein Prozeßsteuersignal 9 zur Erhöhung der Niederhalterkraft F_n an das Hydraulikaggregat 11... 14 ausgegeben. Kommt es infolge der Erhöhung der Niederhalterkraft F_n zum Stillstand des Faltenwachstums, wird die Niederhalterkraft F_n stetig reduziert und bei erneutem Feststellen von Faltenwachstum wieder auf F_n > F$ erhöht.

Dieser Regelvorgang wiederholt sich während eines Tiefziehprozesses fortlaufend und mit hoher Dynamik pulsierend.

Die Erfassung des Abstandes a und somit die Erfassung von Faltenbildungen erfolgt im Ausführungsbeispiel durch den im Niederhalter 3 angeordneten Lichtwellenleiter 4 (Fig. 1). Die von der Strahlungsquelle 6, z. B. einer Infrarotemitterdiode, über den Y-Koppler 10 in den Lichtwellenleiter 4 eingekoppelte Strahlung wird vom Tiefziehring 2 entsprechend des Abstandes a diffus reflektiert, zu einem dem Abstand a entsprechenden definierten Anteil in den Lichtwellenleiter zurückgekoppelt und über den Y-Koppler einem optoelektronischen Empfangswandler 7 zugeführt. Das vom optoelektronischen Empfangswandler 7 erzeugte elektrische Signal wird im Kleincomputer 8 weiterverarbeitet.

Weitere Ancrdnungsmöglichkeiten von Lichtweifenleitern in Tiefziehwerkzeugen zur Erkennung einer Abstandsänderung zwischen Niederhalter 3 und Tiefziehring 2 sind in den Figuren 3 und 4 aufgezeigt.

An Stelle von Lichtwellenleiterri können auch andere, z. B. induktive oder kapazitive Sensoren, zur Abstandsmessung Anwendung finden.

Claims

Verfahren zur Erhöhung des Grenztiefziehverhältnisses von Blechwerkstoffer: mit Variierung der Nitjderhaltsrkraft, insbesondere zur Herstellung von Formteilen, deren Flansch nach dem Tiefziehvorgang abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Niederhalterkraft geringfügig größer als die Summe der zu erwartenden Kraftkomponenten, resultierend aus den tangentialen Druckspannungen, am Ziehteilflansch voreingestellf: ist,

- mit Beginn der Umformung die Niederhalterkraft verringert wird,

- mit dem Beginn des Entstehens von Falten erster Ordnung diese Niederhalterkraft geringfügig über die Summe der Kraftkomponenten, resultierend aus den in der Augenblicksform vorherrschenden tangentialen Druckspannungen, erhöht wird,

- anschließend mit Beendigung des in Stempelbewegungsrichtung eingetretenen Faltenwachstums die Niederhalterkraft erneut verringert wird,

- und sich dieser Regelvorgang während des Tiefziehvorganges fortlaufend mit hoher Dynamik pulsierend wiederholt.